The present invention relates to a AlGaInP semiconductor laser with a superlattice limiting layer. From the bottom to the top, it includes a substrate, a lower limit layer, a lower waveguide layer, a quantum well layer, an upper waveguide layer, a first upper limiting layer, a second upper limit layer and a ohm contact layer, and the first limiting layer is the AlGaInP material of the high aluminum component and the AlG of the low aluminum component. The superlattice structure of the aInP material is alternately grown. In the first limiting layer, the doping material of the AlGaInP material of the high aluminum component is Mg, the doping material of the AlGaInP material of the low aluminum component is Mg, the second limiting layer is the AlGaInP material of the high aluminum component, and the doping material of the second limit layer is Mg. Using high doped first upper layer and two limit layer, the invention can reduce the series resistance of the epitaxial layer, reduce the production of Joule heat and improve the photoelectric conversion efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器
本专利技术涉及一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,属于半导体激光器
技术介绍
AlGaInP四元化合物材料广泛应用于高亮度红光发光二极管及半导体激光器,已经成为红光发光器件的主流材料。但是相比于早期使用的AlGaAs材料,AlGaInP材料体系本身也有其缺点:AlGaInP/GaInP异质结的导带带阶很小,最大值约270meV,小于AlGaAs材料的350meV,因此电子势垒相对较低,容易形成泄露电流,使得激光器阈值电流加大,尤其是在高温及大电流工作中更为明显;AlGaInP材料由于合金散射,其热阻远高于AlGaAs材料,因此工作中产热较多,提升了结温及腔面温度;AlGaInP材料载流子的有效质量及态密度高于AlGaAs材料,激射时需要更高的透明电流密度。这些原因使得AlGaInP激光器的特征温度较低,连续工作时电光转换效率变低,产生较多的热量。要降低AlGaInP半导体激光器的漏电流,提高其特征温度,对P型限制层进行高掺是一个常用的途径。P型高掺可以提高P型区的准费米能级位置,提高阻挡泄露电子的有效势垒。早期使用Zn原子作为受主杂质进行P型掺杂,可以获得1018cm-3以上掺杂浓度,但是Zn原子在AlGaInP材料中的扩散系数非常大,很容易扩散进入有源区,产生光吸收,影响激光器的性能。后来使用扩散系数更小的Mg代替Zn原子进行P型掺杂,使得激光器的温度特性得到很大提高。但是,在大功率红光激光器中,由于工作电流大,器件结温高,长时间工作后Mg仍然会往外延层内部扩散,降低激光器的寿命。 ...
【技术保护点】
1.一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层、量子阱层、上波导层、第一上限制层、第二上限制层和欧姆接触层;其特征在于,所述第一上限制层为高铝组分的AlGaInP材料与低铝组分的AlGaInP材料交替生长的超晶格结构,所述第一上限制层中,高铝组分的AlGaInP材料的掺杂材料为Mg,低铝组分的AlGaInP材料的掺杂材料为Mg,所述第二上限制层为高铝组分的AlGaInP材料,所述第二上限制层的掺杂材料为Mg。
【技术特征摘要】
1.一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层、量子阱层、上波导层、第一上限制层、第二上限制层和欧姆接触层;其特征在于,所述第一上限制层为高铝组分的AlGaInP材料与低铝组分的AlGaInP材料交替生长的超晶格结构,所述第一上限制层中,高铝组分的AlGaInP材料的掺杂材料为Mg,低铝组分的AlGaInP材料的掺杂材料为Mg,所述第二上限制层为高铝组分的AlGaInP材料,所述第二上限制层的掺杂材料为Mg。2.根据权利要求1所述的一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,其特征在于,所述第一上限制层中,所述高铝组分的AlGaInP材料为P型的(AlaGa1-a)0.5In0.5P,a的取值为0.7-1.0,所述低铝组分的AlGaInP材料为P型的(AlbGa1-b)0.5In0.5P,b取值为0.5-0.7,所述第一上限制层中Mg的平均掺杂浓度高于1×1018cm-3。3.根据权利要求1或2所述的一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,其特征在于,所述第一上限制层中,所述高铝组分的AlGaInP材料为P型的(AlaGa1-a)0.5In0.5P,a的取值为0.8,所述低铝组分的AlGaInP材料为P型的(AlbGa1-b)0.5In0.5P,b取值为0.6,所述第一上限制层中Mg的平均掺杂浓度为2×1018cm-3。4.根据权利要求1所述的一种具有超晶格限制层的AlGaInP半导体激光器,其特征在于,所述第一上限制层中高铝组分的AlGaInP材料与低铝组分的AlGaInP材料的厚度均为10-20nm,周期对数...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐现刚,朱振,张新,
申请(专利权)人:山东华光光电子股份有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。