CN103166110B - 一种砷化镓基激光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为：n型氧化镍薄膜，其形成在砷化镓衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上。

Description

一种砷化镓基激光二极管
技术领域
本发明属于半导体领域，具体来说涉及一种砷化镓基激光二极管。
背景技术
氧化锌（ZnO）是激光二极管中常用的薄膜材料。在室温下，氧化锌（ZnO）的禁带宽度为3.37eV，自由激子结合能高达60meV。但是，ZnO走向光电器件应用的关键是实现稳定可靠且低阻的p型ZnO薄膜。ZnO由于存在诸多本征施主缺陷(如Zni，Vo等)和非故意掺杂的H等杂质，通常表现为n型。这些施主缺陷的存在能对掺入的受主杂质产生强烈的自补偿效应，所以难以实现ZnO的P型掺杂。
目前，业内已有通过共掺杂的方式来得到p型氧化锌薄膜的报道。例如，在氧化锌中掺入镁和锑来形成Mg-Sb共掺杂p型ZnO薄膜，其中镁(Mg)作为ZnO的掺杂剂可以有效地增大ZnO的禁带宽度，于是ZnO中的本征浅施主能级便会远离导带边，从而增大了其电离能，减弱了ZnO的n型导电特性。但是由于ZnO中存在的本征浅施主缺陷的自补偿作用，使得Sb很难被用来掺杂制备p型ZnO材料。
附图说明
图1是本发明提出的砷化镓基激光二极管的结构示意图；
发明内容：
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的砷化镓基激光二极管，该砷化镓基激光二极管的结构为：
n型氧化镍薄膜，其形成在砷化镓衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上。
其中，所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的厚度为200-300nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜中Mg的摩尔百分含量是8-13％，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5％；所述n型氧化镍薄膜的厚度为200-300nm。
其中，在常温下，镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于1010Ω·cm。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明的采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管的结构为：
在砷化镓衬底2的上表面上具有n型氧化镍薄膜3，该n型氧化镍薄膜3的厚度为200-300nm；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4，其形成在所述n型氧化镍薄膜3的上表面上，其中，所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的厚度为200-300nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4中Mg的摩尔百分含量是8-13％，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5％；并且，在常温下，镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜4的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于1010Ω·cm。
底电极1形成在砷化镓衬底2的下表面上，顶电极5形成在镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的上表面上。可以采用多种金属材料来构成底电极1和顶电极5的材料，例如金、银或铜。也可以采用金属化合物材料来构成所述底电极1和顶电极5，例如ITO。
实施例2
如图1所示，本发明的采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管的结构为：
在砷化镓衬底2的上表面上具有n型氧化镍薄膜3，该n型氧化镍薄膜3的厚度为240nm；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4，其形成在所述n型氧化镍薄膜3的上表面上，其中，所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的厚度为240nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4中Mg的摩尔百分含量是11％，砷的摩尔百分含量是0.8％；并且，在常温下，镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜4的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于1010Ω·cm。
底电极1形成在砷化镓衬底2的下表面上，顶电极5形成在镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的上表面上。可以采用多种金属材料来构成底电极1和顶电极5的材料，例如金、银或铜。也可以采用金属化合物材料来构成所述底电极1和顶电极5，例如ITO。
以上实施方式已经对本发明进行了详细的介绍，但上述实施方式并非为了限定本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (2)

1.一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为：
n型氧化镍薄膜，其形成在砷化镓衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上；
其中，所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的厚度为200-300nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜中Mg的摩尔百分含量是8-13％，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5％；所述n型氧化镍薄膜的厚度为200-300nm；
其中，在常温下，镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于1010Ω·cm。
2.如权利要求1所述的激光二极管，其特征在于：
采用金、银、铜或者ITO来构成底电极和顶电极。
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