CN106785919A - InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法 - Google Patents

InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106785919A
CN106785919A CN201610945995.8A CN201610945995A CN106785919A CN 106785919 A CN106785919 A CN 106785919A CN 201610945995 A CN201610945995 A CN 201610945995A CN 106785919 A CN106785919 A CN 106785919A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ingan
gan
shaped
layers
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610945995.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106785919B (zh
Inventor
田爱琴
刘建平
张书明
李德尧
张立群
杨辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Gain Photoelectric Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS filed Critical Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority to CN201610945995.8A priority Critical patent/CN106785919B/zh
Publication of CN106785919A publication Critical patent/CN106785919A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106785919B publication Critical patent/CN106785919B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种InGaN/GaN量子阱激光器，其包括：衬底；依序在衬底上的低温GaN缓冲层、高温n型GaN层和n型AlGaN光限制层；在n型AlGaN光限制层上的n型InGaN下波导层；在n型InGaN下波导层上的InGaN/GaN量子阱有源区；在InGaN/GaN量子阱有源区上的u型InGaN上波导层；在u型InGaN上波导层上的p型AlGaN电子阻挡层；在p型AlGaN电子阻挡层上的p型AlGaN/GaN光限制层；在p型AlGaN/GaN光限制层上的p型GaN欧姆接触层。本发明还公开一种该InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法。本发明采用1～2个单原子层厚度的InxGa1‑xN插入盖层使InGaN量子阱表面二维岛状的形貌变得平整，从而In组分分布更加均匀，且使之后形成的GaN盖层有更好的质量，在升温过程中保证InGaN量子阱不会发生分解，并且在之后的高温生长p型AlGaN/GaN光限制层的过程中不会发生热退化。

Description

InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体地讲，涉及一种InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法。
背景技术
GaN基半导体激光器，通常采用InGaN/GaN量子阱作为有源区。由于In-N键能弱，分解温度低，但是Ga-N键能强，分解温度高，导致最优的InGaN量子阱的生长温度与最佳的GaN量子垒的生长温度有较大的差别。因此我们通常采用双温生长的方法生长InGaN/GaN量子阱有源区，即InGaN量子阱层采用较低温度生长(一般低于750℃)，GaN垒层采用较高温度生长(一般高于900℃)。但是在由较低的量子阱生长温度升高至较高的垒温的过程中，InGaN量子阱层往往发生分解。
为了解决InGaN量子阱层发生分解的问题，现有的技术方案是在生长完低温InGaN量子阱后，生长一层薄层的GaN盖层，之后再升温至量子垒的温度。这样，GaN盖层可以保护InGaN层在升温过程中不分解。
但是对于InGaN/GaN绿光量子阱，由于InGaN量子阱层有更高的In组分，在采用MOCVD的方法生长时，需要更低的温度与更高的In/Ga比。由于低温下原子迁移率低，InGaN的AFM(原子力显微镜)形貌一般是一些沿台阶分布的量子点或者二维岛状的形貌，二维岛的高度大约为1～2个单原子层。在这种二维岛的形貌之上再生长GaN盖层，导致GaN盖层的质量很差。并且高In组分的InGaN量子阱有源区本身InGaN相分离严重，再生长质量较差的低温GaN盖层后，升温到垒温以及高温垒生长过程中，会导致InGaN量子阱层的分解。在随后生长激光器结构的高温p型AlGaN限制层时，也会导致InGaN/GaN量子阱有源区发生热退化，在荧光显微镜照片中有很多发光暗斑。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的一目的在于提供一种InGaN/GaN量子阱激光器，其包括：衬底；在所述衬底上的低温GaN缓冲层；在所述低温GaN缓冲层上的高温n型GaN层；在所述高温n型GaN层上的n型AlGaN光限制层；在所述n型AlGaN光限制层上的n型InGaN下波导层；在所述n型InGaN下波导层上的InGaN/GaN量子阱有源区；在所述InGaN/GaN量子阱有源区上的u型InGaN上波导层；在所述u型InGaN上波导层上的p型AlGaN电子阻挡层；在所述p型AlGaN电子阻挡层上的p型AlGaN/GaN光限制层；在所述p型AlGaN/GaN光限制层上的p型GaN欧姆接触层。
进一步地，所述InGaN/GaN量子阱有源区包括至少一个InGaN/GaN量子阱；当所述InGaN/GaN量子阱的数量为至少两个时，所述至少两个InGaN/GaN量子阱层叠在所述n型InGaN下波导层上；所述InGaN/GaN量子阱包括依序层叠的u型InGaN量子阱层、u型InGaN插入盖层、u型GaN盖层以及u型GaN量子垒层；所述u型InGaN插入盖层中的In组分小于所述u型InGaN量子阱层中的In组分。
进一步地，所述u型InGaN插入盖层中的In组分均匀；或者所述u型InGaN插入盖层中的In组分随着所述u型InGaN插入盖层的厚度的增加而逐渐减小。
进一步地，所述u型InGaN插入盖层的厚度为0.3nm～1nm。
进一步地，采用n型AlGaN/GaN光限制层代替所述n型AlGaN光限制层；所述n型AlGaN/GaN光限制层包括层叠在所述高温n型GaN层上的多个n型AlGaN/GaN超晶格；每个n型AlGaN/GaN超晶格包括依序层叠的n型AlGaN层和n型GaN层。
进一步地，所述n型InGaN下波导层和所述u型InGaN上波导层分别采用GaN层代替和/或采用厚度为200nm～1000nm的p型AlGaN层代替所述p型AlGaN/GaN光限制层和/或采用掺Mg浓度至少为1×1020cm-3的p型InGaN层替代所述p型GaN欧姆接触层。
本发明的另一目的在于提供一种InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法，其包括：在衬底上生长形成低温GaN缓冲层；在所述低温GaN缓冲层上生长形成高温n型GaN层；在所述高温n型GaN层上生长形成n型AlGaN光限制层；在所述n型AlGaN光限制层上生长形成n型InGaN下波导层；在所述n型InGaN下波导层上生长形成InGaN/GaN量子阱有源区；在所述InGaN/GaN量子阱有源区上生长形成u型InGaN上波导层；在所述u型InGaN上波导层上生长形成p型AlGaN电子阻挡层；在所述p型AlGaN电子阻挡层上生长形成p型AlGaN/GaN光限制层；在所述p型AlGaN/GaN光限制层上生长形成p型GaN欧姆接触层。
进一步地，在所述n型InGaN下波导层上生长形成InGaN/GaN量子阱有源区的方法中，生长形成InGaN/GaN量子阱有源区的具体方法为：在所述n型InGaN下波导层上生长形成至少一个InGaN/GaN量子阱；其中，当所述InGaN/GaN量子阱的数量为至少两个时，所述至少两个InGaN/GaN量子阱层叠在所述n型InGaN下波导层上；生长形成每个InGaN/GaN量子阱的具体方法为：依序生长形成u型InGaN量子阱层、u型InGaN插入盖层、u型GaN盖层以及u型GaN量子垒层；其中，所述u型InGaN插入盖层中的In组分小于所述u型InGaN量子阱层的In组分。
本发明的有益效果：本发明采用1～2个单原子层厚度(即厚度为0.3nm～1nm)的InxGa1-xN插入盖层可以使表面二维岛状的形貌变得平整，从而In组分分布更加均匀，并且使之后形成的GaN盖层有更好的质量，在升温过程中保证InGaN量子阱不会发生分解，并且在之后的高温生长p型AlGaN/GaN光限制层的过程中不会发生热退化。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的结构示意图；
图2是根据本发明的实施例的一个InxGa1-xN/GaN量子阱的结构示意图；
图3是采用传统的GaN盖层的InGaN/GaN量子阱激光器和本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的荧光显微镜图；
图4是根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的制备方法的流程图；
图5是根据本发明的实施例的每个InGaN/GaN量子阱的生长示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
在本发明的术语中，p型表示掺Mg，u型表示不掺杂，n型表示掺Si等。
图1是根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的结构示意图。
参照图1，根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器包括：衬底1；生长在衬底1上的低温GaN缓冲层2a；生长在低温GaN缓冲层2a上的高温n型GaN层2b；生长在高温n型GaN层2b上的n型AlGaN光限制层3；生长在n型AlGaN光限制层3上的n型InGaN下波导层4；生长在n型InGaN下波导层4上的InGaN/GaN量子阱有源区5；生长在InGaN/GaN量子阱有源区5上的u型InGaN上波导层6；生长在u型InGaN上波导层6上的p型AlGaN电子阻挡层7；生长在p型AlGaN电子阻挡层7上的p型AlGaN/GaN光限制层8；生长在p型AlGaN/GaN光限制层8上的p型GaN欧姆接触层9。
衬底1为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓或砷化镓等材料。
低温GaN缓冲层2a在温度为500℃的条件下在衬底1上生长形成，其厚度为10～20nm。
高温n型GaN层2b的厚度不超过5000nm，其电子浓度在1017cm-3到1019cm-3之间。
n型AlxGa1-xN光限制层3的厚度在800nm～1500nm之间，其Al组分为5％～10％，其电子浓度在1017cm-3到1019cm-3之间。
n型InxGa1-xN下波导层4的厚度在60nm～140nm之间，其In组分为3％～6％，其电子浓度在1017cm-3到1018cm-3之间。
InGaN/GaN量子阱有源区5由至少一个InxGa1-xN/GaN量子阱构成。作为一种优选的实施方式，InGaN/GaN量子阱有源区5由一个或两个或三个或四个或五个或六个InxGa1-xN/GaN量子阱构成。因此，当InGaN/GaN量子阱有源区5由至少两个InxGa1-xN/GaN量子阱构成时，该至少两个InxGa1-xN/GaN量子阱层叠生长在n型InxGa1-xN下波导层4上。
每个InxGa1-xN/GaN量子阱的具体结构请参照图2，图2是根据本发明的实施例的一个InxGa1-xN/GaN量子阱的结构示意图。
参照图2，InxGa1-xN/GaN量子阱从下到上(即从n型InxGa1-xN下波导层4到u型InxGa1-xN上波导层6)包括层叠的u型InxGa1-xN量子阱层51、u型InxGa1-xN插入盖层52、u型GaN盖层53以及u型GaN量子垒层54；其中，u型InxGa1-xN插入盖层52中的In组分小于u型InxGa1-xN量子阱层51中的In组分。
具体地，u型InxGa1-xN量子阱层51的厚度在1nm到5nm之间，其In组分为20％～35％；u型InxGa1-xN插入盖层52的厚度在0.3nm到1nm之间，其In组分为5％～10％；u型GaN盖层53的厚度在1nm到4nm之间；u型GaN量子垒层54的厚度在5nm到20nm之间。
此外，在本实施例中，在u型InxGa1-xN插入盖层52中，In组分可以为均匀的，或者In组分也可以随着u型InxGa1-xN插入盖层52的厚度的增加而逐渐减小，例如线性减小。
继续参照图1，u型InxGa1-xN上波导层6的厚度为50nm～100nm，其In组分为2％～4％。
p型InxGa1-xN电子阻挡层7的厚度为10nm～30nm，其In组分为10％～30％，其空穴浓度在1017cm-3到1019cm-3之间。
p型AlxGa1-xN/GaN光限制层8由10个～500个中的任意数量个p型AlxGa1-xN/GaN超晶格构成，所述10个～500个中的任意数量个p型AlxGa1-xN/GaN超晶格层叠生长在p型InxGa1-xN电子阻挡层7上。每个p型AlxGa1-xN/GaN超晶格从下到上(即从p型InxGa1-xN电子阻挡层7到p型GaN欧姆接触层9)包括层叠的p型AlxGa1-xN层和p型GaN层。这里，p型AlxGa1-xN层的空穴浓度在1017cm-3到1019cm-3之间，其Al组分为10％～30％，其厚度为200nm～1000nm。
p型GaN欧姆接触层9的厚度为10nm～30nm，其Mg的掺杂浓度在1019cm-3到1021cm-3之间，其空穴浓度在1017cm-3到1019cm-3之间，其厚度为200nm～1000nm。
综上，在本实施例中，采用1～2个单原子层厚度(即厚度为0.3nm～1nm)的InxGa1- xN插入盖层52可以使表面二维岛状的形貌变得平整，从而InGaN量子阱中In组分分布更加均匀，并且使之后形成的GaN盖层53有更好的质量，在升温过程中保证每个周期的InGaN量子阱不会发生分解，并且在之后的高温生长p型AlGaN/GaN光限制层8的过程中不会发生热退化。
图3是采用传统的GaN盖层的InGaN/GaN量子阱激光器和本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的荧光显微镜图。在图3中，(a)图表示采用传统的GaN盖层的InGaN/GaN量子阱激光器的荧光显微镜图；(b)图表示本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的荧光显微镜图。在(a)图和(b)图中，黑点表示此处的量子阱不发光，即发生了热退化，无黑点的位置表示没有发生热退还，这样可以看出，本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器可抑制有源区的热退化效应。
以下对根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的制备方法进行说明。图4是根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的制备方法的流程图。
参照图4，一并参照图1，根据本发明的实施例的InGaN/GaN量子阱激光器的制备方法包括以下步骤S410～步骤S490。
在步骤S410中，在衬底1上生长形成低温GaN缓冲层2a。具体地，在温度为500℃的条件下在衬底1上生长形成厚度为10～20nm的低温GaN缓冲层2a。
在步骤S420中，在低温GaN缓冲层2a上生长形成高温n型GaN层2b。具体地，在低温GaN缓冲层2a上生长形成厚度不超过5000nm且电子浓度在1017cm-3到1019cm-3之间的高温n型GaN层2b。
在步骤S430中，在高温n型GaN层2b上生长形成n型AlGaN光限制层3。具体地，在高温n型GaN层2b上生长形成厚度在800nm～1500nm之间且电子浓度在1017cm-3到1019cm-3之间且Al组分为5％～10％的n型AlxGa1-xN光限制层3。
在步骤S440中，在n型AlGaN光限制层3上生长形成n型InGaN下波导层4。具体地，在n型AlGaN光限制层3上生长形成厚度在60nm～140nm之间且In组分为3％～6％且电子浓度在1017cm-3到1018cm-3之间n型InxGa1-xN下波导层4。
在步骤S450中，在n型InGaN下波导层4上生长形成InGaN/GaN量子阱有源区5。
生长形成InGaN/GaN量子阱有源区5的方法包括：在n型InGaN下波导层4上依次生长形成至少一个InGaN/GaN量子阱。作为一种优选的实施方式，InGaN/GaN量子阱有源区5由一个或两个或三个或四个或五个或六个InxGa1-xN/GaN量子阱构成。当InGaN/GaN量子阱的数量为至少两个时，所述至少两个InGaN/GaN量子阱层叠生长在n型InGaN下波导层4上。
进一步地，参照图2，生长形成每个InGaN/GaN量子阱的具体方法为：依序生长形成u型InGaN量子阱层51、u型InGaN插入盖层52、u型GaN盖层53以及u型GaN量子垒层54；其中，u型InGaN插入盖层52中的In组分小于u型InGaN量子阱层51的In组分。
具体地，图5是根据本发明的实施例的每个InGaN/GaN量子阱的生长示意图。参照图5，u型InGaN量子阱层51和u型InGaN插入盖层52采用两路铟源TMIn_1和TMIn_2生长。u型InGaN量子阱层51、u型InGaN插入盖层52和u型GaN盖层53的镓源采用TEGa。u型GaN量子垒层54的镓源可以用TEGa或TMGa。u型InGaN量子阱层51、u型InGaN插入盖层52和u型GaN盖层53的生长温度一致，u型GaN量子垒层54的生长温度较高。在整个InGaN/GaN量子阱有源区5生长过程中，采用N2做载气，NH3作为氮源。
这样，可生长形成厚度在1nm到5nm之间且In组分为20％～35％的u型InxGa1-xN量子阱层51。可生长形成厚度在0.3nm到1nm之间且In组分为5％～10％的u型InxGa1-xN插入盖层52。可生长形成厚度在1nm到4nm之间的u型GaN盖层53。可生长形成厚度在5nm到20nm之间的u型GaN量子垒层54。
此外，在本实施例中，在u型InxGa1-xN插入盖层52中，In组分可以为均匀的，或者In组分也可以随着u型InxGa1-xN插入盖层52的厚度的增加而逐渐减小，例如线性减小。
在步骤S460中，在InGaN/GaN量子阱有源区5上生长形成u型InGaN上波导层6。具体地，在InGaN/GaN量子阱有源区5上生长形成厚度为50nm～100nm且In组分为2％～4％的u型InxGa1-xN上波导层6。
在步骤S470中，在u型InGaN上波导层6上生长形成p型AlGaN电子阻挡层7。具体地，在u型InGaN上波导层6上生长形成厚度为10nm～30nm且In组分为10％～30％且空穴浓度在1017cm-3到1019cm-3之间的p型AlGaN电子阻挡层7。
在步骤S480中，在p型AlGaN电子阻挡层7上生长形成p型AlGaN/GaN光限制层8。具体地，在p型AlGaN电子阻挡层7上层叠生长形成由10个～500个中的任意数量个p型AlxGa1- xN/GaN超晶格构成的p型AlGaN/GaN光限制层8。每个p型AlxGa1-xN/GaN超晶格从下到上(即从p型InxGa1-xN电子阻挡层7到p型GaN欧姆接触层9)包括层叠的p型AlxGa1-xN层和p型GaN层。这里，p型AlxGa1-xN层的空穴浓度在1017cm-3到1019cm-3之间，其Al组分为10％～30％。
在步骤S490中，在p型AlGaN/GaN光限制层8上生长形成p型GaN欧姆接触层9。具体地，在p型AlGaN/GaN光限制层8上生长形成厚度为10nm～30nm且Mg的掺杂浓度在1019cm-3到1021cm-3之间的p型GaN欧姆接触层9。
作为本发明的另一实施方式，与上述的实施例不同的是，可采用n型AlGaN/GaN光限制层代替图1中的n型AlGaN光限制层3。相应地，在步骤S420中，在高温n型GaN层2b上生长形成n型AlGaN/GaN光限制层。
其中，所述n型AlGaN/GaN光限制层包括层叠在所述高温n型GaN层2b上的多个n型AlGaN/GaN超晶格；每个n型AlGaN/GaN超晶格包括依序层叠的n型AlGaN层和n型GaN层。
作为本发明的又一实施方式，与上述的各实施例不同的是，图1中的n型InGaN下波导层4和u型InGaN上波导层6分别采用GaN层代替。相应地，在步骤S430中，在n型AlGaN光限制层3上生长形成GaN层。在步骤S460中，在InGaN/GaN量子阱有源区5上生长形成GaN层。
作为本发明的又一实施方式，与上述的各实施例不同的是，可采用厚度为200nm～1000nm的p型AlGaN层代替p型AlGaN/GaN光限制层8。相应地，在步骤S480中，在p型AlGaN电子阻挡层7上生长形成厚度为200nm～1000nm的p型AlGaN层。
作为本发明的又一实施方式，与上述的各实施例不同的是，可采用重掺Mg的p型InGaN层替代p型GaN欧姆接触层9。相应地，在步骤S490中，在p型AlGaN/GaN光限制层8上生长形成掺Mg浓度至少为1×1020cm-3的p型InGaN层。
综上所述，根据本发明的实施例，采用1～2个单原子层厚度(即厚度为0.3nm～1nm)的InxGa1-xN插入盖层52可以使表面二维岛状的形貌变得平整，从而In组分分布更加均匀，并且使之后形成的GaN盖层53有更好的质量，在升温过程中保证InGaN量子阱不会发生分解，并且在之后的高温生长p型AlGaN/GaN光限制层8的过程中不会发生热退化。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，包括：
衬底；
在所述衬底上的低温GaN缓冲层；
在所述低温GaN缓冲层上的高温n型GaN层；
在所述高温n型GaN层上的n型AlGaN光限制层；
在所述n型AlGaN光限制层上的n型InGaN下波导层；
在所述n型InGaN下波导层上的InGaN/GaN量子阱有源区；
在所述InGaN/GaN量子阱有源区上的u型InGaN上波导层；
在所述u型InGaN上波导层上的p型AlGaN电子阻挡层；
在所述p型AlGaN电子阻挡层上的p型AlGaN/GaN光限制层；
在所述p型AlGaN/GaN光限制层上的p型GaN欧姆接触层。
2.根据权利要求1所述的InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，所述InGaN/GaN量子阱有源区包括至少一个InGaN/GaN量子阱；当所述InGaN/GaN量子阱的数量为至少两个时，所述至少两个InGaN/GaN量子阱层叠在所述n型InGaN下波导层上；
所述InGaN/GaN量子阱包括依序层叠的u型InGaN量子阱层、u型InGaN插入盖层、u型GaN盖层以及u型GaN量子垒层；所述u型InGaN插入盖层中的In组分小于所述u型InGaN量子阱层中的In组分。
3.根据权利要求2所述的InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，所述u型InGaN插入盖层中的In组分均匀；或者所述u型InGaN插入盖层中的In组分随着所述u型InGaN插入盖层的厚度的增加而逐渐减小。
4.根据权利要求2或3所述的InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，所述u型InGaN插入盖层的厚度为0.3nm～1nm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，所述n型AlGaN光限制层由n型AlGaN/GaN光限制层替代；
所述n型AlGaN/GaN光限制层包括层叠在所述高温n型GaN层上的多个n型AlGaN/GaN超晶格；每个n型AlGaN/GaN超晶格包括依序层叠的n型AlGaN层和n型GaN层。
6.根据权利要求1至5任一项所述的InGaN/GaN量子阱激光器，其特征在于，所述n型InGaN下波导层和所述u型InGaN上波导层分别由GaN层代替，和/或所述p型AlGaN/GaN光限制层由厚度为200nm～1000nm的p型AlGaN层代替，和/或所述p型GaN欧姆接触层由掺Mg浓度至少为1×1020cm-3的p型InGaN层替代。
7.一种InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上生长形成低温GaN缓冲层；
在所述低温GaN缓冲层上生长形成高温n型GaN层；
在所述高温n型GaN层上生长形成n型AlGaN光限制层；
在所述n型AlGaN光限制层上生长形成n型InGaN下波导层；
在所述n型InGaN下波导层上生长形成InGaN/GaN量子阱有源区；
在所述InGaN/GaN量子阱有源区上生长形成u型InGaN上波导层；
在所述u型InGaN上波导层上生长形成p型AlGaN电子阻挡层；
在所述p型AlGaN电子阻挡层上生长形成p型AlGaN/GaN光限制层；
在所述p型AlGaN/GaN光限制层上生长形成p型GaN欧姆接触层。
8.根据权利要求7所述的InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法，其特征在于，在所述n型InGaN下波导层上生长形成InGaN/GaN量子阱有源区的方法中，生长形成InGaN/GaN量子阱有源区的具体方法为：在所述n型InGaN下波导层上生长形成至少一个InGaN/GaN量子阱；其中，当所述InGaN/GaN量子阱的数量为至少两个时，所述至少两个InGaN/GaN量子阱层叠在所述n型InGaN下波导层上；
生长形成每个InGaN/GaN量子阱的具体方法为：依序生长形成u型InGaN量子阱层、u型InGaN插入盖层、u型GaN盖层以及u型GaN量子垒层；其中，所述u型InGaN插入盖层中的In组分小于所述u型InGaN量子阱层的In组分。
9.根据权利要求7所述的InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法，其特征在于，所述u型InGaN插入盖层中的In组分均匀；或者所述u型InGaN插入盖层中的In组分随着所述u型InGaN插入盖层的厚度的增加而逐渐减小。
10.根据权利要求8或9所述的InGaN/GaN量子阱激光器的制作方法，其特征在于，所述u型InGaN插入盖层的厚度为0.3nm～1nm。
CN201610945995.8A 2016-10-26 2016-10-26 InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法 Active CN106785919B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610945995.8A CN106785919B (zh) 2016-10-26 2016-10-26 InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610945995.8A CN106785919B (zh) 2016-10-26 2016-10-26 InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106785919A true CN106785919A (zh) 2017-05-31
CN106785919B CN106785919B (zh) 2020-05-26

Family

ID=58972604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610945995.8A Active CN106785919B (zh) 2016-10-26 2016-10-26 InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106785919B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069433A (zh) * 2017-06-20 2017-08-18 中国科学院半导体研究所 GaN基紫外激光器晶圆、激光器芯片及激光器及其制备方法
CN108767659A (zh) * 2018-06-04 2018-11-06 清华大学 一种利用二维材料隔层外延生长激光器的方法
CN109873299A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 中国科学院半导体研究所 低V型缺陷密度的GaN基多量子阱激光器外延片及制备方法
CN111490453A (zh) * 2020-04-24 2020-08-04 中国科学院半导体研究所 含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法
CN111697428A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 东莞理工学院 一种氮化镓基激光二极管外延结构及其制备方法
CN111817136A (zh) * 2020-08-18 2020-10-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种激光器及其制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307866A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Nec Corp 窒化物系化合物半導体レーザ素子
JP2007129042A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子
CN102545058A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 苏州纳睿光电有限公司 一种氮化镓基激光器外延结构及其制作方法
JP5186436B2 (ja) * 2009-05-18 2013-04-17 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307866A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Nec Corp 窒化物系化合物半導体レーザ素子
JP2007129042A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子
JP5186436B2 (ja) * 2009-05-18 2013-04-17 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法
CN102545058A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 苏州纳睿光电有限公司 一种氮化镓基激光器外延结构及其制作方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069433A (zh) * 2017-06-20 2017-08-18 中国科学院半导体研究所 GaN基紫外激光器晶圆、激光器芯片及激光器及其制备方法
CN108767659A (zh) * 2018-06-04 2018-11-06 清华大学 一种利用二维材料隔层外延生长激光器的方法
CN109873299A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 中国科学院半导体研究所 低V型缺陷密度的GaN基多量子阱激光器外延片及制备方法
CN111490453A (zh) * 2020-04-24 2020-08-04 中国科学院半导体研究所 含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法
CN111490453B (zh) * 2020-04-24 2021-08-31 中国科学院半导体研究所 含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法
CN111697428A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 东莞理工学院 一种氮化镓基激光二极管外延结构及其制备方法
CN111697428B (zh) * 2020-06-16 2021-08-10 东莞理工学院 一种氮化镓基激光二极管外延结构及其制备方法
CN111817136A (zh) * 2020-08-18 2020-10-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种激光器及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106785919B (zh) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106785919A (zh) InGaN/GaN量子阱激光器及其制作方法
US10665748B2 (en) Light emitting diode and fabrication method therof
CN106663718B (zh) 光电装置
EP2843714B1 (en) Semiconductor light emitting device including hole injection layer and method of fabricating the same.
US7417258B2 (en) Semiconductor light-emitting device, and a method of manufacture of a semiconductor device
US8785904B2 (en) Light-emitting device with low forward voltage and method for fabricating the same
CN103633214B (zh) InGaN/GaN超晶格缓冲层结构、制备方法及含该结构的LED芯片
CN105789394A (zh) 一种GaN基LED外延结构及其制备方法
CN102136536A (zh) 应变平衡发光器件
JP2011513960A (ja) トンネル接合を有するオプトエレクトロニクス半導体ボディおよびそのような半導体ボディの製造方法
US20140014897A1 (en) Semiconductor light emitting device with doped buffer layer and method of manufacturing the same
CN105355741B (zh) 一种led外延结构及制作方法
CN107026223A (zh) Iii族氮化物半导体发光器件
TW201712870A (zh) 通道場效電晶體
CN106299052B (zh) 一种用于LED的GaN外延结构以及制备方法
TWI590489B (zh) 發光裝置
CN106848011B (zh) 氮化镓基发光二极管及其制作方法
TW201411699A (zh) 磊晶晶圓及其製造方法、紫外發光元件
CN102637794B (zh) 半导体器件及其制造方法
CN106415860A (zh) 氮化物半导体发光元件
CN100477304C (zh) 半导体发光器件以及半导体器件的制造方法
CN113396480B (zh) 多色电致发光显示装置及其制造方法
US8420425B2 (en) Method for producing a group III nitride semiconductor light-emitting device
KR101405693B1 (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US10290768B2 (en) Nanowire formation methods

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180824

Address after: 310026 Hangzhou, Zhejiang economic and Technological Development Zone, Baiyang street, 21 Avenue 600, 2, 110 rooms.

Applicant after: Hangzhou gain Photoelectric Technology Co., Ltd.

Address before: 215123 No. 398 Shui Shui Road, Suzhou Industrial Park, Suzhou, Jiangsu

Applicant before: Suzhou Institute of Nano-Tech and Bionics (SINANO), Chinese Academy of Sciences

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant