本发明专利技术公开了一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为：n型氧化镍薄膜，其形成在蓝宝石衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体领域，具体来说涉及一种激光二极管。
技术介绍
氧化锌(ZnO)无论在晶格结构、晶胞参数还是在禁带宽度上都与GaN相似，且具有比GaN更高的熔点和更大的激子束缚能，又具有较低的光致发光和受激辐射的阈值以及良好的机电耦合特性、热稳定性和化学稳定性。因而在蓝紫光发光二极管、激光器及其相关光电器件方面的应用有巨大的潜力。在室温下，氧化锌(ZnO)的禁带宽度为3.37eV，自由激子结合能高达60meV,远大于GaN的激子结合能25meV和室温热离化能26meV,因此更容易在室温或更高温度下实现激子增益。但是，ZnO走向光电器件应用的关键是实现稳定可靠且低阻的P型ZnO薄膜。ZnO由于存在诸多本征施主缺陷(如Zni, V0等)和非故意掺杂的H等杂质，通常表现为n型。这些施主缺陷的存在能对掺入的受主杂质产生强烈的自补偿效应，所以难以实现ZnO的P型掺杂。ZnO同质结紫外激射二极管需要做多层量子阱结构，而且所用P-ZnO迁移率较低、稳定性较差。发展结构简单、成本低廉、光增益高的紫外激光二极管具有重要的应用价值。目前，业内已有通过共掺杂的方式来得到p型氧化锌薄膜的报道。例如，在氧化锌中掺入镁和锑来形成Mg-Sb共掺杂p型ZnO薄膜，其中镁(Mg)作为ZnO的掺杂剂可以有效地增大ZnO的禁带宽度，于是ZnO中的本征浅施主能级便会远离导带边，从而增大了其电离能，减弱了 ZnO的n型导电特性。但是由于ZnO中存在的本征浅施主缺陷的自补偿作用，使得Sb很难被用来掺杂制备p型ZnO材料。附图说明图1是本专利技术提出的激光二极管的结构示意
技术实现思路
:本专利技术针对现有技术存在的问题，提出了一种采用镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为:n型氧化镍薄膜，其形成在蓝宝石衬底的上表面上；镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的上表面上。其中，所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的厚度为200_400nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜中Mg的摩尔百分含量是8-13%，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5% ;所述n型氧化镍薄膜的厚度为300-600nm。其中，在常温下， 镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于IO10Q cm。具体实施方式:下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细说明。实施例1如图1所示，本专利技术的采用镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的激光二极管的结构为:在蓝宝石衬底2的上表面上具有n型氧化镍薄膜3，该n型氧化镍薄膜3的厚度为300-600nm ;镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4，其形成在所述n型氧化镍薄膜3的上表面上，其中，所述镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜4的厚度为200-400nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4中Mg的摩尔百分含量是8-13%，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5% ;并且，在常温下，镁砷共掺杂的P型ZnO晶体薄膜4的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于IOltlQ cm。底电极I形成在蓝宝石衬底2的下表面上，顶电极5形成在镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的上表面上。可以采用 多种金属材料来构成底电极I和顶电极5的材料，例如金、银或铜。也可以采用金属化合物材料来构成所述底电极I和顶电极5，例如IT0。实施例2如图1所示，本专利技术的采用镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的激光二极管的结构为:在蓝宝石衬底2的上表面上具有n型氧化镍薄膜3，该n型氧化镍薄膜3的厚度为400nm ;镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4，其形成在所述n型氧化镍薄膜3的上表面上，其中，所述镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜4的厚度为300nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4中Mg的摩尔百分含量是11%，砷的摩尔百分含量是0.8% ;并且，在常温下，镁砷共掺杂的p型ZnO晶体薄膜4的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于IOltlQ cm。底电极I形成在蓝宝石衬底2的下表面上，顶电极5形成在镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜4的上表面上。可以采用多种金属材料来构成底电极I和顶电极5的材料，例如金、银或铜。也可以采用金属化合物材料来构成所述底电极I和顶电极5，例如IT0。以上实施方式已经对本专利技术进行了详细的介绍，但上述实施方式并非为了限定本专利技术的范围，本专利技术的保护范围由所附的权利要求限定。权利要求1.一种采用镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为: n型氧化镍薄膜，其形成在蓝宝石衬底的上表面上；镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的上表面上。2.如权利要求1所述的激光二极管，其特征在于: 其中，所述镁砷共掺杂P型氧化锌薄膜的厚度约为200-400nm，该镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜中Mg的摩尔百分含量是8-13%，砷的摩尔百分含量是0.5-1.5% ;所述n型氧化镍薄膜的厚度为约300-600nm。3.如权利要求1或2所述的激光二极管，其特征在于: 其中，在常温下，镁砷共掺杂的P型ZnO晶体薄膜的压电常数d33大于18pC/N，其电阻率大于IO10Q cm。4.如权利要求1-3任意之一所述的激光二极管，其特征在于: 可以采用多种金属材料来构成底电极和顶电极的材料，例如金、银或铜，也可以采用金属化合物材料来构成所述 底电极和顶电极，例如IT0。全文摘要本专利技术公开了一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为n型氧化镍薄膜，其形成在蓝宝石衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上。文档编号H01S5/327GK103178444SQ20131006421公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日专利技术者童小春 申请人:溧阳市宏达电机有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的激光二极管，该激光二极管的结构为：n型氧化镍薄膜，其形成在蓝宝石衬底的上表面上；镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜，其形成在所述n型氧化镍薄膜的上表面上，以及底电极，其形成在所述n型氧化镍薄膜下表面上，顶电极，其形成在所述镁砷共掺杂p型氧化锌薄膜的上表面上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：童小春，
申请(专利权)人：溧阳市宏达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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