激光器芯片中的漏電流

漏電流，聽名字就知道是個比較負(fù)能量的一個東西。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，二極管在反向截止的時候，并不是完全理想的截止。在承受反壓的時候，會有些微小的電流從陰極漏到陽極。

這個電流通常很小，而且反壓越高，漏電流越大，溫度越高，漏電流越大。大的漏電流會帶來較大的損耗，特別在高壓應(yīng)用場合。

產(chǎn)生的原因:從半導(dǎo)體材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，是外加反向電壓在PN結(jié)勢壘區(qū)所產(chǎn)生的反向電場E大于勢壘區(qū)擴(kuò)散電荷形成的電場E。

導(dǎo)致了通過PN結(jié)的反向漏電電流。勢壘區(qū)的薄厚，以及所加反向電壓的大小共同決定了漏電電流的大小。

在激光器芯片中，激光器也是二極管的一種，對其兩端施加正向偏壓時，電子從N流向有源區(qū)，但是也有一部分電子會有足夠的能量從有源區(qū)溢出并流向P區(qū)，這些流到P的電流，就叫漏電流。

漏電流可分為兩個部分，一部分如上說的，另一部分是擁有足夠的熱能從而超過電位勢壘。

另一部分是由于P能內(nèi)部本身有少量電子滲透或漂移到P接觸區(qū)域，形成漏電流。

漏電流對發(fā)光沒有貢獻(xiàn)，只會使得器件內(nèi)部量子效率減少。同時對溫度十分敏感，漏電流會隨著溫度上升迅速增加。

同樣對于短波長激光器比長波長的激光器更容易漏電。例如短波長的磷化鋁鎵銦。

如上圖，波長690nm的磷化鋁鎵銦芯片導(dǎo)電帶能隙差400meV，但是波長650nm的磷化鋁鎵銦相差只有320meV，電子更容易溢出。

減少短波長磷化鋁鎵銦漏電的幾個方法：

1）提高P包覆層的摻雜濃度。增加導(dǎo)電能隙差值，增加電子越過電位的難度。

2）增加量子阱的個數(shù)，使得可容納載子變多而減少電流溢出；隨著量子阱的增加，必須要注入更多的電流產(chǎn)生laser，因而臨界電流也會增加。

審核編輯：劉清