科学网Secondary aperture模型开发助力制备高性能G

由于GaN基VCSEL中绝缘埋层的分压特性，绝缘孔径边缘存在横向能带弯曲的问题，导致空穴向电流限制孔(aperture)外泄漏，电流限制孔作用被削弱，粒子数反转下降，从而会导致激光的增益降低[1]。依托Crosslight公司先进的半导体激光器设计平台，我司技术团队开发出secondary aperture模型，即建议利用选区生长的方式在p-GaN层中插入n-GaN层，形成secondary aperture，n-GaN插入层的引入可形成反偏pn结，并对空穴造成耗尽效应[2]，可在孔径外形成纵向能带势垒，限制空穴注入到谐振腔以外的有源区域; 此外，在孔径边缘处形成横向能带势垒，可有效减小空穴泄漏，改善空穴注入效率，提高器件性能。 如下图一 我司技术团队对反偏pn结的插入位置，掺杂浓度，以及所形成的电流限制孔径大小做了细致分析；研究发现对于此器件，选择合适的pn结参数以及电流限制孔大小可以有效提高器件的输出功率（如图2、3所示）。 此外，研究发现当在n-GaN层中引入基于p-GaN层的secondary aperture架构的时候，电子输运也可以得到有效调控，从而有助于提高谐振腔中电子浓度和受激辐射效率，进而提高器件的激光功率[3]。 详细信息可参考如下论文： [1] Optics Express DOI: 10.1364/OE.385787 [2] IEEE Journal of Quantum Electronics DOI: 10.1109/JQE.2020.3000782 [3] Superlattices and Microstructures DOI: 10.1016/j.spmi.2020.106654