[发明专利]可调谐光发射器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可调谐光发射器件及其制备方法，具有一外延层结构，位于外延层结构两侧的上反射镜和下反射镜，以及分别与外延层结构相连的上电极和下电极；外延层结构具有第一类型外延层、第二类型外延层、位于第一类型外延层和第二类型外延层之间的有源区；第一类型不同于第二类型；有源区采用不同尺寸、不同材料和/或不同结构的量子结构和/或纳米结构。本发明采用宽光谱增益有源区，得到了可调谐增益特性。结合谐振腔效应，得到了发光波长在不同模式之间可调谐输出特性。由于采用了不同尺寸、不同结合和不同化学组分的纳米结构和/或量子点结构，引起能带结构变化，获得宽光谱增益，再结合谐振腔的选模作用，实现大范围多模式可调谐。

技术领域

本发明涉及发射光源技术领域，具体涉及一种可调谐光发射器件及其制备方法。

背景技术

采用谐振腔的发光器件例如垂直谐振腔表面发射激光器(VCSEL, verticalcavity surface emitting laser)和谐振腔发光二极管(RCLED, resonant cavity lightemitting diode)，与传统的边发射激光器和发光二极管相比，不仅具有阈值低、能够与光纤高效耦合、具有圆形对称光斑、能够进行动态单模工作、以及制作成本低等优势，还具有可以实现高密度二维集成和高功率输出的特点，因此，谐振腔发光器件具有广阔的应用前景，在近年来一直是国际研究的热点。

可调谐发光器件由于具有宽波段调谐范围，具有广泛的应用前景。然而，目前的可调谐发光器件的调谐范围很小，通常在几个纳米左右的范围内。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种可调谐谐振腔面光发射器件，实现发光波长在宽范围内的人工可调谐。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可调谐光发射器件，具有一外延层结构，位于外延层结构两侧的上反射镜和下反射镜，以及分别与外延层结构相连的上电极和下电极；所述外延层结构具有第一类型外延层、第二类型外延层、位于第一类型外延层和第二类型外延层之间的有源区；第一类型不同于第二类型；所述有源区采用不同尺寸、不同材料和/或不同结构的量子结构和/或纳米结构。

在一些实施例中，所述量子结构包括量子点、量子线、量子阱中的一个或多种混合。

在一些实施例中，所述纳米结构包括纳米棒、纳米片、纳米花的一种或多种混合。

在一些实施例中，所述有源区结构的材料包括量子阱、量子线、量子点、纳米棒、纳米线、纳米片、纳米花、纳米球的一种或多种混合。

在一些实施例中，所述有源区结构的材料在至少一个方向上的尺寸不大于1000nm。

在一些实施例中，所述量子结构的材料包括InN、GaN、AlN、InAs、GaAs、AlAs、InP、GaP、AlP的一种或多种的混合物。

在一些实施例中，所述第一类型为N型，第二类型为P型；或，第一类型为P型，第二类型为N型；第一类型外延层和第二类型外延层为GaN基半导体；或者，

第一类型外延层和第二类型外延层为GaAs基半导体；或者，

第一类型外延层和第二类型外延层为InP基半导体。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种上述的可调谐光发射器件的制备方法，包括：

步骤01：提供一衬底；

步骤02：在衬底上依次生长所述第一类型外延层、所述有源区和所述第二类型外延层，从而形成外延层结构；

步骤03：去除或者减薄衬底，并且在所述外延层结构两侧分别形成上反射镜和下反射镜、上电极和下电极。

在一实施例中，所述步骤02中，所述有源区的制备包括：