一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明公開了一種具有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的制備方法。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括：GaAs襯底；GaAs緩沖層；AIGaAs下限制層；AIGaAs下波導(dǎo)層；有源層；AIGaAs上波導(dǎo)層；AIGaAs上限制層；GaAs覆蓋層。在該結(jié)構(gòu)中，有源層的量子阱和壘之間插入了一層薄的GaAs或InP或In組分含量較低(與量子阱中In組分相比較低)的InGaAs層，這可以有效緩解量子阱和壘之間的品格適配，提高界面質(zhì)量，減小應(yīng)力，獲得較低的閾值電流密度，提升了半導(dǎo)體激光器件的光電性能。
【專利說明】一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、功率高、轉(zhuǎn)化效率高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光纖通信工業(yè)材料處理、激光醫(yī)療、國防建設(shè)等領(lǐng)域。由于在生長過程中，化合物InGaAs和GaAsP的In原子的記憶效應(yīng)及As/P的替換作用，很難得到界面質(zhì)量較好的量子阱和量子壘層。
[0003]為了生長出高質(zhì)量的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，本專利通過量子阱和量子壘之間插入一層薄的插入層，使得量子阱具有更好的表面平整度，較低的表面位錯密度，并增強(qiáng)了量子阱發(fā)光特性。阱中的高In組分而在生長過程中導(dǎo)致品格弛豫，導(dǎo)致晶體質(zhì)量降低，在阱與壘之間插入一層插入層，能緩解阱與壘間的失配，平滑界面組分，消除應(yīng)力，從而提高界面質(zhì)量。同時(shí)，采用應(yīng)變量子阱可抑制載流子橫向流動到位錯形成非輻射復(fù)合，從而提高了量子效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明公開了一種具有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的制備方法。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括=GaAs襯底；GaAs緩沖層；AIGaAs下限制層；AIGaAs下波導(dǎo)層；有源層；AIGaAs上波導(dǎo)層；AIGaAs上限制層；GaAs覆蓋層。在該結(jié)構(gòu)中，有源層的量子阱和壘之間插入了一層薄的GaAs或InP或In組分含量較高的InGaAs層，這可以有效緩解量子阱和壘之間的品格適配，提高界面質(zhì)量，減小應(yīng)力，獲得較低的閾值電流密度，提升了半導(dǎo)體激光器件的光電性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]通過參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0006]圖1和圖2為本發(fā)明的一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0008]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0009]實(shí)施例1[0010]參考附圖1，本發(fā)明涉及一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明公開了一種具有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的制備方法。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括=GaAs襯底；GaAs緩沖層；AIGaAs下限制層；AIGaAs下波導(dǎo)層；有源層為InGaAs/GaAsP (有源層中的插入層是GaAs或InP) ；AIGaAs上波導(dǎo)層；AIGaAs上限制層；GaAs覆蓋層。在該結(jié)構(gòu)中，有源層的量子阱和壘之間插入了一層薄的GaAs或InP，這可以有效緩解量子阱和壘之間的品格適配，提高界面質(zhì)量，減小應(yīng)力，獲得較低的閾值電流密度，提升了半導(dǎo)體激光器件的光電性能。
[0011]實(shí)施例2
[0012]參考附圖2，本發(fā)明涉及一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)，本發(fā)明公開了一種具有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器的制備方法。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括=GaAs襯底；GaAs緩沖層；AIGaAs下限制層；AIGaAs下波導(dǎo)層；有源層為InGaAs/GaAs (插入層為比量子阱中In組分含量較低的InGaAs層)；AIGaAs上波導(dǎo)層；AIGaAs上限制層；GaAs覆蓋層。In組分含量較低的InGaAs插入層中In的含量為0.02?0.1 (摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間。所述的有源層周期數(shù)為5?10，其中In的含量為0.16?0.2 (摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間。在該結(jié)構(gòu)中，有源層的量子阱和壘之間插入了一層薄的InGaAs，這可以有效減小量子阱和壘之間的品格失配，平滑界面組分，消除應(yīng)力，從而提高界面質(zhì)量，提升了半導(dǎo)體激光器件的光電性能。
[0013]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有插入層量子阱半導(dǎo)體激光器的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:該結(jié)構(gòu)從下到上依次包括:GaAs襯底；GaAs緩沖層；AIGaAs下限制層；AIGaAs下波導(dǎo)層；有源層；AIGaAs上波導(dǎo)層；AIGaAs上限制層；GaAs覆蓋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有源層是InGaAs/GaAsP或者InGaAs/GaAs。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有源層為InGaAs/GaAsP，所述有源層內(nèi)包含插入層，所述插入層是GaAs或InP。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有源層為InGaAs/GaAs，所述有源層內(nèi)包含插入層，所述插入層是In組分含量較低的InGaAs層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述In組分含量較低的InGaAs層中In的含量為0.02?0.1 (摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有源層周期數(shù)為5?10，其中In的含量為0.16?0.2 (摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間。
【文檔編號】H01S5/343GK103779786SQ201310680505
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】馬淑芳, 許并社, 李學(xué)敏, 韓蕊蕊, 田海軍, 吳小強(qiáng) 申請人:太原理工大學(xué), 山西飛虹微納米光電科技有限公司