[發(fā)明專利]一種大功率量子阱半導體激光器外延片結(jié)構(gòu)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610168707.2 | 申請日： | 2016-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN105633797A | 公開（公告）日： | 2016-06-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 潘旭;張露;吳波;張小賓;楊翠柏 | 申請（專利權(quán)）人： | 中山德華芯片技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | H01S5/343 | 分類號： | H01S5/343 |
| 代理公司： | 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 梁瑩 |
| 地址： | 528437 廣東省中山*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 大功率 量子 半導體激光器 外延 結(jié)構(gòu) | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導體激光器領(lǐng)域，尤其是指一種大功率量子阱半導體激光器 外延片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)
半導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。對于 大功率半導體激光器而言，特別是對于含有量子阱結(jié)構(gòu)有源區(qū)的大功率半導體 激光器，提高激光器的量子阱電子注入效率是關(guān)鍵。普通量子阱中的兩種載流 子的復(fù)合幾率仍有提升空間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點，提出一種大功率量子阱半 導體激光器外延片結(jié)構(gòu)，可以降低激光器激射波長線寬，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。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種大功率量子阱半導體 激光器外延片結(jié)構(gòu)，包括有n-GaAs襯底，在所述n-GaAs襯底上由下至上依次 外延生長n-GaAs緩沖層、n-AlxGa1-xAs組分漸變層、n-AlxGa1-xAs下限制層、 AlxGa1-xAs下波導層、AlxGa1-xAs下勢壘層、量子阱有源層、AlxGa1-xAs上勢 壘層、AlxGa1-xAs上波導層、p-AlxGa1-xAs上限制層、p-AlxGa1-xAs組分漸變 層、p-GaAs頂層；所述AlxGa1-xAs上波導層的厚度小于所述AlxGa1-xAs下波 導層的厚度，所述量子阱有源層中包含一個AlxGa1-xAs雙勢壘阻擋層，所述 p-AlxGa1-xAs上限制層、p-AlxGa1-xAs組分漸變層、p-GaAs頂層中的摻雜劑為 四溴化碳或者四氯化碳。
所述n-AlxGa1-xAs組分漸變層與p-AlxGa1-xAs組分漸變層的厚度范圍在 800nm至1500nm。
所述n-AlxGa1-xAs下限制層與AlxGa1-xAs下波導層總厚度范圍在200nm 至800nm。
所述AlxGa1-xAs下勢壘層與AlxGa1-xAs上勢壘層的Al含量相同；所述 AlxGa1-xAs雙勢壘阻擋層中的Al含量為AlxGa1-xAs上勢壘層或AlxGa1-xAs下 勢壘層的Al含量的三分之一至二分之一。
所述n-AlxGa1-xAs上限制層與上波導層總厚度范圍在200nm至800nm。
所述p-GaAs頂層的摻雜濃度大于5×1019cm/m3。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：
由于量子阱中存在多種子能級，為了增加量子阱里兩種載流子在特定能級 差之間的復(fù)合機率，降低激光器激射波長線寬。本發(fā)明提出一種特殊設(shè)計的量 子阱有源區(qū)結(jié)構(gòu)，在該量子阱中，添加一雙勢壘阻擋層，只有在外加電壓一定 的情況下，量子阱中的某一子能級上的電子才能發(fā)生共振遂穿，從而起到顯著 降低激光器激射波長線寬和提高載流子復(fù)合效率的效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述大功率量子阱半導體激光器外延片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，本實施例所述的大功率量子阱半導體激光器外延片結(jié)構(gòu)，包 括有n-GaAs襯底，在所述n-GaAs襯底上由下至上依次外延生長n-GaAs緩沖 層、n-AlxGa1-xAs組分漸變層、n-AlxGa1-xAs下限制層、AlxGa1-xAs下波導層、 AlxGa1-xAs下勢壘層、量子阱有源層、AlxGa1-xAs上勢壘層、AlxGa1-xAs上波 導層、p-AlxGa1-xAs上限制層、p-AlxGa1-xAs組分漸變層、p-GaAs頂層；所述 AlxGa1-xAs上波導層的厚度小于所述AlxGa1-xAs下波導層的厚度，所述量子阱 有源層中包含一個AlxGa1-xAs雙勢壘阻擋層，所述p-AlxGa1-xAs上限制層、 p-AlxGa1-xAs組分漸變層、p-GaAs頂層中的摻雜劑為四溴化碳或者四氯化碳。
所述n-AlxGa1-xAs組分漸變層與p-AlxGa1-xAs組分漸變層的厚度范圍在 800nm至1500nm。
所述n-AlxGa1-xAs下限制層與AlxGa1-xAs下波導層總厚度范圍在200nm 至800nm。
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