CN103515494B - 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构 - Google Patents

能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构 Download PDF

Info

Publication number
CN103515494B
CN103515494B CN201310507954.7A CN201310507954A CN103515494B CN 103515494 B CN103515494 B CN 103515494B CN 201310507954 A CN201310507954 A CN 201310507954A CN 103515494 B CN103515494 B CN 103515494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
light emitting
super
emitting diode
electrode layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310507954.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103515494A (zh
Inventor
唐祖荣
周勇
杨晓波
罗洪静
王华平
孙迎波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 44 Research Institute
Original Assignee
CETC 44 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 44 Research Institute filed Critical CETC 44 Research Institute
Priority to CN201310507954.7A priority Critical patent/CN103515494B/zh
Publication of CN103515494A publication Critical patent/CN103515494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103515494B publication Critical patent/CN103515494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/0045—Devices characterised by their operation the devices being superluminescent diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

一种能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构，包括超辐射发光二极管芯片，所述超辐射发光二极管芯片由顺次层叠的N面电极层、衬底层、缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、顶层、电隔离层和P面电极层组成，其中，N面电极层所在端面为超辐射发光二极管芯片的下端面，P面电极层所在端面为超辐射发光二极管芯片的上端面；超辐射发光二极管芯片上端面设置有无源吸收区和有源区；其改进在于：所述无源吸收区范围内的P面电极层与N面电极层通过外接引线短接。本发明的有益技术效果是：可有效收集和消除无源吸收区内的电子空穴对，避免无源吸收区抑制光反馈能力随着输出功率增大而下降，提高超辐射发光二极管的性能。

Description

能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构
技术领域
本发明涉及一种超辐射发光二极管，尤其涉及一种能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构。
背景技术
输出功率和光谱波纹是超辐射发光二极管(SLD)的重要指标，但这两个指标存在矛盾性，这种矛盾性主要体现在：有源区注入电流时，由于载流子的反转分布，SLD芯片通过自发辐射和受激辐射产生光子，输出放大的自发辐射光；同时，光在传输时，SLD芯片会在无源吸收区产生电子—空穴对，电子—空穴亦会通过自发辐射和受激辐射产生光子；在有源区内，产生的光子会对输出功率有一定贡献，可以弥补光吸收引起的光损耗；但在无源吸收区内产生的光子，会降低无源吸收区抑制光反馈的能力；在中、高功率下，当产生的光子达到一定程度时，会使SLD性能恶化，光谱波纹迅速增大，甚至出现激射现象(此时无源吸收呈透明状态，失去抑制光反馈的能力)，导致***不能正常工作。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构，包括超辐射发光二极管芯片，所述超辐射发光二极管芯片由顺次层叠的N面电极层、衬底层、缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、顶层、电隔离层和P面电极层组成，其中，N面电极层所在端面为超辐射发光二极管芯片的下端面，P面电极层所在端面为超辐射发光二极管芯片的上端面；超辐射发光二极管芯片上端面设置有无源吸收区和有源区；其创新在于：所述无源吸收区范围内的P面电极层与N面电极层通过外接引线短接。
前述方案的原理是：对于SLD芯片上的无源吸收区而言，电子空穴对是无益的，因此需要将它消除掉，为达到这一目的，本发明将无源吸收区范围内的P面电极层与N面电极层通过外接引线短接，在耗尽层的作用下，电子会到达N极，空穴会到达P极，从而使P面电极层、N面电极层和外引线形成一闭合回路，产生光生电流，达到有效收集和消除电子空穴对目的，避免了电子和空穴通过辐射复合产生光子，避免电子空穴对对无源吸收区抑制光反馈能力的负面影响。
由于前述方案中将无源吸收区范围内的P面电极层与N面电极层通过外接引线短接，导致有源区的工作电流容易出现泄漏，为了解决这一问题，本发明还通过如下改进来提高有源区和无源吸收区之间的电隔离性：所述有源区和无源吸收区的交界处设置有沟阻，沟阻将有源区范围内的P面电极层和无源吸收区范围内的P面电极层隔离。
本发明的有益技术效果是：可有效收集和消除无源吸收区内的电子空穴对，避免无源吸收区抑制光反馈能力随着输出功率增大而下降，提高超辐射发光二极管的性能。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、现有的超辐射发光二极管芯片的等效电流图；
图3、本发明的超辐射发光二极管芯片的等效电流图；
具体实施方式
一种能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构，包括超辐射发光二极管芯片，所述超辐射发光二极管芯片由顺次层叠的N面电极层1、衬底层2、缓冲层3、下限制层4、下波导层5、有源层6、上波导层7、上限制层8、顶层9、电隔离层10和P面电极层11组成，其中，N面电极层1所在端面为超辐射发光二极管芯片的下端面，P面电极层11所在端面为超辐射发光二极管芯片的上端面；超辐射发光二极管芯片上端面设置有无源吸收区12和有源区13；其改进在于：所述无源吸收区12范围内的P面电极层11与N面电极层1通过外接引线短接。
进一步地，所述有源区13和无源吸收区12的交界处设置有沟阻，沟阻将有源区13范围内的P面电极层11和无源吸收区12范围内的P面电极层11隔离。
参见图2、3，图2中所示为现有的超辐射发光二极管芯片的等效电流图，图3中所示为本发明的超辐射发光二极管芯片的等效电流图；R1和R2是有源区P面接触电阻和P区体电阻、R3是有源区N区接触电阻和体电阻，R4是有源区和无源区间的电阻，R5和R6是无源吸收区P面接触电阻和P区体电阻、R7是无源吸收区N区接触电阻和体电阻；其中，R1、R2与R5、R6的电阻大致相当，R3与R7电阻大致相当，通常情况下，R1、R2、R3(或R5、R6、R7)之和在2～5Ω水平(与有源区长度有关)，而R4比它们要高1～2量级；R4比它们要高1～2量级。
采用本发明方案后，当向有源区施加正向电压Vi时，在P区就有电流I1注入，由于R4电阻较大，因此I3可以忽略，I2与I1基本相当，跟通常的SLD一样具有较大的注入载流子密度。向无源吸收区传的光，光子会通过受激跃迁产生电子—空穴对，在相同材料和结构中，电子—空穴对的数量与光子密度有关(即与光功率的大小有关)。由于无源吸收区的P面与N面通过外接引线短接，因此，电子和空穴对会在耗尽区电场作用下中和，形成光电流I4(现有的超辐射发光二极管芯片由于没有与本发明相似的外接引线结构，因此无法形成回路)，这样就可以避免电子—空穴对的存在和积累，更不会出现自发辐射和受激辐射产生光子，从而增强了无源吸收区抑制光反馈的能力，降低了SLD的光谱波纹，达到改善SLD性能的目的。

Claims (2)

1.一种能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构，包括超辐射发光二极管芯片，所述超辐射发光二极管芯片由顺次层叠的N面电极层（1）、衬底层（2）、缓冲层（3）、下限制层（4）、下波导层（5）、有源层（6）、上波导层（7）、上限制层（8）、顶层（9）、电隔离层（10）和P面电极层（11）组成，其中，N面电极层（1）所在端面为超辐射发光二极管芯片的下端面，P面电极层（11）所在端面为超辐射发光二极管芯片的上端面；超辐射发光二极管芯片上端面设置有无源吸收区（12）和有源区（13）；其特征在于：所述无源吸收区（12）范围内的P面电极层（11）与N面电极层（1）通过外接引线短接。
2.根据权利要求1所述的能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构，其特征在于：所述有源区（13）和无源吸收区（12）的交界处设置有沟阻，沟阻将有源区（13）范围内的P面电极层（11）和无源吸收区（12）范围内的P面电极层（11）隔离。
CN201310507954.7A 2013-10-25 2013-10-25 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构 Active CN103515494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310507954.7A CN103515494B (zh) 2013-10-25 2013-10-25 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310507954.7A CN103515494B (zh) 2013-10-25 2013-10-25 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103515494A CN103515494A (zh) 2014-01-15
CN103515494B true CN103515494B (zh) 2015-11-18

Family

ID=49897894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310507954.7A Active CN103515494B (zh) 2013-10-25 2013-10-25 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103515494B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113224643B (zh) * 2021-05-08 2022-07-19 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种集成背光探测器的超辐射发光二极管芯片及制备方法
CN114203838B (zh) * 2021-12-10 2024-03-29 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种集成侧向探测器的超辐射发光二极管芯片及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102054909A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 中国科学院半导体研究所 光栅耦合表面发射的超辐射发光二极管结构
CN102623591A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 苏辉 基于量子点和量子阱材料混合结构的超辐射发光管
CN103022297A (zh) * 2012-12-24 2013-04-03 中国电子科技集团公司第四十四研究所 大功率、耐伽玛辐照超辐射发光二极管

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670830B1 (ko) * 2005-12-12 2007-01-19 한국전자통신연구원 수퍼루미네슨트 다이오드 및 그 제조 방법
KR100958338B1 (ko) * 2007-12-18 2010-05-17 한국전자통신연구원 광 증폭기가 집적된 슈퍼루미네슨트 다이오드 및 이를이용한 외부 공진 레이저

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102054909A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 中国科学院半导体研究所 光栅耦合表面发射的超辐射发光二极管结构
CN102623591A (zh) * 2012-04-13 2012-08-01 苏辉 基于量子点和量子阱材料混合结构的超辐射发光管
CN103022297A (zh) * 2012-12-24 2013-04-03 中国电子科技集团公司第四十四研究所 大功率、耐伽玛辐照超辐射发光二极管

Also Published As

Publication number Publication date
CN103515494A (zh) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015096520A1 (zh) 发光器件
TW200715616A (en) Structures for reducing operating voltage in a semiconductor device
Pandey et al. High-performance self-powered perovskite photodetector with a rapid photoconductive response
CN104362198B (zh) 透明电极栅控横向pin蓝紫光探测器及其制备方法
WO2009051664A3 (en) Light emitting and lasing semiconductor devices and methods
CN103515494B (zh) 能降低超辐射发光二极管光谱波纹的芯片结构
GB2557303A8 (en) Photodiode device and method of manufacture
JP5676273B2 (ja) パンチスルー効果を利用した半導体発光デバイス
KR102044466B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
CN105161581A (zh) 具有照明和通信双功能的发光器件
CN104269740B (zh) 一种激光器及其制作方法
KR101088383B1 (ko) 프린팅 기법을 이용한 양면 수광형 태양전지 제조 방법 및 양면 수광형 태양전지
SG179080A1 (en) Semiconductor light-emitting device
CN104600565B (zh) 一种具有低电子泄漏的砷化镓激光器及其制作方法
CN103872115A (zh) 一种增强微穿通型igbt
Liu et al. Effects of the p-AlInGaN/GaN superlattices' structure on the performance of blue LEDs
CN206211263U (zh) 一种半导体激光器芯片
US20160163468A1 (en) Solar cell
CN204967786U (zh) 一种光电耦合式开关
CN104183676A (zh) γ辐照降低LED效率崩塌效应及增强发光强度的方法
CN105789395B (zh) 高调制速度发光二极管及其调制方法和制造方法
Shi et al. Novel back-to-back uni-traveling-carrier photodiodes with high responsivity and wide bandwidth
KR101920768B1 (ko) 광전소자 및 이의 제조 방법
Fan et al. Optimization of electrode shape for high power GaN-based light-emitting diodes
Sapkota et al. Achieving very-high current density with GaN nanoscale field emitters array

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant