[发明专利]激光器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种激光器，包括衬底以及依序层叠在衬底上的第一反射结构、第一电极、第一透明绝缘层、发光层、第二透明绝缘层，第二透明绝缘层的背向发光层的表面上设有第二电极和第二反射结构，发光层包括沿背向第一透明绝缘层的方向依序层叠的第一二维半导体材料层和第二二维半导体材料层，第一电极的至少部分与第一二维半导体材料层接触，第二电极的至少部分与第二二维半导体材料层接触；其中，第一透明绝缘层和第二透明绝缘层为防水防氧材料。本发明还公开了上述激光器的制作方法。本发明解决了采用二维半导体材料层制成的激光器的发光层容易受到污染而性能变差甚至失效的问题。

技术领域

本发明属于光电和半导体器件技术领域，尤其涉及一种能够避免发光层受到外界的水汽和氧气影响且能够调节所产生的光线的波长的激光器及其制作方法。

背景技术

二维半导体材料是指材料内的电子仅可以在两个维度的纳米尺寸上自由运动的半导体材料，例如纳米薄膜、超晶格、量子阱等。因为二维半导体材料的厚度是原子级别，所以很容易实现较薄的集成电路，从而有助于电子器件的微型化。

二维半导体材料具有着独特的维度特性和较好的可加工性，因此广泛地应用在光电器件和半导体工业等领域，尤其在激光器制作领域中，二维半导体材料用于形成激光器的发光层。但是，二维半导体材料很容易与空气中的水汽和氧气发生反应，从而造成激光器性能不良。

此外，采用二维半导体材料来形成激光器的发光层时，可以通过调节发光层的厚度来决定激光器所能够产生的光线的波长。但是，激光器一旦制作完毕后，其发光层的厚度无法再次调节，这意味着现阶段的二维半导体材料激光器只能产生单一波长的光线。因此，当需要一种可以调节波长的激光装置时，只能将发光层的厚度不同的多个激光器集成在一起。但是，这样会增加激光装置的制作难度和生产成本。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明采用了如下的技术方案：

根据本发明的一方面提供了一种激光器，该激光器包括衬底以及依序层叠在所述衬底上的第一反射结构、第一电极、第一透明绝缘层、发光层、第二透明绝缘层，所述第二透明绝缘层的背向所述发光层的表面上设有第二电极和第二反射结构，所述发光层包括沿背向所述第一透明绝缘层的方向依序层叠的第一二维半导体材料层和第二二维半导体材料层；其中，所述第一二维半导体材料层和所述第二二维半导体材料层之间形成PN结，所述第一电极的至少部分与所述第一二维半导体材料层接触，所述第二电极的至少部分与所述第二二维半导体材料层接触，所述第一透明绝缘层和所述第二透明绝缘层由防水防氧材料制成。

优选地，所述发光层的数量为至少两个，所述至少两个发光层叠层夹设于所述第一透明绝缘层与所述第二透明绝缘层之间；其中，所述第一电极的至少部分和与所述第一透明绝缘层相邻的所述第一二维半导体材料层之间相互接触，所述第二电极的至少部分和与所述第二透明绝缘层相邻的所述第二二维半导体材料层之间相互接触。

优选地，所述第一电极面向所述第一透明绝缘层的表面上设有第一环状凸起，以形成第一容纳部，所述第一透明绝缘层设于所述第一容纳部内，所述第一环状凸起与所述第一二维半导体材料层接触；所述第二电极面向所述第二透明绝缘层的表面上设有第二环状凸起，以形成第二容纳部，所述第二透明绝缘层设于所述第二容纳部内，所述第二电极上设有第一通孔，所述第一通孔与所述第二容纳部连通，所述第二反射结构嵌设在所述第一通孔内，所述第二环状凸起与所述第二二维半导体材料层接触。

优选地，所述第一反射结构包括多个层叠的第一反射层，每个所述第一反射层包括沿背向所述衬底的方向依序层叠的第一折射层和第二折射层；其中，所述第一折射层的折射率与所述第二折射层的折射率彼此不同；所述第二反射结构包括多个层叠的第二反射层，每个所述第二反射层包括沿背向所述衬底的方向依序层叠的第三折射层和第四折射层；其中，所述第三折射层的折射率与所述第四折射层的折射率彼此不同。

优选地，所述第一反射层的数量大于所述第二反射层的数量。