含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法技术

一种含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法，所述含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器由下至上依次包括：N型电极、衬底、下限制层、分步掺杂下波导层、有源区、上波导层、电子阻挡层、上限制层、欧姆接触层和P型电极；其中，所述分步掺杂下波导层由下至上依次包括GaN下波导层和多层InGaN下波导层。本发明专利技术通过采用分步掺杂下波导层代替高掺杂的下波导层，抑制载流子的泄露，提高GaN基激光器的光电特性。

【技术实现步骤摘要】
含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法
本专利技术涉及氮化镓半导体激光器
，特别涉及一种含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器及其制备方法。
技术介绍
GaN基半导体激光器是光电子技术发展过程中的关键器件之一，因其具有响应快、体积小、能量高、寿命长、功耗低、效率高、稳定性好等优点，可应用于激光显示、高密度的光学存储、通信系统、激光照明、杀菌和生化分析等领域，具有广阔的应用市场和巨大的商业价值。近年来，随着半导体材料外延生长技术和芯片制备工艺的不断突破，GaN基激光器的性能得到明显的改善。然而，仍存在一定的技术挑战，如载流子泄露、欧姆接触、低温生长高质量的P型材料、高Al组分的AlGaN材料外延生长难度大，晶体质量差等，限制其进一步发展。在这些挑战中，载流子泄露就是限制GaN基激光器发展的一个主要因素。GaN基激光器中存在严重的载流子泄露现象，导致其光电转化效率较低。造成载流子泄露的原因可概括为两点：(1)高Al组分的AlGaN材料具有较强的自发极化效应。强的极化场使能带发生倾斜，降低了电子的有效势垒高度而增加了空穴的有效势本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，由下至上依次包括：/nN型电极、衬底、下限制层、分步掺杂下波导层、有源区、上波导层、电子阻挡层、上限制层、欧姆接触层和P型电极；/n其中，所述分步掺杂下波导层由下至上依次包括GaN下波导层和多层InGaN下波导层。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，由下至上依次包括：
N型电极、衬底、下限制层、分步掺杂下波导层、有源区、上波导层、电子阻挡层、上限制层、欧姆接触层和P型电极；
其中，所述分步掺杂下波导层由下至上依次包括GaN下波导层和多层InGaN下波导层。


2.根据权利要求1所述含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，所述分步掺杂下波导层由下至上依次包括GaN下波导层，第一InxGa1-xN下波导层和第二InxGa1-xN下波导层；其中，x为0.01～0.03。


3.根据权利要求2所述含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，所述分步掺杂下波导层的掺杂方式为N型掺杂；
所述GaN下波导层的掺杂浓度为2.0×1018cm-3～6.0×1018cm-3；
所述第一InxGa1-xN下波导层的掺杂浓度为1.0×1018cm-3～3.0×1018cm-3；
所述第二InxGa1-xN下波导层的掺杂浓度为1.0×1019cm-3～3.0×1019cm-3；
其中，x为0.01～0.03。


4.根据权利要求2所述含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，所述分步掺杂下波导层的总厚度为100～250nm；
其中，所述GaN下波导层的厚度为50～120nm；
所述第一InxGa1-xN下波导层的厚度为60～100nm；
所述第二InxGa1-xN下波导层的厚度为10～50nm；
其中，x为0.01～0.03。


5.根据权利要求1所述含有分步掺杂下波导层的GaN基激光器，其特征在于，所述有源区包括交替外延的量子阱层和量子垒层；
所述量子阱层包括InyGa1-yN材料，y为0.02～0.25，单层量子阱层厚度为2～4nm，所述量子阱层层...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玉菲，赵德刚，梁锋，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11