[發(fā)明專利]一種基于半導(dǎo)體界面異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610090495.0
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105576504A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇輝;陳陽華;林中晞;林琦
• 申請（專利權(quán)）人: 福建中科光芯光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/323
• 分類號: H01S5/323
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，特別是一種基于半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的激光器。

背景技術(shù)

激光是近代科學(xué)技術(shù)中的重大發(fā)明之一，1064nm波段激光器在激光測距、激光制導(dǎo)、相干通信、大氣研究、醫(yī)療器械、光學(xué)圖像處理、激光打印機(jī)等高科技領(lǐng)域有著獨(dú)具特色的應(yīng)用前景。20世紀(jì)70年代中后期，人們圍繞如何提高1064nm波段激光器的輸出功率及效率從材料、器件到結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方位的探索研究，促使人們在提高效率、

小型化及性能穩(wěn)定的方面進(jìn)行更深層次的研究開發(fā)。

現(xiàn)階段，大部分固體激光器采用半導(dǎo)體激光器或者二極管陣列泵浦的技術(shù)，有其自身的優(yōu)勢：工作時(shí)間長、低功耗、光光轉(zhuǎn)換效率高、體積小，便于設(shè)計(jì)小型化。但是用于高功率激光器時(shí)，需要對激光材料冷卻保護(hù)，進(jìn)行精確的溫度控制使其保持穩(wěn)定工作狀態(tài)。

半導(dǎo)體激光器有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率很高，使用壽命長，具有直接調(diào)制的能力，而且體積小、重量輕、價(jià)格便宜。1064nm波段激光器最常用的激光器材料是InGaAsP/InP系統(tǒng)，該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于高溫性能不佳，制作工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的激光器。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于半導(dǎo)體界面異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的激光器，包括依次設(shè)置的下電極、襯底、下接觸、有源層、上接觸層、蓋層、介質(zhì)膜層、上電極構(gòu)成，其特征在于：所述有源層為半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的一側(cè)為與襯底同質(zhì)的材料，異質(zhì)節(jié)的另一側(cè)為與襯底晶格常數(shù)相同而禁帶寬度不同的材料。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)具有量子效應(yīng)增強(qiáng)的二維電子氣發(fā)光機(jī)制，所述半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)具有量子效應(yīng)增強(qiáng)的二維電子氣發(fā)光機(jī)制，其發(fā)光波段為1064nm段。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述襯底材料為InP。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是單重結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，其中InP層厚度為20-40nm，InAlAs層厚度為20-40nm。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是多重結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，異質(zhì)結(jié)周期為40-80nm，InP層厚度為20-40nm，InAlAs層厚度為20-40nm。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，異質(zhì)結(jié)周期大于80nm，其InP層厚度為大于40nm，InAlAs層厚度為大于40nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比：本發(fā)明所提出的激光器材料是InAlAs/InP系統(tǒng)，該材料生長在InP襯底上，發(fā)光波長滿足1064nm波段，高溫性能穩(wěn)定，發(fā)光功率高，制作工藝簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的基于半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)界面結(jié)構(gòu)的激光器，如圖1所示，包括由下而上設(shè)置的下電極1、襯底2、下接觸層3、有源層4、蓋層5、上接觸層6、介質(zhì)膜層7、上電極8構(gòu)成。所述有源層4為半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)界面結(jié)構(gòu)，所述異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)的一側(cè)為與襯底同質(zhì)的材料，異質(zhì)節(jié)的另一側(cè)為與襯底晶格常數(shù)相同而禁帶寬度不同的材料。該結(jié)構(gòu)具有半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)界面局域的二維電子氣發(fā)光機(jī)制，其發(fā)光波段為1064nm段。

所述襯底材料為InP。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是單重結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，其中InP層厚度為20-40nm，InAlAs層厚度為20-40nm。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是多重結(jié)構(gòu)。

異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，異質(zhì)結(jié)周期為40-80nm，InP層厚度為20-40nm，InAlAs層厚度為20-40nm。

異質(zhì)節(jié)結(jié)構(gòu)為InP/InAlAs，異質(zhì)結(jié)周期大于80nm，其InP層厚度為大于40nm，InAlAs層厚度為大于40nm。

所述基于半導(dǎo)體異質(zhì)節(jié)界面結(jié)構(gòu)的激光器包括以下幾種生成方法。

具體實(shí)施方式一：