[發明專利]一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件

在審

• 申請號: 202310534293.0
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116667150A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李水清;王星河;張會康;黃軍;胡志勇;蒙磊;季徐芳;陳三喜;張江勇
• 申請（專利權）人: 安徽格恩半導體有限公司
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34;H01S5/343;H01S5/22
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 魏玉嬌

1.一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，從下至上依次包括襯底(100)、下限制層(101)、下波導層(102)，有源層(103)、上波導層(104)、電子阻擋層(105)、上限制層(106)，其特征在于，所述下波導層(102)和有源層(103)之間設置有第一二維聲子與三維電荷傳輸層(1071)，所述有源層(103)和上波導層(104)之間設置有第二二維聲子與三維電荷傳輸層(1072)，所述第一二維聲子與三維電荷傳輸層(1071)和第二二維聲子與三維電荷傳輸層(1072)相同或相異，且均為SnSe、AgSbT₂、SnTe、ZrNiSn、Bi₂Te₃、NbFeSb的任意一種或兩種以上組合形成的二維莫爾超晶格結構。

2.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述襯底(100)為藍寶石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、藍寶石/SiO2復合襯底、藍寶石/AlN復合襯底、藍寶石/SiNx、藍寶石/SiO2/SiNx復合襯底、鎂鋁尖晶石MgAl₂O₄、MgO、ZnO、ZrB₂、LiAlO₂/LiGaO₂復合襯底中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述下限制層(101)為GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、AlN、InN、AlInN的任意一種或任意組合，厚度為50-5000nm，Si摻雜濃度為1E18-1E20cm^-3。

4.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述下波導層(102)和上波導層(104)為GaN、InGaN、AlInGaN的任意一種或任意組合，厚度為50-1000nm，Si摻雜濃度為1E16-5E19?cm^-3。

5.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述有源層(103)為阱層和壘層組成的周期性結構，阱層為InGaN阱層，壘層為GaN、AlInGaN、AlGaN、AlInN的任意一種或兩種以上的組合，所述有源層的周期數為m：4≥m≥1。

6.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述電子阻擋層(105)和上限制層(106)為GaN、AlGaN、AlInGaN、AlN、AlInN的任意一種或任意組合，厚度為20-1000nm，Mg摻雜濃度為1E18-1E20?cm^-3。

7.根據權利要求1所述的一種具有二維聲子與三維電荷傳輸層的半導體激光元件，其特征在于，所述第一二維聲子與三維電荷傳輸層(1071)和第二二維聲子與三維電荷傳輸層(1072)的厚度均為5-500nm。