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GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管及其制備方法與流程

文檔序號:12066608閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管,其特征在于包括表面分布有條形臺階結(jié)構(gòu)的襯底以及具有脊型結(jié)構(gòu)的外延層,所述外延層設(shè)置在所述襯底上并包覆所述條形臺階結(jié)構(gòu),且所述外延層包括依次于襯底上形成的下接觸層、下限制層、下波導(dǎo)層、量子阱有源層、上波導(dǎo)層、電子阻擋層、上限制層和上接觸層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管,其特征在于所述上、下接觸層,上、下限制層和上、下波導(dǎo)層的材料包括Alx1Iny1Ga1-x1-y1N,其中,x1和y1均大于或等于0,而小于或等于1,0≤(x1+y1)≤1;和/或,所述量子阱有源層的材料包括Alx2Iny2Ga1-x2-y2N/Alx3Iny3Ga1-x3-y3N,x2、y2,x3和y3均大于或等于0,而小于或等于1,且(x2+y2)和(x3+y3)均大于或等于0,而小于或等于1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管,其特征在于:

所述外延層中至少一結(jié)構(gòu)層完全包覆設(shè)置于其下方的至少一結(jié)構(gòu)層;

優(yōu)選的,所述外延層中的任一結(jié)構(gòu)層均完全包覆分布于其下方的各結(jié)構(gòu)層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管,其特征在于:

所述條形臺階結(jié)構(gòu)的寬度為0.5μm~20μm,高度大于0而小于或等于100μm;

和/或,所述條形臺階結(jié)構(gòu)是通過對所述襯底表面進(jìn)行物理或化學(xué)刻蝕而形成;

和/或,所述條形臺階結(jié)構(gòu)是通過掩膜采用選區(qū)外延生長工藝于所述襯底表面生長形成,所述選區(qū)外延生長工藝采用的掩膜材料包括氧化硅、氮化硅、SiON和W中的任意一種或兩種以上的組合;

和/或,所述襯底的材質(zhì)包括GaN、AlN、藍(lán)寶石、SiC、Si中的任意一種或兩種以上的組合。

5.一種GaN基激光器和超輻射發(fā)光二極管的制備方法,其特征在于包括:

提供表面分布有條形臺階結(jié)構(gòu)的襯底,以及在所述襯底上依次生長下接觸層、下限制層、下波導(dǎo)層、量子阱有源層、上波導(dǎo)層、電子阻擋層、上限制層和上接觸層,從而形成包覆所述條形臺階結(jié)構(gòu)的、具有脊型結(jié)構(gòu)的外延層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于:所述上、下接觸層,上、下限制層和上、下波導(dǎo)層的材料包括Alx1Iny1Ga1-x1-y1N,其中,x1和y1均大于或等于0,而小于或等于1,0≤(x1+y1)≤1;和/或,所述量子阱有源層的材料包括Alx2Iny2Ga1-x2-y2N/Alx3Iny3Ga1-x3-y3N,x2、y2,x3和y3均大于或等于0,而小于或等于1,且(x2+y2)和(x3+y3)均大于或等于0,而小于或等于1。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于包括:

所述條形臺階結(jié)構(gòu)是通過對所述襯底表面進(jìn)行物理或化學(xué)刻蝕而形成;

和/或,所述條形臺階結(jié)構(gòu)是通過掩膜采用選區(qū)外延生長工藝于所述襯底表面生長形成;

優(yōu)選的,所述選區(qū)外延生長工藝采用的掩膜材料包括氧化硅、氮化硅、SiON和W中的任意一種或兩種以上的組合;

和/或,所述條形臺階結(jié)構(gòu)的寬度為0.5μm~20μm,高度大于0而小于或等于100μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于:

所述外延層中至少一結(jié)構(gòu)層完全包覆設(shè)置于其下方的至少一結(jié)構(gòu)層;

優(yōu)選的,所述外延層中的任一結(jié)構(gòu)層均完全包覆分布于其下方的各結(jié)構(gòu)層;

和/或,所述襯底的材質(zhì)包括GaN、AlN、藍(lán)寶石、SiC、Si中的任意一種或兩種以上的組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于包括:在高溫、低壓和高V/III生長條件下生長形成所述外延層,其中溫度范圍為700℃~1100℃,壓力范圍為50Torr~500Torr,V/III為300~10000。

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