间接带隙
❖ 在1450℃下用CVD技术可以生长出质量优 良的薄膜生长速度慢 ，几μm/h 只能室内 显示。目前液相外延(LPE)有可能替代CVD ， 它可以将生长速率提高到每小时150 μm/h。
2. Ⅲ族氮化物 InN,AlN,GaN 直接带隙材料
InN: Eg 2ev
AlN Eg =6.2ev 用缓冲层 GaN Eg =3.4ev InGaN 400~580nm,p~6mw,η＝10％
§4.5 可见光LD
❖ 目的：条形码扫描器，激光扫描，Laser印刷， 高密度光盘存储，水下通信。
一.红光LD
1. Ga1x Alx / GaAs
波长 780nm
670nm为理论极限
① x↑Al含量↓ 直接带隙→间接带隙
不参加振荡的载流子比例↑，内 量子↓，
J th↑
② Al含量↑ Al分凝系数大，
差便小，载流子溢出，因而：
①高掺杂P型包层能抑止载流子溢出； ②多量子阱结构对高能电子有很高反射率→ 改善高功率下温度特性，减小载流子溢出；
③采用张应变量子阱有源层；
④增加Al含量，使 Eg↑
二.兰绿光LD / LED
1. SiC － LED
Eg 2.9ev ~ 3.3ev
量子 ~ 0.05%(473 nm处)
结晶质量↓
热应力↑，
③ 要求有一定电导率，包层须掺杂，工艺难。
2. GaInP / GaAs or GaInP / GaAsP 工作波长 600～730nm
缺点：生长缺陷大，寿命短。
3. InGaAlP / GaAs
理论激射波长 580～650nm；在Ⅲ－ Ⅴ族材料中能提供最大直接带隙，并与 GaAs衬底晶格匹配。
FWHM＝2nm
①缺乏与GaN材料在晶格常数及热膨胀系数 匹配的衬底 ②缺乏获得高P型掺杂的方法 ③外延生长会形成高的缺陷Байду номын сангаас度
3. Ⅱ－Ⅳ族LD ZnSe、ZnS 直接带隙材料 480～510nm ZnSe与GaAs晶格失配仅为0.27，易在GaAs衬底上生长高质量ZnSe 薄模，以实现光电子集成。
增益导引型激光器
脊型双异质结
异质结势垒锁定激光器
条形耦合波导结构
问题： ①电流从有源区向包层“溢出” ② InGaAsP / GaAs 结构的价带不连续值大 ③在Al含量增大之时，给结晶外延层带来困难，使 解理面破坏阈值↓
④热阻率大，对器件性能影响大， J th ↑
❖ 缩短波长的方法： 在加大有源层 Eg时，有源层和包层之间的带隙