激光器及其制备方法技术

本申请涉及一种激光器及其制备方法，激光器包括依次层叠的衬底、第一反射层、第一晶格过渡层、发光有源层和第二反射层，其中，第一晶格过渡层的晶格常数大于第一反射层的晶格常数，且小于发光有源层的晶格常数，如此使得第一晶格过渡层分别与第一反射层和发光有源层晶格匹配，从而可从根本上解决第一反射层和发光有源层之间因晶格失配导致无法制备出高性能的激光器的问题。能的激光器的问题。能的激光器的问题。

【技术实现步骤摘要】
激光器及其制备方法


[0001]本申请涉及激光器
，特别是涉及一种激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(VCSEL)在数据通讯领域相比边发射激光器具有成本低的优势，并且在消费端的面部识别应用中VCSEL可以穿透OLED屏幕实现屏下面部识别的功能。当前发光波长在1300nm以上近红外波段的VCSEL可通过生长GaInNAs量子阱有源区、生长InAs/GaAs量子点有源区或生长InP量子阱有源区实现。其中InP基的VCSEL具体的问题在于InP体系的二元分布式布拉格反射层(DBR)的散热性能差，折射率差异小，因此InP基与DBR容易出现晶格失配，从而影响激光器性能和寿命。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种性能优越且耐用的激光器。
[0004]一种激光器，包括依次层叠的衬底、第一反射层、第一晶格过渡层、发光有源层和第二反射层，其中，
[0005]所述第一晶格过渡层的晶格常数大于所述第一反射层的晶格常数，且小于所述发光有源层的晶格常数。
[0006]在其中一个实施例中，所述第一晶格过渡层包括：
[0007]超晶格结构层，包括呈周期排布的多个缓冲结构，所述缓冲结构包括多层不同组分的材料层，和/或，
[0008]组分渐变层，包括In
x
GaAs
y
P渐变层和/或In
x
AlAs
y
P渐变层，其中x和y的范围分别为0至1，且在叠层方向上x逐渐增大，y逐渐减小。
[0009]在其中一个实施例中，所述材料层包括GaAs体系材料层与InP体系材料层；和/或所述缓冲结构的周期为20至60，每一周期的所述缓冲结构厚度为2nm至10nm。
[0010]在其中一个实施例中，所述激光器还包括：
[0011]第二晶格过渡层，设置于所述发光有源层和所述第二反射层之间，其中所述第二晶格过渡层的晶格常数大于所述第二反射层的晶格常数，且小于所述发光有源层的晶格常数。
[0012]在其中一个实施例中，所述第二晶格过渡层的组分与所述第一晶格过渡层的组分相同，且所述第二晶格过渡层的结构与所述第一晶格过渡层的结构关于所述发光有源层对称。
[0013]在其中一个实施例中，所述激光器还包括：
[0014]氧化限制层，设于所述第二晶格过渡层和所述第二反射层之间，所述氧化限制层在平行于叠层方向上形成通孔。
[0015]在其中一个实施例中，所述激光器还包括：
[0016]欧姆接触层，设于所述第二反射层的上表面，所述欧姆接触层包括：
[0017]第三晶格过渡层，设于所述第二反射层的上表面；
[0018]重掺杂的p型GaAs层，设于所述第三晶格过渡层的上表面，所述第三晶格过渡层为AlGaAs渐变层，其中Al组分的变化范围为0.1～0.9，且在叠层方向上逐渐减小。
[0019]一种激光器制备方法，用于制备上述的激光器，所述制备方法包括：
[0020]提供衬底；
[0021]在所述衬底上依次层叠生长第一反射层、第一晶格过渡层、发光有源层和第二反射层，其中所述第一晶格过渡层的晶格常数大于所述第一反射层的晶格常数，且小于所述发光有源层的晶格常数。
[0022]在其中一个实施例中，所述生长所述第一晶格过渡层包括：
[0023]在450℃至550℃的温度范围内周期性生长多个缓冲结构，所述缓冲结构包括多层不同组分的材料层，和/或，
[0024]在580℃至450℃的温度范围内生长In
x
GaAs
y
P渐变层和/或In
x
AlAs
y
P渐变层。
[0025]在其中一个实施例中，所述生长所述第二反射层包括：
[0026]在所述发光有源层上表面生长第二晶格过渡层；
[0027]在所述第二晶格过渡层上表面生长所述第二反射层；所述在所述第二晶格过渡层上表面生长所述第二反射层还包括：
[0028]在所述第二晶格过渡层上表面生长氧化限制层，其中，所述氧化限制层在平行于叠层方向上形成通孔；
[0029]在所述氧化限制层上表面生长所述第二反射层。
[0030]在其中一个实施例中，所述制备方法还包括：
[0031]在所述第二反射层的上表面生长欧姆接触层。
[0032]上述实施例的激光器包括依次层叠的衬底、第一反射层、第一晶格过渡层、发光有源层和第二反射层，其中，第一晶格过渡层的晶格常数大于第一反射层的晶格常数，且小于发光有源层的晶格常数，如此使得第一晶格过渡层分别与第一反射层和发光有源层晶格匹配，从而可从根本上解决第一反射层和发光有源层之间因晶格失配导致无法制备出高性能的激光器的问题。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本申请一实施例中的激光器的结构示意图；
[0035]图2为本申请另一实施例中的激光器的结构示意图；
[0036]图3为本申请另一实施例中的激光器的结构示意图；
[0037]图4为本申请另一实施例中的激光器的结构示意图；
[0038]图5为本申请一实施例中的激光器的制备方法的流程示意图。
[0039]元件标号说明：
[0040]衬底：100；第一反射层：101；第一晶格过渡层：102；发光有源层：103；第二反射层：
104；第二晶格过渡层：105；氧化限制层：106；欧姆接触层：107
具体实施方式
[0041]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0042]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0043]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0044]在附图中，为了清楚说明，可以夸大层和区域的尺寸。可以理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在所述另一层或基底上，或者也可以存在中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器，其特征在于，包括依次层叠的衬底、第一反射层、第一晶格过渡层、发光有源层和第二反射层，其中，所述第一晶格过渡层的晶格常数大于所述第一反射层的晶格常数，且小于所述发光有源层的晶格常数。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一晶格过渡层包括：超晶格结构层，包括呈周期排布的多个缓冲结构，所述缓冲结构包括多层不同组分的材料层，和/或，组分渐变层，包括In
x
GaAs
y
P渐变层和/或In
x
AlAs
y
P渐变层，其中x和y的范围分别为0至1，且在叠层方向上x逐渐增大，y逐渐减小。3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述材料层包括GaAs体系材料层与InP体系材料层；和/或所述缓冲结构的周期为20至60，每一周期的所述缓冲结构厚度为2nm至10nm。4.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：第二晶格过渡层，设置于所述发光有源层和所述第二反射层之间，其中所述第二晶格过渡层的晶格常数大于所述第二反射层的晶格常数，且小于所述发光有源层的晶格常数。5.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述第二晶格过渡层的组分与所述第一晶格过渡层的组分相同，且所述第二晶格过渡层的结构与所述第一晶格过渡层的结构关于所述发光有源层对称。6.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：氧化限制层，设于所述第二晶格过渡层和所述第二反射层之间，所述氧化限制层在平行于叠层方向上形成通孔。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海云，倪健，薛聪，
申请(专利权)人：埃特曼北京半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：