半導(dǎo)體激光器用外延片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及半導(dǎo)體激光器外延片的效率提高和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器是一種新型高效的小型光源，具有體積小、電光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，在材料處理、醫(yī)療儀器、航天及軍事等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]提高激光器的效率可從多方面考慮:1)減小量子阱內(nèi)非輻射復(fù)合造成的損耗；2)減小波導(dǎo)散射、自由載流子吸收等因素產(chǎn)生的光吸收和散射損耗。可以通過對器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計、工藝改進(jìn)等措施來解決上述問題。如采用不對稱波導(dǎo)，可以減小載流子溢出損耗，增加量子阱里兩種載流子的復(fù)合機(jī)率，提高激光器效率。應(yīng)變補償結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點:可以提供更大的帶階，從而減少了載流子泄漏；可以提供更大的峰值增益；透明載流子濃度更低，使激光器有著低的閾值電流；透明載流子濃度隨溫度變化不大，激光器有好的溫度特性；緩解了有源區(qū)的應(yīng)變，對材料生長有利，改善晶體生長質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器外延片，所述外延片的結(jié)構(gòu)為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGal-xAs上波導(dǎo)層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，ρ-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導(dǎo)層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導(dǎo)層厚度；所述有源層采用應(yīng)變補償量子阱結(jié)構(gòu)。
[0005]進(jìn)一步地，所述上波導(dǎo)層和下波導(dǎo)層的厚度范圍為70nm至2000nmo
[0006]進(jìn)一步地，所述有源層由一個或多個InxGal-xAs量子講層及對應(yīng)的GayAsl-yP勢皇層組成。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種上述的半導(dǎo)體激光器外延片的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008]I)以n-GaAs襯底作為基板；
[0009]2)在上述基板上采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法(MOCVD) —次性沉積n_GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGa1 xAs上波導(dǎo)層，P-AlxGa1 xAs上限制層，P-AlxGa1 xAs漸變層，p-GaAs頂層。
【附圖說明】
[0010]通過參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明的以上和其它方面及優(yōu)點將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0011]圖1為本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器用外延片的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了各種實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0013]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0014]參考附圖1，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器外延片，所述外延片的結(jié)構(gòu)為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，η-AlxGal-xAs下限制層，AlxGal-xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGal-xAs上波導(dǎo)層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，p-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導(dǎo)層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導(dǎo)層厚度；所述有源層采用應(yīng)變補償量子阱結(jié)構(gòu)。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體激光器外延片，其特征在于:所述外延片的結(jié)構(gòu)為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，n-AlxGal-xAs漸變層，n-AlxGal-xAs下限制層，AlxGal-xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGal-xAs上波導(dǎo)層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，p-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導(dǎo)層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導(dǎo)層厚度；所述有源層采用應(yīng)變補償量子阱結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器外延片，其特征在于:所述上波導(dǎo)層和下波導(dǎo)層的厚度范圍為70nm至2000nmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器外延片，其特征在于:所述有源層由一個或多個InxGal-xAs量子講層及對應(yīng)的GayAsl-yP勢皇層組成。4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的半導(dǎo)體激光器外延片的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)以n-GaAs襯底作為基板； 2)在上述基板上采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法(MOCVD)—次性沉積n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGa1 xAs上波導(dǎo)層，P-AlxGa1 xAs上限制層，P-AlxGa1 xAs漸變層，p-GaAs頂層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體激光器外延片及其制備方法。在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，n-AlxGa1-xAs漸變層，n-AlxGa1-xAs下限制層，AlxGa1-xAs下波導(dǎo)層，有源層，AlxGa1-xAs上波導(dǎo)層，p-AlxGa1-xAs上限制層，p-AlxGa1-xAs漸變層,p-GaAs頂層。其制備方法是：采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法在n-GaAs襯底上至下而上依次外延生長各層。本發(fā)明可以減少電子散失，提高有源區(qū)內(nèi)電子與空穴的輻射復(fù)合效率?？梢陨L出高質(zhì)量的晶體，能提供更深的載流子阱和更大的增益；應(yīng)變補償量子阱具有帶階大，波長漂移速度更低和透明載流子濃度更低等優(yōu)勢。
【IPC分類】H01S5/343
【公開號】CN105071223
【申請?zhí)枴緾N201510583257
【發(fā)明人】馬淑芳, 田海軍, 吳小強(qiáng), 梁建, 董海亮
【申請人】山西飛虹微納米光電科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月14日