[發(fā)明專利]氮化鎵基半導體激光器外延結構及其制作方法

有效

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• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102299482A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 曾暢;張書明;劉建平;王輝;馮美鑫;李增成;王懷兵;楊輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于，包括：

????第一層為襯底；

????第二層為n型光學限制層；

????第三層為n型下光學波導層；

????第四層為多量子阱InGaN/GaN有源區(qū)；

????第五層為上光學波導層；

????第六層為p型AlGaN電子阻擋層；

????第七層為p型AlGaN光學限制層；

????第八層為p型GaN歐姆接觸層。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的襯底包括自支撐GaN襯底和SiC襯底。

3.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的n型光學限制層為超晶格結構的AlGaN/GaN材料。

4.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的n型下光學波導層為GaN或InGaN材料；上光學波導層為GaN或InGaN材料。

5.根據權利要求4所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的InGaN材料中的In組分在4%至10%之間。

6.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層的Al組分是漸變的。

7.根據權利要求6所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層的平均Al組分為2%至20%之間，沿生長方向，Al組分整體呈下降趨勢。

8.根據權利要求7所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：在p型AlGaN電子阻擋層一側的p型AlGaN光學限制層的Al組分與p型AlGaN電子阻擋層的Al組分一致，在p型GaN歐姆接觸層一側的p型AlGaN光學限制層的Al組分與p型GaN歐姆接觸層的Al組分一致。

9.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層為體材料或者超晶格結構。

10.根據權利要求1所述的氮化鎵基半導體激光器外延結構，其特征在于：通過干法刻蝕的辦法形成脊型波導，在所述的p型GaN歐姆接觸層依次外延絕緣介質膜和歐姆接觸金屬電極。

11.一種氮化鎵基半導體激光器外延結構的制作方法，其特征在于：在導電襯底上依次外延生長n型光學限制層、n型下光學波導層、多量子阱InGaN/GaN有源區(qū)、上光學波導層、p型AlGaN電子阻擋層、p型AlGaN光學限制層、p型GaN歐姆接觸層。

12.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：所述的導電襯底包括自支撐GaN襯底和SiC襯底。

13.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：所述的n型光學限制層為超晶格結構的AlGaN/GaN材料。

14.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：所述的n型下光學波導層為GaN或InGaN材料；上光學波導層為GaN或InGaN材料。

15.根據權利要求14所述的制作方法，其特征在于：所述的InGaN材料中的In組分在4%至10%之間。

16.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層的Al組分是漸變的。

17.根據權利要求16所述的制作方法，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層的平均Al組分為2%至20%之間，沿生長方向，Al組分整體呈下降趨勢。

18.根據權利要求17所述的制作方法，其特征在于：在p型AlGaN電子阻擋層一側的p型AlGaN光學限制層的Al組分與p型AlGaN電子阻擋層的Al組分一致，在p型GaN歐姆接觸層一側的p型AlGaN光學限制層的Al組分與p型GaN歐姆接觸層的Al組分一致。

19.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：所述的p型AlGaN光學限制層為超晶格結構或者體材料。

20.根據權利要求11所述的制作方法，其特征在于：外延p型歐姆接觸層后，采用干法刻蝕的方法形成脊型波導，并使用PECVD形成絕緣介質膜，采用濺射的方法形成歐姆接觸金屬電極，然后采用解離的方法形成激光器的諧振腔面。