一种半导体激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体激光器，涉及半导体光电器件技术领域；为了解决如何减少氮化物半导体激光器的内部光损耗问题；该激光器从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，所述有源层与上波导层及下波导层的界面处分别设置有非线性光学频率变换结构；所述有源层为阱层和垒层组成In

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件
，尤其涉及一种半导体激光器。

技术介绍

[0002]激光器是20世纪四大专利技术之一，被广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析等领域。根据激光器的工作介质，其主要分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器等不同类型，与其他类型激光器相比，全固态半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高，以及简单紧凑、小型化等优点。如以氮化物半导体材料制作的激光器，是将半导体激光器的波长扩展到可见光谱和紫外光谱范围，在激光显示、激光照明、水下通信、生物医学等民用及军用等领域具有巨大的应用前景。
[0003]传统氮化物半导体激光器的p型GaN掺杂的Mg的电离能大，且随着Al组分的升高而升高。因此，p型GaN中只有不到10％的受主杂质Mg电离出自由空穴，其余未能电离的90％的Mg成了氮化物半导体激光器内部光损耗的主要来源，而较大的内部光损耗会导致激光器的阈值电流增大，斜率效率降低，因此，如何减少氮化物半导体激光器的内部光损耗是目前需解决的问题，故而我们提出了一种有效降低激光器的内损耗，提升其斜率效率的半导体激光器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种半导体激光器。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种半导体激光器，该激光器从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，所述有源层与上波导层及下波导层的界面处分别设置有非线性光学频率变换结构；所述有源层为阱层和垒层组成In
x
Ga1‑
x
N/Al
y
In
z
Ga1‑
y
‑
z
N周期结构，阱层为In
x
Ga1‑
x
N，垒层为Al
y
In
z
Ga1‑
y
‑
z
N；
[0007]所述阱层的In组分为x，1≥x≥0；所述垒层的Al和In组分分别为y、z，1≥y≥0，1≥z≥0。
[0008]优选地：所述有源层的周期为m，5≥m≥1。
[0009]优选地：所述阱层的厚度为3
‑
5nm；
[0010]所述垒层的厚度为7
‑
16nm。
[0011]优选地：所述非线性光学频率变换结构为TM
3+
，Pr
3+
，Yb
3+
，Nd
3+
，Cr
3+
，Ho
3+
的一种或任意组合。
[0012]优选地：所述衬底为蓝宝石、硅、锗、碳化硅、氮化铝、氮化镓、砷化镓、磷化铟、蓝宝石+SiO2复合衬底、蓝宝石+氮化铝复合衬底、蓝宝石+SiN
x
、镁铝尖晶石、氧化镁、氧化锌、硼化锆、铝酸锂晶体和镓酸锂晶体复合衬底中的一种。
[0013]优选地：所述衬底的厚度为200
‑
1000μm。
[0014]优选地：所述下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层分别为GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、AlN、InN、AlInN、SiC、Ga2O3、BN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP中的一种。
[0015]优选地：所述非线性光学频率变换结构为由阱层和垒层的界面形成TM
3+
，Pr
3+
，Yb
3+
，Nd
3+
，Cr
3+
，Ho
3+
中的一种。
[0016]优选地：所述非线性光学频率变换结构为单元素结构、二元组合结构、三元组合结构、四元组合结构、五元组合结构和六元组合结构中的一种。
[0017]优选地：所述二元组合结构为TM
3+
/Pr
3+
，TM
3+
/Yb
3+
，TM
3+
/Nd
3+
，TM
3+
/Cr
3+
，TM
3+
/Ho
3+
，Pr
3+
/Yb
3+
，Pr
3+
/Nd
3+
，Pr
3+
/Cr
3+
，Pr
3+
/Ho
3+
，Yb
3+
/Nd
3+
，Yb
3+
/Cr
3+
，Yb
3+
/Ho
3+
，Nd
3+
/Cr
3+
，Nd
3+
/Ho
3+
，Cr
3+
/Ho
3+
中的一种组合；
[0018]所述三元组合结构为TM
3+
/Pr
3+
/Yb
3+
，TM
3+
/Pr
3+
/Nd
3+
，TM
3+
/Pr
3+
/Cr
3+
，TM
3+
/Pr
3+
/Ho
3+
，TM
3+
/Yb
3+
/Nd
3+
，TM
3+
/Yb
3+
/Cr
3+
，TM
3+
/Yb
3+
/Ho
3+
，TM
3+
/Nd
3+
/Yb
3+
，TM
3+
/Nd
3+
/Cr
3+
，TM
3+
/Nd
3+
/Ho
3+
，TM
3+
/Cr
3+
/Yb
3+
，TM
3+
/Cr
3+
/Nd
3+
，TM
3+
/Cr
3+
/Ho
3+
，TM
3+
/Ho
3+
/Yb
3+
，TM
3+
/Ho
3+
/Nd
3+
，TM
3+
/Ho
3+
/Cr
3+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
+
/Cr
3+
/Ho
3+
中的一种组合；所述六元组合结构为TM
3+
/Pr
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李水清，白怀铭，张江勇，张敏，马斯特，牧立一，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：