【技术实现步骤摘要】
一种激光二极管，尤指一种可缓冲应力的激光二极管。
技术介绍
1、在半导体激光(semiconductor laser)的
中，一个激光二极管(laserdiode)具有一p型(p-type)半导体、一n型(n-type)半导体和一主动区(active region)。该主动区位于该p型半导体和该n型半导体之间，而当该主动区中的电子(electron)与洞(hole)结合时，将以光子(photon)的形式释放能量。此产生的光子，即可进一步通过共振腔(resonator)的设计经共振后集束为激光射出。
2、请参阅图6所示，一个习知的激光二极管100的一主动区110中需具有至少一个量子井(quantum well)的结构。在图6所示的例子中，该主动区110中是最基本的具有一单量子井(single quantum well)的结构，也就是该主动区110包括了一量子井层104，该量子井层104受到一第一量子能障层103和一第二量子能障层105层叠包夹设置。进一步而言，包夹该主动区110的n型半导体包括一n型包覆层102，该n型包覆层102层叠设置于一基板101(substrate)和该第一量子能障层103之间。包夹该主动区110的p型半导体包括一p型包覆层106和一p型接触层107，且该p型包覆层106层叠设置于该p型接触层107和该第二量子能障层105之间。在图6所示的结构下，该p型接触层107为顶层，而该基板101为底层。
3、当磊晶成长(epitaxy growth)如图6所示的该习知的激光二极管100
4、该量子井层104与该第一量子能障层103或是该第二量子能障层105之间所含有的应力攸关该量子井层104的晶格常数(lattice constant)和该第一量子能障层103或是该第二量子能障层105的晶格常数的差异。详细来说，此一应力可受到以下公式的界定：
5、fstrain＝(af-asub)/asub
6、其中fstrain为应力，af为薄膜的晶格常数，asub为基板的晶格常数。根据图6，该基板101上所乘载的所有结构都被归类于上述的薄膜。并且，当af大于asub时，薄膜和基板认定为具有压缩应力(compressive strain)。当af小于asub时，薄膜和基板认定为具有伸展应力(tensile strain)。当af等于asub时，薄膜和基板认定为不具有应力，也就是呈现晶格匹配(lattice matched)的状态。
7、然而，在两种情形下，薄膜和基板之间的应力会自发性地释放(relaxation)。一种情形是af和asub的差异过大，而另一种情形为薄膜的厚度过大而造成应力的释放。薄膜厚度过大的一临界值即一临界厚度(critical thickness)，而此临界厚度受到以下公式的界定：
8、
9、其中hc为临界厚度，b为伯格斯向量(burger vector)，v为蒲松比(poisson'sratio)，而θ和λ为差排(dislocation)和滑移面(slip plane)所形成的角度。由此公式可见，当fstrain越大时，hc就越小。换言之，为了使该习知的激光二极管100所蕴涵有的应力不受到释放，该习知的激光二极管100的该基板101上所乘载的结构厚度有一定的限制不能超过该临界厚度，以至于该主动区110的厚度连带的也受到了限制。
10、请参阅图7所示，当该基板101上所乘载的结构的厚度大于临界厚度而造成应力释放时，该习知的激光二极管100即会于其俯视表面200的晶格排列上产生皱折的多个错位缺陷201(misfit defect)。该俯视表面200是由高分辨率光学显微镜所拍摄，而该些错位缺陷201将负面的影响激光二极管的工作效能和组件可靠性。为了避免该些错位缺陷201的产生，该习知的激光二极管100的该主动区110需在结构上受到改良，以利有能力于该主动区110中蕴含较大的最大应力大小而降低该主动区110中蕴含应力自发性释放的可能性。
技术实现思路
1、本技术提供一种可缓冲应力的激光二极管，能够在结构上改良习知的激光二极管，以利激光二极管的主动区中有能力蕴含有更大的应力，进而降低主动区中蕴含应力自发性释放的可能性。
2、本技术的该可缓冲应力的激光二极管，包括：
3、一基板层；
4、一第一半导体包覆层，设置于该基板层上，且具有一第一半导体极性；
5、一主动区，设置于该第一半导体包覆层上；其中，该主动区进一步具有：
6、一第一量子能障层，设置于该第一半导体包覆层上；
7、至少一量子井单元，设置于该第一量子能障层上；其中，各该量子井单元包括：
8、一第一缓冲层，设置于该第一量子能障层上；
9、一量子井层，设置于该第一缓冲层上；
10、一第二缓冲层，设置于该量子井层上；
11、一第二量子能障层，设置于该第二缓冲层上；
12、一第二半导体包覆层，设置于该主动区上，具有一第二半导体极性；其中，该第一半导体极性与该第二半导体极性不相同；
13、一接触层，设置于该第二半导体包覆层上，且具有该第二半导体极性。
14、在一实施例中，本技术的该主动区仅具有一个量子井单元，故该主动区中具有设置于该第一量子能障层和该第二量子能障层之间的该量子井层。而关键的，设置于该量子井层和该第一量子能障层之间的该第一缓冲层可以协助缓冲该量子井层和该第一量子能障层之间的应力。同样的，设置于该量子井层和该第二量子能障层之间的该第二缓冲层可以协助缓冲该量子井层和该第二量子能障层之间的应力。并且，整体而言，该第一缓冲层和该第二缓冲层所分别缓冲的应力可以协助缓冲该基板层和该基板层所乘载的结构之间所蕴涵的应力。因此，借由设置该第一缓冲层和该第二缓冲层，本技术可协助降低蕴含应力自发性释放的可能性，进而避免错位缺陷的产生。
15、在另一实施例中，本技术的该主动区具多个量子井单元，例如具有n个量子井单元，且n为大于1的正整数。如此，该第一量子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元为多个该量子井单元，且所述量子井单元层叠设置于该第一量子能障层该第二半导体包覆层之间。
3.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一半导体包覆层为P型半导体层(p-type semiconductor layer)，而该第二半导体包覆层以及该接触层分别为N型半导体层(n-type semiconductor layer)。
4.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一半导体包覆层为N型半导体层(n-type semiconductor layer)，而该第二半导体包覆层以及该接触层分别为P型半导体层(p-type semiconductor layer)。
5.如权利要求4所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该基板层为一磷化铟层(indium phosphide layer；InP layer)，该第一半导体包覆层为一N型磷化铟包覆层(n-InP claddin
6.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元的该第一缓冲层和该第二缓冲层分别具有一缓冲层厚度，且该缓冲层厚度介于1埃至20埃之间。
7.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，当该基板层和该接触层流通一电流时，该主动区所产生的一光子具有一发射波长(emission wavelength)，且该发射波长介于1200nm至2000nm之间。
8.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元的该第一缓冲层具有面向该第一半导体包覆层的一第一底部表面和面向该第二半导体包覆层的一第一上部表面；
9.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该第二量子能障层皆相对于该基板层具有压缩应力(compressivestrain)，且该至少一量子井单元的该量子井层相对于该基板层具有伸展应力(tensilestrain)，该第一缓冲层的该第一底部表面和该第二缓冲层的该第二上部表面皆相对于该基板层具有压缩应力，且该第一缓冲层的该第一上部表面和该第二缓冲层的该第二底部表面皆相对于该基板层具有伸展应力。
10.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该第二量子能障层皆相对于该基板层具有伸展应力(tensilestrain)，且该至少一量子井单元的该量子井层相对于该基板层具有压缩应力(compressive strain)，该第一缓冲层的该第一底部表面和该第二缓冲层的该第二上部表面皆相对于该基板层具有伸展应力，且该第一缓冲层的该第一上部表面和该第二缓冲层的该第二底部表面皆相对于该基板层具有压缩应力。
11.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该第二量子能障层皆相对于该基板层具有压缩应力(compressivestrain)，且该至少一量子井单元的该量子井层相对于该基板层具有伸展应力(tensilestrain)；
12.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该第二量子能障层皆相对于该基板层具有伸展应力(tensilestrain)，且该至少一量子井单元的该量子井层相对于该基板层具有压缩应力(compressive strain)；
13.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，相对于该基板层，该第一量子能障层、该至少一量子井单元的该第二量子能障层和该量子井层皆为晶格匹配(lattice matched)。
14.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该量子井层、该第一缓冲层、该第二缓冲层和该第二量子能障层分别为一合金半导体层。
15.如权利要求14所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，至少一个该合金半导体层为一砷化镓铟层(indium gallium arsenide layer；InGaAs layer)、一磷砷化镓铟层(indium gallium arsenid...
【技术特征摘要】
1.一种可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元为多个该量子井单元，且所述量子井单元层叠设置于该第一量子能障层该第二半导体包覆层之间。
3.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一半导体包覆层为p型半导体层(p-type semiconductor layer)，而该第二半导体包覆层以及该接触层分别为n型半导体层(n-type semiconductor layer)。
4.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一半导体包覆层为n型半导体层(n-type semiconductor layer)，而该第二半导体包覆层以及该接触层分别为p型半导体层(p-type semiconductor layer)。
5.如权利要求4所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该基板层为一磷化铟层(indium phosphide layer；inp layer)，该第一半导体包覆层为一n型磷化铟包覆层(n-inp cladding layer)，该第二半导体包覆层一p型磷化铟包覆层(p-inp claddinglayer)，而该接触层为一p型砷化镓铟电极垫(p-type indium gallium arsenidecontact；p-ingaas contact)。
6.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元的该第一缓冲层和该第二缓冲层分别具有一缓冲层厚度，且该缓冲层厚度介于1埃至20埃之间。
7.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，当该基板层和该接触层流通一电流时，该主动区所产生的一光子具有一发射波长(emission wavelength)，且该发射波长介于1200nm至2000nm之间。
8.如权利要求1所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该至少一量子井单元的该第一缓冲层具有面向该第一半导体包覆层的一第一底部表面和面向该第二半导体包覆层的一第一上部表面；
9.如权利要求8所述的可缓冲应力的激光二极管，其特征在于，该第一量子能障层和该至少一量子井单元的该第二量子能障层皆相对于该基板层具有压缩应力(compressivestrain)，且该至少一量子井单元的该量子井层相对于该基板层具有伸展应力(tensilestrain)，该第一缓冲层的该第一底部表面和该第二缓冲层的该第二上部表面皆相对于该基板层具有压缩应力，且该第一缓冲层的该第一上部表面和该第二缓冲层的该第二底部表...
【专利技术属性】
技术研发人员：温宏宽，黄世杰，
申请(专利权)人：先发电光股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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