CN110148886A - 一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法，本发明利用MOCVD技术(金属有机化合物化学气相沉淀)在GaAs衬底上自下而上依次生长所述GaAs衬底上方自下而上分别设置有GaAs缓冲层、GaxIn1‑xP下过渡层、Al1‑xInxP下限制层、(Al1‑xGax)yIn1‑yP下波导层、Ga1‑xInxP量子阱、(Al1‑xGax)yIn1‑yP上波导层、第一Al1‑xInxP上限制层、第二Al1‑xInxP上限制层、第三Al1‑xInxP上限制层、第四Al1‑xInxP上限制层、Ga1‑xInxP上过渡层和GaAs帽层；其中第一Al1‑xInxP上限制层为δ掺杂结构；与现有生长方法相比，此结构可以保证上限制层较高空穴浓度的同时，减少上限制层与量子阱生长界面Mg的掺杂流量，减少Mg原子向有源区的扩散，提高半导体激光器的高温高可靠性，有利于实现短波长红光激光器的广泛应用。

Description

一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，具体是一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法。
背景技术
半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、电光转换效率高、光束质量好等诸多优点，被广泛的应用在军事、医疗、工业等诸多领域。其中，波长在635-642nm的短波长红光激光器，人眼可见性强，可以大幅减少额定光输出强度所需消耗的电能，在激光电视、微型投影仪、室外三维投影等领域有着广泛的应用前景。
然而，GaInP和Al(Ga)InP材料导带带隙差小，容易产生载流子泄露，严重影响了短波长红光激光器的工作效率，同时Al(Ga)InP材料导热性差，容易产生热饱和，限制了短波长红光激光器的高温工作特性。提高P型限制层空穴浓度是减少载流子泄露及串联电阻的有效途径。
目前广泛使用的短波长红光激光器的制备方法，是在N型AlInP限制层上生长量子阱结构，之后生长均匀掺杂的P型AlInP限制层，通过电子和空穴在量子阱中复合来实现发光。这种方法需要提高生长AlInP时的Mg掺杂流量，来获得较高的P型限制层空穴浓度，然而(1)Mg掺杂流量到达一定程度后，离化率降低，间隙Mg原子增多，导致AlInP限制层晶体质量变差，与量子阱生长界面处点缺陷、位错等增多，在高电流密度下工作，产生大量电子空穴对、热梯度、潜在的应力场、有源区内的大量非辐射复合，促进了孤立的缺陷运动、增加、生长成簇，从而使半导体激光器性能明显退化；(2)高温下Mg掺杂流量较高，Mg原子向有源区的扩散距离增大，有源区点缺陷增多，缩短了激光器器件的使用寿命。
因此，减少AlInP上限制层与量子阱生长界面Mg的掺杂流量，提高Mg掺杂活性，保证较高的空穴浓度，减少Mg原子向有源区的扩散，已成为短波长红光激光器广泛应用一个具备挑战性的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器，所述激光器包括GaAs衬底，所述GaAs衬底上方自下而上分别设置有GaAs缓冲层、GaxIn1-xP下过渡层、Al1-xInxP下限制层、(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层、Ga1-xInxP量子阱、(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、Al1-xInxP上限制层、Ga1-xInxP上过渡层和GaAs帽层。
较优化地，所述Al1-xInxP上限制层自下而上包括第一Al1-xInxP上限制层、第二Al1- xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层和第四Al1-xInxP上限制层，所述第一Al1-xInxP上限制层在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层生长，所述Ga1-xInxP上过渡层在第四Al1-xInxP上限制层上生长。
较优化地，所述第一Al1-xInxP上限制层为δ掺杂结构，所述第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层和第四Al1-xInxP上限制层分别为均匀掺杂结构。
较优化地，一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底；
2)GaAs缓冲层的生长；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长；
4)Al1-xInxP下限制层的生长；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层；
b)生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；
c)生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；
d)生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长；
10)GaAs帽层的生长；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
较优化地，包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层；
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为55-65℃/s，降温速度为35-45℃/min，循环3-5次；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
较优化地，包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为100-500nm，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.1-0.3μm，其中0.45≤x≤0.55，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1- xInxP下限制层的厚度为0.5-2um，其中0.3≤x≤0.6，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1-0.3um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1- xInxP量子阱的厚度为8-15nm，其中0.3≤x≤0.7；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1-0.3um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中0.3≤x≤0.6；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.01-0.03um，掺杂浓度为掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.03-0.08um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.05-0.15um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.5-1um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中0.45≤x≤0.55；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.01-0.05μm，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm，掺杂浓度为1E19-1E20个原子/cm3；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为55-65℃/s，降温速度为35-45℃/min，循环3-5次；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
较优化地，包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；本发明中首先在H2环境下升温烘烤，可以去除GaAs衬底表面的水氧，完成表面热处理，同时通入AsH3，去除生长室内残留的氢气等杂质，营造生长环境；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为300nm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；本发明步骤2)中通入TMGa(三甲基稼)和AsH3(砷烷)，由TMGa和AsH3在H2环境中反应，调整温度为690-710℃，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，可以降低GaAs衬底材料的表面应力，减少直接在衬底上生长造成的缺陷，提高外延层的表面质量；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.2um，其中x为0.52，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；本发明步骤3)中通入TMIn(三甲基铟)、TMGa和PH3(磷烷)，在H2环境中反应，可以在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1- xInxP下限制层的厚度为1um，其中x为0.5，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；本发明步骤4)中通入TMIn、TMAl(三甲基铝)和PH3，在H2环境中反应，保证Al1-xInxP下限制层能够顺利生长；Al1-xInxP下限制层可以为半导体激光器载流子复合发光提供电子。
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；本技术方案步骤5)利用TMIn、TMAl、TMGa和PH3作为材料源，以H2为载气反应，在Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1- xInxP量子阱的厚度为8-15nm，其中0.3≤x≤0.7；本技术方案以GaInP材料作为量子阱，为激光器提供有源区，产生光子，实现光增益，同时利用应变量子阱，产生需求波长，降低阈值电流。
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；本技术方案步骤5)利用TMIn、TMAl、TMGa和PH3作为材料源，以H2为载气反应，在Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；其中(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层和(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层可以用于传导产生的光并限制其传播，减少限制层载流子对光的吸收，降低出光面光功率密度，提高激光发射器的发光效率；本发明中为了减少缺陷产生，影响生成的Al(Ga)InP材料的质量，避免缺陷产生迁移，影响激光器的使用寿命，(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层和(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层均设置为非故意掺杂；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.5；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.02um，掺杂浓度为掺杂浓度为2E17个原子/cm3；本技术方案第一Al1-xInxP上限制层采用δ掺杂，保证有源区(波导层、量子阱复合区)界面上限制层所需的空穴浓度，提高限制层与波导层带隙差，减少电子泄露，避免常规体掺杂时，通入Mg向有源区反向扩散对光的吸收，减少有源区产生的热量，同时第一Al1-xInxP上限制层生长质量较好，减少界面位错等缺陷的产生，提高激光器的高温高可靠性。
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为为0.05um；掺杂浓度为5E17个原子/cm3；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.1um；掺杂浓度为7E17个原子/cm3；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.8um；掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.52；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.02μm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.3μm，掺杂浓度为3E19个原子/cm3；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为60℃/s，降温速度为40℃/min，循环3-5次；本发明中采用高温退火的处理工艺，提高Mg掺杂的离化率，获得较高的P限制层空穴浓度，温度选择为450-550℃，温度过高会降低激光器的生长质量，温度较低时会导致离化率较低，无法满足我们的实际需求；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
本技术方案中“x”、“y”的取值用于控制材料的组分比不同，使得生长的材料的晶格常数与GaAs衬底的晶格常数相互匹配。
较优化地，所述第一Al1-xInxP上限制层、第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层、第四Al1-xInxP上限制层、Ga1-xInxP上过渡层的掺杂剂分别为Cp2Mg。
较优化地，所述GaAs缓冲层、GaxIn1-xP下过渡层、Al1-xInxP下限制层的掺杂剂分别为Si2H6。
较优化地，所述GaAs帽层的掺杂剂为CBr4。
本技术方案生长过程中使用三甲基镓(TMGa)，三甲基铟(TMIn)，三甲基铝(TMAl)作为III族源，氨气(NH3)作为V族源，硅烷(Si2H6)作为n型掺杂源，二茂镁(Cp2Mg)作为p型掺杂源。
在实际操作中，由于电子质量小，迁移率高，在量子阱内复合发光，上限制层与波导层带隙差起到了限制电子泄露的作用，而操作人员通常会对限制层进行掺杂，可以提高限制层带隙，使二者带隙差增大，提高了对电子的限制能力；实际掺杂通常是用体掺杂，即生长AlInP材料的时候通入Cp2Mg进行掺杂，体掺杂的时候，Mg会反向扩散，向量子阱内扩散，产生位错、点缺陷等影响高温使用寿命，同时体掺杂影响AlInP材料生长质量，导致与AlGaInP波导层界面位错增多，温度升高，位错向量子阱生长迁移，最终导致激光器失效；本技术方案第一Al1-xInxP上限制层采用δ掺杂，保证有源区(波导层、量子阱复合区)界面上限制层所需的空穴浓度，提高限制层与波导层带隙差，减少电子泄露，避免常规体掺杂时，通入Mg向有源区反向扩散对光的吸收，减少有源区产生的热量，同时第一Al1-xInxP上限制层生长质量较好，减少界面位错等缺陷的产生，提高激光器的高温高可靠性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用MOCVD技术(金属有机化合物化学气相沉淀)在GaAs衬底上自下而上依次生长所述GaAs衬底上方自下而上分别设置有GaAs缓冲层、GaxIn1-xP下过渡层、Al1-xInxP下限制层、(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层、Ga1-xInxP量子阱、(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、第一Al1- xInxP上限制层、第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层、第四Al1-xInxP上限制层、Ga1-xInxP上过渡层和GaAs帽层；其中第一Al1-xInxP上限制层为δ掺杂结构，第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层和第四Al1-xInxP上限制层分别为均匀掺杂结构。
本发明在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、第二Al1-xInxP上限制层之间设计了第一Al1- xInxP上限制层，不仅可以降低P限制层对光的吸收，还可以减少生长界面处点缺陷及位错的产生；本发明采用AlInP上限制层梯度掺杂的方法，减少Mg原子向有源区的扩散，采用高温退火的方法，可以有效提高Mg掺杂的离化率，获得较高的P限制层空穴浓度。
与现有生长方法相比，此结构可以保证上限制层较高空穴浓度的同时，减少上限制层与量子阱生长界面Mg的掺杂流量，减少Mg原子向有源区的扩散，提高半导体激光器的高温高可靠性，有利于实现短波长红光激光器的广泛应用。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
具体步骤如下所示：
1、首先准备GaAs衬底，将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710℃，烘烤30min分钟，再通入AsH3；
2、再将生长室内的温度缓慢降至690℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为100-500nm，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6。
3、再将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.1μm，其中x为0.45，掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
4、接着将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为0.5um，其中x为0.3，掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
5、接着将生长室内的温度降低至640℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Al1- xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1um，其中x为0.3，y为0.3；
6、再将生长室内的温度保持在640℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为8nm，其中x为0.3；
7、再将生长室内的温度提升至690℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Ga1- xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1um，其中x为0.3，y为0.3；
8、将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.3；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.01um，掺杂浓度为掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
9、将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.3；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.03um；掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
10、将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.3；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.05um；掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
11、将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.3；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.5um；掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
12、将生长室内的温度保持在690℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.45；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.01μm，掺杂浓度为1E17个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
13、将生长室内的温度降低到540℃，继续通入TMGa和AsH3，在Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.1μm，掺杂浓度为1E19个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
14、继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450℃之间，退火5min，其中升温速度为55℃/s，降温速度为35℃/min，循环3次；退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
实施例1制备过程中，MOCVD设备的压力为50mbar；H2的流量为8000sccm；所述TMGa的纯度为99.9999％，所述TMGa的恒温槽的温度为(-5)℃；所述TMIn的纯度为99.9999％，所述TMIn的恒温槽的温度为10℃；所述TMAl的纯度为99.9999％，所述TMAl的恒温槽的温度为10℃；所述AsH3的纯度为99.9999％；所述Si2H6的纯度为99.9999％；所述Cp2Mg的纯度为99.9999％，所述Cp2Mg的恒温槽的温度为0℃,所述CBr4的恒温槽的温度为10℃。
实施例2：
具体步骤如下所示：
1、首先准备GaAs衬底，将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到720℃，烘烤35min分钟，再通入AsH3；
2、再将生长室内的温度缓慢降至700℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为350nm，掺杂浓度为3E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6。
3、再将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.2μm，其中x为0.5，掺杂浓度为3E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
4、接着将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为1.6um，其中x为0.45，掺杂浓度为3E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
5、接着将生长室内的温度降低至650℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Al1- xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.2um，其中x为0.45，y为0.45；
6、再将生长室内的温度保持在650℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为12nm，其中x为0.45；
7、再将生长室内的温度提升至700℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Ga1- xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.2um，其中x为0.45，y为0.45；
8、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.45；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.02um，掺杂浓度为掺杂浓度为3E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
9、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.45；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.06um；掺杂浓度为3E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
10、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.45；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.09um；掺杂浓度为3E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
11、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.45；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.8um；掺杂浓度为3E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
12、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.5；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.03μm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
13、将生长室内的温度降低到550℃，继续通入TMGa和AsH3，在Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.3μm，掺杂浓度为3E19个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
14、继续通入H2，再将生长室内的温度维持在475℃之间，退火8min，其中升温速度为60℃/s，降温速度为40℃/min，循环4次；退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
实施例2制备过程中，MOCVD设备的压力为120mbar；H2的流量为30000sccm；所述TMGa的纯度为99.9999％，所述TMGa的恒温槽的温度为10℃；所述TMIn的纯度为99.9999％，所述TMIn的恒温槽的温度为18℃；所述TMAl的纯度为99.9999％，所述TMAl的恒温槽的温度为18℃；所述AsH3的纯度为99.9999％；所述Si2H6的纯度为99.9999％；所述Cp2Mg的纯度为99.9999％，所述Cp2Mg的恒温槽的温度为14℃,所述CBr4的恒温槽的温度为18℃。
实施例3：
具体步骤如下所示：
1、首先准备GaAs衬底，将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到730℃，烘烤40min分钟，再通入AsH3；
2、再将生长室内的温度缓慢降至700℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为500nm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6。
3、再将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.3μm，其中x为0.55，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
4、接着将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为2um，其中x为0.6，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
5、接着将生长室内的温度降低至660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Al1- xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.3um，其中x为0.7，y为0.7；
6、再将生长室内的温度保持在660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为15nm，其中y为0.7；
7、再将生长室内的温度提升至710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Ga1- xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.3um，其中x为0.7，y为0.7；
8、将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.6；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.03um，掺杂浓度为掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
9、将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.6；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.08um；掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
10、将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.6；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.15um；掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
11、将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.6；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为1um；掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
12、将生长室内的温度保持在710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.55；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.05μm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
13、将生长室内的温度降低到560℃，继续通入TMGa和AsH3，在Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.5μm，掺杂浓度为1E20个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
14、继续通入H2，再将生长室内的温度维持在550℃之间，退火10min，其中升温速度为65℃/s，降温速度为45℃/min，循环5次；退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
实施例3制备过程中，MOCVD设备的压力为50-200mbar；H2的流量为50000sccm；所述TMGa的纯度为99.9999％，所述TMGa的恒温槽的温度为15℃；所述TMIn的纯度为99.9999％，所述TMIn的恒温槽的温度为25℃；所述TMAl的纯度为99.9999％，所述TMAl的恒温槽的温度为25℃；所述AsH3的纯度为99.9999％；所述Si2H6的纯度为99.9999％；所述Cp2Mg的纯度为99.9999％，所述Cp2Mg的恒温槽的温度为25℃,所述CBr4的恒温槽的温度为25℃。
实施例4：
具体步骤如下所示：
1、首先准备GaAs衬底，将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到720℃，烘烤35min分钟，再通入AsH3；
2、再将生长室内的温度缓慢降至700℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为300nm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6。
3、再将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.2μm，其中x为0.52，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
4、接着将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为1um，其中x为0.5，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
5、接着将生长室内的温度降低至650℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Al1- xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1um，其中x为0.45，y为0.45；
6、再将生长室内的温度保持在650℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为12nm，其中x为0.45；
7、再将生长室内的温度提升至700℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Ga1- xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1um，其中x为0.45，y为0.45；
8、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.5；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.02um，掺杂浓度为掺杂浓度为2E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
9、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.05um；掺杂浓度为5E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
10、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.1um；掺杂浓度为7E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
11、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.8um；掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
12、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.52；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.02μm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
13、将生长室内的温度降低到550℃，继续通入TMGa和AsH3，在Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.3μm，掺杂浓度为3E19个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
14、继续通入H2，再将生长室内的温度维持在475℃之间，退火8min，其中升温速度为60℃/s，降温速度为40℃/min，循环4次；退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
实施例4制备过程中，MOCVD设备的压力为120mbar；H2的流量为30000sccm；所述TMGa的纯度为99.9999％，所述TMGa的恒温槽的温度为10℃；所述TMIn的纯度为99.9999％，所述TMIn的恒温槽的温度为18℃；所述TMAl的纯度为99.9999％，所述TMAl的恒温槽的温度为18℃；所述AsH3的纯度为99.9999％；所述Si2H6的纯度为99.9999％；所述Cp2Mg的纯度为99.9999％，所述Cp2Mg的恒温槽的温度为14℃,所述CBr4的恒温槽的温度为18℃。
对比例：
具体步骤如下所示：
1、首先准备GaAs衬底，将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到720℃，烘烤35min分钟，再通入AsH3；
2、再将生长室内的温度缓慢降至700℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为300nm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6。
3、再将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.2μm，其中x为0.52，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
4、接着将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为1um，其中x为0.5，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Si2H6；
5、接着将生长室内的温度降低至650℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Al1- xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1um，其中x为0.45，y为0.45；
6、再将生长室内的温度保持在650℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为12nm，其中x为0.45；
7、再将生长室内的温度提升至700℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在Ga1- xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1um，其中x为0.45，y为0.45；
8、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.05um；掺杂浓度为5E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
9、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.1um；掺杂浓度为7E17个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
10、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.8um；掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂剂为Cp2Mg；
11、将生长室内的温度保持在700℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.52；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.02μm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
12、将生长室内的温度降低到550℃，继续通入TMGa和AsH3，在Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.3μm，掺杂浓度为3E19个原子/cm3，掺杂剂为CBr4；
13、继续通入H2，再将生长室内的温度维持在475℃之间，退火8min，其中升温速度为60℃/s，降温速度为40℃/min，循环4次；退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
对比例制备过程中，MOCVD设备的压力为120mbar；H2的流量为30000sccm；所述TMGa的纯度为99.9999％，所述TMGa的恒温槽的温度为10℃；所述TMIn的纯度为99.9999％，所述TMIn的恒温槽的温度为18℃；所述TMAl的纯度为99.9999％，所述TMAl的恒温槽的温度为18℃；所述AsH3的纯度为99.9999％；所述Si2H6的纯度为99.9999％；所述Cp2Mg的纯度为99.9999％，所述Cp2Mg的恒温槽的温度为14℃,所述CBr4的恒温槽的温度为18℃。
结论：对比例与实施例1-4形成对照组，对比例中(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、第二Al1-xInxP上限制层之间没有生长第一Al1-xInxP上限制层，而实施例1-4中(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、第二Al1-xInxP上限制层之间生长了第一Al1-xInxP上限制层，将实施例1-5制备的激光器进行性质对比，得到以下结论。
本发明在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、第二Al1-xInxP上限制层之间设计了第一Al1- xInxP上限制层，不仅可以降低P限制层对光的吸收，还可以减少生长界面处点缺陷及位错的产生；本发明采用AlInP上限制层梯度掺杂的方法，减少Mg原子向有源区的扩散，采用高温退火的方法，可以有效提高Mg掺杂的离化率，获得较高的P限制层空穴浓度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器，其特征在于：所述激光器包括GaAs衬底，所述GaAs衬底上方自下而上分别设置有GaAs缓冲层、GaxIn1-xP下过渡层、Al1-xInxP下限制层、(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层、Ga1-xInxP量子阱、(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层、Al1-xInxP上限制层、Ga1-xInxP上过渡层和GaAs帽层。
2.根据权利要求1所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器，其特征在于：所述Al1-xInxP上限制层自下而上包括第一Al1-xInxP上限制层、第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1- xInxP上限制层和第四Al1-xInxP上限制层，所述第一Al1-xInxP上限制层在(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层生长，所述Ga1-xInxP上过渡层在第四Al1-xInxP上限制层上生长。
3.根据权利要求2所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器，其特征在于：所述第一Al1-xInxP上限制层为δ掺杂结构，所述第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层和第四Al1-xInxP上限制层分别为均匀掺杂结构。
4.一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底；
2)GaAs缓冲层的生长；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长；
4)Al1-xInxP下限制层的生长；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层；
b)生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；
c)生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；
d)生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长；
10)GaAs帽层的生长；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层；
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为55-65℃/s，降温速度为35-45℃/min，循环3-5次；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
6.根据权利要求5所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为100-500nm，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.1-0.3μm，其中0.45≤x≤0.55，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为0.5-2um，其中0.3≤x≤0.6，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1-0.3um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为8-15nm，其中0.3≤x≤0.7；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1-0.3um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中0.3≤x≤0.6；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.01-0.03um，掺杂浓度为掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第二Al1-xInxP上限制层的厚度为0.03-0.08um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第三Al1-xInxP上限制层的厚度为0.05-0.15um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中0.3≤x≤0.6；所述第四Al1-xInxP上限制层的厚度为0.5-1um；掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中0.45≤x≤0.55；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.01-0.05μm，掺杂浓度为1E17-5E18个原子/cm3；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm，掺杂浓度为1E19-1E20个原子/cm3；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为55-65℃/s，降温速度为35-45℃/min，循环3-5次；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
7.根据权利要求6所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备GaAs衬底：将GaAs衬底放在生长室内，H2环境下升温到710-730℃，烘烤30-40min分钟，再通入AsH3；
2)GaAs缓冲层的生长：将生长室内的温度缓慢降至690-710℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤1)处理后的GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层的厚度为300nm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
3)GaxIn1-xP下过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤2)生长的GaAs缓冲层上生长GaxIn1-xP下过渡层；所述GaxIn1-xP下过渡层的厚度为0.2um，其中x为0.52，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
4)Al1-xInxP下限制层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤3)生长的GaxIn1-xP下过渡层上生长Al1-xInxP下限制层；所述Al1-xInxP下限制层的厚度为1um，其中x为0.5，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
5)(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的生长：将生长室内的温度降低至640-660℃，继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤4)生长的Al1-xInxP下限制层上生长(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层的厚度为0.1um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
6)Ga1-xInxP量子阱的生长：将生长室内的温度保持在640-660℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤5)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP下波导层上生长Ga1-xInxP量子阱；所述Ga1-xInxP量子阱的厚度为8-15nm，其中0.3≤x≤0.7；
7)(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的生长：将生长室内的温度提升至690-710℃，再继续通入TMIn、TMAl、TMGa和PH3，在步骤6)生长的Ga1-xInxP量子阱上生长(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层；所述(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层的厚度为0.1um，其中0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7；
8)Al1-xInxP上限制层的生长：
a)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤7)生长的(Al1-xGax)yIn1-yP上波导层上生长δ掺杂的第一Al1-xInxP上限制层，其中x为0.5；所述第一Al1-xInxP上限制层的厚度为0.02um，掺杂浓度为掺杂浓度为2E17个原子/cm3；
b)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤a)生长的第一Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第二Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第二Al1- xInxP上限制层的厚度为为0.05um；掺杂浓度为5E17个原子/cm3；
c)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤b)生长的第二Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第三Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第三Al1- xInxP上限制层的厚度为0.1um；掺杂浓度为7E17个原子/cm3；
d)将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMAl和PH3，在步骤c)生长的第三Al1-xInxP上限制层上生长均匀掺杂的第四Al1-xInxP上限制层；其中x为0.5；所述第四Al1- xInxP上限制层的厚度为0.8um；掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
9)Ga1-xInxP上过渡层的生长：将生长室内的温度保持在690-710℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在步骤8)生长的第四Al1-xInxP上限制层上生长Ga1-xInxP上过渡层，其中x为0.52；所述Ga1-xInxP上过渡层的厚度为0.02μm，掺杂浓度为5E18个原子/cm3；
10)GaAs帽层的生长：将生长室内的温度降低到540-560℃，继续通入TMGa和AsH3，在步骤9)生长的Ga1-xInxP上过渡层上生长GaAs帽层，所述GaAs帽层的厚度为0.3μm，掺杂浓度为3E19个原子/cm3；
11)继续通入H2，再将生长室内的温度维持在450-550℃之间，退火5-10min，其中升温速度为60℃/s，降温速度为40℃/min，循环3-5次；
12)退火完毕后，利用常规封装技术进行封装，得到成品。
8.根据权利要求7所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：所述第一Al1-xInxP上限制层、第二Al1-xInxP上限制层、第三Al1-xInxP上限制层、第四Al1- xInxP上限制层、Ga1-xInxP上过渡层的掺杂剂分别为Cp2Mg。
9.根据权利要求7所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：所述GaAs缓冲层、GaxIn1-xP下过渡层、Al1-xInxP下限制层的掺杂剂分别为Si2H6。
10.根据权利要求7所述的一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器的制备方法，其特征在于：所述GaAs帽层的掺杂剂为CBr4。
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