The invention discloses a GaN base laser and an ultra luminescent diode and a preparation method thereof. The laser and ridge structure superluminescent diodes formed by epitaxial growth, including surface distribution of substrate step shaped structure, is disposed on the substrate and coating the strip structure, step epitaxial layer having ridge structure, the epitaxial layer on a substrate includes forming under the the contact layer and the lower limiting layer, a waveguide layer, an active layer, a waveguide layer, electron barrier layer, the upper limiting layer and the contact layer. The present invention by forming a window region on the substrate or pre etching step structure forming method, directly grown on the substrate and laser superluminescent diode ridge, on both sides of the ridge structure growth limiting layer not only can effectively improve the transverse optical limiting device, reduce the threshold current of the device, but also can save the etching operation thus, to avoid the etching damage, further reducing the threshold current, improve the reliability of the device.
【技术实现步骤摘要】
GaN基激光器和超辐射发光二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种半导体激光器和超辐射发光二极管及其制备方法,特别涉及一种具有脊形波导结构的GaN基激光器和超辐射发光二极管及其制备方法,属于半导体光电
技术介绍
III-V族氮化物半导体被称为第三代半导体材料,具有禁带宽度大,化学稳定性好,抗辐照性强等优点;其禁带宽度涵盖整个可见光范围,因此可用于制作半导体发光器件,如发光二极管、激光器和超辐射发光二极管等。基于III-V族氮化物半导体的激光器和超辐射发光二极管具有制作简单,体积小,重量轻,寿命长,效率高等优点,在光通信、光泵浦、光存储和激光显示等领域得到了广泛应用。相对于GaAs或InP基材料,GaN基材料的化学稳定性好,耐酸碱,不易腐蚀,因此对GaN基脊型激光器和超辐射发光二极管,脊型需干法刻蚀形成。由于干法刻蚀通常会引入表面态和缺陷,这些表面态和缺陷会成为漏电通道,影响器件的可靠性和稳定性。为减少刻蚀损伤的影响,通常在刻蚀处沉积介质膜来钝化表面态和缺陷,然而介质膜通常与氮化物之间晶格失配和热失配较大,无法完全钝化刻蚀损伤。为减少刻蚀损伤的影响,常规激光器和超辐射发光二极管基本都采用浅刻蚀,通常只刻蚀到上限制层,然而刻蚀损伤仍然会影响激光器特性。由于激光器和超辐射发光二极管采用浅刻蚀只刻蚀到上限制层,残留的上限制层、上波导层和量子阱将会成为光波导,使光场发生泄漏,从而导致横向限制减弱,因此导致激光器和超辐射发光二极管光斑的横向发散角很小,纵横比较大,呈现椭圆形,影响光斑的耦合等。又及,激光器和超辐射发光二极管上限制层通常为AlGaN/GaN超晶格 ...
【技术保护点】
一种GaN基激光器和超辐射发光二极管,其特征在于包括表面分布有条形台阶结构的衬底以及具有脊型结构的外延层,所述外延层设置在所述衬底上并包覆所述条形台阶结构,且所述外延层包括依次于衬底上形成的下接触层、下限制层、下波导层、量子阱有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层和上接触层。
【技术特征摘要】
1.一种GaN基激光器和超辐射发光二极管,其特征在于包括表面分布有条形台阶结构的衬底以及具有脊型结构的外延层,所述外延层设置在所述衬底上并包覆所述条形台阶结构,且所述外延层包括依次于衬底上形成的下接触层、下限制层、下波导层、量子阱有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层和上接触层。2.根据权利要求1所述的GaN基激光器和超辐射发光二极管,其特征在于所述上、下接触层,上、下限制层和上、下波导层的材料包括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,所述量子阱有源层的材料包括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.根据权利要求1或2所述的GaN基激光器和超辐射发光二极管,其特征在于:所述外延层中至少一结构层完全包覆设置于其下方的至少一结构层;优选的,所述外延层中的任一结构层均完全包覆分布于其下方的各结构层。4.根据权利要求1所述的GaN基激光器和超辐射发光二极管,其特征在于:所述条形台阶结构的宽度为0.5μm~20μm,高度大于0而小于或等于100μm;和/或,所述条形台阶结构是通过对所述衬底表面进行物理或化学刻蚀而形成;和/或,所述条形台阶结构是通过掩膜采用选区外延生长工艺于所述衬底表面生长形成,所述选区外延生长工艺采用的掩膜材料包括氧化硅、氮化硅、SiON和W中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述衬底的材质包括GaN、AlN、蓝宝石、SiC、Si中的任意一种或两种以上的组合。5.一种GaN基激光器和超辐射发光二极管的制备方法,其特征在于包括:...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙钱,冯美鑫,周宇,杨辉,池田昌夫,刘建平,张书明,李德尧,张立群,
申请(专利权)人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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