漏電流,聽名字就知道是個(gè)比較負(fù)能量的一個(gè)東西。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,二極管在反向截止的時(shí)候,并不是完全理想的截止。在承受反壓的時(shí)候,會(huì)有些微小的電流從陰極漏到陽極。
這個(gè)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(huì)帶來較大的損耗,特別在高壓應(yīng)用場(chǎng)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(shì)壘區(qū)所產(chǎn)生的反向電場(chǎng)E大于勢(shì)壘區(qū)擴(kuò)散電荷形成的電場(chǎng)E。
導(dǎo)致了通過PN結(jié)的反向漏電電流。勢(shì)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(duì)其兩端施加正向偏壓時(shí),電子從N流向有源區(qū),但是也有一部分電子會(huì)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(gè)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(shì)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(duì)發(fā)光沒有貢獻(xiàn),只會(huì)使得器件內(nèi)部量子效率減少。同時(shí)對(duì)溫度十分敏感,漏電流會(huì)隨著溫度上升迅速增加。
同樣對(duì)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(gè)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(gè)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(huì)增加。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:激光器的漏電流
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