[发明专利]一种GaN基激光器和相应制造方法

说明书

本发明适用于半导体激光器领域，提供了一种GaN基激光器和相应制造方法，所述方法包括：在衬底上生长非掺的GaN层；在所述非掺的GaN层上生长非掺的AlGaN/GaN超晶格层；在所述非掺的AlGaN/GaN超晶格层上生长多量子阱有源区；分别向用于转化为P型电流注入层和N型电流注入层的量子阱区域注入Mg和Si；退火活化所述Mg离子和Si离子；在没有注入Mg或Si的量子阱区域沉积生成上限制层。本发明实施例通过注入的方法形成P型和N型电流注入层，因此对上限制层材料的导电性无要求，因此可低温生长沉积ITO、SiO₂、Al₂O₃、SiN和TiO₂等低折射率材料，形成上限制层，限制光场。

技术领域

本发明属于半导体激光器领域，尤其涉及一种GaN基激光器和相应制造方法。

背景技术

半导体激光器由于制作简单，体积小，重量轻，寿命长，效率高等，在照明、光通信、光泵浦和光存储等领域得到广泛应用。GaN基激光器的出现，填补了激光器可见光波段的空白，利用GaN基激光器输出的蓝光和绿光，结合红光激光器，可以组成光的三基色，具有广阔的应用前景。然而目前GaN基激光器的输出功率较小，限制了GaN基激光器的应用，业界一直致力于提升GaN基激光器的性能，提高激光器的效率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种GaN基激光器和相应制造方法，以解决现有技术输出功率较小的问题。

本发明实施例是这样实现的：

一方面，本发明实施例提供了一种GaN基激光器和相应制造方法，所述方法包括以下步骤：

在衬底上生长非掺的GaN层；

在所述非掺的GaN层上生长非掺的AlGaN/GaN超晶格层；

在所述非掺的AlGaN/GaN超晶格层上生长多量子阱有源区；

分别向用于转化为P型电流注入层和N型电流注入层的量子阱区域注入Mg和Si；

退火活化所述Mg离子和Si离子；

在没有注入Mg或Si的量子阱区域沉积生成上限制层。

优选的，所述的衬底包括蓝宝石衬底、Si衬底、SiC衬底或GaN衬底。

优选的，注入Mg和Si的区域分布在多量子阱的左右两侧。

优选的，所述退火温度为500-1200℃。

优选的，所述退火过程中还使用保护气，所述保护气具体包括：氮气、氩气、氦气和氧气中的一种或者多种组合。

优选的，所述的上限制层包括ITO、SiO₂、Al₂O₃、SiN和TiO₂中的任意一种。

另一方面，本发明实施例提供了一种GaN基激光器，所述激光器由下到上包括衬底、非掺的GaN层、非掺的AlGaN/GaN超晶格层、多量子阱有源区和上限制层，具体的：

所述多量子阱有源区的左右两侧包括由注入Mg离子和Si离子后退火活化生成的P型电流注入层、N型电流注入层。

优选的，所述的衬底包括蓝宝石衬底、Si衬底、SiC衬底或GaN衬底。

优选的，所述的上限制层包括ITO、SiO₂、Al₂O₃、SiN和TiO₂中的任意一种。