CN118127618A - 一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件 - Google Patents
一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件，所述方法包括：采用MOCVD金属有机化学气相外延生长方法，在单晶衬底上依次外延生长渐变带隙层、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层的单晶外延层；控制单晶外延层的生长温度、生长时间、压强、转速、温度、生长速率、N2/H2/NH3的流量比例、掺杂元素浓度或杂质元素掺入浓度的组合，制备具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件；其中，所述渐变带隙层采用Al原子渐变通入、温度渐变、压强渐变、转速渐变或N2/H2/NH3的流量比例渐变的任意一种或任意几种组合的方法生长单晶外延层。本发明能够降低激光器的非辐射复合损耗，降低温度淬灭比例、光学灾变比例。
Description
技术领域
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件。
背景技术
激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。
激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别：
1）激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在W级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mW级；
2）激光器的使用电流密度达KA/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减Droop效应；
3）发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光，而激光器为受激跃迁辐射，感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差，产生光子与感应光子的全同相干光；
4）原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到量子阱或p-n结产生辐射复合发光，而激光器需要激射条件满足才可激射，必须满足有源区载流子反转分布，受激辐射光在谐振腔内来回振荡，在增益介质中的传播使光放大，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。
半导体激光器存在以下问题：抛物线能带结构中，载流子必须从接近带底处开始填充，由于靠近能带底部的态密度较小，处于该能态的载流子对受激辐射不能产生正贡献，但导带与价带的较高能态之间产生受激辐射复合前又必须填充这些能态，导致激光器的阈值电流上升。
发明内容
为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种单晶生长方法及单晶氮化镓基半导体激光器元件。
本发明实施例第一方面提供了一种具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的单晶生长方法，所述方法包括：
采用MOCVD金属有机化学气相外延生长方法，在单晶衬底上依次外延生长渐变带隙层、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层的单晶外延层；
控制单晶外延层的生长温度、生长时间、压强、转速、温度、生长速率、N2/H2/NH3的流量比例、掺杂元素浓度或杂质元素掺入浓度的组合，制备具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件；
其中，所述渐变带隙层采用Al原子渐变通入的方法生长单晶外延层，并且所述渐变带隙层的Al原子渐变通入MOCVD的渐变特性符合y=x-a(a＞1且a为奇数)的函数曲线分布，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
优选地，所述渐变带隙层还采用温度渐变、压强渐变、转速渐变或N2/H2/NH3的流量比例渐变的任意一种或任意几种组合的方法生长单晶外延层；
所述渐变带隙层的温度渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的压强渐变特性符合函数y=xex曲线分布；
或所述渐变带隙层的转速渐变特性符合y=x/lnx第四象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的N2/H2/NH3的流量比例渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布。
本发明实施例第二方面提供了一种由本发明实施例第一方面所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件制备的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，包括从下至上依次设置的单晶衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层，所述单晶衬底与下包覆层之间设置有渐变带隙层，所述渐变带隙层具有禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性。
优选地，所述渐变带隙层的禁带宽度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的击穿场强具有函数y=xex曲线分布；
或所述渐变带隙层的分离能具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的峰值电子漂移速率具有函数y=xex曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
优选地，所述渐变带隙层还具有导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性。
优选地，所述渐变带隙层的导带有效态密度具有函数y=xex曲线分布，
所述渐变带隙层的价带有效态密度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的轻空穴有效质量具有函数y=ex/x第三象限曲线分布，
所述渐变带隙层的重空穴有效质量具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
优选地，所述渐变带隙层还具有O/In元素比例分布特性、O/Mg元素比例分布特性和O/Si元素比例分布特性。
优选地，所述渐变带隙层的O/In元素比例具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
所述渐变带隙层的O/Mg元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
所述渐变带隙层的O/Si元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
优选地，所述渐变带隙层还设置在下包覆层与下波导层之间、下波导层与有源层之间、有源层内部、有源层与上波导层之间、上波导层与电子阻挡层之间、电子阻挡层与上包覆层之间的任意一个或任意几个位置上。
优选地，所述渐变带隙层为AlGaN、AlInN、AlInGaN、InGaN/AlInGaN超晶格、InGaN/AlInN超晶格、AlGaN/AlGaN超晶格、AlGaN/GaN超晶格、AlGaN/AlInGaN超晶格、AlGaN/AlInN超晶格的任意一种或任意组合。
优选地，所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至200埃米。
优选地，所述下包覆层、下波导层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
优选地，所述单晶衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合单晶衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合单晶衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合单晶衬底、蓝宝石/SiNx /SiO2复合单晶衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合单晶衬底的任意一种。
本发明的有益效果如下：本发明在半导体激光器元件的单晶衬底与下包覆层之间设置渐变带隙层，并采用Al原子渐变通入、温度渐变、压强渐变、转速渐变或N2/H2/NH3的流量比例渐变的任意一种或任意几种组合的方式，进而控制该渐变带隙层具有禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性，从而产生净受激发射的电子在导带的占据几率大于价带的占据几率，导带与价带的准费米能级差大于或等于禁带宽度，使注入载流子限制在有源层而得到高的非平衡电子浓度，使导带底部的电子数远远大于价带顶的空穴数，加快实现粒子数反转，随着激励源持续注入，使载流子的辐射大于损耗，加快高度简并的电子空穴复合产生激光辐射在光学谐振腔内振荡并放大，产生受激发射并持续放大发射，产生相干激光输出，从而降低激光器的非辐射复合损耗，降低温度淬灭比例、光学灾变比例；并降低单晶衬底与下限制层之间的缺陷、位错引起的散射以及界面处合金无序散射等引发的声子散射，降低单晶衬底与下限制层之间的热阻以及激光器元件的整体热阻，抑制温度引起的器件性能退化和失效，进一步降低温度淬灭比例。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的结构示意图；
图2为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的SIMS二次离子质谱图；
图3为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的局部放大的SIMS二次离子质谱图；
图4为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的TEM透射电镜图（上波导层、电子阻挡层和上包覆层的TEM结构）；
图5为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的TEM透射电镜图（电子阻挡层的TEM局部区域放大图）；
图6为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的TEM透射电镜图（有源层与上波导层的TEM局部区域放大图）；
图7为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的TEM透射电镜图（有源层的TEM局部区域放大图）；
图8为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的TEM透射电镜图（下波导层的TEM局部区域放大图）；
图9为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的SIMS二次离子质谱图（包含C、H、O杂质元素）；
图10为本发明实施例2所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的局部放大的SIMS二次离子质谱图（包含C、H、O杂质元素）。
附图标记：
100、单晶衬底，101、下包覆层，102、下波导层，103、有源层，104、上波导层，105、电子阻挡层，106、上包覆层，107、渐变带隙层。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提出一种单晶氮化镓基半导体激光器元件的单晶生长方法，通过该单晶生长方法可制备具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，该方法具体包括：
S101、采用MOCVD金属有机化学气相外延生长方法，在单晶衬底100上依次外延生长渐变带隙层、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层的单晶外延层；
S102、控制单晶外延层的生长温度、生长时间、压强、转速、温度、生长速率、N2/H2/NH3的流量比例、掺杂元素浓度或杂质元素掺入浓度的组合，制备具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件。
其中，渐变带隙层采用Al原子渐变通入、温度渐变、压强渐变、转速渐变或N2/H2/NH3的流量比例渐变的任意一种或任意几种组合的方法生长单晶外延层。
具体的，本实施例中，渐变带隙层的Al原子渐变通入MOCVD的渐变特性符合y=x-a(a＞1且a为奇数)的函数曲线分布；
或渐变带隙层的温度渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布；
或渐变带隙层的压强渐变特性符合函数y=xex曲线分布；
或渐变带隙层的转速渐变特性符合y=x/lnx第四象限曲线分布；
或渐变带隙层的N2/H2/NH3的流量比例渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
本实施例中，渐变带隙层采用Al原子渐变通入方式，并且该渐变带隙层107的Al原子渐变通入MOCVD的渐变特性符合y=x-a(a＞1且a为奇数)的函数曲线分布，进而控制渐变带隙层的禁带宽度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布、渐变带隙层的价带有效态密度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布、渐变带隙层的轻空穴有效质量具有函数y=ex/x第三象限曲线分布，从而使渐变带隙层产生净受激发射的电子在导带的占据几率大于价带的占据几率，导带与价带的准费米能级差大于或等于禁带宽度，使注入载流子限制在有源层而得到高的非平衡电子浓度，使导带底部的电子数远远大于价带顶的空穴数，加快实现粒子数反转。
此外，渐变带隙层通过控制温度渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布使渐变带隙层的击穿场强具有函数y=xex曲线分布；渐变带隙层通过控制压强渐变特性符合函数y=xex曲线分布使渐变带隙层的峰值电子漂移速率具有函数y=xex曲线分布以及渐变带隙层的导带有效态密度具有函数y=xex曲线分布，从而进一步使导带底部的电子数远远大于价带顶的空穴数，加快实现粒子数反转；
渐变带隙层还通过控制转速渐变特性符合y=x/lnx第四象限曲线分布使渐变带隙层的分离能具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布、渐变带隙层的重空穴有效质量具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布，促进载流子受激辐射大于损耗，加快高度简并的电子空穴复合产生激光辐射在光学谐振腔内振荡并放大。
同时，为了更精准地控制渐变带隙层的性能和效果，如图9和图10所示，渐变带隙层还通过控制N2/H2/NH3的流量比例渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布使渐变带隙层的O/Mg元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布、渐变带隙层的O/Si元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布，并降低单晶衬底与下限制层之间的缺陷、位错引起的散射以及界面处合金无序散射等引发的声子散射，降低单晶衬底与下限制层之间的热阻以及激光器元件的整体热阻，抑制温度引起的器件性能退化和失效，降低温度淬灭比例；同时，降低激光损耗，提升激光增益，加快高度简并的电子空穴复合产生激光辐射在光学谐振腔内振荡并放大，产生受激发射并持续放大发射，产生相干激光输出，从而降低激光器的非辐射复合损耗，进一步降低温度淬灭比例、光学灾变比例。
实施例2
如图1至图10所示，本实施例提出一种具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，该具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件可通过实施例1中所记载的单晶生长方法制备而成。该具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件包括从下至上依次设置的单晶衬底100、下包覆层101、下波导层102、有源层103、上波导层104、电子阻挡层105和上包覆层106，其中，在单晶衬底100与下包覆层101之间设置有渐变带隙层107。
具体的，本实施例中，具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件从下至上依次设置有单晶衬底100、下包覆层101、下波导层102、有源层103、上波导层104、电子阻挡层105和上包覆层106，其结构的TEM结构图如图4、5、6、7、8所示。渐变带隙层107设置在单晶衬底100与下包覆层101之间。如图2和3所示SIMS二次离子质谱图，渐变带隙层107为AlGaN、AlInN、AlInGaN、InGaN/AlInGaN超晶格、InGaN/AlInN超晶格、AlGaN/AlGaN超晶格、AlGaN/GaN超晶格、AlGaN/AlInGaN超晶格、AlGaN/AlInN超晶格的任意一种或任意组合。
本实施例中，渐变带隙层107具有一些参数分布特性，包括禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性。
禁带宽度，是指一个带隙宽度(单位是电子伏特(ev))，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。禁带宽度对于半导体器件性能的影响是不言而喻的，它直接决定着器件的耐压和最高工作温度；对于双极性晶体管，当发射区因为高掺杂而出现禁带宽度变窄时，将会导致电流增益大大降低。
击穿场强，使电介质击穿的电压。电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体,称为电介质击穿,所对应的电压称为击穿电压。在强电场作用下，固体电介质丧失电绝缘能力而由绝缘状态突变为良导电状态。导致击穿的最低临界电压称为击穿电压。均匀电场中，击穿电压与固体电介质厚度之比称为击穿电场强度(简称击穿场强，又称介电强度)，它反映固体电介质自身的耐电强度。不均匀电场中，击穿电压与击穿处固体电介质厚度之比称为平均击穿场强，它低于均匀电场中固体电介质的介电强度。不同电介质在相同温度下,其击穿场强不同。
分离能，指欲使一原子核中分离出一个核子所需的最少能量。分离能可以从吸收光谱实验的数据算出，其大小与配体和中心原子的性质有关。如果金属离子一定，则分离能的大小随晶体场的强弱而变；场强越大，分离能就越大。
峰值电子漂移速率，漂移速度是由于电场而导致的材料中诸如电子的粒子的平均速度。它也可以称为轴向漂移速度。通常，电子将以费米速度随机地在导体中传播。施加的电场将使该随机运动在一个方向上具有小的净流速。峰值电子漂移速率即为电子漂移速率的峰值强度。
基于上述禁带宽度、击穿场强、分离能和峰值电子漂移速率的特点，本实施例对渐变带隙层107的禁带宽度、击穿场强、分离能和峰值电子漂移速率分布特性进行设计，具体如下：
（1）禁带宽度分布
渐变带隙层107的禁带宽度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
（2）击穿场强分布
渐变带隙层107的击穿场强具有函数y=xex曲线分布；
（3）分离能分布
渐变带隙层107的分离能具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
（4）峰值电子漂移速率分布
渐变带隙层107的峰值电子漂移速率具有函数y=xex曲线分布；
其中，x为渐变带隙层107往单晶衬底100方向的深度。
本实施例在半导体激光器的单晶衬底100与下包覆层101之间设置渐变带隙层107，且该渐变带隙层107具有禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性，从而产生净受激发射的电子在导带的占据几率大于价带的占据几率，导带与价带的准费米能级差大于或等于禁带宽度，使注入载流子限制在有源层而得到高的非平衡电子浓度，使导带底部的电子数远远大于价带顶的空穴数，加快实现粒子数反转，随着激励源持续注入，使载流子的辐射大于损耗，加快高度简并的电子空穴复合产生激光辐射在光学谐振腔内振荡并放大，产生受激发射并持续放大发射，产生相干激光输出，从而降低激光器的非辐射复合损耗，降低温度淬灭比例、光学灾变比例。
进一步的，本实施例中，渐变带隙层107除具有上述禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性以外，还具有导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性。
导带有效态密度是半导体物理学中的重要概念，代表了电子的能量状态。导带是最低的未被占据的能带。在半导体中，电子可以从价带跃迁到导带，从而形成电流。有效密度对于半导体的电学性质非常重要。在导带中，电子的有效态密度很低，因为导带是未被占据的能带，其中存在很少的电子。
价带有效态密度，价带代表了固体中价电子的能量状态。价带相当于固体中所有价电子的能量状态，在零温度下，所有价电子都会填满价带。有效态密度则是描述价带中能够被占据的态的数量。在价带中，有效态密度表示了所有未被占据的能量态的数量。有效态密度与固体的物理性质密切相关，如电导率、热导率等。对于不同的固体，价带有效态密度会有所不同，这也是导致不同固体物理性质差异的主要原因之一。因此，研究价带有效态密度对于深入理解固体物理学具有重要的意义。
空穴有效质量，是指在半导体材料中空穴运动的质量特性，它对于理解半导体材料的电子结构和性能具有重要意义。空穴的有效质量是一个正常数mp*，它与价带顶附近空态的电子有效质量mn*大小相等，符号相反，即mp*＝－mn*。按照半导体理论，计算出的空穴有效质量。如取负号，则得到有效质量较大的空穴，称为重空穴。如取正号，则得到有效质量较小的空穴，称为轻空穴。空穴的有效质量决定了载流子在半导体中的迁移能力。较小的空穴有效质量意味着空穴能够更自由地在晶格中移动，从而提高电子迁移率和器件的导电性能。
基于上述导带有效态密度、价带有效态密度、轻空穴有效质量和重空穴有效质量的特点，本实施例对渐变带隙层107的导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性进行设计，具体如下：
（1）导带有效态密度分布
渐变带隙层107的导带有效态密度具有函数y=xex曲线分布；
（2）价带有效态密度分布
渐变带隙层107的价带有效态密度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
（3）轻空穴有效质量分布
渐变带隙层107的轻空穴有效质量具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
（4）重空穴有效质量分布
渐变带隙层107的重空穴有效质量具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层107往单晶衬底100方向的深度。
本实施例在半导体激光器的单晶衬底100与下包覆层101之间设置渐变带隙层107，且该渐变带隙层107具有具有导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性，从而调控下包覆层的带隙分布，加快量子阱导带和价带的能级分裂为子带，使重空穴带与轻空穴带分裂或简并解除，提升注入载流子能量的量子化，提高注入有源层内载流子的利用率，增加微分增益和限制因子，提升热反转电流密度，提升激光器的斜率效率、光功率。
更进一步的，本实施例中，渐变带隙层107除具有上述禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性、峰值电子漂移速率分布特性、导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性等参数特性以外，还具有一些元素比例分布特性，如图9和图10所示，包括O/In元素比例分布特性、O/Mg元素比例分布特性和O/Si元素比例分布特性，具体如下：
（1）O/In元素比例分布
渐变带隙层107的O/In元素比例具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
（2）O/Mg元素比例分布
渐变带隙层107的O/Mg元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
（3）O/Si元素比例分布
渐变带隙层107的O/Si元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层107往单晶衬底100方向的深度。
本实施例中在渐变带隙层107中设计O/In元素比例分布特性、O/Mg元素比例分布特性和O/Si元素比例分布特性，能够进一步降低激光器的非辐射复合损耗，降低温度淬灭比例、光学灾变比例，提升热反转电流密度，提升激光器的斜率效率、光功率。
在一些可选地实施例中，渐变带隙层107还可以设置半导体激光器元件的其他位置，例如下包覆层101与下波导层102之间、下波导层102与有源层103之间、有源层103内部、有源层103与上波导层104之间、上波导层104与电子阻挡层105之间、电子阻挡层105与上包覆层106之间的任意一个或任意几个位置上。
此外，本实施例中，如图7所示，有源层103为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至200埃米。
如图4和5所示的电子阻挡层105和上包覆层106为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
如图6所示的上波导层104为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
如图8所示的下包覆层101和下波导层102为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
单晶衬底100包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、蓝宝石/SiNx /SiO2复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
传统半导体激光器元件的结构为衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层，本实施例的单晶氮化镓基半导体激光器元件的结构为衬底、渐变带隙层、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层；激光器元件的腔长为1200um，脊宽为45um，测试环境温度为25摄氏度，测试电流为0~15A，测试模式为CW连续模式测试，样品中均采用COS（Chip on Submount）封装，封装完后使用激光测试机进行样品测试，测试光功率、斜率效率和热反转电流密度、限制因子以及光束质量因子；每批将100颗~500颗样品放入老化烤箱进行可靠性测试，测试环境温度为65摄氏度，老化电流为3A，统计温度淬灭比例和光学灾变比例。
下表为传统半导体激光器元件与采用本实施例所提出的单晶生长方法所制备的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的参数对比，包括光束质量因子、限制因子、温度淬灭比例、光学灾变比例、热反转电流密度、斜率效率以及光功率呈现传统半导体激光器元件与本实施例所提出的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的区别：
可以看出，采用本实施例所提出的单晶生长方法所制备的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件与传统半导体激光器元件相比提高了光束质量因子、限制因子、热反转电流密度、斜率效率和光功率WPE光电转换效率，降低了温度淬灭比例和光学灾变比例，与传统半导体激光器元件相比具有明显的优势。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的单晶生长方法，其特征在于，所述方法包括：
采用MOCVD金属有机化学气相外延生长方法，在单晶衬底上依次外延生长渐变带隙层、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层的单晶外延层；
控制单晶外延层的生长温度、生长时间、压强、转速、温度、生长速率、N2/H2/NH3的流量比例、掺杂元素浓度或杂质元素掺入浓度的组合，制备具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件；
其中，所述渐变带隙层采用Al原子渐变通入的方法生长单晶外延层，并且所述渐变带隙层的Al原子渐变通入MOCVD的渐变特性符合y=x-a(a＞1且a为奇数)的函数曲线分布，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
2.根据权利要求1所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的单晶生长方法，其特征在于，所述渐变带隙层还采用温度渐变、压强渐变、转速渐变或N2/H2/NH3的流量比例渐变的任意一种或任意几种组合的方法生长单晶外延层；
所述渐变带隙层的温度渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的压强渐变特性符合函数y=xex曲线分布；
或所述渐变带隙层的转速渐变特性符合y=x/lnx第四象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的N2/H2/NH3的流量比例渐变特性符合y=ex/x第三象限曲线分布。
3.如权利要求1或2所述的任意一种具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件的单晶生长方法制备的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，包括从下至上依次设置的单晶衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层，其特征在于，所述单晶衬底与下包覆层之间设置有渐变带隙层，所述渐变带隙层具有禁带宽度分布特性、击穿场强分布特性、分离能分布特性和峰值电子漂移速率分布特性。
4.根据权利要求3所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层的禁带宽度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的击穿场强具有函数y=xex曲线分布；
或所述渐变带隙层的分离能具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的峰值电子漂移速率具有函数y=xex曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
5.根据权利要求3所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层还具有导带有效态密度分布特性、价带有效态密度分布特性、轻空穴有效质量分布特性和重空穴有效质量分布特性。
6.根据权利要求5所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层的导带有效态密度具有函数y=xex曲线分布，
所述渐变带隙层的价带有效态密度具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
或所述渐变带隙层的轻空穴有效质量具有函数y=ex/x第三象限曲线分布，
所述渐变带隙层的重空穴有效质量具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
7.根据权利要求3所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层还具有O/In元素比例分布特性、O/Mg元素比例分布特性和O/Si元素比例分布特性。
8.根据权利要求7所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层的O/In元素比例具有函数y=x/lnx第四象限曲线分布；
所述渐变带隙层的O/Mg元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
所述渐变带隙层的O/Si元素比例具有函数y=ex/x第三象限曲线分布；
其中，x为渐变带隙层往单晶衬底方向的深度。
9.根据权利要求3所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层还设置在下包覆层与下波导层之间、下波导层与有源层之间、有源层内部、有源层与上波导层之间、上波导层与电子阻挡层之间、电子阻挡层与上包覆层之间的任意一个或任意几个位置上。
10.根据权利要求3所述的具有渐变带隙层的单晶氮化镓基半导体激光器元件，其特征在于，所述渐变带隙层为AlGaN、AlInN、AlInGaN、InGaN/AlInGaN超晶格、InGaN/AlInN超晶格、AlGaN/AlGaN超晶格、AlGaN/GaN超晶格、AlGaN/AlInGaN超晶格、AlGaN/AlInN超晶格的任意一种或任意组合；
所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至200埃米；
所述下包覆层、下波导层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合；
所述单晶衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、蓝宝石/SiNx /SiO2复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719155A (en) * | 1984-10-17 | 1988-01-12 | Nec Corporation | Epitaxial layer structure grown on graded substrate and method of growing the same |
| US20130228806A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-05 | National Chiao Tung University | Light emitting device with graded composition hole tunneling layer |
| KR20140145739A (ko) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 |
| CN105161582A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-16 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种采用mocvd技术制备深紫外led的方法 |
| CN114079229A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 山东华光光电子股份有限公司 | 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 |
| CN116247506A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-09 | 武汉鑫威源电子科技有限公司 | 一种高性能氮化镓基激光器及其N型GaN层和生长方法 |
| CN117526093A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-02-06 | 安徽格恩半导体有限公司 | 一种氮化镓基半导体激光器 |
-
2024
- 2024-04-30 CN CN202410545624.5A patent/CN118127618A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719155A (en) * | 1984-10-17 | 1988-01-12 | Nec Corporation | Epitaxial layer structure grown on graded substrate and method of growing the same |
| US20130228806A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-05 | National Chiao Tung University | Light emitting device with graded composition hole tunneling layer |
| KR20140145739A (ko) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 |
| CN105161582A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-16 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种采用mocvd技术制备深紫外led的方法 |
| CN114079229A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 山东华光光电子股份有限公司 | 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 |
| CN116247506A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-09 | 武汉鑫威源电子科技有限公司 | 一种高性能氮化镓基激光器及其N型GaN层和生长方法 |
| CN117526093A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-02-06 | 安徽格恩半导体有限公司 | 一种氮化镓基半导体激光器 |
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