[發明專利]FP腔GaN基激光器及其制作方法

在審

• 申請號: 201911394479.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111146689A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張琪;張書明;李德堯;劉建平;張立群;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: H01S5/20
• 分類號: H01S5/20;H01S5/343;H01S5/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種FP腔GaN基激光器及其制作方法。所述激光器的p型表面是不具有脊型結構的平整表面，所述激光器的外延結構包括依次疊層設置的第一限制層、第一波導層、量子阱層、第二波導層、電子阻擋層、第二限制層以及接觸層，所述第二波導層包括發光區和分布于發光區兩側的高阻區。本發明實施例提供的FP腔GaN基激光器的p型電極完全覆蓋p型接觸層，因此增大了p型歐姆接觸面積，增加了電流導通路徑，減小了p型接觸電阻和體電阻，進而降低了工作電壓。

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器，特別涉及一種FP腔GaN基激光器及其制作方法，屬于半導體技術領域。

背景技術

近年來，隨著材料質量、制備工藝等方面的進步，基于GaN材料體系的藍色激光器(LD)已經獲得了顯著進展。在激光存儲、激光顯示及光纖耦合等許多應用中需要高電光轉換效率和長壽命的激光器。常用的激光器結構是脊型結構(如圖1所示)，采用干法刻蝕和沉積絕緣介質膜實現對側向電流和光場的限制。但是這種結構的p型表面是具有脊型結構的不平整表面，因此不容易實現倒裝封裝，熱阻較大。同時刻蝕后側向有明顯的折射率差，而折射率導引型激光器一般只有在脊型條寬為2μm時才能實現基模輸出，因此脊型波導激光器不容易實現高功率基模輸出。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種FP腔GaN基激光器及其制作方法，進而克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例一方面提供了一種FP腔GaN基激光器，所述激光器的p型表面是不具有脊型結構的平整表面。

進一步的，所述激光器的外延結構包括依次疊層設置的第一限制層、第一波導層、量子阱層、第二波導層、電子阻擋層、第二限制層以及接觸層，所述第二波導層包括發光區和分布于發光區兩側的高阻區。

更進一步的，所述高阻區是通過對第二波導層內分布于發光區兩側的區域進行離子注入而形成。

更進一步的，所述離子注入采用的離子包括但不限于H離子、He離子、Be離子、B離子、N離子、Ar離子、Al離子；其中，注入離子可以采用一種或者兩種以上的組合，可以進行一次或多次注入。

進一步的，所述第二波導層表面是不具有脊型結構的平整表面，而依次形成在第二波導層上的電子阻擋層、第二限制層以及接觸層的表面也是不具有脊型結構的平整表面。

更進一步的，所述的FP腔GaN基激光器還包括襯底，所述外延結構形成在所述襯底上。

本發明實施例還提供了一種FP腔GaN基激光器，包括外延結構以及與外延結構匹配的電極；所述外延結構包括依次層疊設置的n-AlGaN限制層、n-(In)GaN波導層、InGaN/GaN量子阱層、p-(In)GaN波導層、p-AlGaN電子阻擋層、p-AlGaN限制層和p-(In)GaN接觸層；其中，所述p-(In)GaN波導層包括發光區和分布于發光區兩側的高阻區；并且所述激光器的p型表面是不具有脊型結構的平整表面。

進一步的，所述高阻區是通過對p-(In)GaN波導層內分布于發光區兩側的區域進行離子注入而形成。

優選的，所述離子注入采用的離子包括但不限于H離子、He離子、Be離子、B離子、N離子、Ar離子、Al離子。

更進一步的，所述InGaN/GaN量子阱層包括1-5對InGaN/GaN量子阱，優選為兩對。

更進一步的，所述外延結構設置在襯底上。

優選的，所述襯底包括GaN自支撐襯底。

進一步的，所述電極包括分別與所述外延結構的兩端匹配的p電極、n電極，所述p電極完全覆蓋p-(In)GaN接觸層。