Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 182

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 176 177 178 179 180 181 < 182 > 183 184 185 186 187 188 .. 228 >> Следующая

поверхности, нормальной к плоскости скола; г - днффузня Zn для создания
р-п перехода; д - сошлифовка ненужных переходов и доведение толщины до
100 мкм; е - скалывание на полоски, параллельные основной плоскости; ж -
резка на кубнки.
щиной 2,5 мкм образуется в результате диффузии в течение 4 ч при
температуре 800 °С. Основным материалом является материал " типа,
легированный до концентрации (3-4-4) -1018 смг2. Вследствие того, что
диффузионный слой имеет достаточно высокое сопротивление растекания
(около 150 ом на 1 см2), полосковый контакт ограничивает растекание тока
вдоль р слоя, так что активной областью лазера оказывается узкая область.
Использование алмазного теплоотвода обеспечивает получение значительно
более низкой температуры перехода, чем при использовании медного
теплоотвода при одинаковых условиях работы. Некоторые другие свойства
лазера полосковой конструкции будут рассмотрены в разд. 3(3) и 3(4).
Лазерные переходы могут также быть получены методом выращивания из
раствора |[Л. 28] или из газовой фазы 1[Л. 29]. Первый метод заключается
в том, что раствором GaAs в Ga или Sn, содержащим легирующую примесь,
находящуюся при температуре, близкой к температуре насыщения, смачивается
подложка из GaAs, легированная примесью противоположного знака. При
охлаждении на пластине образуется эпитаксиальный слой, а на границе
раздела - р-п переход. В начале процесса поверхность подложки
растворяется, так что переход образуется на свежей поверхности и может
быть получен плоский переход хорошего качества. При выращивании из
газовой фазы пары, содержащие необходимую легирующую примесь,
пропускаются над подложкой, в результате чего при определенной
температуре может происходить эпитаксиальное наращивание.
На рис. 10 показаны некоторые операции [Л. 30] изготовления лазерных
диодов, применяющиеся при любом из указанных выше
методов легирования. Изготовленные диоды являются стандартными диодами с
резонатором типа Фабри - Перо.
2. Пороговая плотность тока. На рис. 11 представлена диаграмма
энергетических зон инжекционного лазера, которая подобна диаграмме
туннельного диода. Однако степень легирования областей лазера ниже, чем
туннельного диода, так что обычно вольт-ампер-ная характеристика
лазерного диода не имеет области отрицательного сопротивления или эта
область пренебрежимо мала. Отметим, что в условиях равновесия (рис. 11,а)
уровень Ферми лежит в валентной зоне в p-области и в зоне проводимости в
"-области перехода, так как обе области достаточно сильно легированы для
осуществления условий вырождения. При приложении прямого смещения (рис.
11,6) электроны могут перемещаться через барьер в p-область и переходить
на свободные состояния валентной зоны с испусканием фотона, энергия
которого примерно равна Eg. Переходы могут также происходить между краем
зоны проводимости и акцепторным уровнем (или зоной) вблизи потолка
валентной зоны. В этом случае энергия фотона оказывается меньше Еп. Кроме
того, дырки могут переходить в n-область и рекомбинировать с электронами
с испусканием фотонов. То, какой из процессов преобладает, определяется
относительной концентрацией примеси, значениями подвижности и времени
жизни носителей. В любом случае при приложении достаточно высокого
прямого смещения вблизи перехода может существовать активная область, в
которой населенность оказывается инверсной. Вследствие того, что активная
область обычно очень тонка (порядка 1 мкм), областью максимального
усиления оказывается плоскость перехода. Это и является причиной широкого
применения резонаторов Фабри - Перо. Обратная связь лежит в этом случае в
плоскости максимального усиления.
При малых токах возникает спонтанное излучение, распространяющееся по
всем направлениям. При возрастании тока усиление также возрастает до тех
пор, пока не достигается порог генерации,
а)
Нулевое '' ' смещение
ЕЭ
Состояния, заполненные электронами
б)

Прямое с смещение j
hv
Область инверсной населенности
Рис. 11. Диаграмма энергетических зон лазера с р-п переходом (подобная
диаграмме туннельного диода).
т. е. не начинают выполняться условия, когда световая волна пересекает
резонатор без затухания:
'ftexpKg-a) L]=l (30)
или
^порогов = " + ~JR In (j~fT j * (30a)
где g - усиление на единицу длины лазера при пороговом значении тока; а -
потерн иа единицу длины, обусловленные в основном поглощением на
свободных носителях и рассеянием на дефектах; L- длина резонатора; Я -
коэффициент отражения отражающих плоскостей резонатора (если
коэффициенты отражения плоскостей раз-
личные, R =УГ RiRz)-
При значениях плотности тока, равных и выше пороговых, интенсивность
света возрастает и из отражающих 'плоскостей выходят пучки когерентного
излучения. С помощью уравнения непрерывности можно записать плотность
тока / как ,[Л. 156]
где d - толщина активной области; т - время жизни, обусловленное как
излучателышми, так и безызлучательными процессами.
Предыдущая << 1 .. 176 177 178 179 180 181 < 182 > 183 184 185 186 187 188 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed