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

摘要：

采用SiLENSe(Simulator of light emitters based on nitride semiconductors)软件仿真研究了Alx Iny Ga1-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Alx Iny Ga1-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AlxInyGa1-x-yN 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.

关键词：GaN基蓝光激光二极管、电子阻挡层、Al组分、光电性能

所属期刊栏目：43

分类号：TN248.4(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;山西省基础研究项目

在线出版日期：2022-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：773-785