[發(fā)明專利]中紅外共振腔發(fā)光二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680038382.0
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101288184A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奧德里·納爾遜
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 封新琴

1、一種能夠發(fā)射具有峰狀輪廓并具有中心波長(λ)的輻射的共振腔發(fā)光二極管(RCLED)裝置，該裝置包括：

第一有源區(qū)域，呈平面形狀并帶有頂側(cè)和底側(cè)，以及具有設(shè)置在該第一有源區(qū)域內(nèi)的一個或者多個量子阱，其中該一個或者多個量子阱構(gòu)造成提供能量以激發(fā)該RCLED的輻射輸出，并且位于該RCLED的共振波的反節(jié)點位置附近；

第一腔，相鄰于該第一有源區(qū)域的該頂側(cè)，其中該第一腔具有一厚度使得該第一腔從該第一有源區(qū)域的中間延伸第一距離；和

第二腔，相鄰于該第一有源區(qū)域的該底側(cè)；

其中該第一有源區(qū)域、該第一腔和該第二腔構(gòu)造成使得該RCLED產(chǎn)生具有在紅外區(qū)域中的中心波長的電磁輻射，并且其中該第一有源區(qū)域、該第一腔和該第二腔的總厚度約為或者小于2λ。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第一有源區(qū)域包含一至五個量子阱。

3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該第一有源區(qū)域包含三個量子阱。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該量子阱由交替的InAs和InAsSb層組成。

5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中每個量子阱具有InAs_(1-x)Sb_x成分，其中x約為11％。

6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中每個量子阱具有InAs_(1-x)Sb_x成分，其中x約為13％。

7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該第一腔和該第二腔至少之一的厚度約為0.5λ。

8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該第一有源區(qū)域、該第一腔和該第二腔的總厚度約為0.5λ。

9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第二腔包括隧穿二極管和電子限制勢壘的至少之一。

10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括相鄰于該第二腔的底部的第二反射器，該第二反射器包括四分之一波長分布布拉格反射器(DBR)堆疊。

11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中該第二反射器包括8.5至17個DBR對。

12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中該第二反射器包括11至13個DBR對。

13、根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中該第二反射器包括主要分別由InAs和GaSb組成的交替區(qū)域。

14、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該RCLED構(gòu)造成在空氣中發(fā)射具有約4.26微米的中心波長的紅外輻射。

15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第一反射器構(gòu)造成允許足量的輻射穿過該第一反射器。

16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該RCLED的中心波長和品質(zhì)因子大致上最優(yōu)化來用于探測大氣中的二氧化碳。

17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中該RCLED的該品質(zhì)因子大致上最優(yōu)化來用于探測具有100ppm至1000ppm范圍內(nèi)的二氧化碳濃度的大氣中的二氧化碳。

18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中該RCLED的品質(zhì)因子大致上最優(yōu)化來用于探測具有250ppm至400ppm范圍內(nèi)的二氧化碳濃度的大氣中的二氧化碳。

19、根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中該RCLED的品質(zhì)因子大致上最優(yōu)化為用來探測在4.26微米區(qū)域中的兩個二氧化碳吸收凹槽中的一個。

20、一種能夠發(fā)射具有峰狀輪廓并具有中心波長(λ)的輻射的共振腔發(fā)光二極管(RCLED)裝置，該裝置包括：

第一有源區(qū)域，具有設(shè)置在其內(nèi)的一個或者多個量子阱，其中用于該第一腔的主材料是InAs；

第一腔和第二腔，連接到該第一有源區(qū)域；和

第一反射器和第二反射器，分別連接到該第一腔和第二腔。

21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中在該RCLED內(nèi)輻射的主共振通道約為或者小于1.5λ。

22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中在該RCLED內(nèi)輻射的主共振通道約為1.0λ。