一種p型襯底激光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種p型襯底激光二極管，包括p-GaN襯底，其中，p-GaN襯底下具有p電極；在p-GaN襯底上依次具有p型界面層、發(fā)光層、n型界面層、n型注入層、n電極。
【專利說(shuō)明】一種P型襯底激光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種P型襯底激光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅(ZnO)是一種新型的I1-VI族直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料。氧化鋅(ZnO)無(wú)論在晶格結(jié)構(gòu)、晶胞參數(shù)還是在禁帶寬度上都與GaN相似，且具有比GaN更高的熔點(diǎn)和更大的激子束縛能，又具有較低的光致發(fā)光和受激輻射的閾值以及良好的機(jī)電耦合特性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。在室溫下，氧化鋅(ZnO)的禁帶寬度為3.37eV,自由激子結(jié)合能高達(dá)60meV,遠(yuǎn)大于GaN，因此更容易在室溫或更高溫度下實(shí)現(xiàn)激子增益。但是，作為襯底的GaN中一般都會(huì)包括各種缺陷，例如位錯(cuò)、間隙或空位等，缺陷會(huì)引起晶體應(yīng)變，應(yīng)變會(huì)造成襯底上外延層的品質(zhì)及性能降低，導(dǎo)致激光二極管的壽命縮短。減少了半導(dǎo)體襯底材料生長(zhǎng)過(guò)程中形成的缺陷密度已成為本領(lǐng)域急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種激光二極管，其可以明顯的減小激光二極管襯底中的晶體缺陷密度，提高激光二極管的性能和壽命。
[0004]本發(fā)明的激光二極管包括P-GaN襯底，其中，p-GaN襯底下具有P電極；在p_GaN襯底上依次具有P型界面層、發(fā)光層、η型界面層、η型注入層、η電極；
[0005]其中，P型界面層是 P-AlxInyGa1IyP,其中 0<x<l,0<y；^l 并且 x+y ( I ；
[0006]其中，發(fā)光層是超晶格結(jié)構(gòu)的多量子阱層，該多量子阱層的材料為ZnCVZrvaMgaO/ZnhbAsbO,其中 O < a < 0.2、0 < b ^ 0.3 ；
[0007]其中，η型界面層為 n_AlxInyGah_yN,其中 0<x< 1,0 < y ^ I 并且 x+y ( I ；
[0008]其中，η型注入層為η型NiO注入層；
[0009]其中，P電極為 Au、Pt、Pt/N1、Au/Ni 或 ITO (氧化銦錫)。η 電極為 In、Al、Ga、Ag或 ITOo
[0010]本發(fā)明的激光二極管的有益效果為:
[0011]1.采用P-AlxInyGa1TyP的p型界面層以及I1-AlxInyGa1TyN的η型界面層,可以有效降低半導(dǎo)體襯底材料生長(zhǎng)過(guò)程中形成的缺陷密度；
[0012]2.采用多量子阱層ZnO/ZrihMgW/ZrVbASbO作為發(fā)光層，能夠大大提高了載流子的復(fù)合幾率，提高激光二極管的發(fā)光效率；
[0013]3.采用η型NiO作為電子注入層形成異質(zhì)結(jié)注入，這種異質(zhì)結(jié)具有超注入的優(yōu)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提聞發(fā)光效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明激光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]參見圖1，本發(fā)明的激光二極管包括p-GaN襯底2，其中，p-GaN襯底2下具有P電極1;在p-GaN襯底2上依次具有P型界面層3、發(fā)光層4、n型界面層5、n型注入層6、n電極7 ;
[0016]其中,P型界面層 3 是 p-AlJriyGah-yP,其中 0<x；≤l,0<y；≤l 并且 x+y A≤ I,作為優(yōu)選地，其中O < X≤0.45，0 < y≤0.55 ;
[0017]其中，發(fā)光層4是超晶格結(jié)構(gòu)的多量子阱層，該多量子阱層的材料為ZnO/ZrvaMgaOZZrvbAsbO,其中 O < a≤ 0.2、0<b<0.3 ;作為優(yōu)選地，O < a ≤ 0.U0<b≤0.15 ；為了進(jìn)一步提高載流子的復(fù)合幾率，進(jìn)而提高激光二極管的發(fā)光效率，發(fā)光層4可由多個(gè)周期的ZncVZrvaMgaCVZrvbAsbO構(gòu)成。該發(fā)光層的結(jié)構(gòu)具體為:ZnO層依次上具有ZrvaMgaO層和ZrvbAsbO層，這三層形成如三明治的結(jié)構(gòu)，每三層作為一個(gè)周期，在本發(fā)明中，共形成5-15個(gè)周期，優(yōu)選地形成8-10個(gè)周期。
[0018]其中,η型界面層 5 為 n-Alx InyGa1IyN,其中 0<x<l,0<yi≤l 并且 x+y ≤ I,作為優(yōu)選地，O < X ≤ 0.45,0 < y ≤ 0.55
[0019]其中，η型注入層6為η型NiO注入層；
[0020]其中，P電極 1為 Au、Pt、Pt/N1、Au/N1或 ITO ≤氧化銦錫);n 電極 7 為 In、Al、Ga、Ag 或 ΙΤ0。
[0021]至此已對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的說(shuō)明，但前文的描述的實(shí)施例僅僅只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其并非用于限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神的前提下，可對(duì)本發(fā)明做任何的修改，而本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種P型襯底激光二極管，其特征在于:包括P-GaN襯底，其中，P-GaN襯底下具有P電極；在P-GaN襯底上依次具有P型界面層、發(fā)光層、η型界面層、η型注入層、η電極。
2.如權(quán)利要求1所述的激光二極管，其特征在于: 其中，P 型界面層是 P-AlxInyGa1IyP,其中 0<x<l,0<y；^l 并且 x+y ( I ； 其中，發(fā)光層是超晶格結(jié)構(gòu)的多量子阱層，該多量子阱層的材料為ZnCVZrvaMgaO/ZnhbAsbO,其中 O < a < 0.2、0 < b ^ 0.3 ； 其中，η 型界面層為 I1-AlxInyGa1IyN,其中 0<x<l,0<y；^l 并且 x+y ( I ； 其中，η型注入層為η型NiO注入層； 其中，P電極為Au、Pt、Pt/N1、Au/Ni或ITO (氧化銦錫);n電極為In、Al、Ga、Ag或ITO0
3.如權(quán)利要求2所述的激光二極管，其特征在于:
優(yōu)選地,0 < X ≤ 0.45，0 < y ≤ 0.55 ;0 < a ≤ 0.1、0 < b≤ 0.15。
【文檔編號(hào)】H01S5/34GK103594925SQ201310500038
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】叢國(guó)芳 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)市東大技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司