TWM651644U - 具介電質週期結構之半導體雷射 - Google Patents
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Abstract
本新型提供一種具介電質週期結構之半導體雷射，係由下而上依序包含一基板、一第一N型披覆層、一穿隧接面層、一P型披覆層、一主動層、一介電質週期結構層及一第二N型披覆層。該介電質週期結構層包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣；於該P型披覆層上磊晶形成該主動層後，利用一第一N型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二N型摻雜材料形成該第二N型披覆層，且該第一N型摻雜材料與該第二N型摻雜材料係為同極異質材料。據此以利用該介電質週期結構層從晶片層面上降低半導體雷射的發散角而轉成面射型垂直雷射出光並實現發散角度為圓形的成效。
Description
本新型係與半導體雷射有關，尤其是一種具介電質週期結構之半導體雷射。
具高光功率輸出優勢的邊射型雷射(Edge Emitting Laser,EEL)係由磊晶形成異質結構且由下而上大致包含一基板(Substrate)、一N型披覆層(N-Cladding Layer)、一主動層(Active Layer)及一P型披覆層(P-Cladding Layer)，且EEL在磊晶結束後需將晶片劈成晶條，再於晶體自然斷裂端面處鍍上反射膜而形成與磊晶層垂直的反射鏡面，以使光在兩側鏡面間來回反射而由側面發射光。由此可知，EEL的共振腔和磊晶方向平行且長度較長，因此易達高功率輸出，只是同時會產生多個縱模且呈現較大的發射張角而較不利於後端通訊模組的應用；其中，EEL依光腔設計型式更可分為FP(Fabry Perot，法布裡-珀羅)雷射和DFB(Distributed Feed Back)雷射兩種：FP雷射為傳統EEL，而DFB雷射則於主動層中設置光柵，以使特定波長光因建設性干涉增大而解決縱模狀態。並且，為抑制橫方向光束擴張，EEL一般設置有一脊狀波導(Ridge Waveguide,RWG)結構，其係於該P型披覆層中埋設一蝕刻停止層(Etching Stop)而區分為上下兩部份，且透過蝕刻方式將上部份之該P型披覆層去除並止於該蝕刻停止層而形成脊柱(Ridge)構造，據以侷限載子而改善橫模狀態。然而，RWG結構雖具有前期磊晶製程相對簡單且穩定性好等優點，卻有後期蝕刻Ridge工藝稍複雜及光斑呈橢圓形而較不利於光纖耦合等問題。
該N型披覆層及該P型披覆層是EEL的串聯電阻來源，且通常，P型披覆層因主要載子為電洞，其遷移率和散熱不如電子，故P型披覆層電阻比N型披覆層的電阻大得多，如果想要降低P型披覆層的電阻值則需要提高摻雜濃度，然而摻雜濃度過高又會使P型披覆層不易磊晶成長，也會使得臨界電流(threshold current，Ith)值無法降低而影響電性，並影響吸光。有感於此，如何減少P型材料對自由載子的吸收，藉以改善上述習知技術之缺失，並進一步改善元件對光子的操控效率而完善雷射輸出電性與光斑，即為本新型所欲探究之課題。
有鑑於上述問題，本新型之目的旨在提供一種異質雙極半導體並具脊狀波導結構的具介電質週期結構之半導體雷射，以插置穿隧接面(Tunnel Junction,TJ)結構與具空間週期性變化的介質常數/折射率的介電質週期結構而改善載子注入率、散熱率及光子操控性，使實現雷射光由平行於基板平面的方向出光轉換成垂直於基板平面方向出光且形成圓形出光光斑的目的，從而保留EEL元件優勢的同時解決其不易後段應用的缺點。
為達上述目的，本新型係揭露一種具介電質週期結構之半導體雷射，係磊晶形成一半導體結構，其包含：一基板；一第一N型披覆層，係設置於該基板上；一穿隧接面層，係設置於該第一N型披覆層上，且由下而上依序包含一N型重摻雜層與一P型重摻雜層；一P型披覆層，係設置於該穿隧接面層上；一主動層，係設置於該P型披覆層上；一介電質週期結構(periodic structure of dielectrics)層，係設置於該主動層上並包含由非金屬材料於層體空間中構成的
複數個重複圖樣(repeat patterns)；及一第二N型披覆層，係設置於該介電質週期結構層上；其中，於該P型披覆層上磊晶形成該主動層後，利用一第一N型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層於該主動層上方，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二N型摻雜材料形成該第二N型披覆層於該介電質週期結構層上方，且該第一N型摻雜材料與該第二N型摻雜材料係為同極異質材料。
並且，該具介電質週期結構之半導體雷射係更包含一下載子抑制層、一下侷限(Separated Confinement Hetero-Structure,SCH)層、一上侷限層及一上載子抑制層，且該下載子抑制層連接設置於該下侷限層下方，該下侷限層連接設置於該主動層下方；該上侷限層連接設置於該主動層上方，該上載子抑制層連接設置於該上侷限層上方及該介電質週期結構層下方。該具介電質週期結構之半導體雷射係更包含一第一電極、一N型緩衝層(Buffer Layer)、一次介電質週期結構層、一間隔層(Spacer)及一第二電極，且該第二N型披覆層由下而上係依序包含一下第二N型披覆層、一蝕刻停止層及一上第二N型披覆層，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該穿隧接面層、該P型披覆層、該次介電質週期結構層、該間隔層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該介電質週期結構層、該下第二N型披覆層、該蝕刻停止層、該上第二N型披覆層及該第二電極；該蝕刻停止層上之。
其中，該介電質週期結構層之該等重複圖樣係為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體。如此，透過該等重複圖樣形成具週期性變化的晶體結構，係使該介電質週期結構層成為介電常數/折射
率呈現空間週期性變化的介電質層體並產生光子能隙，據此供半導體雷射藉由能隙效應實現光迴路微小化而達轉換雷射出光方向及散射角度的效果。
為達再一目的，本新型係再揭露一種具介電質週期結構之半導體雷射，係磊晶形成一半導體結構，其包含：一基板；一第一N型披覆層，係設置於該基板上；一主動層，係設置於該第一N型披覆層上；一介電質週期結構層，係設置於該主動層上並包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣；一P型披覆層，係設置於該介電質週期結構層上；一穿隧接面層，係為蝕刻停止層並設置於該第P型披覆層上，且該穿隧接面層由下而上依序包含一P型重摻雜層與一N型重摻雜層；及一第二N型披覆層，係設置於該穿隧接面層上；其中，於該第一N型披覆層上磊晶形成該主動層後，利用一第一P型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層於該主動層上，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二P型摻雜材料形成該第P型披覆層於該介電質週期結構層上，且該第一P型摻雜材料與該第二P型摻雜材料係為同極異質材料。
該具介電質週期結構之半導體雷射係更包含一下載子抑制層、一下侷限層、一上侷限層及一上載子抑制層，且該下載子抑制層連接設置於該下侷限層下方，該下侷限層連接設置於該主動層下方；該上侷限層連接設置於該主動層上方，該上載子抑制層連接設置於該上侷限層上方及該介電質週期結構層下方。並且，該具介電質週期結構之半導體雷射係更包含一第一電極、一N型緩衝層、一次介電質週期結構層、一間隔層及一第二電極，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該次介電質週期結構層、該間隔層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該介電質週期結構層、該P型披覆層、該穿隧接面層、該
第二N型披覆層及該第二電極。或者，具介電質週期結構之半導體雷射係包含一第一電極、一N型緩衝層及一第二電極，且該第二N型披覆層由下而上依序包含一下第二N型披覆層、一次介電質週期結構層及一上第二N型披覆層，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該介電質週期結構層、該P型披覆層、該穿隧接面層、該下第二N型披覆層、該次介電質週期結構層、該上第二N型披覆層及該第二電極。
其中，該介電質週期結構層之該等重複圖樣係為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體。
綜上所述，本新型係利用該穿隧接面層將大部分電洞主導的該P型披覆層轉成N型披覆層，使光場與介電質週期結構層得以相距較近而具有較佳的光場耦光效率，以利於元件載子注入而達較低臨界電流值與較佳散熱效率的功效。並且，利用該介電質週期結構層的設置或該次介電質週期結構層取代傳統光柵的設置，而透過具高次序排列結構之介電質本身形成的特殊能帶結構使該主動層產生的雷射光耦合到光子晶體共振腔後，由其表面射出單一模態的雷射光，據此將邊側出光轉換成面射型出光，同時，更能從晶片層面上降低半導體雷射的發散角而形成圓形出光光斑，達便利後端通訊模組應用的成效。如此，透過此種TJ-PC(穿隧接面-光子晶體)結構或PC-TJ(光子晶體-穿隧接面)結構即形成載子侷限作用，而可於該主動層上方或下方產生大量載子聚集而形成居量反轉(Population Inversion)，以輸出雷射並確保高功率及電性品質，進而提升該具介電質週期結構之半導體雷射於通訊領域中的裝設適應性及應用彈性。
1:具介電質週期結構之半導體雷射
10:基板
100:第一電極
101:N型緩衝層
11:第一N型披覆層
12:穿隧接面層
13:P型披覆層
14:次介電質週期結構層
140:間隔層
150:下載子抑制層
151:下侷限層
16:主動層
170:上侷限層
171:上載子抑制層
18:介電質週期結構層
19:第二N型披覆層
190:下第二N型披覆層
191:蝕刻停止層
192:上第二N型披覆層
193:第二電極
第1圖，為本新型一較佳實施例之一實施態樣之結構示意圖。
第2圖，為本新型一較佳實施例之次一實施態之結構示意圖。
第3圖，為本新型二較佳實施例之一實施態樣之結構示意圖。
第4圖，為本新型二較佳實施例之次一實施態樣之結構示意圖。
第5圖，為本新型二較佳實施例之再一實施態樣之結構示意圖。
為使本領域具有通常知識者能清楚了解本新型之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。其中各圖所示僅為供以示意說明本新型之技術特徵之用，非表示實際結構尺寸比例以及與環境元件之相對顯示比例等，合先敘明。在下列示例描述中，諸如“上”、“上方”、“下”等指示方位或位置關係的相關術語係為基於附圖所示或本新型的應用產品於使用時慣常擺放的方位或位置關係描述用語，其僅供為便利闡述本新型結構並達簡潔描述之用，而非供以指示或暗示所指的元件、器件、模組或裝置等必須具有特定的設置方位或以特定的方位進行構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。
請參閱第1圖，其係為本新型一較佳實施例之一實施態樣之結構示意圖。如圖所示，該具介電質週期結構之半導體雷射1係磊晶形成一半導體結構而包含一基板10、一第一N型披覆層11、一穿隧接面層12、一P型披覆層13、一主動層16、一介電質週期結構層18及一第二N型披覆層19。該第一N型披覆層11設置於該基板10上、該穿隧接面層12由下而上依序包含一N型重摻雜層與一P型重摻雜層並設置於該第一N型披覆層11上、該P型披覆層13設置於該穿隧接面層12上、該主動層16設置於該P型披覆層13上，且該介電質週期結構層18設置於該主動層16上，該第二N型披覆層19設置於該介電質週期結構層18上，而使該半導體結構由下而上依序為該基板10、該第一N型披覆層11、該穿隧接面層12、該P型披覆層13、該主動層16、該介電質週期結構層18及該第二N型披覆層19。並且，該介電質週期結構層18係包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣，例如，為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體，以透過該等重複圖樣形成具週期性變化的晶體結構而使該介電質週期結構層18成為介電常數/折射率呈現空間週期性變化並具光子能隙的介電層體，換言之，介電質週期結構層18係透過高次序的介電質排列結構而實現能隙效應，以供據此實現光迴路微小化並達轉換雷射出光方向及散射角度的效果。
換言之，該具介電質週期結構之半導體雷射1係透過磊晶製成異質雙極之該半導體結構，其於採用磷化銦(InP)材料製成之該基板10上磊晶生成該第一N型披覆層11後，依序磊晶形成一N型重摻雜層與一P型重摻雜層而組合形成該穿隧接面層12，以供後續設置該P型披覆層13時使一部分之該P型披覆層13轉置成該第一N型披覆層11而於N-P接面間將大部分由電洞主導的P型晶體轉成N型晶體，以益助於元件載子的注入、傳輸與散熱而達降低串聯電阻的效果，且
基於將一部分的該P型披覆層13轉置成N型披覆層的設置，更可使光場於該主動層16的量子耦合更趨向在該主動層16厚度的中間位置處而促進該主動層16下半部的有效運用率並補償垂直方向的光場偏移，進而提高模態增益及降低臨界電流值。接著，磊晶生成該P型披覆層13，再於該P型披覆層13上方磊晶形成該主動層16後，利用一第一N型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層18於該主動層16上方；進一步地，搭配磊晶再成長的方式，利用一第二N型摻雜材料形成該第二N型披覆層19於該介電質週期結構層18上方，且該第一N型摻雜材料與該第二N型摻雜材料係為同極異質材料。由此可知，本新型係考量傳統呈P-I-N(P型披覆層-主動層-N型披覆層)半導體結構的FP雷射所採用的P型基板具有較高阻值的問題，係插置該穿隧接面層12而供採用N型之該基板10作為元件製作基礎，以轉成N-TJ-P-I-N(N型披覆層-穿隧接面層-P型披覆層-主動層-N型披覆層)的異質雙極半導體結構。再者，透過於該主動層16與該第二N型披覆層19間該介電質週期結構層18的插置，係可從晶片層面上控制光子而轉成面射型出光並降低半導體雷射的發散角，以形成圓形發散角度並解決邊射型雷射的缺點。總而言之，透過該穿隧接面層12結合該介電質週期結構層18的設置，係使自由載子只能由TJ-PC(穿隧接面層-介電質週期結構層)結構導入該主動層16中而形成載子侷限作用，使於該主動層16上方及下方聚集大量載子而形成布居反轉，從而達成優化雷射電性的效果。
承上，於本實施例之次一實施態樣中，該具介電質週期結構之半導體雷射1更包含一第一電極100、一N型緩衝層101、一次介電質週期結構層14、一間隔層140、一下載子抑制層150、一下侷限層151、一上侷限層170、一上載子抑制層171及一第二電極193，且該第二N型披覆層19由下而上係依序包含一下
第二N型披覆層190、一蝕刻停止層191及一上第二N型披覆層192。據此，使該半導體結構，如圖2所示，由下而上為該第一電極100、該基板10、該N型緩衝層101、該第一N型披覆層11、該穿隧接面層12、該P型披覆層13、該次介電質週期結構層14、該間隔層140、該下載子抑制層150、該下侷限層151、該主動層16、該上侷限層170、該上載子抑制層171、該介電質週期結構層18、該下第二N型披覆層190、該蝕刻停止層191、該上第二N型披覆層192及該第二電極193。該次介電質週期結構層14近似或完全相同於該介電質週期結構層18而包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣，以透過該等重複圖樣形成具週期性變化的晶體結構而使該次介電質週期結構層14成為介電常數/折射率呈現空間週期性變化並具光子能隙的介電層體。
順帶一提的是，該N型緩衝層101可採用與該基板10相同的N型材料構成而可視為該基板10的一部分，以確保該基板10的結晶表面平滑而供後續層體，例如該第一N型披覆層11，易於該N型緩衝層101上表面磊晶成長。該下侷限層151及該上侷限層170分別具有高折射系數並可為折射率漸變光侷限(Graded-Index Separate Confinement Hetero-structure,GRINSCH)層，以供配合N型披覆層與P型披覆層而相對該主動層16形成具有大能隙且折射率小的波導區，亦即，作為侷限載子與水平方向光場之用。該下載子抑制層150與該上載子抑制層171則用以防止載子溢流、降低臨界電流值及提升電子/電洞耦合率之用。該蝕刻停止層191於該第二N型披覆層19中的設置，係供蝕刻該第二N型披覆層19上部分而使該上第二N型披覆層192形成脊狀波導結構，以改善整體雷射元件性能而降低閾值電流並改善光束品質，使進一步完善該具介電質週期結構之半導體雷射1之整體雷射電性及光形。
請參閱第3圖，其係為本新型二較佳實施例之一實施態樣之結構示意圖。如圖所示，該具介電質週期結構之半導體雷射1係磊晶形成一半導體結構而包含一基板10、一第一N型披覆層11、一主動層16、一介電質週期結構層18、一P型披覆層13、一穿隧接面層12及一第二N型披覆層19。該第一N型披覆層11設置於該基板10上、該主動層16設置於該第一N型披覆層11上、該介電質週期結構層18設置於該主動層16上，該P型披覆層13設置於該介電質週期結構層18上、該穿隧接面層12設置於該P型披覆層13上，該第二N型披覆層19設置於該穿隧接面層12上，而使該半導體結構由下而上依序為該基板10、該第一N型披覆層11、該主動層16、該介電質週期結構層18、該P型披覆層13、該穿隧接面層12及該第二N型披覆層19。其中，該介電質週期結構層18係包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣，例如，為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體，以透過該等重複圖樣形成具週期性變化的晶體結構而使該介電質週期結構層18成為介電常動折射率呈現空間週期性變化並具光子能隙的介電層體，據此供藉由能隙效應實現光迴路微小化而達轉換雷射出光方向及散射角度的效果。
該具介電質週期結構之半導體雷射1於磊晶製程時，係於N-InP之該基板10上依序磊晶生成該第一N型披覆層11及該主動層16後，利用一第一P型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層18於該主動層16上，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二P型摻雜材料形成該第P型披覆層13於該介電質週期結構層18上，且該第一P型摻雜材料與該第二P型摻雜材料係為同極異質材料；接著，於該P型披覆層13上依序磊晶形成一P型重摻雜層與一N型重摻雜層而組合形成該穿隧接面層12後，磊晶形成該第二N型披覆層19而完成異質雙極之該半導體結
構。如此，透過於該主動層16與該P型披覆層13間該介電質週期結構層18的插置，係可從晶片層面上控制光子而轉成面射型出光並降低半導體雷射的發散角，以形成圓形發散角度並解決邊射型雷射的缺點。並且，考量傳統呈N-I-P(N型披覆層-主動層-P型披覆層)半導體結構的FP雷射所採用的P型電極具有較高阻值的問題，係插置該穿隧接面層12而使一部分之該P型披覆層13轉置成N型磊晶層，以供再設置該第二N型披覆層19與N型電極而轉成N-I-P-TJ-N(N型披覆層-主動層-P型披覆層-穿隧接面層-N型披覆層)的異質雙極半導體結構，據此，基於將一部分的該P型披覆層13轉置成N型披覆層的設置，係可於P-N接面間將大部分由電洞主導的該P型披覆層13轉成N型披覆層而益助於元件載子的注入、傳輸與散熱，同時更可使光場於該主動層16的量子耦合更趨向在該主動層16厚度的中間位置處而促進主動層下半部的有效運用率並補償垂直方向的光場偏移，進而提高模態增益及降低臨界電流值。簡言之，透過該穿隧接面層12結合該介電質週期結構層18的設置，係使自由載子只能由PC-TJ(介電質週期結構層-穿隧接面層)結構導入該主動層16中而形成載子侷限作用，使於該主動層16上方及下方聚集大量載子而形成布居反轉，從而達成優化雷射電性的效果。
於本實施例之次一實施態樣中，該具介電質週期結構之半導體雷射1更可包含一第一電極100、一N型緩衝層101、一次介電質週期結構層14、一間隔層140、一下載子抑制層150、一下侷限層151、一上侷限層170、一上載子抑制層171及一第二電極193，使該半導體結構，如圖4所示，由下而上為該第一電極100、該基板10、該N型緩衝層101、該第一N型披覆層11、該次介電質週期結構層14、該間隔層140、該下載子抑制層150、該下侷限層151、該主動層16、該上侷限層170、該上載子抑制層171、該介電質週期結構層18、該P型披覆層13、
該穿隧接面層12、該第二N型披覆層19及該第二電極193。於此實施例中，該穿隧接面層12可為蝕刻停止層而供蝕刻該第二N型披覆層19形成脊型波導結構，以改善元件性能而降低閾值電流並改善光束品質。
或者，於再一實施態樣中，該具介電質週期結構之半導體雷射1更可包含一第一電極100、一N型緩衝層101、一下載子抑制層150、一下侷限層151、一上侷限層170、一上載子抑制層171及一第二電極193，且該第二N型披覆層19由下而上依序包含一下第二N型披覆層190、一次介電質週期結構層14及一上第二N型披覆層192，使該半導體結構，如圖5所示，由下而上為該第一電極100、該基板10、該N型緩衝層101、該第一N型披覆層11、該下載子抑制層150、該下侷限層151、該主動層16、該上侷限層170、該上載子抑制層171、該介電質週期結構層18、該P型披覆層13、該穿隧接面層12、該下第二N型披覆層190、該次介電質週期結構層14、該上第二N型披覆層192及該第二電極193。並且，該穿隧接面層12可為蝕刻停止層而供蝕刻該上第二N型披覆層192、該次介電質週期結構層14及該下第二N型披覆層190形成脊型波導結構，以改善元件性能而降低閾值電流並改善光束品質，使進一步完善該具介電質週期結構之半導體雷射1之整體雷射電性及光形。
惟，以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，並非用以限定本新型實施之範圍；故在不脫離本新型之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本新型之專利範圍內。
1:具介電質週期結構之半導體雷射
10:基板
11:第一N型披覆層
12:穿隧接面層
13:P型披覆層
16:主動層
18:介電質週期結構層
19:第二N型披覆層
Claims (10)
- 一種具介電質週期結構之半導體雷射，係磊晶形成一半導體結構，其包含：一基板；一第一N型披覆層，係設置於該基板上；一穿隧接面層，係設置於該第一N型披覆層上，且由下而上依序包含一N型重摻雜層與一P型重摻雜層；一P型披覆層，係設置於該穿隧接面層上；一主動層，係設置於該P型披覆層上；一介電質週期結構層，係設置於該主動層上並包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣；及一第二N型披覆層，係設置於該介電質週期結構層上；其中，於該P型披覆層上磊晶形成該主動層後，利用一第一N型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層於該主動層上方，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二N型摻雜材料形成該第二N型披覆層於該介電質週期結構層上方，且該第一N型摻雜材料與該第二N型摻雜材料係為同極異質材料。
- 如請求項1所述之具介電質週期結構之半導體雷射，係更包含一下載子抑制層、一下侷限層、一上侷限層及一上載子抑制層，且該下載子抑制層連接設置於該下侷限層下方，該下侷限層連接設置於該主動層下方；該上侷限層連接設置於該主動層上方，該上載子抑制層連接設置於該上侷限層上方及該介電質週期結構層下方。
- 如請求項2所述之具介電質週期結構之半導體雷射，係更包含一第一電極、一N型緩衝層、一次介電質週期結構層、一間隔層及一第二電極，且 該第二N型披覆層由下而上係依序包含一下第二N型披覆層、一蝕刻停止層及一上第二N型披覆層，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該穿隧接面層、該P型披覆層、該次介電質週期結構層、該間隔層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該介電質週期結構層、該下第二N型披覆層、該蝕刻停止層、該上第二N型披覆層及該第二電極；該蝕刻停止層上之。
- 如請求項1~3任一項所述之具介電質週期結構之半導體雷射，其中，該介電質週期結構層之該等重複圖樣係為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體。
- 一種具介電質週期結構之半導體雷射，係磊晶形成一半導體結構，其包含：一基板；一第一N型披覆層，係設置於該基板上；一主動層，係設置於該第一N型披覆層上；一介電質週期結構層，係設置於該主動層上並包含由非金屬材料於層體空間中構成的複數個重複圖樣；一P型披覆層，係設置於該介電質週期結構層上；一穿隧接面層，係為蝕刻停止層並設置於該第P型披覆層上，且該穿隧接面層由下而上依序包含一P型重摻雜層與一N型重摻雜層；及一第二N型披覆層，係設置於該穿隧接面層上；其中，於該第一N型披覆層上磊晶形成該主動層後，利用一第一P型摻雜材料磊晶製作形成該介電質週期結構層於該主動層上，再搭配磊晶再成長的方式利用一第二P型摻雜材料形 成該第P型披覆層於該介電質週期結構層上，且該第一P型摻雜材料與該第二P型摻雜材料係為同極異質材料。
- 如請求項5所述之具介電質週期結構之半導體雷射，係更包含一下載子抑制層、一下侷限層、一上侷限層及一上載子抑制層，且該下載子抑制層連接設置於該下侷限層下方，該下侷限層連接設置於該主動層下方；該上侷限層連接設置於該主動層上方，該上載子抑制層連接設置於該上侷限層上方及該介電質週期結構層下方。
- 如請求項6所述之具介電質週期結構之半導體雷射，係更包含一第一電極、一N型緩衝層、一次介電質週期結構層、一間隔層及一第二電極，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該次介電質週期結構層、該間隔層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該介電質週期結構層、該P型披覆層、該穿隧接面層、該第二N型披覆層及該第二電極。
- 如請求項5~7任一項所述之具介電質週期結構之半導體雷射，其中，該介電質週期結構層之該等重複圖樣係為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體。
- 如請求項6所述之具介電質週期結構之半導體雷射，係包含一第一電極、一N型緩衝層及一第二電極，且該第二N型披覆層由下而上依序包含一下第二N型披覆層、一次介電質週期結構層及一上第二N型披覆層，使該半導體結構由下而上為該第一電極、該基板、該N型緩衝層、該第一N型披覆層、該下載子抑制層、該下侷限層、該主動層、該上侷限層、該上載子抑制層、該 介電質週期結構層、該P型披覆層、該穿隧接面層、該下第二N型披覆層、該次介電質週期結構層、該上第二N型披覆層及該第二電極。
- 如請求項9所述之具介電質週期結構之半導體雷射，其中，該介電質週期結構層之該等重複圖樣係為週期性排列的孔洞、週期性排列的介電質小球或週期性排列的柱狀體。
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| TW112211240U TWM651644U (zh) | 2023-10-18 | 2023-10-18 | 具介電質週期結構之半導體雷射 |
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| TWM651644U true TWM651644U (zh) | 2024-02-11 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW112211240U TWM651644U (zh) | 2023-10-18 | 2023-10-18 | 具介電質週期結構之半導體雷射 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| TW (1) | TWM651644U (zh) |
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2023
- 2023-10-18 TW TW112211240U patent/TWM651644U/zh unknown
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