[发明专利]激光器主动层外延结构及其生长方法和激光器

权利要求书

1.一种激光器主动层的外延结构，其特征在于，应用于垂直腔面发射激光器，所述外延结构包括：能障层、井层和限制层；其中，第一限制层和第二限制层位于所述主动层的两侧；所述第一限制层与第一能障层相连；所述第二限制层与第二能障层相连；所述第一能障层与所述第二能障层之间由下至上为第一井层与第三能障层构成的周期性结构和第二井层组成；所述周期性结构包括至少一个周期单元，且每个周期单元包括交替叠加的所述第一井层和所述第三能障层；所述能障层包括能障垂直层和能障渐变层；

所述限制层，用于阻挡过多的载子连续越过所述井层和所述能障层；其中，所述载子包括电子和电洞；

所述能障垂直层，用于阻挡所述载子直接由一个井层直接进入下一个井层；

所述能障渐变层，用于缩小所述能障层厚度，以使所述井层的容积相对增加，以容纳更多所述载子；

所述井层，用于使所述电子和所述电洞汇合，以使所述电子和所述电洞复合成为光子。

2.根据权利要求1所述外延结构，其特征在于，所述第一能障层包括自下至上相连的第一能障垂直层和第一能障渐变层；所述第二能障层包括自下至上相连的第二能障渐变层、第二能障垂直层；所述第三能障层包括自下至上相连的第三能障渐变层、第三能障垂直层和第四能障渐变层。

3.根据权利要求1所述外延结构，其特征在于，所述能障渐变层采用的材料为线性渐变的AlGaAs，其中，所述线性渐变的AlGaAs中Al原子占比为0～20％，Ga原子占比为1～80％。

4.根据权利要求3所述外延结构，其特征在于，所述能障渐变层为线性渐变结构，根据预设温度、预设压力和预设长晶速率外延成长；其中，预设温度和预设压力由金属有机化学气相沉积设备控制；预设长晶速率由质量流量控制器控制。

5.根据权利要求4所述外延结构，其特征在于，所述能障渐变层的外延成长的成长速率呈线性变化，所述成长速率为所述能障渐变层的斜率。

6.根据权利要求1所述外延结构，其特征在于，所述限制层采用的材料为AlGaAs，其中，所述限制层中Al原子占比为35％，所述限制层中Ga原子占比为65％。

7.根据权利要求1所述外延结构，其特征在于，所述能障垂直层层采用的材料为AlGaAs，其中，所述限制层中Al原子占比为20％，所述限制层中Ga原子占比为80％。

8.根据权利要求1所述外延结构，其特征在于，所述井层采用的材料为InGaAs，其中，所述限制层中In原子占比为10％，所述限制层中Ga原子占比为90％。

9.一种激光器主动层外延结构的生长方法，应用于垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：

步骤S1，在第一限制层上形成第一能障层；

步骤S2，在所述第一能障层上形成第一井层；

步骤S3，在所述第一井层上形成第三能障层；

步骤S4，循环重复步骤S2至步骤S3，直至形成预设数目的周期单元的周期性结构，并在最后形成的第三能障层上形成第二井层；

步骤S5，在所述第二井层上形成第二能障层；

步骤S6，在所述第二能障层上形成第二限制层。

10.一种激光器，其特征在于，包括：权利要求1所述的激光器主动层的外延结构，还包括p型电极、n型电极、衬底、n型布拉格反射层、p型布拉格反射层和氧化层，其中，所述衬底、所述n型布拉格反射层、所述主动层和p型布拉格反射层由下至上依次相连，所述p型电极置于所述p型布拉格反射层上，所述n型电极置于所述衬底上。