The present invention discloses a novel GaN based laser structure and its manufacturing method, the GaN based novel laser from the bottom comprises: a substrate, lower limiting layer, AlInGaN polarization waveguide layer, active region layer, undoped relief layer and electron blocking layer, a waveguide layer, the upper limiting layer, an ohmic contact under the surface layer, and the N type ohmic electrode in the substrate. The GaN based model in laser active region and the electron blocking a layer of undoped AlInGaN layer is inserted between, can reduce the polarization effect, alleviate the pressure part of the active region and the electron blocking layer surface, helps to increase the effective barrier height from the carrier, and is conducive to reducing the absorption loss and threshold current so, the laser performance has been significantly improved.
【技术实现步骤摘要】
GaN基新型结构激光器及其制作方法
本专利技术涉及半导体激光器
,具体的,本专利技术涉及GaN基新型结构激光器及其制作方法。
技术介绍
半导体激光器是用半导体材料制作的激光器,其中砷化镓、硫化镉、硫化铟等工作物质最为常见。半导体激光器因体积小、重量轻、耗电少、效率低、运转可靠,在激光通信、光存储、激光打印,测距灯方面得到广泛应用。Ⅲ族氮化物作为第三代半导体,具有宽禁带,抗辐照性强,光谱范围广,在光电子与微电子领域有极大的应用价值。GaN基激光器在高密度光存储领域也取得了广泛地商业应用,在光通信、激光显示、水下通信、医疗方面及军事设备发面均具有重要价值。蓝光激光器(LD)将对IT业的数据存储产生革命性的影响。在军事领域,因为其具有驱动消耗低,输出能量大的特点,激光读取器可将目前的信息存储量提高很多倍,还可提高探测器的准确性及隐蔽性。现在,这种器件的最大输出功率可达420mW,阈值电流密度低到1.2kA/cm2,转变电压4.3V,在线性区的量子效率可以达到39%。综上所述,蓝光LD可应用于探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域,且在光纤通信、卫星通信和海洋光通信领域也有广泛的应用前景。然而,GaN基激光器的研究面临一个很重要的问题,当激光器处于工作状态下时,大量的电流会从有源区溢出,使得它的发光效率大大降低,并且溢出的电流产生的热量会使激光器的结温迅速升高,从而影响它的寿命。在Ⅲ族氮化物半导体材料激光器中,这种情况更严重,因此它们的阈值电流密度一般比较高。在这种情况下,由于量子阱中势垒的高度较小,电子更容易越过势垒而溢出有源区,因此尽量减少电子从 ...
【技术保护点】
一种GaN基激光器,其特征在于,从下至上依次包括:衬底(1)、下限制层(2)、下波导层(3)、有源区层(4)、未掺杂的AlInGaN极化缓解层(5)、电子阻挡层(6)、上波导层(7)、上限制层(8)、欧姆接触层(9),以及位于衬底(1)的下表面的n型欧姆电极(10)。
【技术特征摘要】
2017.08.25 CN 20171074460891.一种GaN基激光器,其特征在于,从下至上依次包括:衬底(1)、下限制层(2)、下波导层(3)、有源区层(4)、未掺杂的AlInGaN极化缓解层(5)、电子阻挡层(6)、上波导层(7)、上限制层(8)、欧姆接触层(9),以及位于衬底(1)的下表面的n型欧姆电极(10)。2.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述未掺杂的AlInGaN极化缓解层(5)的厚度为5~10nm。3.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述衬底(1)为GaN衬底。4.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述下限制层(2)为n型AlGaN/GaN超晶格下限制层,Si掺杂浓度为2×1015~3×1018cm-3,厚度为500~800nm。5.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述下波导层(3)为n型GaN下波导层,Si掺杂浓度为2×1014~3×1017cm-3,厚度为80~120nm。6.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述有源区层(4)为3个周期的多量子阱InGaN/GaN有源区层。7.根据权利要求1所述GaN基激光器,其特征在于,所述电子阻挡层(6)为p型AlGaN电子阻挡层,Mg掺杂浓度为2×1014~5×1017cm-3,厚度为10~30nm...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙慧卿,汪鑫,郭志友,张秀,侯玉菲,龚星,徐智鸿,刘天意,
申请(专利权)人:华南师范大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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