[發明專利]一種改善SiC光導器件量子效率的器件結構

在審

• 申請號: 202110799089.2
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113391470A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陳謙;易木俁;王朗寧;荀濤;張軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發明涉及光導器件領域，特別是一種改善SiC光導器件量子效率的器件結構，包括SiC襯底，所述SiC襯底上下表面設有透明電極，兩個所述透明電極外表面設有DBR反射層；所述DBR反射層包括若干高折射率層和若干低折射率層，若干所述高折射率層、若干所述低折射率層交錯設置，所述DBR反射層最上層和最下層為高折射率層。本發明能夠增強光導器件對外界光激發的響應能力。

技術領域

本發明涉及光導器件領域，特別是一種改善SiC光導器件量子效率的器件結構。

背景技術

光導器件在大功率領域和超快電子技術等領域的應用引起了人們極大的興趣，未來前景可期。碳化硅(SiC)更是由于其高臨界電場、高電子飽和速度、高熱導率和熱穩定性等優點成為很有前途的光導器件材料。但目前阻礙SiC光導器件實際應用最大的難點，是其極低的量子效率，導致需要較大的激光功率才能激發光導器件產生足夠的載流子和足夠的輸出，而高功率激光器需要額外的體積和更大的配套電源設施，使得光導器件的應用系統過于復雜和昂貴。因此，通過合適的工藝或封裝結構，有效改善光導器件的量子效率，能顯著降低對相應光源和配套系統的需求，有利于推動光導器件的實際應用。

光導器件的量子效率主要分為光吸收率和光激發率兩部分，光吸收率決定了器件對外界激光能量的有效吸收能力，而光激發率則決定了吸收的光能量對器件內部載流子的有效激活能力。通過器件結構的設計，增強入射光在光導器件內部的光程，是一種有效提高光導器件光吸收率的方式。

發明內容

本發明的目的是提供一種改善SiC光導器件量子效率的器件結構，以解決上述問題，實現增強光導器件對外界光激發的響應能力的目的。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種改善SiC光導器件量子效率的器件結構，包括SiC襯底，所述SiC襯底上下表面設有透明電極，兩個所述透明電極外表面設有DBR反射層；

所述DBR反射層包括若干高折射率層和若干低折射率層，若干所述高折射率層、若干所述低折射率層交錯設置，所述DBR反射層最上層和最下層為高折射率層。

優選的，所述SiC襯底為摻雜釩的4H-SiC材料，所述釩的摻雜濃度為10^¹⁶～10^¹⁷cm^-3，所述SiC襯底厚度為800～1500μm。

優選的，所述透明電極為摻鋁的氧化鋅材料或摻鎵的氧化鋅材料，所述透明電極通過磁控濺射方法高溫沉積在所述SiC襯底上下表面，所述透明電極厚度為300～700nm，所述透明電極生長溫度為350～500℃。

優選的，所述高折射率層為二氧化鈦、氧化鋁、氮化鋁中的一種，所述高折射率層厚度為30-80nm。

優選的，所述低折射率層為二氧化硅、氮化硅中的一種，所述低折射率層厚度為80-150nm。

優選的，若干所述高折射率層和若干所述低折射率層總層數為10-30層，若干所述高折射率層和若干所述低折射率層總厚度為0.5-3.6μm。

本發明具有如下技術效果：

本發明通過在改變SiC光導器件結構，實現側向入射的激光，進入SiC襯底中，在上下兩個DBR反射層之間多次反射，提高光導器件的有效光吸收的比率，增強光導器件對外界光激發的響應能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明光導器件結構的示意圖；

圖2為本發明DBR反射層的結構示意圖；