一种高效侧向导热的量子级联激光器结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效侧向导热的量子级联激光器结构及其制备方法。该激光器采用阶梯型波导结构，即在激光器工作时产热严重的有源区部分刻蚀成阶梯型台面的方法，使得产热区域热交换面积增大，能够有效的降低有源区温度，并可改善传统湿法刻蚀双沟道脊型波导带来的电流限制差的缺点，减少电流泄漏，提高激光器电光转换效率。利用本发明专利技术，可以提高激光器的输出功率、工作稳定性及使用寿命，减小控温设备压力，适用于高功率量子级联激光器单管及阵列的制作。

【技术实现步骤摘要】
一种高效侧向导热的量子级联激光器结构及其制备方法
本专利技术属于半导体光电子学
，主要涉及一种高效侧向导热的量子级联激光器结构及其制备方法。
技术介绍
1994年贝尔实验室实现了量子级联激光器的激射，与传统半导体激光器不同的是，量子级联激光器是依靠电子在子能带跃迁发光的单极型器件，该激光器的激射波长不依赖于材料的禁带宽度，可以在不改变材料体系的情况下，对能带进行适当的“裁剪”以获取不同的激射波长，对于激光器的设计有着很大的自由度。由于量子级联激光器有源区的产热很高，即便目前常用的湿法腐蚀双沟道脊型波导较干法刻蚀双沟道脊型波导在器件散热方面作出优化，但造成了波导对注入电流的限制能力下降；另外，湿法腐蚀双沟道脊型波导量子级联激光器，其激射的TM模式激光在电绝缘层与电极金属界面处耦合出表面等离子激元，增大了激光器的波导损耗，使阈值电流密度增加，而干法刻蚀双沟道脊型波导器件无此现象发生(参考：XueHuang，etal，OpticsExpress,Vol.20,Issue3,pp.2539-2547(2012))。因此，在实际应用中，为保证量子级联激光器在各领域高性能稳定工作，均要对激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效侧向导热的量子级联激光器结构，其特征在于，该结构自下而上包括：衬底面电极、N型衬底、N型下包层、N型下波导层、有源区、N型上波导层、N型上包层、N型盖层和外延面电极；有源区为脊型结构，两侧为阶梯结构；N型上波导层、N型上包层和N型盖层的宽度与有源区的脊型上表面相等；N型衬底、N型下包层、N型下波导层、有源区、N型上波导层、N型上包层和N型盖层的外表面生长电绝缘层；电绝缘层上表面开一个电注入窗口；在电绝缘层的外表面生长外延电极。

【技术特征摘要】
1.一种高效侧向导热的量子级联激光器结构，其特征在于，该结构自下而上包括：衬底面电极、N型衬底、N型下包层、N型下波导层、有源区、N型上波导层、N型上包层、N型盖层和外延面电极；有源区为脊型结构，两侧为阶梯结构，所述有源区的阶梯结构高度和宽度为300nm-500nm；N型上波导层、N型上包层和N型盖层的宽度与有源区的脊型上表面相等；N型衬底、N型下包层、N型下波导层、有源区、N型上波导层、N型上包层和N型盖层的外表面生长电绝缘层；电绝缘层上表面开一个电注入窗口；在电绝缘层的外表面生长外延电极。2.如权利要求1所述的一种高效侧向导热的量子级联激光器结构，其特征在于，所述有源区的阶梯型结构，阶梯数量大于等于一阶。3.如权利要求1所述的一种高效侧向导热的量子级联激光器结构，其特征在于，所述有源区的脊...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟存柱，卢泽丰，舒世立，吴昊，田思聪，汪丽杰，宁永强，王立军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22