激光器芯片中的漏电流

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。

审核编辑：刘清