一种激光器结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光器结构，该结构自下而上依次包括：衬底层；第一分布式布拉格反射镜层；第一n型Ge层；第二n型Ge层；第一p型Ge层；第二p型Ge层；第二分布式布拉格反射镜层。本实用新型专利技术的激光器结构采用GaAs/AIAs超晶格材料作为高折射率材料层、采用AIAs材料作为低折射率材料层，形成的分布式布拉格反射镜，代替传统的FB谐振腔，使得加工简单、激光的单色性更好，而且可以降低工艺难度，也不容易脱落。

A laser structure

The utility model relates to a laser structure, which from bottom to top successively comprises: a substrate layer; a first distributed Bragg reflector layer; a first n-type Ge layer; a second n-type Ge layer; a first p-type Ge layer; a second p-type Ge layer; and a second distributed Bragg reflector layer. The laser structure of the utility model adopts the GaAs / Aias superlattice material as the high refractive index material layer, and the Aias material as the low refractive index material layer. The distributed Bragg reflector formed by the utility model replaces the traditional FB resonant cavity, which makes the processing simple, the monochromaticity of the laser better, and can reduce the process difficulty and is not easy to fall off.

【技术实现步骤摘要】
一种激光器结构
本技术属于半导体
，具体涉及一种激光器结构。
技术介绍
半导体激光器具有能量转换效率高、易于进行高速电流调制、超小型化、结构简单、使用寿命才长等突出特点，已被考虑到光电集成的应用中。随着锗在硅上外延生长的技术的提高，锗半导体材料成为研究的热点，特别是用锗材料制备激光器作为片上光源更是研究的前沿。然而锗材料基激光器采用法布里波罗谐振腔时，由于其波长较大，高反膜的镀膜层数也多，工艺难度大，且容易脱落。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种激光器结构。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种激光器结构，包括：衬底层；第一分布式布拉格反射镜层，设置于所述衬底层上，所述第一分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料；第一n型Ge层，设置于所述第一分布式布拉格反射镜层上；第二n型Ge层，设置于所述第一n型Ge层上；第一p型Ge层，设置于所述第二n型Ge层上；第二p型Ge层，设置于所述第一p型Ge层上；第二分布式布拉格反射镜层；设置于所述第二p型Ge层上，所述第二分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料。在本技术的一个实施例中，所述第一分布式布拉格反射镜层的厚度为640～900nm。在本技术的一个实施例中，所述第一分布式布拉格反射镜层中GaAs/AIAs超晶格的对数为3对，每对GaAs/AIAs超晶格种GaAs的厚度为100～150nm，AIAs的厚度为180～300nm。在本技术的一个实施例中，所述第二分布式布拉格反射镜层的厚度为1280～1800nm。在本技术的一个实施例中，所述第二分布式布拉格反射镜层中GaAs/AIAs超晶格的对数为6对，每对GaAs/AIAs超晶格种GaAs的厚度为100～150nm，AIAs的厚度为180～300nm。在本技术的一个实施例中，所述分布式布拉格反射镜为P型或N型分布式布拉格反射镜。在本技术的一个实施例中，所述第一n型Ge层的厚度为180～200nm，掺杂浓度为3×1018～5×1018cm-3。在本技术的一个实施例中，所述第二n型Ge层的厚度为180～200nm，掺杂浓度为5×1017～7×1017cm-3。在本技术的一个实施例中，所述第一p型Ge层的厚度为200～220nm，掺杂浓度为3×1018～1×1019cm-3。在本技术的一个实施例中，所述第二p型Ge层的厚度为200～220nm，掺杂浓度为5×1018～3×1019cm-3。与现有技术相比，本技术的有益效果：1.本技术的激光器结构采用GaAs/AIAs超晶格材料作为高折射率材料层、采用AIAs材料作为低折射率材料层，形成的分布式布拉格反射镜，代替传统的FB谐振腔，使得加工简单、激光的单色性更好，而且可以降低工艺难度，也不容易脱落。2.在本技术的DBR反射镜中，由于GaAs/AIAs超晶格材料的引入省去了异质界面的组分过渡层，简化了器件的结构设计，使得外延生长过程中对生长参数更易控制，同时由于超晶格各层的厚度与电子的德布洛意波长在同一数量级，使载流子通过隧道效应形成的隧道电流增强从而有利于DBR反射镜获得较低的串联电阻。3.本技术的激光器结构中，第二n型Ge层的掺杂浓度略低于第一n型Ge层的掺杂浓度，可以有效减少俄歇复合产生的光损耗；第二P型Ge层的掺杂浓度略高于第一P型Ge层的掺杂浓度，它也充当了缓冲层，可降低来自DBR的晶格失配的影响，又能提供大量的注入空穴。附图说明图1为本技术的激光器结构示意图。图2为本技术的激光器结构中第一分布式布拉格反射镜层的结构示意图。其中，10、衬底层；20、第一分布式布拉格反射镜层；21、GaAs/AIAs材料层；22、AIAs材料层；30、第一n型Ge层；40、第二n型Ge层；50、第一p型Ge层；60、第二p型Ge层；70、第二分布式布拉格反射镜层。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。请参见图1，图1是本技术的激光器结构示意图。本技术的激光器结构自下而上依次包括：衬底层10；第一分布式布拉格反射镜层20；第一n型Ge层30；第二n型Ge层40；第一p型Ge层50；第二p型Ge层60；第二分布式布拉格反射镜层70。请参见图2，图2是第一分布式布拉格反射镜层20的结构示意图。第一分布式布拉格反射镜层20包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，其中，高折射率材料层为GaAs/AIAs材料层21，GaAs/AIAs是一种超晶格材料，低折射率材料层为AIAs材料层22；第一分布式布拉格反射镜层20的厚度为640～900nm。第一分布式布拉格反射镜层20中GaAs/AIAs超晶格的对数为3对，每对GaAs/AIAs超晶格种GaAs的厚度为100～150nm，AIAs的厚度为180～300nm。第二分布式布拉格反射镜层70；设置于所述第二p型Ge层60上，所述第二分布式布拉格反射镜层70包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料。第二分布式布拉格反射镜层70的厚度为1280～1800nm。第二分布式布拉格反射镜层70中GaAs/AIAs超晶格的对数为6对，每对GaAs/AIAs超晶格种GaAs的厚度为100～150nm，AIAs的厚度为180～300nm。上述分布式布拉格反射镜，第一分布式布拉格反射镜为N型分布式布拉格反射镜，第二分布式布拉格反射镜为P型分布式布拉格反射镜。在本技术的DBR反射镜中，由于GaAs/AIAs超晶格材料的引入省去了异质界面的组分过渡层，简化了器件的结构设计，使得外延生长过程中对生长参数更易控制，同时由于超晶格各层的厚度与电子的德布洛意波长在同一数量级，使载流子通过隧道效应形成的隧道电流增强从而有利于DBR反射镜获得较低的串联电阻。本技术的激光器结构中，第一n型Ge层30的厚度为180～200nm，掺杂浓度为3×1018～5×1018cm-3；第二n型Ge层40的厚度为180～200nm，掺杂浓度为5×1017～7×1017cm-3。第二n型Ge层40的掺杂浓度略低于第一n型Ge层30的掺杂浓度，其目的是为了减少俄歇复合产生的光损耗。本技术的激光器结构中，第一p型Ge层50的厚度为200～220nm，掺杂浓度为3×1018～1×1019cm-3；第二p型Ge层60的厚度为200～220nm，掺杂浓度为5×1018～3×1019cm-3。第二p型Ge层60的掺杂浓度略高于第一p型Ge层50的掺杂浓度，它可以充当了缓冲层，降低来自DBR的晶格失配的影响，又能提供大量的注入空穴。本技术的激光器结构采用GaAs/AIAs超晶格材料作为高折射率材料层、采用AIAs材料作为低折射率材料层，形成的分布式布拉格反射镜，代替传统的FB谐振腔，使得加工简单、激光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器结构，其特征在于，包括：衬底层；第一分布式布拉格反射镜层，设置于所述衬底层上，所述第一分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料；第一n型Ge层，设置于所述第一分布式布拉格反射镜层上；第二n型Ge层，设置于所述第一n型Ge层上；第一p型Ge层，设置于所述第二n型Ge层上；第二p型Ge层，设置于所述第一p型Ge层上；第二分布式布拉格反射镜层；设置于所述第二p型Ge层上，所述第二分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料。

【技术特征摘要】
1.一种激光器结构，其特征在于，包括：衬底层；第一分布式布拉格反射镜层，设置于所述衬底层上，所述第一分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料；第一n型Ge层，设置于所述第一分布式布拉格反射镜层上；第二n型Ge层，设置于所述第一n型Ge层上；第一p型Ge层，设置于所述第二n型Ge层上；第二p型Ge层，设置于所述第一p型Ge层上；第二分布式布拉格反射镜层；设置于所述第二p型Ge层上，所述第二分布式布拉格反射镜层包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为GaAs/AIAs超晶格材料；所述低折射率材料层为AIAs材料。2.根据权利要求1所述的激光器结构，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射镜层的厚度为640～900nm。3.根据权利要求2所述的激光器结构，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射镜层中GaAs/AIAs超晶格的对数为3对，每对GaAs/AIAs超晶格种GaAs的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全杰，刘向英，
申请(专利权)人：瀚思科技发展北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11