[发明专利]一种蓝绿色半导体激光器材料及其制备方法

权利要求书

1、一种蓝绿色半导体激光器材料，采用n型载流子浓度为1×10¹⁸厘米^-3的(100)GaAs衬底，在衬底上逐层生长有：

(1)1微米厚度电子浓度为1×10¹⁸厘米^-3的GaAs过渡层，

(2)2.0～2.5微米厚载流子浓度为5×10¹⁷厘米^-3的n型缓冲层，其特征在于：

(3)原子层外延法生长的原子层超晶格多量子阱有源区{ZnSe(20纳米)-[(ZnSe)m(CdSe)n]_j}_m，其中m与n为不大于4的单原子层数，j是小于15的原子层超晶格周期数，M为5～7的多量子阱的个数，

(4)1微米厚的载流子浓度为4×10¹⁷厘米^-3的P型ZnSe层，

(5)20-30纳米厚的载流子浓度为1×10²⁰厘米^-3的P型ZnSe层的接触层。

2、根据权利要求1所规定的一种蓝绿色半导体激光器材料，其特征在于所说的n型缓冲层为2微米厚的掺ZnCl的n型ZnS_0.06Se_0.96外延层和0.2～0.5微米厚的ZnSe的n型外延层。

3、根据权利要求1规定的一种蓝绿色激光器材料，其特征在于所说的n型缓冲层为ZnSe层，并在ZnSe层中夹入一层50钠米的建立空穴势阱的Zn_0.85Cd_0.15S_0.25Se_0.75层。

4、一种蓝绿色半导体激光器材料的制备方法，包括：

（1）采用n型载流子浓度为1×10¹⁸厘米^-3的（100）GaAs衬底，

（2）在衬底上外延一层1×10¹⁸厘米^-3电子浓度的GaAs过渡层，

（3）然后生长一层2.0～2.5微米的载流子浓度为5×10¹⁷厘米^-3的n型缓冲层，

其特征在于：

（4）用原子层外延生长20纳米的ZnSe势垒

（5）接着用原子层外延方法生长超晶格[（ZnSe）_m（CdSe）_n]_j;其中m与n为大于4的单原子层数，j是小于15的原子超晶格的周期数，其生长温度为220～250℃，

（5.1）先打开Se束流源，在n型外延层上淀积一层Se原子，Se的束流为1.87×10^-4Pa，蒸发3-6个原子层，在ZnSe的表面形成过量的Se面，关闭Se源，停顿生长2秒钟，这时n型外延层上过量的Se再蒸发掉，留下在n型外延层表面是一层稳定的Se表面，

（5.2）打开Zn束源，Zn的束流为1.07×10^-4Pa，蒸发5-6秒钟，相当在ZnSe的Se稳面上蒸发2～5层Zn原子，Zn原子与Se稳面上的Se形成牢固的化学吸附，关闭Zn束源，这样Se与Zn二层原子层化学吸附，组成一个单原子层生长循环，其生长厚度自动调接到一个单原子层，

（5.3）重复步骤（2.5.1）、（2.5.2）共m个循环，即m个单原子层，

（5.4）继续用同样的原子层外延方法生长CdSe不超过临界厚度的n个原子层，

（5.5）重复步骤（2.5.1）、（2.5.2）、（2.5.3）和（2.5.4）共j个循环，生长j层超晶格，

（6）重复步骤（2.4）和（2.5）共m个循环，生长M个原子层超晶格多量子阱作为有源区，

（7）有源区生长结束后，再生长一层1微米厚的P型ZnSe，掺杂剂是用等离子离化的N原子，其载流子浓度为4×10¹⁷厘米^-3，

（8）采用原子层掺杂技术提高接触面的掺杂浓度，改善欧姆接触，

（8.1）打开Zn束源，使外延层表面形成富Zn面，关闭Zn束源，让多余的Zn原子重新蒸发掉，使外延层表面形成原子层Zn表面，

（8.2）打开裂解炉Ag源或打开等离子离化N原子发生器，使Zn表面上沉积一部分As或N原子，关掺杂源，

（8.3）打开Se源，让Zn表面上沉积一层Se，这层Se面上有一部分Se的晶格位置被As或N原子所占领，以得到蒸金后电接触性质会显然改善的载流子浓度为1×10²⁰厘米^-3的P型ZnSe层。