[发明专利]一种铟磷铋材料及其制备方法和使用该材料的激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种铟磷铋材料，包括：

磷化铟衬底；

磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及

铟磷铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；

所述铟磷铋本体的化学式为InP_1-xBi_x，其中x是铋原子的浓度百分比，且4.5≤x≤12.5％。

2.一种铟磷铋材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟衬底上生成磷化铟缓冲层；及

S2：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在所述磷化铟缓冲层上形成铟磷铋薄膜和异质结材料；

所述铟磷铋薄膜的化学式为InP_1-xBi_x，其中x是铋原子的浓度百分比，且4.5≤x≤12.5％。

3.一种激光器，包括：

磷化铟衬底；

厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)×10¹⁸cm^-3；

厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，其中铝的浓度为5％；

厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，设置在所述砷铝铟下限制层上，其中镓和铝的浓度为5％；

厚度为30纳米的铟磷铋量子阱有源区，设置在所述砷铝镓铟下波导层上，所述铟磷铋量子阱有源区中的铟磷铋的化学式为InP_1-xBi_x，其中x是铋原子的浓度百分比，且4.5≤x≤12.5％；

厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，设置在所述铟磷铋量子阱有源区上，其中镓和铝的浓度为5％；

厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，设置在所述砷铝镓铟上波导层上，其中铝的浓度为5％；

厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，设置在所述砷铝铟上限制层上，其中镓的浓度为5％；

P电极区，设置在所述P型砷镓铟掺杂层上；及

N电极区，设置在所述磷化铟掺杂层上。

4.一种激光器的制备方法，包括如下步骤：

S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)×10¹⁸cm^-3；

S2：在所述N型磷化铟层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，铝的浓度为5％；

S3：在所述砷铝铟下限制层上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，其中镓、铝的浓度为5％；

S4：在所述砷铝镓铟下波导层上生成厚度为30纳米的铟磷铋量子阱有源区，所述铟磷铋量子阱有源区中的铟磷铋的化学式为InP_1-xBi_x，其中x是铋原子的浓度百分比，且4.5≤x≤12.5％；

S5：在所述铟磷铋量子阱有源区上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，镓和铝的浓度为5％；

S6：在所述砷铝镓铟上波导层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，铝的浓度为5％；

S7：在所述砷铝铟上限制层上生成厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，其中镓的浓度为5％；

S8：在所述P型砷镓铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉所述P型砷镓铟掺杂层；

S9：腐蚀掉所述铟磷铋量子阱有源区；

S10：去除所述光胶；

S11：在所述N型磷化铟掺杂层、砷铝铟下限制层、砷铝镓铟下波导层、砷铝镓铟上波导层、砷铝铟上限制层以及P型砷镓铟掺杂层外表面上，沉积一层钝化层材料；

S12：在所述N型磷化铟掺杂层上光刻N电极区，在所述P型砷镓铟掺杂层上光刻P电极区；

S13：去除所述N电极区和所述P电极区的所述钝化层材料；

S14：沉积电极金属。