[發明專利]一種氮化鎵基激光器制備方法和氮化鎵基激光器

在審

• 申請號: 202111438704.3
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114142345A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 梁鋒;趙德剛;陳平;劉宗順;楊靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343;H01S5/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

1.一種氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，包括：

在襯底(1)的上表面制作n型限制層(2)；

在第一預設生長環境中在所述n型限制層(2)的上表面制作下波導層(3)；

在所述下波導層(3)的上表面制作量子阱有源區(4)；

在第二預設生長環境中在所述量子阱有源區(4)的上表面制作上波導層(5)；

在所述上波導層(5)的上表面依次制作p型電子阻擋層(6)、p型限制層(7)、p型歐姆接觸層(8)和p型歐姆電極(9)；

在所述襯底(1)的下表面制作n型歐姆接觸電極(10)，完成所述激光器的制備。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述下波導層(3)的材料包括銦組分為2％-5％的n型銦鎵氮材料，所述下波導層(3)的厚度為0.05-0.12μm。

3.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述上波導層(5)的材料包括不摻雜的銦鎵氮和輕摻雜的銦鎵氮中任一種，所述上波導層(5)的厚度為0.05-0.15μm。

4.根據權利要求2所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述第一預設生長環境包括：生長溫度為800℃～900℃，三甲基銦流量為：2.8～8.0μmol/min。

5.根據權利要求3所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述第二預設生長環境包括：生長溫度為：700℃～830℃，銦和鎵的摩爾流量比大于0.75，生長速率小于0.025nm/s。

6.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述襯底(1)的材料包括氮化鎵，所述襯底(1)的厚度為0.3-4μm。

7.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述在所述上波導層(5)的上表面依次制作p型電子阻擋層(6)、p型限制層(7)、p型歐姆接觸層(8)和p型歐姆電極(9)，具體包括：

在所述上波導層(5)上表面依次制作p型電子阻擋層(6)、p型限制層(7)和p型歐姆接觸層(8)；

將所述p型電子阻擋層(6)、p型限制層(7)和p型歐姆接觸層(8)刻蝕為預設形狀；

在所述p型歐姆接觸層(8)上表面制作p型歐姆電極(9)。

8.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，

所述n型限制層(2)的材料包括鋁組分為7％-15％的n型鋁鎵氮材料，所述n型限制層(2)的厚度為0.6-2.5μm；

所述p型限制層(7)的材料包括鋁組分為7％-15％的p型鋁鎵氮材料，所述p型限制層(7)的厚度為0.45-0.65μm。

9.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器制備方法，其特征在于，所述p型電子阻擋層(6)的材料包括鋁組分為5％-30％的重摻雜的鋁鎵氮材料，所述p型電子阻擋層(6)的厚度為0.01-0.025μm。

10.一種氮化鎵基激光器，采用如權利要求1-9任一項所述的氮化鎵基激光器制備方法制作而成，其特征在于，包括：

襯底(1)；

n型限制層(2)，形成于所述襯底(1)的上表面；

下波導層(3)，形成于所述n型限制層(2)的上表面；

量子阱有源區(4)，形成于述下波導層(3)的上表面；

上波導層(5)，形成于所述量子阱有源區(4)的上表面；

p型電子阻擋層(6)，形成于所述上波導層(5)的上表面；

p型限制層(7)，形成于所述p型電子阻擋層(6)的上表面；

p型歐姆接觸層(8)，形成于所述p型限制層(7)的上表面；

p型歐姆電極(9)，形成于所述p型歐姆接觸層(8)的上表面；

n型歐姆接觸電極(10)，形成于所述襯底(1)的下表面；

所述p型電子阻擋層(6)、p型限制層(7)和p型歐姆接觸層(8)為預設形狀。