[發(fā)明專利]一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010600397.3 | 申請日： | 2020-06-28 |
| 公開（公告）號： | CN111740312B | 公開（公告）日： | 2023-04-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曾麗娜;李林;李再金;李功捷;喬忠良;趙志斌;劉國軍;曲軼;彭鴻雁 | 申請（專利權(quán)）人： | 海南師范大學 |
| 主分類號： | H01S5/187 | 分類號： | H01S5/187;H01S5/34 |
| 代理公司： | 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 曹鵬飛 |
| 地址： | 571158 *** | 國省代碼： | 海南;46 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 波長 單片 集成 發(fā)射 半導(dǎo)體激光器 | ||
本發(fā)明公開了一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，包括藍寶石襯底，所述藍寶石襯底頂端自下而上依次生長有緩沖層，第一底部DBR層，第一下勢壘層，第一有源層，隧道結(jié)層，電流注入層，第一上勢壘層，第一頂部DBR層，歐姆接觸層，第二底部DBR層，第二下勢壘層，第二有源層，第二上勢壘層，第二頂部DBR層，蓋層，第三底部DBR層，第三下勢壘層，第三有源層，第三上勢壘層，第三頂部DBR層，窗口層。本發(fā)明不僅能夠獲得高質(zhì)量的高反射率腔鏡，還能有效減小諧振腔的腔長，有利于芯片集成。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)
近年來，GaN基半導(dǎo)體材料在外延生長和光電子器件制備方面均取得了重大科技突破，其中發(fā)光二極管(LED)和邊發(fā)射激光器(EEL)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。藍綠光雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，在高密度光存儲、激光顯示、激光打印、激光照明、激光電視、水下通信、海洋資源探測及激光生物醫(yī)學等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
面發(fā)射半導(dǎo)體激光諧振腔通常由高反射率的分布布拉格反射鏡(DBR)組成。然而對GaN基半導(dǎo)體激光而言，外延生長DBR非常困難，一般由多層介質(zhì)膜DBR來獲得高反射率諧振腔。由于介質(zhì)膜不導(dǎo)電，因此目前面發(fā)射半導(dǎo)體激光器通常采用ITO膜內(nèi)腔電極，ITO膜內(nèi)腔電極吸收引起的損耗以及ITO/GaN界面帶來的損耗導(dǎo)致較高的閾值電流和較低的光輸出。雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器均利用鍵合技術(shù)，把兩種不同發(fā)射波長的激光芯片鍵合在一起，集成度較低。雙波長激光的輸出特性受到鍵合溫度、壓力以及鍵合劑等因素的影響，不易獲得穩(wěn)定的激光輸出特性，不利于芯片集成。
因此，如何提供一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，不僅能夠獲得高質(zhì)量的高反射率腔鏡，還能有效減小諧振腔的腔長，有利于芯片集成。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種雙波長單片集成面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，包括：藍寶石襯底，所述藍寶石襯底頂端自下而上依次生長有緩沖層，第一底部DBR層，第一下勢壘層，第一有源層，隧道結(jié)層，電流注入層，第一上勢壘層，第一頂部DBR層，歐姆接觸層，第二底部DBR層，第二下勢壘層，第二有源層，第二上勢壘層，第二頂部DBR層，蓋層，第三底部DBR層，第三下勢壘層，第三有源層，第三上勢壘層，第三頂部DBR層，窗口層。
優(yōu)選的，半導(dǎo)體激光器經(jīng)過第一次ICP刻蝕，形成第一次光刻、ICP刻蝕溝道，所述第一次光刻、ICP刻蝕溝道由所述隧道結(jié)層延伸至所述窗口層。
優(yōu)選的，半導(dǎo)體激光器經(jīng)過第二次ICP刻蝕，形成第二次光刻、ICP刻蝕溝道，所述第二次光刻、ICP刻蝕溝道由所述第一底部DBR層延伸至所述窗口層。
優(yōu)選的，所述第一底部DBR層，為外延生長不同摻雜濃度的n型n-GaN/n+-GaN?DBR同質(zhì)結(jié)材料，n-GaN與n+-GaN共20對，厚度分別為35nm和50nm，n-GaN摻雜濃度為n＝1E18/cm3，n+-GaN摻雜濃度為n＝1E19/cm3。
優(yōu)選的，隧道結(jié)層為重摻雜n+-GaN/p+-GaN，n+-GaN和p+-GaN的摻雜濃度均5E19/cm3，厚度分別為15nm和10nm。
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