The Influence of Mg Doping on the Optical and Electrical Properties of GaAs/(Al, Ga) As Injection Lasers

Abstract

Mg is used in LPE (liquid phase epitaxy) as the p-type dopant instead of Ge. The initial doping of only the p-type guiding layer of usual laser quality double heterostructures (DHS) leads to a controllable diffusion through the thin active layer into the n-type guiding layer. The depth and the acceptor concentration are functions of the Mg concentration (wt%) in the melt. Although Mg has a high affinity to oxygen it is possible to get nearly defect free structures with improved properties compared to the Ge-doped ones. 3 μm planar stripe lasers are prepared showing good reliability, a T0 of more than 200 K, power efficiency of 0.3 mW/mA and a threshold current below 80 mA (T0 from is ∼ exp (T/T0), with T – the temperature in K, is – the threshold current). Mg anstelle von Ge wird bei der LPE (Flüssigphasenepitaxie) als p-Dotand benutzt. Die Anfangsdotierung der p-Mischkristallschicht der Doppelheterostruktur (DHS) mit normaler Laserqualität führt zu einer steuerbaren Diffusion durch die dünne aktive Schicht in die n-Misehkristallschicht. Die Tiefe und die Akzeptorkonzentration sind Funktionen der Mg-Konzentration (Gew%) in der Schmelze. Obwohl Mg eine hohe Affinität gegenüber Sauerstoff besitzt, ist es möglich, nahezu defektfreie Strukturen mit im Vergleich zu Germanium-dotierten Strukturen verbesserten Eigenschaften zu erzielen. 3 μm-Planarstreifenlaser wurden hergestellt und zeigen gute Zuverlässigkeit, cin T0 von mehr als 200 K, Leistungsausbeuten von 0,3 mW/mA und einen Sehwellenstrom unterhalb 80 mA (T0 aus is ∼ exp (T/T0), wobei T die Temperatur in K und is den Schwellstrom bedeuten).