CN117080868A - 氮化镓基激光器及其制备方法 - Google Patents
氮化镓基激光器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117080868A CN117080868A CN202210507104.6A CN202210507104A CN117080868A CN 117080868 A CN117080868 A CN 117080868A CN 202210507104 A CN202210507104 A CN 202210507104A CN 117080868 A CN117080868 A CN 117080868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- type
- gallium nitride
- based laser
- light source
- 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.)
- Pending
Links
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 161
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本公开提供一种氮化镓基激光器及其制备方法，氮化镓基激光器包括：依次叠加的N型区域(A)，光源区域(B)和P型区域(C)；其中，光源区域(B)包括：至少一个量子阱层(1)和至少两个量子垒层(2)，量子垒层(2)与量子阱层(1)相互交错叠加，且光源区域(B)通过量子垒层(2)分别与N型区域(A)和P型区域(C)相接触。本公开实施例的氮化镓基激光器在InGaN量子阱层上下插入有AlInGaN量子垒层，有效缓解了InGaN量子阱层和量子垒层的失配应力，提高了激光器的光功率。
Description
技术领域
本公开涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种氮化镓基激光器及其制备方法。
背景技术
作为第三代半导体器件，GaN基蓝绿光激光器具有体积小、效率高、寿命长以及响应速度快等优势，在下一代显示技术中作为光源，被认为是最核心的器件。并且其在金属加工、固态存储、可见光通信以及水下通信等方面有着显著的优势。
作为GaN基激光器的核心，InGaN/GaN量子阱有源区备受关注。但由于InN材料和GaN材料之间的较大的晶格失配和热失配，高失配应力对高质量的InGaN量子阱层的生长造成了困扰。高的失配应力会对量子阱层造成一系列的不利影响，比如高的失配应力会对量子阱层的In原子形成拖拽作用，导致其In组分在生长方向上递增，结果在量子阱和上垒层之间形成富In层。这种不均匀分布的In组分导致在生长方向上能带图的进一步倾斜，最终导致在不同电流下发光峰波长的极大差异。另一方面，高的失配应力产生V型坑等缺陷来补偿过大的失配应力。而由于其变形能更低，In原子更倾向于聚集在这种缺陷附近，从而导致In的聚集产生团簇。这种In团簇甚至会金属化，形成In的金属液滴，在量子阱中扮演非辐射复合中心的角色，极大地降低了量子阱的发光效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有的技术问题，本公开提供一种氮化镓基激光器及其制备方法，用于至少部分解决以上技术问题。
(二)技术方案
本公开提供一种氮化镓基激光器，包括：依次叠加的N型区域，光源区域和P型区域；其中，光源区域包括：至少一个量子阱层和至少两个量子垒层，量子垒层与量子阱层相互交错叠加，且光源区域通过量子垒层分别与N型区域和P型区域相接触。
可选地，量子阱层的材料为InxGaN，量子垒层的材料为AlyInzGaN，其中，0.01≤x≤0.3，0≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1，且z＜x。
可选地，量子阱层的厚度范围为2-8nm，量子垒层的厚度范围为5-20nm。
可选地，量子阱层的厚度小于量子垒层的厚度。
可选地，x＝0.15，z＝0.015。
可选地，N型区域包括：依次叠加的衬底、n型外延层、n型限制层和下波导层；P型区域包括：依次叠加的上波导层、电子阻挡层、p型限制层和p型外延层。
可选地，n型外延层为掺杂Si元素的GaN材料，n型限制层为掺Si的AlGaN材料，电子阻挡层为AlGaN材料，p型限制层为AlGaN材料，p型外延层为掺Mg的GaN材料；其中，p型限制层中的Al组分小于电子阻挡层中的Al组分。
可选地，p型限制层的宽度小于或部分小于电子阻挡层的宽度。
可选地，氮化镓基激光器为蓝绿光激光器。
本公开另一方面提供一种氮化镓基激光器的制备方法，包括：采用MOCVD法制备依次叠加的N型区域，光源区域和P型区域；其中，光源区域包括：至少一个量子阱层和至少两个量子垒层，量子垒层与量子阱层相互交错叠加，且光源区域通过量子垒层分别与N型区域和P型区域相接触。
(三)有益效果
本公开提供一种氮化镓基激光器，在InGaN量子阱层上下插入有AlInGaN量子垒层。由于在GaN上共格生长的InGaN受到压应力的作用，而AlInGaN(其中的AlN成分)的晶格常数远大于InGaN量子阱层，因此可以作为应力补偿层来缓解失配应力，在一定程度上保证了量子阱有源区的质量，从而有效提高了光功率。
另外，由于AlN的热膨胀系数较大，掺入Al原子能有效的增大量子垒层的热膨胀系数，减小其与InGaN量子阱层的热失配，从而缓解热应力，同样提高了量子阱有源区的质量，有效提高了光功率。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了根据本公开实施例的氮化镓基激光器的结构图；
图2示意性示出了根据本公开实施例的与传统氮化镓基激光器的光功率对比图；
图3示意性示出了根据本公开实施例的氮化镓基激光器的制备方法流程图。
【附图标记说明】
1-量子阱层；2-量子垒层；3-衬底；4-n型外延层；5-n型限制层；6-下波导层；7-上波导层；8-电子阻挡层；9-p型限制层；10-p型外延层。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。说明书中示例的各个实施例中的技术特征在无冲突的前提下可以进行自由组合形成新的方案，另外每个权利要求可以单独作为一个实施例或者各个权利要求中的技术特征可以进行组合作为新的实施例，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的元件或实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。
除非存在技术障碍或矛盾，本公开的上述各种实施方式可以自由组合以形成另外的实施例，这些另外的实施例均在本公开的保护范围中。
虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本公开的限制。
虽然本公开总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体公开构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。
图1示意性示出了根据本公开实施例的氮化镓基激光器的结构图。
根据本公开的实施例，如图1所示，氮化镓基激光器例如包括：依次叠加的N型区域A，光源区域B和P型区域C。N型区域A和P型区域C用于在光源区域B中形成PN结，以使光源区域B发光。其中，光源区域B例如包括：至少一个量子阱层1和至少两个量子垒层2。N型区域A例如包括：依次叠加的衬底3，n型外延层4，n型限制层5，下波导层6，P型区域C例如包括：依次叠加的上波导层7，电子阻挡层8，p型限制层9和p型外延层10。其中，量子垒层2与量子阱层1相互交错叠加，且光源区域B通过量子垒层2分别与N型区域A和P型区域C相接触，以使得量子阱层1只与量子垒层2相接触。量子垒层2与下波导层6相叠加，上波导层7与另一量子垒层2相叠加。
根据本公开的实施例，如图1所示，氮化镓基激光器例如包括：两个量子阱层1和三个量子垒层2，量子阱层1与量子垒层2相互交错叠加，即三个量子垒层2把两个量子阱层1分别“包夹”起来，使得两个量子阱层1之间互相不接触，并且量子阱层1也不与除量子垒层2之外的其它层接触。
可以理解的是，量子阱层1的数量可以是任意的，根据激光器的性能需要，可以设置n层(n为大于等于1的整数)量子阱层1，量子垒层2相应地比量子阱层1多1层，即为n+1层，以将量子阱层1与其他层隔离开来。
根据本公开的实施例，量子阱层1的材料例如为InxGaN，量子垒层2的材料例如为AlyInzGaN，其中，0.01≤x≤0.3，0≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1，且z＜x。即InxGaN量子阱层中In的组分为0.01～0.3，AlyInzGaN量子垒层中，Al的组分为0～0.1，In的组分为0.01～0.1，In的组分不能超过量子阱中的In组分以利于量子阱的形成，蓝光氮化镓基激光器量子阱中In的组分例如为10％～20％。
优选地，x＝0.15，z＝0.015，即InxGaN量子阱层中，In的组分为0.15，AlyInzGaN量子垒层中，In的组分为0.015。
根据本公开的实施例，为阻止电子泄露，量子阱层1的厚度小于量子垒层2的厚度，量子阱层1的厚度范围例如可以为2-8nm，量子垒层2的厚度范围例如可以为5-20nm。不同量子阱层中的In组分可以相同也可以不相同，不同量子阱层的厚度可以相同也可以不相同。不同量子垒层中的Al或In组分可以相同也可以不相同，不同量子垒层的厚度可以相同也可以不相同。
根据本公开的实施例，衬底3例如可以为GaN或者蓝宝石衬底，当为GaN衬底时，例如可以在该衬底3上同质外延出n型GaN外延层，衬底3与n型外延层4间层间位错低，但GaN衬底的价格较贵，会提升器件的制备成本。n型外延层4例如为掺杂Si元素的GaN材料，n型限制层5例如为掺Si的AlGaN材料，电子阻挡层8例如为AlGaN材料，p型限制层9例如为AlGaN材料，p型外延层10例如为掺Mg的GaN材料。其中，p型限制层9中的Al组分小于电子阻挡层8中的Al组分。对相关层进行硅掺杂或镁掺杂，有利于PN结的形成。下波导层6例如为非故意掺杂的InGaN材料，上波导层7例如为非故意掺杂的GaN材料。非故意掺杂指非主动对该层进行掺杂，而可能被动受到其他层掺杂时未耗尽的掺杂元素(例如本实施例中的硅元素、铝元素等)的影响，但这种非故意掺杂不影响该层功能的实现，不影响器件的性能。
优选地，n型限制层5中的Al组分例如为0.01-0.2，n型限制层5中的Al组分在该范围内越高越好，高组分的Al使得该层折射率变大，增加与其它层的折射率差，对光的限制作用增强，但过高的Al含量会导致开裂，需要根据实际情况选择合适的Al含量。电子阻挡层8中的Al组分例如为0.2，p型限制层9中的Al组分例如为0.08。
优选地，p型外延层10中Mg的掺杂浓度例如为1×1020cm-3。
根据本公开的实施例，衬底3的厚度例如为200-1000μm，n型外延层4制作在衬底3上，厚度例如为1-5μm，n型限制层5制作在n型外延层4上，厚度例如为1-5μm，下波导层6制作在n型限制层5上，厚度例如为50-200nm，上波导层7制作在量子垒层2上，厚度例如为100nm，电子阻挡层8制作在上波导层7上，厚度例如为20nm，p型限制层9制作在电子阻挡层8上，厚度例如为600nm，p型外延层10制作在p型限制层9上，厚度例如为40nm。
根据本公开的实施例，p型限制层9的宽度小于或部分小于电子阻挡层8的宽度，以形成一个脊型，可以对电注入进行限制，防止电子的扩散。如图1所示，p型限制层9的宽度为部分小于电子阻挡层8的宽度。也可以整个p型限制层9的宽度均小于电子阻挡层8的宽度。即在p型限制层9下表面的宽度小于电子阻挡层8的宽度的情况下，p型限制层9上表面的宽度等于p型限制层9下表面的宽度；在p型限制层9下表面的宽度等于电子阻挡层8的宽度的情况下，p型限制层9上表面的宽度小于p型限制层9下表面的宽度。
根据本公开的实施例，氮化镓基激光器为蓝绿光激光器。可以用于金属加工、固态存储、可见光通信以及水下通信等领域。
图2示意性示出了根据本公开实施例的与传统氮化镓基激光器的光功率对比图。
根据本公开的实施例，如图2所示，圆形的点代表采用InGaN垒层的激光器的最大输出光功率，方形的点代表传统的采用GaN垒层的激光器的最大输出光功率。可以发现，采用InGaN垒层的激光器其最大输出光功率远大于采用GaN垒层的激光器。并且其斜率效率更高，这表明采用InGaN垒层的激光器能具有更高的光电转换效率。这主要是因为，当采用InGaN作为垒层时，在其上生长的InGaN量子阱层具有更小的应力，从而具备更高的性能。
综上所述，本公开实施例提出一种具有AlInGaN量子垒层的氮化镓基激光器。通过在InGaN量子阱层上下插入有AlInGaN量子垒层，有效缓解了InGaN量子阱层和量子垒层的失配应力，提高了激光器的光功率。
图3示意性示出了根据本公开实施例的氮化镓基激光器的制备方法流程图。
根据本公开的实施例，如图3所示，氮化镓基激光器的制备方法例如包括：
S310，采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)法制备依次叠加的N型区域A，光源区域B和P型区域C；其中，光源区域B包括：至少一个量子阱层1和至少两个量子垒层2，量子垒层2与量子阱层1相互交错叠加，且光源区域B通过量子垒层2分别与N型区域A和P型区域C相接触。
具体地，制备量子垒层的温度范围例如为700-800℃，压力范围例如为100-300torr。铝源例如为三甲基铝。
可以理解的是，本公开实施例中的氮化镓基激光器的其他层也可以采用MOCVD法制备，例如按照本实施例激光器的结构，从衬底依次向上外延得到，此处不再赘述。
方法实施例部分未尽细节之处与装置实施例部分类似，请参见装置实施例部分，此处不再赘述。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于的特定顺序或层次。
还需要说明的是，实施例中提到的方向术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本公开处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本公开单独的优选实施方案。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氮化镓基激光器，其特征在于，包括：
依次叠加的N型区域(A)，光源区域(B)和P型区域(C)；
其中，所述光源区域(B)包括：
至少一个量子阱层(1)和至少两个量子垒层(2)，所述量子垒层(2)与所述量子阱层(1)相互交错叠加，且所述光源区域(B)通过所述量子垒层(2)分别与所述N型区域(A)和所述P型区域(C)相接触。
2.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述量子阱层(1)的材料为InxGaN，所述量子垒层(2)的材料为AlyInzGaN，其中，0.01≤x≤0.3，0≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1，且z＜x。
3.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述量子阱层(1)的厚度范围为2-8nm，所述量子垒层(2)的厚度范围为5-20nm。
4.根据权利要求3所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述量子阱层(1)的厚度小于所述量子垒层(2)的厚度。
5.根据权利要求2所述的氮化镓基激光器，其特征在于，x＝0.15，z＝0.015。
6.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述N型区域(A)包括：
依次叠加的衬底(3)、n型外延层(4)、n型限制层(5)和下波导层(6)；
所述P型区域(C)包括：
依次叠加的上波导层(7)、电子阻挡层(8)、p型限制层(9)和p型外延层(10)。
7.根据权利要求6所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述n型外延层(4)为掺杂Si元素的GaN材料，所述n型限制层(5)为掺Si的AlGaN材料，所述电子阻挡层(8)为AlGaN材料，所述p型限制层(9)为AlGaN材料，所述p型外延层(10)为掺Mg的GaN材料；
其中，所述p型限制层(9)中的Al组分小于所述电子阻挡层(8)中的Al组分。
8.根据权利要求6所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述p型限制层(9)的宽度小于或部分小于所述电子阻挡层(8)的宽度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的氮化镓基激光器，其特征在于，所述氮化镓基激光器为蓝绿光激光器。
10.一种氮化镓基激光器的制备方法，其特征在于，包括：
采用MOCVD法制备依次叠加的N型区域(A)，光源区域(B)和P型区域(C)；
其中，所述光源区域(B)包括：
至少一个量子阱层(1)和至少两个量子垒层(2)，所述量子垒层(2)与所述量子阱层(1)相互交错叠加，且所述光源区域(B)通过所述量子垒层(2)分别与所述N型区域(A)和所述P型区域(C)相接触。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210507104.6A CN117080868A (zh) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | 氮化镓基激光器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210507104.6A CN117080868A (zh) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | 氮化镓基激光器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117080868A true CN117080868A (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=88714030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210507104.6A Pending CN117080868A (zh) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | 氮化镓基激光器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117080868A (zh) |
-
2022
- 2022-05-10 CN CN202210507104.6A patent/CN117080868A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9257599B2 (en) | Semiconductor light emitting device including hole injection layer | |
| WO2011077473A1 (ja) | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 | |
| TW469654B (en) | Nitride semiconductor layer structure and a nitride semiconductor laser incorporating a portion of same | |
| CN101447540B (zh) | 半导体发光元件用外延晶片及半导体发光元件 | |
| JP2010532926A (ja) | 放射線放出半導体ボディ | |
| JP2006108585A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
| JP2007096152A (ja) | 透明導電膜を備えた半導体発光素子 | |
| JP2006332205A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP2002305323A (ja) | ｎ型窒化物半導体積層体およびそれを用いる半導体素子 | |
| JP2010245312A (ja) | 発光素子 | |
| CN111404029B (zh) | 具有AlInN镁反向扩散阻挡层的氮化镓基紫外激光器 | |
| KR20120071572A (ko) | 다중양자우물 구조의 활성 영역을 갖는 발광 소자 | |
| JP3171307B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2009059797A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| CN117080868A (zh) | 氮化镓基激光器及其制备方法 | |
| WO2021085340A1 (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| JP4284862B2 (ja) | 発光素子用エピタキシャルウェハ及び発光素子 | |
| CN112134143B (zh) | 氮化镓基激光器及其制备方法 | |
| JP6192722B2 (ja) | オプトエレクトロニクス半導体ボディ及びオプトエレクトロニクス半導体チップ | |
| JP7413599B1 (ja) | Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導体発光素子及びｉｉｉ－ｖ族化合物半導体発光素子の製造方法 | |
| CN111900624A (zh) | 具有非对称In组分InGaN波导层的氮化镓基激光器 | |
| JP7387048B1 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 | |
| JP4179825B2 (ja) | 半導体素子 | |
| CN116937331B (zh) | 一种半导体激光器及其制备方法 | |
| JP2001320083A (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子及び発光素子用エピタキシャルウェハ |
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 |