[發明專利]一種砷化鎵基激光二極管

有效

• 申請號: 201310064564.7
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103166110A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 童小春
• 申請（專利權）人: 溧陽市宏達電機有限公司
• 主分類號: H01S5/327
• 分類號: H01S5/327;H01S5/042
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明屬于半導體領域，具體來說涉及一種砷化鎵基激光二極管。

背景技術

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，自由激子結合能高達60meV。但是，ZnO走向光電器件應用的關鍵是實現穩定可靠且低阻的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，通常表現為n型。這些施主缺陷的存在能對摻入的受主雜質產生強烈的自補償效應，所以難以實現ZnO的P型摻雜。

目前，業內已有通過共摻雜的方式來得到p型氧化鋅薄膜的報道。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便會遠離導帶邊，從而增大了其電離能，減弱了ZnO的n型導電特性。但是由于ZnO中存在的本征淺施主缺陷的自補償作用，使得Sb很難被用來摻雜制備p型ZnO材料。

附圖說明

圖1是本發明提出的砷化鎵基激光二極管的結構示意圖；

發明內容：

本發明針對現有技術存在的問題，提出了一種采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的砷化鎵基激光二極管，該砷化鎵基激光二極管的結構為：

n型氧化鎳薄膜，其形成在砷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200-300nm，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200-300nm。

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

具體實施方式：

下面通過具體實施方式對本發明進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，本發明的采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的激光二極管的結構為：

在砷化鎵襯底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200-300nm；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200-300nm，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d₃₃大于18pC/N，其電阻率大于10¹⁰Ω·cm。

底電極1形成在砷化鎵襯底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。可以采用多種金屬材料來構成底電極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成所述底電極1和頂電極5，例如ITO。

實施例2

如圖1所示，本發明的采用鎂砷共摻雜p型氧化鋅薄膜的激光二極管的結構為：

在砷化鎵襯底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240nm；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240nm，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d₃₃大于18pC/N，其電阻率大于10¹⁰Ω·cm。

底電極1形成在砷化鎵襯底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。可以采用多種金屬材料來構成底電極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成所述底電極1和頂電極5，例如ITO。

以上實施方式已經對本發明進行了詳細的介紹，但上述實施方式并非為了限定本發明的范圍，本發明的保護范圍由所附的權利要求限定。