[发明专利]GaN基激光器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氮化镓基激光器的制备方法，其包括以下步骤：S1：在氮化镓衬底上依次生长n型限制层、下波导层、量子阱有源区、复合上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层；S2：将p型欧姆接触层、p型限制层、p型电子阻挡层和复合上波导层刻蚀成激光器脊型；S3：在制作成的脊型上生长一层氧化膜，并采用光刻的方法制作p型欧姆电极；S4：将氮化镓衬底减薄、清洗，并在上面制作n型欧姆接触电极；S5：进行解理、镀膜，然后封装在管壳上，制成一种具有复合上波导层的氮化镓基激光器，完成制备。本发明还提供了一种氮化镓基激光器。本发明可以提高电子阻挡层的有效势垒，提高光功率和斜率效率。

技术领域

本发明涉及到半导体光电子器件技术领域，特别是一种GaN基激光器及其制备方法。

背景技术

氮化镓基激光器的激射波长很好地覆盖整个可见光波段，并使其在激光显示、激光照明、水下通信、存储等民用及军用领域有重要应用，继而被广泛研究。

氮化镓基紫光激光器中的上波导层将影响光学限制及电子阻挡层的有效势垒，继而影响光功率及斜率效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种GaN基激光器及其制备方法，用以提高电子阻挡层的有效势垒，提高光功率和斜率效率。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种氮化镓基激光器的制备方法，其包括以下步骤：S1：在氮化镓衬底上依次生长n型限制层、下波导层、量子阱有源区、复合上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层；S2：将p型欧姆接触层、p型限制层、p型电子阻挡层和复合上波导层刻蚀成激光器脊型；S3：在制作成的脊型上生长一层氧化膜，并采用光刻的方法制作p型欧姆电极；S4：将氮化镓衬底减薄、清洗，并在上面制作n型欧姆接触电极；S5：进行解理、镀膜，然后封装在管壳上，制成一种具有复合上波导层的氮化镓基激光器，完成制备。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种氮化镓基激光器，其包括：依次生长在氮化镓衬底上的n型限制层、下波导层、量子阱有源区、复合上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层；其中，复合上波导层为铟镓氮层-氮化镓层-铝镓氮层的复合结构。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明GaN基激光器及其制备方法至少具有以下有益效果：

通过铟镓氮-氮化镓-铝镓氮复合上波导层的结构设计，可同时降低光学损耗和提高电子阻挡层的有效势垒，从而提高光功率和斜率效率。

本发明的关键在于：第一，复合上波导层结构中具有铟镓氮层，引导光场靠近有源区，提高限制因子；第二，复合上波导层结构中具有镓氮层，抑制p型区域找中的光场分布比例，从而降低光学损耗；第三，复合上波导层结构中具有铝镓氮层，提高电子阻挡层的有效势垒；第四，选择铟镓氮-氮化镓-铝镓氮复合上波导层结构中各层的厚度和组分，在该组分和厚度下，光学损耗得到抑制，同时电子阻挡层的有效势垒得到提高。

附图说明

图1为本发明实施例GaN基紫光激光器的结构示意图。

图2为具有不同上波导层的激光器的输出光功率和斜率效率的比较图。

图3为具有不同上波导层的激光器的光学损耗和电子阻挡层的有效势垒比较图。其中，图2、3中横坐标1、2、3、4分别代表具有不同上波导层的激光器：激光器结构1、激光器结构2、激光器结构3、激光器结构4。

【主要元件】

10-氮化镓衬底；

11-n型限制层；

12-下波导层；