凡亿专栏 | 激光器的漏电流
激光器的漏电流

   漏电流,听名字就知道是个比较负能量的一个东西。在半导体领域,二极管在反向截止的时候,并不是完全理想的截止。在承受反压的时候,会有些微小的电流从阴极漏到阳极。这个电流通常很小,而且反压越高,漏电流越大,温度越高,漏电流越大。大的漏电流会带来较大的损耗,特别在高压应用场合。
产生的原因:从半导体材料内部结构看,是外加反向电压在PN结势垒区所产生的反向电场E大于势垒区扩散电荷形成的电场E。,导致了通过PN结的反向漏电电流。势垒区的薄厚,以及所加反向电压的大小共同决定了漏电电流的大小。      在激光器芯片中,激光器也是二极管的一种,对其两端施加正向偏压时,电子从N流向有源区,但是也有一部分电子会有足够的能量从有源区溢出并流向P区,这些流到P的电流,就叫漏电流。漏电流可分为两个部分,一部分如上说的,另一部分是拥有足够的热能从而超过电位势垒。另一部分是由于P能内部本身有少量电子渗透或漂移到P接触区域,形成漏电流。漏电流对发光没有贡献,只会使得器件内部量子效率减少。同时对温度十分敏感,漏电流会随着温度上升迅速增加。

同样对于短波长激光器比长波长的激光器更容易漏电。例如短波长的磷化铝镓铟。

如上图,波长690nm的磷化铝镓铟芯片导电带能隙差400meV,但是波长650nm的磷化铝镓铟相差只有320meV,电子更容易溢出。减少短波长磷化铝镓铟漏电的几个方法:1)提高P包覆层的掺杂浓度。增加导电能隙差值,增加电子越过电位的难度。2)增加量子阱的个数,使得可容纳载子变多而减少电流溢出;随着量子阱的增加,必须要注入更多的电流产生laser,因而临界电流也会增加。

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