电子阻挡层Al组分对GaN基蓝光激光二极管光电性能的影响
电子阻挡层Al组分对GaN基蓝光激光二极管光电性能的影响
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DOI：
10.37188/cjl.20220016
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
许并社
中科院分区：
文献类型：
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作者：
杜小娟;刘晶;董海亮;贾志刚;张爱琴;梁建;许并社
采用SiLENSe(Simulator of light emitters based on nitride semiconductors)软件仿真研究了Al_x In_y Ga_(1- x- y) N电子阻挡层(EBL)Al组分渐变方式对GaN基激光二极管(LD)光电性能的影响,实现了提高输出功率和电光转换效率的目的。文中提出的四种Al组分渐变方式分别是传统均匀组分、右阶梯渐变组分(0 ~ 0.07 ~ 0.16)、三角形渐变组分(0 ~ 0.16 ~ 0)、左阶梯渐变组分(0.16 ~ 0.07 ~ 0)。结果表明,与传统均匀组分EBL结构相比,Al组分阶梯渐变Al_x In_y Ga_(1- x- y) N EBL LD导带底的电子势垒显著提高,价带顶的空穴势垒降低。这主要是由于该结构能有效抑制电子泄漏和提高空穴注入效率,从而提高有源区载流子浓度,进而提高有源区辐射复合效率。当注入电流为0.48 A时,采用Al组分阶梯渐变Al_x In_y Ga_(1- x- y) N EBL结构能将器件开启电压从5.1 V降至4.9 V,光学损耗从3.4 cm~(- 1)降至3.29 cm~(- 1),从而使光输出功率从335 mW提高至352 mW,电光转换效率从12.5%提高至13.4% 。此外,讨论了Al组分阶梯渐变EBL结构对GaN基蓝光LD光电性能的影响机制。该结构设计将为外延生长高功率GaN基LD提供实验数据和理论支撑。