CN114079229A - 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法 - Google Patents

一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114079229A
CN114079229A CN202010830030.0A CN202010830030A CN114079229A CN 114079229 A CN114079229 A CN 114079229A CN 202010830030 A CN202010830030 A CN 202010830030A CN 114079229 A CN114079229 A CN 114079229A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
equal
transition layer
gaas
thickness
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
CN202010830030.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114079229B (zh
Inventor
刘飞
朱振
张新
赵凯迪
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.)
Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd
Original Assignee
Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd
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 Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd filed Critical Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd
Priority to CN202010830030.0A priority Critical patent/CN114079229B/zh
Publication of CN114079229A publication Critical patent/CN114079229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114079229B publication Critical patent/CN114079229B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01S5/3403—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 having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
    • H01S5/3406—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 having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation including strain compensation
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2018—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers
    • 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
    • H01S5/3434—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 comprising at least both As and P as V-compounds
    • 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
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/04—MOCVD or MOVPE

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法。所述器件由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层。本发明还提供所述半导体激光器件的制备方法。本发明通过在AlGaInP材料界面生长GaAsP过渡层，建立组分可控的过渡层材料，减少As/P气体切换引入的应力和缺陷，提高界面生长质量；实现AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的高电光转换效率及工作稳定性。

Description

一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其 制备方法
技术领域
本发明涉及一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法，属于光电子技术领域。
背景技术
随现代社会生活节奏越来越快，竞争日益激烈，工作、生活压力增加，脱发问题愈发剧烈，且出现低龄化的迹象，中青年已经成了“脱发大军”的主力，而国际公认并通过美国FDA认证的生发方式主要有三种，即药物疗法、植发手术疗法和激光生发疗法。激光生发的原理是一定波长的低能量激光(一般医用级的是650nm波长，5mW能量)穿透皮层细胞，刺激皮层细胞，改善微循环，刺激毛囊吸收营养，修复毛囊组织、防止组织死亡，从而有效减少头发脱落，促进头发新生。目前广泛使用的生发帽中，AlGaInP红光半导体激光器具有价格低、寿命长的特点，在医疗美容等领域有着广泛的应用前景，但对其电光转换效率和工作稳定性提出了更高的要求。
AlGaInP激光器材料结构中的最大导带能隙差只有270meV，电子限制能力较差，电子从有源区向P型限制层溢出较为严重，特别是随着工作温度增加，电子溢出现象变的更加恶化，导致阈值电流增加、斜率效率降低，最终工作电流增加，产生更多的废热；同时AlGalnP材料的热阻大，导致材料本身散热性较差，温度升高使载流子的溢出更严重。文献Journal of Crystal Growth，Vol 298，2007，Pg 667–671报道了N、P限制层使用AlGaInP及AlGaAs材料对电参数及老化性能的影响，AlGaAs具有良好的电子限制能力，AlGaInP具有良好的空穴限制能力，二者组合使用可以降低载流子逸出，提高光电转换效率及工作稳定性。然而由于AlGaAs/AlGaInP晶格常数及热膨胀系数不同，生长界面易出现岛状生长、高位错、高缺陷水平的问题，严重影响激光器光电特性。
中国专利CN104242057A公开了一种GaInAsP四元合金作为带隙过渡层的外延生长方法，通过降低GaAs和AlGaInP界面处带阶，从而降低工作电压、提高光电转换效率。但这种生长方法，首先GaInAsP四元合金生长难度较大，组分控制不均；其次，主要用于降低工作电压、提高光电转换效率，没有关注界面生长处理，影响老化过程中的工作稳定性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法。
本发明解决的技术问题包括但不限于：结合AlGaInP/AlGaAs非对称结构，减少As/P气体切换引入的应力和缺陷，提高界面生长质量；优化能带结构降低工作电压，减少电子溢出，优化AlGaInP半导体激光器的电光转换效率和工作稳定性。
发明概述：为了实现以上发明目的，本发明通过在GaAs过渡层生长界面上主动生长GaAsP过渡层，及在AlGaInP上波导层和AlGaAs上限制层界面主动生长GaAsP时，调整AsH3、PH3气流量比例，实现GaAs1-xPx材料组份变化，在GaAsP材料表面进行生长停顿，从而减少As/P气体切换引入的应力和缺陷，实现AlGaInP和AlGaAs不同材料生长切换；同时利用应变GaAsP优化能带结构设计，降低工作电压，抑制电子溢出，最终实现AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的高电光转换效率及工作稳定性。
术语解释：
TMAl、TMGa、TMIn分别是指三甲基铝、三甲基镓、三甲基铟，与AsH3和PH3等都是外延生长使用的原材料。
掺杂浓度的表达举例：掺杂浓度5E17-3E18个原子/cm3是指掺杂浓度为5×1017-3×1018个原子/cm3。
本说明书中，GaAsP下过渡层与GaAs1-x1Px1下过渡层、下过渡层GaAs1-x1Px1具有同样的含义；GaAsP上过渡层与GaAs1-x8Px8上过渡层、上过渡层GaAs1-x8Px8具有同样的含义。其他层的表述亦是如此。
MOCVD：是金属有机化合物化学气相淀积的缩写。
Cp2Mg：二茂基镁，在本发明中作P型材料掺杂剂。
本发明的技术方案如下：
一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；其中，
所述GaAsP下过渡层为GaAs1-x1Px1，0≤x1≤0.15，且x1由低值渐变至高值；
所述GaAsP上过渡层为GaAs1-x8Px8，0.4≤x8≤0.9，且x8由高值渐变至低值。
根据本发明优选的，所述AlGaAs带隙过渡层为Al1-x10Gax10As，0.05≤x10≤0.9，且x10由高值渐变至低值。进一步优选的，0.15≤x10≤0.85，且x10由高值渐变至低值。
根据本发明优选的，所述GaAs1-x1Px1下过渡层中，0≤x1≤0.08，且x1由低值渐变至高值。优选方案之一是x1由0渐变至0.08。
根据本发明优选的，所述GaAs1-x8Px8上过渡层中，0.5≤x8≤0.7，且x8由高值渐变至低值。优选方案之一是x8由0.7渐变至0.5。
以上x1组分渐变实现GaAs到AlGaInP界面生长转换，主动消耗As/P气体，x9组分渐变用于带隙过渡，降低工作电压，x8组分渐变主动消耗As/P气体，建立组分可控的上过渡层材料。
根据本发明优选的，所述AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件还包括以下条件之一种或多种：
a.所述AlGaInP下限制层为(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P，0≤x2≤0.3，0.4≤y1≤0.6；
b.所述下波导层为(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P，0.2≤x3≤0.7，0.4≤y2≤0.6；
c.所述有源区由下至上依次为Ga1-x4Inx4P第一量子阱、(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层、Ga1-x6Inx6P第二量子阱，其中，0.3≤x4≤0.7；0.3≤x5≤0.7，0.4≤y3≤0.6；0.3≤x6≤0.7；
d.所述上波导层为(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P，0.2≤x7≤0.7，0.4≤y4≤0.6；
e..所述AlGaAs上限制层为Al1-x9Gax9As，0.05≤x9≤0.3。
根据本发明优选的，所述AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件还包括以下条件之一种或多种：
所述GaAsP下过渡层为N型GaAs1-x1Px1，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
所述GaAsP下过渡层厚度为1-15nm；优选的厚度为5nm。
所述AlGaInP下限制层为N型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P，掺杂浓度为5E17-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为1E18个原子/cm3。
所述AlGaInP下限制层的厚度为0.5-1.5μm，最优选厚度为1.0μm。根据本发明所优选的，n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的x2＝0，y1＝0.5。
所述GaAsP上过渡层为P型GaAs1-x8Px8，掺杂浓度为3E17-2E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
所述GaAsP上过渡层厚度为1-15nm；最优选厚度为5nm。
所述AlGaAs上限制层为P型Al1-x9Gax9As，掺杂浓度为5E17-1E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
所述AlGaAs上限制层厚度为0.7-1.2μm；
所述AlGaAs带隙过渡层为P型Al1-x10Gax10As，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
所述AlGaAs带隙过渡层的厚度为0.01-0.05μm。
所述GaAs帽层为P型GaAs，掺杂浓度为4E19-1E20个原子/cm3；最优选掺杂浓度为7E19个原子/cm3。
所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm。
根据本发明优选的，N型材料掺杂源为Si2H6，P型材料掺杂源为Cp2Mg或CBr4。
根据本发明，一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，包括在MOCVD生长室内对GaAs衬底进行表面热处理，由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；其中，
在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层的条件是：生长温度660-700℃，通入TMGa、AsH3和PH3，生长过程中逐渐减少AsH3气流量，消耗反应室中的AsH3，使x1组分由低值渐变至高值；继续通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现下过渡层上生长停顿，停顿时间3s至30s，将反应腔室As原子耗尽；
在所述上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层的条件是：生长温度690-730℃，通入TMGa、AsH3和PH3，生长过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室中的PH3，使x8组分由高值渐变至低值；继续通入AsH3，停止通入PH3及TMGa、TMIn实现在上过渡层上的生长停顿，停顿时间3s至30s，将反应腔室P原子耗尽。
根据本发明优选的，在所述上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层的条件是：生长温度660-700℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，通过调整通入反应室TMAl、TMGa的流量，实现x10组分由高值渐变至低值。
更为详细的，一种优选的实施方式如下：
一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，包括步骤：
S1，衬底预热
将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内，H2环境升温到720±10℃烘烤，并通入AsH3，对GaAs衬底进行表面热处理；
S2，生长GaAs过渡层
将温度缓降到680±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs过渡层；
S3，生长GaAsP下过渡层
温度保持在680±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层在此过程中逐渐减少AsH3气流量，消耗反应室AsH3，实现x1组分渐变；
S4，GaAsP下过渡层生长停顿
在GaAs1-x1Px1下过渡层上生长停顿，通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现生长停顿，停顿3s至30s，将反应腔室As原子耗尽；
S5，生长AlGaInP下限制层
温度缓变至700±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下过渡层上生长n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层；
S6，生长下波导层
温度缓变到650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下限制层上生长(Al1- x3Gax3)y2In1-y2P下波导层；
S7，生长第一量子阱
温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述下波导层上生长Ga1- x4Inx4P第一量子阱；
S8，生长垒层
温度保持在650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第一量子阱上生长(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层；
S9，生长第二量子阱
温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述垒层上生长Ga1-x6Inx6P第二量子阱；
S10，生长上波导层
温度缓变至710±10℃，继续通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第二量子阱上生长(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层；
S11，生长GaAsP上过渡层
温度保持在710±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层，在此过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室PH3，实现x8组分渐变；
S12，GaAsP上过渡层生长停顿
通入AsH3，通过停止通入PH3及TMGa、TMIn实现生长停顿，停断3s至30s，将反应腔室P原子耗尽；
S13，生长AlGaAs上限制层
温度保持在710±10℃，继续通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述上波导层上生长P型Al1-x9Gax9As；
S14，生长AlGaAs带隙过渡层
温度渐变至680±10℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述P型Al1-x9Gax9As上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层，通过调整通途反应室TMAl、TMGa流量，实现x10组分渐变；
S15，生长GaAs帽层
将温度降低到540±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在所述上过渡层上生长GaAs帽层。
本发明中的AsH3和PH3纯度≥99.999％。
本发明优选的，步骤S2中，所述降温速度不高于30℃/min；步骤S5中，升温速度不高于60℃/min。
进一步地，步骤S3中，所述GaAs1-x1Px1渐变下过渡层的掺杂源为Si2H6，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3，厚度为1-15nm，0≤x1≤0.15；优选的，0≤x1≤0.08，x1由0渐变至0.08，厚度为5nm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
进一步地，步骤S5中，n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的厚度为0.5-1.5μm，掺杂源为Si2H6，掺杂浓度为5E17-3E18个原子/cm3，0≤x2≤0.3，0.4≤y1≤0.6；优选的，n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的x2＝0，y1＝0.5，厚度为1.0μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3。
进一步地，步骤S6中，(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P下波导层的厚度为0.05-0.15μm，非故意掺杂，0.05≤x3≤0.6，0.4≤y2≤0.6。优选的，x3＝0.5，y2＝0.5，厚度为0.1μm。
进一步地，步骤S7中，所述Ga1-x4Inx4P第一量子阱的厚度为4-7nm，非故意掺杂，0.3≤x4≤0.7；最优选的，x4＝0.4，厚度为5nm。
进一步地，步骤S8中，(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层的厚度为5-15nm，非故意掺杂，0.25≤x5≤0.7，0.4≤y3≤0.6；最优选的，x5＝0.65，y3＝0.5，厚度为7nm。
进一步地，步骤S9中，所述Ga1-x6Inx6P第二量子阱的厚度为4-7nm，非故意掺杂，0.3≤x6≤0.7；最优选的，x6＝0.4，厚度为5nm。
进一步地，步骤S10中，所述(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层的厚度为0.05-0.15μm，掺杂源为Cp2Mg，二分之一掺杂，0.05≤x7≤0.6，0.4≤y4≤0.6；最优选的，x7＝0.5，y2＝0.5，厚度为0.06μm，掺杂浓度为4E17个原子/cm3。
进一步地，步骤S11中，所述GaAs1-x8Px8上过渡层的掺杂源为Cp2Mg，掺杂浓度为3E17-2E18个原子/cm3，0.4≤x8≤0.9，厚度为0.1-0.3μm；根据本发明优选的，0.5≤x8≤0.7，x8由0.7渐变至0.5。最优选上过渡层厚度为5nm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
进一步地，步骤S13中，所述P型Al1-x9Gax9As上限制层的厚度为0.7-1.2μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为5E17-1E18个原子/cm3，0.05≤x9≤0.3；优选的，x9＝0.15，厚度为0.9μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3。
进一步地，步骤S14中，所述P型Al1-x10Gax10As组分渐变带隙过渡层的厚度为0.01-0.05μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3，0.05≤x10≤0.9；优选的，0.15≤x10≤0.85，x10由0.85渐变至0.2。最优选，所述带隙过渡层厚度为0.02μm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3。
进一步地，步骤S15中，所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为4E19-1E20个原子/cm3；优选的，GaAs帽层厚度为0.2μm，掺杂浓度为7E19个原子/cm3。
本发明方法中使用的MOCVD设备等均为现有技术。本发明方法中没有特别限定的均按现有技术。TMGa、TMIn、TMAl、PH3、AsH3等均为MOCVD外延生长原材料，Si2H6、Cp2Mg、CBr4等均为外延生长掺杂源，均为市购产品。
本发明的技术特点及有益效果：
本发明提供一种改进的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，通过在AlGaInP材料界面处生长GaAsP过渡层，主动消耗As/P气体，建立组分可控的过渡层材料，减少As/P气体切换引入的应力和缺陷，提高界面生长质量；在GaAsP材料表面进行生长停顿，实现AlGaInP、AlGaAs不同材料生长切换；同时GaAsP本身受到张应变，通过调整组分变化，实现应变变化，同时材料组分变化，带隙大小同样在发生变化，因而利用应变GaAsP优化能带结构设计，降低工作电压，优化AlGaInP半导体激光器的电光转换效率和工作稳定性，抑制电子溢出，提高AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的电光转换效率及工作稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例1的所述激光器件结构示意图；
图2是对比例1未优化产品结构的激光器件结构示意图；
其中，1为GaAs衬底、2为GaAs缓冲层、3为GaAs1-x1Px1下过渡层、4为(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层、5为(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P下波导层、6为Ga1-x4Inx4P第一量子阱、7为(Al1- x5Gax5)y3In1-y3P垒层、8为Ga1-x6Inx6P第二量子阱、9为(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层、10为GaAs1-x8Px8上过渡层、11为Al1-x9Gax9As上限制层、12为Al1-x10Gax10As组分渐变带隙过渡层、13为GaAs帽层；图2未优化产品结构示意图的数字标号指代与图1相同。
图3为本发明实施例1的优化AlGaInP/AlGaAs生长界面的半导体激光器件(b)与未优化界面的半导体激光器件产品(a)40mA下PIV曲线对比，图3中，(a)未优化产品斜率效率0.82W/A，工作电压2.21V，(b)界面优化后产品斜率效率0.91W/A，工作电压2.2V。横坐标是电流(mA),左纵坐标是输出功率(mW)，右纵坐标为工作电压(V)。
图4是本发明实施例1的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件与AlGaInP对称结构半导体激光器件在50-60-70℃梯度老化时工作电流曲线的对比，(a)AlGaInP对称结构半导体激光器老化工作电流，(b)为本发明AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件老化工作电流。横坐标是工作电流(mA)，纵坐标是时间(小时)，虚线分割开的是不同温度区间。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步描述，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施方案，君在本申请保护范围内。
实施例中的AsH3和PH3纯度≥99.9999％(6N)。其他原料纯度99.9999％。
实施例中，掺杂元素为Si的掺杂源是Si2H6，掺杂元素为Mg的掺杂源是Cp2Mg，掺杂元素为C的掺杂源为CBr4。
实施例1：
一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，由下至上包括GaAs衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；制备步骤如下：
S1，将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内，H2环境升温到720±10℃烘烤，并通入AsH3，对GaAs衬底进行表面热处理；
S2，将温度缓降到680±10℃，降温速度不高于30℃/min，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs过渡层；
S3，温度保持在680±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层，0≤x1≤0.08，在此过程中逐渐减少AsH3气流量，调整AsH3和PH3气流量比例，实现组分渐变使x1由0渐变至0.08，所述GaAs1-x1Px1渐变下过渡层厚度为5nm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3，掺杂源Si2H6，掺杂元素为Si。
S4，在GaAs1-x1Px1下过渡层上生长停顿，通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现生长停顿，停断10s，将反应腔室As原子耗尽；
S5，温度缓变至700±10℃，升温速度不高于60℃/min,通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下过渡层上生长n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层；x2＝0，y1＝0.5，厚度为1.0μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3。
S6，温度缓变到650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下限制层上生长(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P下波导层；x3＝0.5，y2＝0.5，厚度为0.1μm。
S7，温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述下波导层上生长Ga1-x4Inx4P第一量子阱；x4＝0.4，厚度为5nm。
S8，温度保持在650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第一量子阱上生长(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层；x5＝0.6，y3＝0.5，厚度为7nm。
S9，温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述垒层上生长Ga1- x6Inx6P第二量子阱；x6＝0.4，厚度为5nm。
S10，温度缓变至710±10℃，继续通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第二量子阱上生长(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层；x7＝0.5，y4＝0.5，厚度为0.05μm，其中0.025μm掺杂浓度4E17个原子/cm3，掺杂源Cp2Mg，掺杂元素为Mg。
S11，温度保持在710±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层，0.5≤x8≤0.7，在此过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室PH3，实现x8组分由0.7渐变至0.5，所述GaAs1-x8Px8渐变上过渡层的掺杂浓度为2E18个原子/cm3，厚度为5nm；掺杂元素为Mg。
S12，在GaAs1-x8Px8上过渡层上生长停顿，通入AsH3，通过停止通入PH3及III族源TMGa、TMIn实现生长停顿，停断10s，将反应腔室P原子耗尽；
S13，温度保持在710±10℃，继续通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述上波导层上生长P型Al1-x9Gax9As上限制层；x9＝0.85，厚度为0.9μm，掺杂源CBr4，掺杂浓度为8E17个原子/cm3，掺杂元素为C。
S14，温度渐变至680±10℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述P型Al1-x9Gax9As上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层，0.15≤x10≤0.85，通过调整通入反应室TMAl、TMGa流量，实现x10组分渐变，使x10由0.85渐变至0.15，所述Al1-x10Gax10As带隙过渡层的掺杂浓度为2E18个原子/cm3，掺杂源CBr4，厚度为0.03μm；掺杂元素为C；
S15，将温度降低到540±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在所述上过渡层上生长GaAs帽层，厚度为0.2μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为7E19个原子/cm3。
实施例1的产品界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件简记为优化界面产品。结构如图1所示。优化结构增加GaAsP过渡层3、10。
对比例1：如实施例1所述，所不同的是没有生长GaAsP上过渡层3、GaAsP下过渡层10，也没有步骤S4和S12的GaAsP上的生长停顿。
对比例1的产品是未优化界面的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，简记为未优化产品。结构如图2所示。
图3是对以上两种产品的性能测试PIV曲线。
图3为本发明优化AlGaInP/AlGaAs生长界面(b)与未优化(a)产品40mA下PIV曲线对比，图3中，(a)未优化产品斜率效率0.82W/A，工作电压2.21V，(b)优化界面产品斜率效率0.91W/A，工作电压2.2V，可见本发明优化能带结构，工作电压降低，斜率效率提高，具有更高的光电转换效率。
对比例2：如实施例1所述，所不同的是：上限制层与下限制层相同，同为(Al1- x2Gax2)y1In1-y1P，记为AlGaInP对称结构的半导体激光器件；没有生长GaAsP上过渡层3、GaAsP下过渡层10及生长停顿。
图4是本实施例1的产品与AlGaInP对称结构半导体激光器在50-60-70℃梯度老化时工作电流的对比，图4(b)为实施例1的产品老化工作电流，(a)为对比例2产品老化工作电流，由此可见本发明高温工作电流小，且不同温度工作时电流增加幅度小，说明电子溢出减少，工作性能更加稳定。
由以上图3、图4的器件老化曲线及PIV曲线，可见本发明优化AlGaInP/AlGaAs生长界面，增加GaAsP过渡层，减少As/P气体切换引入的应力和缺陷，提高界面生长质量；利用应变GaAsP优化能带结构设计，降低工作电压，优化AlGaInP半导体激光器的电光转换效率和工作稳定性，抑制电子溢出，提高AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的电光转换效率及工作稳定性。
实施例2：
一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；其制备方法包括步骤：
S1，将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内，H2环境升温到720±10℃烘烤，并通入AsH3，对GaAs衬底进行表面热处理；
S2，将温度缓降到680±10℃，降温速度不高于30℃/min,继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs过渡层；
S3，温度保持在680±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层，在此过程中逐渐减少AsH3气流量，调整AsH3和PH3气流量比例，实现组分渐变使x1由0.05渐变至0.15，所述GaAs1-x1Px1渐变下过渡层的掺杂浓度为1.5E18个原子/cm3，厚度为10nm；掺杂元素为Si。
S4，在GaAs1-x1Px1下过渡层上生长停顿，通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现生长停顿，停断20s，将反应腔室As原子耗尽；
S5，温度缓变至700±10℃，升温速度不高于60℃/min,通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下过渡层上生长n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层；x2＝0.3，y1＝0.5，厚度为1.0μm，掺杂浓度为7E17个原子/cm3。
S6，温度缓变到650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下限制层上生长(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P下波导层；x3＝0.4，y2＝0.5，厚度为0.08μm。
S7，温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述下波导层上生长Ga1-x4Inx4P第一量子阱；x4＝0.4，厚度为5nm。
S8，温度保持在650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第一量子阱上生长(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层；x5＝0.6，y3＝0.5，厚度为10nm。
S9，温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述垒层上生长Ga1- x6Inx6P第二量子阱；x6＝0.4，厚度为5nm。
S10，温度缓变至710±10℃，继续通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第二量子阱上生长(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层；x7＝0.4，y4＝0.5，厚度为0.05μm。
S11，温度保持在710±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层，在此过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室PH3，实现x8组分渐变使x1由0.9渐变至0.4，所述GaAs1-x8Px8渐变上过渡层的掺杂浓度为2E18个原子/cm3，厚度为10nm；掺杂元素为Mg。
S12，在GaAs1-x8Px8上过渡层上生长停顿，通入AsH3，停止通入PH3及TMGa、TMIn实现生长停顿，停断20s，将反应腔室P原子耗尽；
S13，温度保持在710±10℃，继续通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述上波导层上生长P型Al1-x9Gax9As上限制层；x9＝0.9，厚度为1μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3，掺杂源为CBr4，掺杂元素为C。
S14，温度渐变至680±10℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述P型Al1-x9Gax9As上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层，通过调整通途反应室TMAl、TMGa流量，实现x10组分渐变，使使x10由0.9渐变至0.2，所述Al1-x10Gax10As带隙过渡层的掺杂浓度为3E18个原子/cm3，厚度为0.02μm；掺杂元素为C；掺杂源为CBr4。
S15,将温度降低到540±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在所述上过渡层上生长GaAs帽层，厚度为0.15μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为1E20个原子/cm3。

Claims (9)

1.一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；其中，
所述GaAsP下过渡层为GaAs1-x1Px1，0≤x1≤0.15，且x1由低值渐变至高值；
所述GaAsP上过渡层为GaAs1-x8Px8，0.4≤x8≤0.9，且x8由高值渐变至低值。
2.根据权利要求1所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，其特征在于，所述AlGaAs带隙过渡层为Al1-x10Gax10As，0.05≤x10≤0.9，且x10由高值渐变至低值；优选的，0.15≤x10≤0.85，且x10由高值渐变至低值。
3.根据权利要求1所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，其特征在于，所述GaAs1-x1Px1下过渡层中，0≤x1≤0.08，且x1由低值渐变至高值；优选的，所述GaAs1-x8Px8上过渡层中，0.5≤x8≤0.7，且x8由高值渐变至低值。
4.根据权利要求1所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，其特征在于，所述半导体激光器件还包括以下条件之一种或多种：
a.所述AlGaInP下限制层为(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P，0≤x2≤0.3，0.4≤y1≤0.6；
b.所述下波导层为(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P，0.2≤x3≤0.7，0.4≤y2≤0.6；
c.所述有源区由下至上依次为Ga1-x4Inx4P第一量子阱、(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层、Ga1- x6Inx6P第二量子阱，其中，0.3≤x4≤0.7；0.3≤x5≤0.7，0.4≤y3≤0.6；0.3≤x6≤0.7；
d.所述上波导层为(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P，0.2≤x7≤0.7，0.4≤y4≤0.6；
e..所述AlGaAs上限制层为Al1-x9Gax9As，0.05≤x9≤0.3。
5.根据权利要求1所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件，其特征在于，所述半导体激光器件还包括以下条件之一种或多种：
a.所述GaAsP下过渡层为N型GaAs1-x1Px1，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
b.所述GaAsP下过渡层厚度为1-15nm；优选的厚度为5nm；
c.所述AlGaInP下限制层为N型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P，掺杂浓度为5E17-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
d.所述AlGaInP下限制层的厚度为0.5-1.5μm，最优选厚度为1.0μm；优选的，n型(Al1- x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的x2＝0，y1＝0.5；
e.所述GaAsP上过渡层为P型GaAs1-x8Px8，掺杂浓度为3E17-2E18个原子/cm3；优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
f.所述GaAsP上过渡层厚度为1-15nm；优选厚度为5nm；
g.所述AlGaAs上限制层为P型Al1-x9Gax9As，掺杂浓度为5E17-1E18个原子/cm3；优选掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
h.所述AlGaAs上限制层厚度为0.7-1.2μm；
i.所述AlGaAs带隙过渡层为P型Al1-x10Gax10As，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3；最优选掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
j.所述AlGaAs带隙过渡层的厚度为0.01-0.05μm；
k.所述GaAs帽层为P型GaAs，掺杂浓度为4E19-1E20个原子/cm3；优选掺杂浓度为7E19个原子/cm3；
l.所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm。
6.权利要求1所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，包括在MOCVD生长室内对GaAs衬底进行表面热处理，由下至上包括衬底、GaAs过渡层、GaAsP下过渡层、AlGaInP下限制层、下波导层、有源区、上波导层、GaAsP上过渡层、AlGaAs上限制层、AlGaAs带隙过渡层和GaAs帽层；其中，
在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层的条件是：生长温度660-700℃，通入TMGa、AsH3和PH3，生长过程中逐渐减少AsH3气流量，消耗反应室中的AsH3，使x1组分由低值渐变至高值；继续通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现下过渡层上生长停顿，停顿时间3s至30s，将反应腔室As原子耗尽；
在所述上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层的条件是：生长温度690-730℃，通入TMGa、AsH3和PH3，生长过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室中的PH3，使x8组分由高值渐变至低值；继续通入AsH3，停止通入PH3及TMGa、TMIn实现在上过渡层上的生长停顿，停顿时间3s至30s，将反应腔室P原子耗尽；
优选的，在所述上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层的条件是：生长温度660-700℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，通过调整通入反应室TMAl、TMGa的流量，实现x10组分由高值渐变至低值。
7.如权利要求6所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，包括步骤：
S1，衬底预热
将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内，H2环境升温到720±10℃烘烤，并通入AsH3，对GaAs衬底进行表面热处理；
S2，生长GaAs过渡层
将温度缓降到680±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在GaAs衬底上生长GaAs过渡层；
S3，生长GaAsP下过渡层
温度保持在680±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在GaAs过渡层上生长GaAs1-x1Px1下过渡层在此过程中逐渐减少AsH3气流量，消耗反应室AsH3，实现x1组分渐变；
S4，GaAsP下过渡层生长停顿
在GaAs1-x1Px1下过渡层上生长停顿，通入PH3，停止通入AsH3及TMGa实现生长停顿，停顿3s至30s，将反应腔室As原子耗尽；
S5，生长AlGaInP下限制层
温度缓变至700±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下过渡层上生长n型(Al1- x2Gax2)y1In1-y1P下限制层；
S6，生长下波导层
温度缓变到650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述下限制层上生长(Al1- x3Gax3)y2In1-y2P下波导层；
S7，生长第一量子阱
温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述下波导层上生长Ga1-x4Inx4P第一量子阱；
S8，生长垒层
温度保持在650±10℃，通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第一量子阱上生长(Al1- x5Gax5)y3In1-y3P垒层；
S9，生长第二量子阱
温度保持在650±10℃，继续通入TMIn、TMGa和PH3，在所述垒层上生长Ga1-x6Inx6P第二量子阱；
S10，生长上波导层
温度缓变至710±10℃，继续通入TMAl、TMIn、TMGa和PH3，在所述第二量子阱上生长(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层；
S11，生长GaAsP上过渡层
温度保持在710±10℃，通入TMGa、AsH3和PH3，在(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层上生长GaAs1-x8Px8上过渡层，在此过程中逐渐加大AsH3气流量，消耗反应室PH3，实现x8组分渐变；
S12，GaAsP上过渡层生长停顿
通入AsH3，通过停止通入PH3及TMGa、TMIn实现生长停顿，停断3s至30s，将反应腔室P原子耗尽；
S13，生长AlGaAs上限制层
温度保持在710±10℃，继续通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述上波导层上生长P型Al1- x9Gax9As；
S14，生长AlGaAs带隙过渡层
温度渐变至680±10℃，通入TMAl、TMGa和AsH3，在所述P型Al1-x9Gax9As上限制层上生长Al1-x10Gax10As带隙过渡层，通过调整通途反应室TMAl、TMGa流量，实现x10组分渐变；
S15，生长GaAs帽层
将温度降低到540±10℃，继续通入TMGa和AsH3，在所述上过渡层上生长GaAs帽层。
8.如权利要求6所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，其特征在于步骤S2中，所述降温速度不高于30℃/min；优选步骤S5中升温速度不高于60℃/min。
9.如权利要求6所述的界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件的制备方法，其特征在于，还包括以下条件之一种或多种：
A.步骤S3中，所述GaAs1-x1Px1渐变下过渡层的掺杂源为Si2H6，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3，厚度为1-15nm，0≤x1≤0.15；优选的，0≤x1≤0.0.08，x1由0渐变至0.08，厚度为5nm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
B.步骤S5中，n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的厚度为0.5-1.5μm，掺杂源为Si2H6，掺杂浓度为5E17-3E18个原子/cm3，0≤x2≤0.3，0.4≤y1≤0.6；优选的，n型(Al1-x2Gax2)y1In1-y1P下限制层的x2＝0，y1＝0.5，厚度为1.0μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
C.步骤S6中，(Al1-x3Gax3)y2In1-y2P下波导层的厚度为0.05-0.15μm，非故意掺杂，0.05≤x3≤0.6，0.4≤y2≤0.6；优选的，x3＝0.5，y2＝0.5，厚度为0.1μm；
D.步骤S7中，所述Ga1-x4Inx4P第一量子阱的厚度为4-7nm，非故意掺杂，0.3≤x4≤0.7；优选的，x4＝0.4，厚度为5nm；
E.步骤S8中，(Al1-x5Gax5)y3In1-y3P垒层的厚度为5-15nm，非故意掺杂，0.25≤x5≤0.7，0.4≤y3≤0.6；最优选的，x5＝0.65，y3＝0.5，厚度为7nm；
F.步骤S9中，所述Ga1-x6Inx6P第二量子阱的厚度为4-7nm，非故意掺杂，0.3≤x6≤0.7；最优选的，x6＝0.4，厚度为5nm；
G.步骤S10中，所述(Al1-x7Gax7)y4In1-y4P上波导层的厚度为0.05-0.15μm，掺杂源为Cp2Mg，二分之一掺杂，0.05≤x7≤0.6，0.4≤y4≤0.6；最优选的，x7＝0.5，y2＝0.5，厚度为0.06μm，掺杂浓度为4E17个原子/cm3；
H.步骤S11中，所述GaAs1-x8Px8上过渡层的掺杂源为Cp2Mg，掺杂浓度为3E17-2E18个原子/cm3，0.4≤x8≤0.9，厚度为0.1-0.3μm；根据本发明优选的，0.5≤x8≤0.7，x8由0.7渐变至0.5；最优选上过渡层厚度为5nm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
I.步骤S13中，所述P型Al1-x9Gax9As上限制层的厚度为0.7-1.2μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为5E17-1E18个原子/cm3，0.05≤x9≤0.3；优选的，x9＝0.15，厚度为0.9μm，掺杂浓度为1E18个原子/cm3；
J.步骤S14中，所述P型Al1-x10Gax10As组分渐变带隙过渡层的厚度为0.01-0.05μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为1E18-3E18个原子/cm3，0.05≤x10≤0.9；优选的，0.15≤x10≤0.85，x10由0.85渐变至0.2；更优选，所述带隙过渡层厚度为0.02μm，掺杂浓度为2E18个原子/cm3；
K.步骤S15中，所述GaAs帽层的厚度为0.1-0.5μm，掺杂源为CBr4，掺杂浓度为4E19-1E20个原子/cm3；优选的，GaAs帽层厚度为0.2μm，掺杂浓度为7E19个原子/cm3。
CN202010830030.0A 2020-08-18 2020-08-18 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法 Active CN114079229B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010830030.0A CN114079229B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010830030.0A CN114079229B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114079229A true CN114079229A (zh) 2022-02-22
CN114079229B CN114079229B (zh) 2024-01-16

Family

ID=80281307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010830030.0A Active CN114079229B (zh) 2020-08-18 2020-08-18 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114079229B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118127618A (zh) * 2024-04-30 2024-06-04 安徽格恩半导体有限公司 一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012126001A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Finisar Corporation Lasers with ingaas(p) quantum wells with indium ingap barrier layers with reduced decomposition
CN104242057A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 山东华光光电子有限公司 具有低工作电压及高功率转换效率的半导体激光器
CN104795729A (zh) * 2015-02-14 2015-07-22 太原理工大学 应变平衡有源区梯度势阱层半导体激光器结构
CN108346973A (zh) * 2017-01-24 2018-07-31 山东华光光电子股份有限公司 一种基于AlGaAs/GaInP有源区的795nm量子阱激光器
JP2019087710A (ja) * 2017-11-10 2019-06-06 学校法人 名城大学 窒化物半導体発光素子の製造方法、及び窒化物半導体発光素子
CN110148886A (zh) * 2019-05-27 2019-08-20 山东华光光电子股份有限公司 一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法
CN110854678A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 山东华光光电子股份有限公司 一种GaAs基大功率激光器制备方法
CN111478181A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 潍坊华光光电子有限公司 一种多波长激光器的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012126001A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Finisar Corporation Lasers with ingaas(p) quantum wells with indium ingap barrier layers with reduced decomposition
CN104242057A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 山东华光光电子有限公司 具有低工作电压及高功率转换效率的半导体激光器
CN104795729A (zh) * 2015-02-14 2015-07-22 太原理工大学 应变平衡有源区梯度势阱层半导体激光器结构
CN108346973A (zh) * 2017-01-24 2018-07-31 山东华光光电子股份有限公司 一种基于AlGaAs/GaInP有源区的795nm量子阱激光器
JP2019087710A (ja) * 2017-11-10 2019-06-06 学校法人 名城大学 窒化物半導体発光素子の製造方法、及び窒化物半導体発光素子
CN110854678A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 山东华光光电子股份有限公司 一种GaAs基大功率激光器制备方法
CN111478181A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 潍坊华光光电子有限公司 一种多波长激光器的制备方法
CN110148886A (zh) * 2019-05-27 2019-08-20 山东华光光电子股份有限公司 一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118127618A (zh) * 2024-04-30 2024-06-04 安徽格恩半导体有限公司 一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件

Also Published As

Publication number Publication date
CN114079229B (zh) 2024-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110148886B (zh) 一种含有界面δ掺杂的高可靠性激光器及其制备方法
CN109873299B (zh) 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
CN112398002B (zh) 一种基于渐变波导层的小功率激光器及其制备方法
CN113991427A (zh) 一种双非对称波导层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN114079229A (zh) 一种界面优化的AlGaInP/AlGaAs非对称半导体激光器件及其制备方法
CN114389151B (zh) 一种具有超晶格电子阻挡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN114079226B (zh) 一种高均匀性高功率的激光器外延片及其制备方法
CN115528542A (zh) 一种带有应变超晶格结构的AlGaInP红光半导体激光器件及其制备方法
CN114069388B (zh) 一种基于GaAsP界面过渡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN115810978A (zh) 一种应变补偿的AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN114142343B (zh) 一种优化渐变波导层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN114744485A (zh) 具有Al组分的双波导半导体激光器结构及其制备方法
CN115621844A (zh) 一种具有极端三不对称结构的GaAs基大功率激光器外延片及其制备方法
CN115706387A (zh) 一种AlGaInP基横模半导体激光器及其制备方法
CN114552383B (zh) 一种无铝有源区的红光半导体激光器及其制备方法
CN112838475B (zh) 一种基于张应变扩散阻挡层的激光器件及其制备方法
CN117638646A (zh) 一种提高限制层载流子浓度的AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN116667152A (zh) 一种镁锌共掺的AlGaInP红光半导体激光器件及其制备方法
CN114204418A (zh) 一种应变补偿优化波长均匀性的无铝808nm半导体激光器件及其制备方法
CN114256742B (zh) 一种具有超晶格窄波导大功率980nmLD外延片结构及其制备方法
CN113140964B (zh) 一种带折射率反渐变波导层的半导体激光器及其制备方法
CN114765344A (zh) 一种优化电子阻挡层的小功率AlGaInP红光半导体激光器及其制备方法
CN116266692A (zh) 一种提高光限制因子的AlGaInP红光半导体激光器件及其制备方法
CN220189680U (zh) 一种改善短波长紫外led限制的外延结构
CN114825044A (zh) 一种完全非对称结构的激光器外延片及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant