[發(fā)明專利]量子阱電致發(fā)光裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210442265.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103812005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿振民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫華御信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/343
• 分類號(hào): H01S5/343
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 溫子云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種量子阱電致發(fā)光裝置，尤其是一種量子阱半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

量子阱是由帶隙寬度不同的兩種薄層材料交替生長(zhǎng)在一起，而且窄帶隙薄層被包夾在寬帶隙材料中間的一種微結(jié)構(gòu)。其中，窄帶隙勢(shì)阱層的厚度小于電子的德布羅意(de?Broglie)波長(zhǎng)，電子的能級(jí)變成分立的量子化能級(jí)，該微結(jié)構(gòu)為量子阱。量子阱的基本特征是，由于量子阱寬度(只有當(dāng)阱寬尺度足夠小時(shí)才能形成量子阱)的限制，導(dǎo)致載流子波函數(shù)在一維方向上的局域化，量子阱中因?yàn)橛性磳拥暮穸葍H在電子平均自由程內(nèi)，阱壁具有很強(qiáng)的限制作用，使得載流子只在與阱壁平行的平面內(nèi)具有二維自由度，在垂直方向，使得導(dǎo)帶和價(jià)帶分裂成子帶。

量子阱電致發(fā)光裝置是有源區(qū)具有量子阱結(jié)構(gòu)的一種發(fā)光器件，屬于常見(jiàn)的發(fā)光元件，尤其是量子阱激光器廣泛應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、醫(yī)療檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域。但是現(xiàn)有的量子阱發(fā)光裝置存在散熱效率較低，光輸出不穩(wěn)定，發(fā)光效率較低等缺陷與不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷與不足，提供一種新型的量子阱電子發(fā)光裝置，特別是一種量子阱激光器。提供的技術(shù)方案如下：

量子阱電致發(fā)光裝置，包括半導(dǎo)體本體(1)，該半導(dǎo)體本體具有

-表面發(fā)射性的包括垂直發(fā)射極層(3)，

設(shè)置用于光學(xué)抽運(yùn)所述垂直發(fā)射極層(3)的抽運(yùn)源(4)，

所述抽運(yùn)源（4）具有抽運(yùn)層（5）；

在所述抽運(yùn)層（5）和發(fā)射極層（3）之間具有防護(hù)層（19）

所述抽運(yùn)層（5）與垂直發(fā)射極層（3）之間在垂直方向上的距離為所述防護(hù)層(19)的厚度的2-3倍；在防護(hù)層和發(fā)射極層之間具有波導(dǎo)層，所述波導(dǎo)層14包含鋁-鎵-砷化物，其中鋁濃度大約為2-4％。

所述防護(hù)層（19）的層厚度大約為1.5微米。

所述防護(hù)層（19）鋁濃度大約為20％。

進(jìn)一步包括不含摻雜材料的布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)(7)。

其中，所述布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)(7)布置在所述垂直發(fā)射極層(3)的背向所述抽運(yùn)源(4)的一面上。

所述量子阱電致發(fā)光裝置包括至少一個(gè)反射鏡(34)，該反射鏡(34)與所述布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)(7)一起形成用于在所述垂直發(fā)射極層(3)中產(chǎn)生的電磁輻射(31)的激光諧振腔。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的量子阱電致發(fā)光裝置的示意剖面圖，

具體實(shí)施方式

所述量子阱電致發(fā)光裝置包括半導(dǎo)體本體1。該半導(dǎo)體本體1則包括生長(zhǎng)基質(zhì)8。所述生長(zhǎng)基質(zhì)8比如是n-摻雜的GaAs(砷化鎵)-基質(zhì)。該生長(zhǎng)基質(zhì)8優(yōu)選減薄。也就是說(shuō)，所述生長(zhǎng)基質(zhì)8的厚度優(yōu)選在結(jié)束外延生長(zhǎng)之后減小。在此也可以將所述生長(zhǎng)基質(zhì)8完全去除。

優(yōu)選所述生長(zhǎng)基質(zhì)8的厚度處于100到200微米之間。

在所述量子阱電致發(fā)光裝置的結(jié)合圖1所說(shuō)明的實(shí)施例中，在所述生長(zhǎng)基質(zhì)8中加入開(kāi)口25。所述開(kāi)口25比如可以通過(guò)蝕刻來(lái)產(chǎn)生。在所述開(kāi)口25中，露出所述半導(dǎo)體本體1的輻射穿透表面26。在所述開(kāi)口25的區(qū)域中優(yōu)選完全去除所述生長(zhǎng)基質(zhì)8。

抽運(yùn)源4以及垂直發(fā)射極區(qū)域2跟隨在所述生長(zhǎng)基質(zhì)8的后面。抽運(yùn)源4和垂直發(fā)射極區(qū)域2先后外延沉積到所述生長(zhǎng)基質(zhì)8上并且由此共同整體地集成到所述半導(dǎo)體本體1中。

所述垂直發(fā)射極區(qū)域2包括第一反射鏡7。所述第一反射鏡7優(yōu)選是一種布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)。作為替代方案，所述第一反射鏡7也可以構(gòu)造為金屬反射鏡或者電介質(zhì)的反射鏡或者構(gòu)造為所列出的三種反射鏡類型中的至少兩種的組合。特別優(yōu)選所述第一反射鏡7是一種不含摻雜材料的布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)。相對(duì)于摻雜的反射鏡，在不含摻雜材料的布拉格-反射鏡結(jié)構(gòu)中，有利地減少了來(lái)自所述垂直發(fā)射極區(qū)域2的垂直發(fā)射極層3的自由載流子的吸收。

所述第一反射鏡7優(yōu)選形成用于在所述垂直發(fā)射極層3中產(chǎn)生的電磁輻射的諧振腔反射鏡。