[發(fā)明專利]一種氮化鎵基激光二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310064059.2
• 申請(qǐng)日: 2013-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN103166109A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童小春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溧陽市宏達(dá)電機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/327
• 分類號(hào): H01S5/327
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體來說涉及一種氮化鎵基激光二極管。

背景技術(shù)

氧化鋅（ZnO）是激光二極管中常用的薄膜材料。在室溫下，氧化鋅（ZnO）的禁帶寬度為3.37eV，自由激子結(jié)合能高達(dá)60meV。但是，ZnO走向光電器件應(yīng)用的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠且低阻的p型ZnO薄膜。ZnO由于存在諸多本征施主缺陷(如Zn_i，V_o等)和非故意摻雜的H等雜質(zhì)，通常表現(xiàn)為n型。這些施主缺陷的存在能對(duì)摻入的受主雜質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的自補(bǔ)償效應(yīng)，所以難以實(shí)現(xiàn)ZnO的P型摻雜。

目前，業(yè)內(nèi)已有通過共摻雜的方式來得到p型氧化鋅薄膜的報(bào)道。例如，在氧化鋅中摻入鎂和銻來形成Mg-Sb共摻雜p型ZnO薄膜，其中鎂(Mg)作為ZnO的摻雜劑可以有效地增大ZnO的禁帶寬度，于是ZnO中的本征淺施主能級(jí)便會(huì)遠(yuǎn)離導(dǎo)帶邊，從而增大了其電離能，減弱了ZnO的n型導(dǎo)電特性。但是由于ZnO中存在的本征淺施主缺陷的自補(bǔ)償作用，使得Sb很難被用來摻雜制備p型ZnO材料。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的氮化鎵基激光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的氮化鎵基激光二極管，該氮化鎵基激光二極管的結(jié)構(gòu)為：

n型氧化鎳薄膜，其形成在氮化鎵襯底的上表面上；鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜，其形成在所述n型氧化鎳薄膜的上表面上，以及底電極，其形成在所述n型氧化鎳薄膜下表面上，頂電極，其形成在所述鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的上表面上。

其中，所述鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的厚度為150-300nm，該鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜中Mg的摩爾百分含量是8-13％，砷的摩爾百分含量是0.5-1.5％；所述n型氧化鎳薄膜的厚度為200-400nm。

其中，在常溫下，鎂砷共摻雜的p型ZnO晶體薄膜的壓電常數(shù)d₃₃大于18pC/N，其電阻率大于10¹⁰Ω·cm。

具體實(shí)施方式：

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的激光二極管的結(jié)構(gòu)為：

在氮化鎵襯底2的上表面上具有n型氧化鎳薄膜3，該n型氧化鎳薄膜3的厚度為200-400nm；鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4，其形成在所述n型氧化鎳薄膜3的上表面上，其中，所述鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4的厚度為150-300nm，該鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4中Mg的摩爾百分含量是8-13％，砷的摩爾百分含量是0.5-1.5％；并且，在常溫下，鎂砷共摻雜的p型ZnO晶體薄膜4的壓電常數(shù)d₃₃大于18pC/N，其電阻率大于10¹⁰Ω·cm。

底電極1形成在氮化鎵襯底2的下表面上，頂電極5形成在鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4的上表面上?？梢圆捎枚喾N金屬材料來構(gòu)成底電極1和頂電極5的材料，例如金、銀或銅。也可以采用金屬化合物材料來構(gòu)成所述底電極1和頂電極5，例如ITO。

實(shí)施例2

如圖1所示，本發(fā)明的采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的激光二極管的結(jié)構(gòu)為：

在氮化鎵襯底2的上表面上具有n型氧化鎳薄膜3，該n型氧化鎳薄膜3的厚度為300nm；鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4，其形成在所述n型氧化鎳薄膜3的上表面上，其中，所述鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4的厚度為200nm，該鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4中Mg的摩爾百分含量是11％，砷的摩爾百分含量是0.8％；并且，在常溫下，鎂砷共摻雜的p型ZnO晶體薄膜4的壓電常數(shù)d₃₃大于18pC/N，其電阻率大于10¹⁰Ω·cm。

底電極1形成在氮化鎵襯底2的下表面上，頂電極5形成在鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜4的上表面上?？梢圆捎枚喾N金屬材料來構(gòu)成底電極1和頂電極5的材料，例如金、銀或銅。也可以采用金屬化合物材料來構(gòu)成所述底電極1和頂電極5，例如ITO。

以上實(shí)施方式已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，但上述實(shí)施方式并非為了限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求限定。