반도체 레이저 다이오드(LD)의 Ith와Iop를 낮출수 있는 방법

소개

반도체 레이저 다이오드(LD)의 Ith와Iop를 낮출수 있는 방법

목차

- LD
- 호모,헤테로 접합
- 다중양자우물(multi quantum well)
- 온도
- 열화

본문내용

*호모,헤테로 접합
호모접합은 동종접합으로 물질이 같고, p/n형 도핑만 다른 접합이다.
호모접합은 도랑이 없기 때문에, 순바이어스에 의해서 계면부근으로 모인 다수 운반자가 원위치로 재확하려는 경향이 있고, 발생한 광이 물질내부로 흡수,손실되는 경향이 있어,
임계전류와 구동전류가 높아진다. 공핍영역에서 약간의 굴절률이 높아져 약한 광구속 효과는 있으나 출력이 약하여, LED로만 사용가는하다.
그러나, 헤테로 접합 즉, 이종접합으로 물질과 도핑이 다른 접합은 클래드층의 Eg이 활성층의 Eg보다 크기 때문에 p,n형 클래드층에서 활성층으로 주입된 전자,정공은 원위치로 over flow되지 않고 갇혀버려 운반자 구속이 가능하고, 클래드층의 굴절률이 활성층보다 작아서 활성층에서 발생된 빝이 시료 내부로 흡수,순실되지 않고 활성층에서 구속되는 광구속이 일어나게 된다. 이처럼 헤테로 접합중 이중이종접합(DH)구조는 운반자 구속과 광구속 효과로 인하여 임계전류(Ith)와 구동전류(Iop)를 낮출수 있다.

*다중양자우물(multi quantum well)
포텐셜 벽의 두께 L1을 V나 L2에 비하여 매우 작게 하면 전자는 V를 넘는 것이 아니라 벽(L1)을 뚫고 나가서 이웃 우물에 존자해게 된다. 이것은 터널효과이다.
L1이 충분히 두꺼울 때는 식에 지배되는 전자가 인접 에너지 준위 En의 영향을 받아서 양자우물 미니밴드와 같은 에너지띠를 우물 안에 형성한다.
이는, 결정 안에서 격자배열의 주기를 전자가 감지하여 에너지띠를 형성하는 것과 마찬가지로, L1+L2의 인공 격자의 주기를 감지하며 미니 밴드를 형성한다. 이것을 다중양자우물이라고 하며, 이와 같은 특정의 에너지 상태로 전자가 집중되면 효울이 개선되므로 작은 전류에서도 발광이 실현된다. 즉, 운반자와 광자를 동시에 레이저 도파로의 중심부에 구속을 시켜서 레이저의 문턱전류를 수십 배정도 줄일 수 있다.

참고자료

· - 반도체레이저와 응용, 인하대학교출판부, 이천
· - download.dbpia.co.kr/cView_institute.asp?arid=487997
· - wuri.yonsei.ac.kr/cgi-bin/physics/board.cgi?id=2nd&action=download&gul=79