【技术实现步骤摘要】
一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件
[0001]本专利技术涉及半导体光电器件的
,特别是涉及一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件。
技术介绍
[0002]激光器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、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多,分类方式也多样,主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器;与其他类型激光器相比,全固态半导体激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。
[0003]激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别,1)激光是由载流子发生受激辐射产生,光谱半高宽较小,亮度很高,单颗激光器输出功率可在W级,而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射,单颗发光二极管的输出功率在mW级;2)激光器的使用电流密度达KA/cm2,比氮化物发光二极管高2个数量级以上,从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重,导致更严重的效率衰减Droop效应;3)发光二极管自发跃迁辐射,无外界作用,从高能级跃迁到低能级的非相干光,而激光器为受激跃迁辐射,感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差,产生光子与感应光子的全同相干光;4)原理不同:发光二极管为在外界电压作用下,电子空穴跃迁到量子阱或p
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n结产生辐射复合发光,而激光器需要激射条件满足才可激射,必须满足有源区载流子反转分布,受激辐射光在谐振腔内来回振荡,在增益介质中的传播使光放大,满足阈值条 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,从下至上依次包括衬底(100)、下限制层(101)、下波导层(102),有源层(103)、上波导层(104)、电子阻挡层(105)、上限制层(106),其特征在于,所述下波导层(102)和有源层(103)之间设置有第一二维声子与三维电荷传输层(1071),所述有源层(103)和上波导层(104)之间设置有第二二维声子与三维电荷传输层(1072),所述第一二维声子与三维电荷传输层(1071)和第二二维声子与三维电荷传输层(1072)相同或相异,且均为SnSe、AgSbT2、SnTe、ZrNiSn、Bi2Te3、NbFeSb的任意一种或两种以上组合形成的二维莫尔超晶格结构。2.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述衬底(100)为蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、蓝宝石/SiO2复合衬底、蓝宝石/AlN复合衬底、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2/LiGaO2复合衬底中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述下限制层(101)为GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、AlN、InN、AlInN的任意一种或任意组合,厚度为50
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5000nm,Si掺杂浓度为1E18
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1E20cm
‑3。4.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述下波导层(102)和上波导层(104)为GaN、InGaN、AlInGaN的任意一种或任意组合,厚度为50
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1000nm,Si掺杂浓度为1E16
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5E19 cm
‑3。5.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述有源层(103)为阱层和垒层组成的周期性结构,阱层为InGaN阱层,垒层为GaN、AlInGaN、AlGaN、AlInN的任意一种或两种以上的组合,所述有源层的周期数为m:4≥m≥1。6.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述电子阻挡层(105)和上限制层(106)为GaN、AlGaN、AlInGaN、AlN、AlInN的任意一种或任意组合,厚度为20
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1000nm,Mg掺杂浓度为1E18
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1E20 cm
‑3。7.根据权利要求1所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述第一二维声子与三维电荷传输层(1071)和第二二维声子与三维电荷传输层(1072)的厚度均为5
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500nm。8.如权利要求1或7所述的一种具有二维声子与三维电荷传输层的半导体激光元件,其特征在于,所述第一二维声子与三维电荷传输层(1071)...
【专利技术属性】
技术研发人员:李水清,王星河,张会康,黄军,胡志勇,蒙磊,季徐芳,陈三喜,张江勇,
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:
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