半导体雷射二极管制造技术

一种半导体雷射二极管，为解决现有技术中所运用材料虽能降低应力但选择材料较有限且载子局限能力不佳，因此在雷射组件中提供含磷的半导体层，一方面能更有效的降低雷射组件的主动区或雷射组件的应力总和，另一方面提高主动区对载子的局限能力，其中含磷的半导体层在适当条件下能有效降低应力总和或显著增进载子局限性，在一些情形下并兼具以上两种效果；含磷的半导体层适用于具有一或多主动层的主动区、为量子井结构或量子点结构的主动层，尤其在具有多主动层的主动区内设置含磷的半导体层后，高温特性获得显著的改善或增进。

【技术实现步骤摘要】
半导体雷射二极管
一种半导体雷射二极管，尤其是一种雷射波长至少超过700nm或800nm的半导体雷射二极管。
技术介绍
半导体雷射二极管例如垂直共振腔表面放射雷射二极管(VerticalCavitySurfaceEmittingLaserDiode,VCSEL)或边射型雷射二极管(EdgeEmittingLaserDiode,EEL)可以用来做为3D感测、LiDAR或光通讯的光源之一。VCSEL通常包括一对高反射率的膜层，现有技术为分布式布拉格反射器层(DistributedBraggReflectorLayer,DBRLayer)。在一对DBR层之间会具有共振腔，共振腔通常包括间隔层(SpacerLayer)及主动层(ActiveLayer)，主动层通常包含量子井结构或量子点结构，其中量子井结构主要是由障壁层(BarrierLayer)及井层(WellLayer)构成。DBR层通常是由两种或两种以上不同折射率的材料经重复堆栈并准确控制厚度以达到高反射率的效果。EEL则是在组件的相对的两外侧镀上一对不同反射率的膜层来形成共振腔，主动层通常包含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体雷射二极管，其特征在于，包含：/n一GaAs基板；以及/n一多层结构，在该GaAs基板之上，该多层结构包含：/n一主动区，包含一或多个主动层，该或所述主动层的至少一者包含至少一井层，该至少一井层是包含选自由InGaAs、InAlGaAs、GaAsSb、GaAs、AlGaAs、AlGaAsSb、GaAsP及InGaAsP所组成的群组；以及/n一第一半导体层，在该主动区之内或之外，其中该第一半导体层包含选自由AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsP...

【技术特征摘要】
20190611 TW 1081201901.一种半导体雷射二极管，其特征在于，包含：
一GaAs基板；以及
一多层结构，在该GaAs基板之上，该多层结构包含：
一主动区，包含一或多个主动层，该或所述主动层的至少一者包含至少一井层，该至少一井层是包含选自由InGaAs、InAlGaAs、GaAsSb、GaAs、AlGaAs、AlGaAsSb、GaAsP及InGaAsP所组成的群组；以及
一第一半导体层，在该主动区之内或之外，其中该第一半导体层包含选自由AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi及InAlGaAsP所组成的群组。


2.如权利要求1所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该第一半导体层是在该主动区之内，该或所述主动层的至少一者更包含一至少一障壁层，该第一半导体层是该至少一障壁层的至少一部份或全部，该至少一障壁层的能隙大于该至少一井层的能隙。


3.如权利要求1所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该第一半导体层是在该主动区之外，位于该主动区之外的该第一半导体层的材料群组中更包含GaAsP、AlGaAs及GaAs。


4.如权利要求1所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该或所述主动层的至少一者包括一中间层，该中间层设置于该至少一井层之上或之下，该中间层选自由GaAs、AlGaAs、AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPBi、InGaAsPSb、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP、GaAsP所组成的群组。


5.如权利要求4所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该或所述主动层的至少一者更包含一至少一障壁层，该至少一障壁层的一部份及/或该至少一障壁层与该至少一井层之间设置该中间层。


6.如权利要求2所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该或所述主动层的至少一者包括一中间层，该至少一障壁层的中及/或该至少一障壁层与该至少一井层之间设置于该中间层，该中间层选自由GaAs、AlGaAs、AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP及GaAsP所组成的群组。


7.如权利要求1所述的半导体雷射二极管，其特征在于，所述主动层的设置数目至少为二或二以上，该第一半导体层是设置于该主动区内。


8.如权利要求7所述的半导体雷射二极管，其特征在于，更包含一磊晶区，该磊晶区位于所述主动层的二主动层之间，该磊晶区更包含一穿隧接面层。


9.如权利要求8所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该磊晶区更包含一或多个间隔层，该穿隧接面层之上及/或之下设置该间隔层。


10.如权利要求9所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该磊晶区更包含至少一氧化层；该穿隧接面层与该氧化层之间、该穿隧接面层与相邻于该穿隧接面层的主动层之间或该氧化层与相邻于该氧化层的主动层之间设置该间隔层。


11.如权利要求8所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该第一半导体层是设置于该磊晶区中且邻近于或实质接触于一主动层。


12.如权利要求11所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该多层结构更包含另一第一半导体层，该另一第一半导体层设置于该主动层或所述主动层之一，该主动层或所述主动层之一更包含一至少一障壁层，该另一第一半导体层是该至少一障壁层的至少一部份或全部，该另一第一半导体层是选自由GaAs、AlGaAs、AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP及GaAsP所组成的群组。


13.如权利要求7所述的半导体雷射二极管，其特征在于该主动层或所述主动层的至少一者包括一中间层，该中间层设置于该至少一井层之上或之下，该中间层选自由GaAs、AlGaAs、AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP及GaAsP所组成的群组。


14.如权利要求13所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该主动层或所述主动层的至少一者更包含一至少一障壁层，该至少一障壁层的一部份及/或该至少一障壁层与该至少一井层之间设置该中间层，该至少一障壁层的能隙大于该至少一井层的能隙。


15.如权利要求14所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该第一半导体层设置于该至少一障壁层内，该第一半导体层的能隙大于该至少一井层的能隙。


16.如权利要求1所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该半导体雷射二极管是VCSEL或EEL。


17.一种半导体雷射二极管，其特征在于，包含：
一GaAs基板；以及
一多层结构，在该GaAs基板之上，该多层结构包含：
一主动区，包含一或多个主动层，该或所述主动层的至少一者包含至少一障壁层与至少一井层，该至少一井层是包含选自于InGaAs、InAlGaAs、GaAsSb、GaAs、AlGaAs、AlGaAsSb、GaAsP及InGaAsP所组成的群组；
一第二半导体层，设置于该至少一障壁层之中，其中该第二半导体层是GaAsP；以及
一中间层，该至少一障壁层之中及/或该至少一障壁层及该至少一井层之间设置该中间层，该中间层选自由AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP、GaAs及AlGaAs所组成的群组；
其中，该至少一井层的能隙是小于该至少一障壁层与该中间层的能隙。


18.如权利要求17所述的半导体雷射二极管，其特征在于，更包含至少一间隔层，该主动区之上及/或之下设置该至少一间隔层，该至少一间隔层选自由GaAs、AlGaAs、AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、
InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP及GaAsP所组成的群组。


19.如权利要求17所述的半导体雷射二极管，其特征在于，更包含一磊晶区，该磊晶区设置于两主动层之间，该磊晶区更包含一穿隧接面层。


20.如权利要求19所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该磊晶区更包含一或多个间隔层，该穿隧接面层之上及/或之下设置该间隔层。


21.如权利要求20所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该磊晶区更包含一氧化层；该穿隧接面层与该氧化层之间、该穿隧接面层与相邻于该穿隧接面层的主动层之间或该氧化层与相邻于该氧化层的主动层之间设置该间隔层。


22.如权利要求19所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该磊晶区更包含另一第二半导体层，该另一第二半导体层是设置于该磊晶区中且靠近于或实质接触于一主动层，该另一第二半导体层是选自于AlGaAsP、AlGaAsPN、AlGaAsPSb、AlGaAsPBi、InAlGaP、InAlGaPN、InAlGaPSb、InAlGaPBi、InGaAsP、InGaAsPN、InGaAsPSb、InGaAsPBi、InGaP、InGaPN、InGaPSb、InGaPBi、InAlGaAsP、GaAsP、GaAs及AlGaAs所组成的群组。


23.如权利要求17所述的半导体雷射二极管，其特征在于，该半导体雷射二极管是VCSEL或EEL...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝兴，金宇中，戴文长，何肇杭，萧鸿齐，
申请(专利权)人：全新光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71