半導體激光器用外延片及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體激光技術領域，特別涉及半導體激光器外延片的效率提高和制備方法。
【背景技術】
[0002]半導體激光器是一種新型高效的小型光源，具有體積小、電光轉換效率高等優點，在材料處理、醫療儀器、航天及軍事等領域獲得了廣泛的應用。
[0003]提高激光器的效率可從多方面考慮:1)減小量子阱內非輻射復合造成的損耗；2)減小波導散射、自由載流子吸收等因素產生的光吸收和散射損耗。可以通過對器件的結構進行設計、工藝改進等措施來解決上述問題。如采用不對稱波導，可以減小載流子溢出損耗，增加量子阱里兩種載流子的復合機率，提高激光器效率。應變補償結構有如下優點:可以提供更大的帶階，從而減少了載流子泄漏；可以提供更大的峰值增益；透明載流子濃度更低，使激光器有著低的閾值電流；透明載流子濃度隨溫度變化不大，激光器有好的溫度特性；緩解了有源區的應變，對材料生長有利，改善晶體生長質量。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種半導體激光器外延片，所述外延片的結構為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導層，有源層，AlxGal-xAs上波導層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，ρ-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導層厚度；所述有源層采用應變補償量子阱結構。
[0005]進一步地，所述上波導層和下波導層的厚度范圍為70nm至2000nmo
[0006]進一步地，所述有源層由一個或多個InxGal-xAs量子講層及對應的GayAsl-yP勢皇層組成。
[0007]進一步地，本發明還提供一種上述的半導體激光器外延片的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008]I)以n-GaAs襯底作為基板；
[0009]2)在上述基板上采用金屬有機化學氣相沉積的方法(MOCVD) —次性沉積n_GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導層，有源層，AlxGa1 xAs上波導層，P-AlxGa1 xAs上限制層，P-AlxGa1 xAs漸變層，p-GaAs頂層。
【附圖說明】
[0010]通過參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例，本發明的以上和其它方面及優點將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0011]圖1為本發明的半導體激光器用外延片的縱剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]在下文中，現在將參照附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了各種實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。
[0013]在下文中，將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。
[0014]參考附圖1，本發明提供一種半導體激光器外延片，所述外延片的結構為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，η-AlxGal-xAs下限制層，AlxGal-xAs下波導層，有源層，AlxGal-xAs上波導層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，p-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導層厚度；所述有源層采用應變補償量子阱結構。
[0015]以上所述僅為本發明的實施例而已，并不用于限制本發明。本發明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種半導體激光器外延片，其特征在于:所述外延片的結構為:在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，n-AlxGal-xAs漸變層，n-AlxGal-xAs下限制層，AlxGal-xAs下波導層，有源層，AlxGal-xAs上波導層，p-AlxGal-xAs上限制層，p-AlxGal-xAs漸變層，p-GaAs頂層；所述AlxGal-xAs上波導層的厚度小于所述AlxGal-xAs下波導層厚度；所述有源層采用應變補償量子阱結構。2.根據權利要求1所述的半導體激光器外延片，其特征在于:所述上波導層和下波導層的厚度范圍為70nm至2000nmo3.根據權利要求1所述的半導體激光器外延片，其特征在于:所述有源層由一個或多個InxGal-xAs量子講層及對應的GayAsl-yP勢皇層組成。4.一種根據權利要求1-3任意一項所述的半導體激光器外延片的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)以n-GaAs襯底作為基板； 2)在上述基板上采用金屬有機化學氣相沉積的方法(MOCVD)—次性沉積n-GaAs緩沖層，I1-AlxGa1 xAs漸變層，I1-AlxGa1 xAs下限制層，AlxGa1 xAs下波導層，有源層，AlxGa1 xAs上波導層，P-AlxGa1 xAs上限制層，P-AlxGa1 xAs漸變層，p-GaAs頂層。
【專利摘要】本發明公開了一種半導體激光器外延片及其制備方法。在n-GaAs襯底上由下至上外延生長n-GaAs緩沖層，n-AlxGa1-xAs漸變層，n-AlxGa1-xAs下限制層，AlxGa1-xAs下波導層，有源層，AlxGa1-xAs上波導層，p-AlxGa1-xAs上限制層，p-AlxGa1-xAs漸變層,p-GaAs頂層。其制備方法是：采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)的方法在n-GaAs襯底上至下而上依次外延生長各層。本發明可以減少電子散失，提高有源區內電子與空穴的輻射復合效率。可以生長出高質量的晶體，能提供更深的載流子阱和更大的增益；應變補償量子阱具有帶階大，波長漂移速度更低和透明載流子濃度更低等優勢。
【IPC分類】H01S5/343
【公開號】CN105071223
【申請號】CN201510583257
【發明人】馬淑芳, 田海軍, 吳小強, 梁建, 董海亮
【申請人】山西飛虹微納米光電科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月14日