激光二极管制造技术

本申请公开了一种激光二极管，该激光二极管包括n型层、p型层和位于两者之间的有源层；n型层和有源层之间包括有第一波导层；第一波导层包括铝铟镓氮四元合金，第一波导层中铝的浓度为1

【技术实现步骤摘要】
激光二极管


[0001]本申请涉及半导体相关
，尤其涉及一种激光二极管。

技术介绍

[0002]以氮化镓为代表的III族氮化物是直接跃迁型的宽带隙半导体材料，其具有较宽的能带，是制作从紫外光波段到绿光波段激光器的理想材料。氮化镓基蓝绿光激光器具有体积小、集成度高、亮度高、分辨率高等优点，光场的分布和光子局限能力是影响氮化镓基蓝绿光激光器性能的关键因素。
[0003]在传统氮化镓基蓝绿光激光器中，氮化铟镓波导层可被用来限制光场，由于氮化铟镓与氮化镓的晶格存在较大差异，在氮化铟镓波导层与氮化镓层的界面处易形成界面缺陷，这些界面缺陷会影响氮化铟镓波导层的稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种激光二极管，其通过在第一波导层中加入微量的铝组分，可有效改善第一波导层和n型层界面处因存在晶格差异而形成的界面缺陷，并提高第一波导层的稳定性。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种激光二极管，其包括n型层、p型层和位于两者之间的有源层；n型层和有源层之间包括有第一波导层；
[0006]第一波导层包括铝铟镓氮四元合金，第一波导层中铝的浓度为1
×
10
16
cm
‑3～3
×
10
16
cm
‑3，或者3
×
10
16
cm
‑3～5
×
10
17
cm
‑3，或者5
×
10/>17
cm
‑3～1
×
10
18
cm
‑3。
[0007]在一种可能的实施方案中，第一波导层具有铝的第一浓度轮廓，第一浓度轮廓包括至少一个第一峰形。
[0008]在一种可能的实施方案中，与n型层相距最近的第一峰形的峰值浓度位于n型层上表面起0nm至100nm的一段距离内。
[0009]在一种可能的实施方案中，第一浓度轮廓包括一个第一峰形，第一峰形的峰值浓度位于n型层上表面起0nm至50nm的一段距离内。
[0010]在一种可能的实施方案中，第一峰形的峰宽大于等于5nm，且小于等于10nm；第一峰形的峰值浓度大于1
×
10
17
cm
‑3。
[0011]在一种可能的实施方案中，第一峰形的峰宽大于等于10nm，且小于等于500nm；第一峰形的峰值浓度大于8
×
10
16
cm
‑3。
[0012]在一种可能的实施方案中，第一浓度轮廓包括多个第一峰形，多个第一峰形的总峰宽大于等于150nm，且小于等于500nm。
[0013]在一种可能的实施方案中，第一波导层中铝的浓度为定值，该定值在α
±
10％α的范围内波动，α为第一波导层中铝的理论浓度值，且为5
×
10
16
～2
×
10
17
cm
‑3中的任意值。
[0014]在一种可能的实施方案中，第一波导层靠近n型层的一侧表面为A面，铝在A面处的浓度与n型层中铝在靠近A面的一侧表面处的浓度之差相差10倍以上。
[0015]在一种可能的实施方案中，第一波导层的厚度大于等于150nm，且小于等于500nm。
[0016]在一种可能的实施方案中，第一波导层中铝的浓度等于或者小于第一波导层中铟的浓度的1％。
[0017]在一种可能的实施方案中，第一波导层中铟的浓度为n型层中铟的浓度的100倍以上。
[0018]在一种可能的实施方案中，第一波导层中铟的浓度为定值，该定值在β
±
10％β的范围内波动，β为第一波导层中铟的理论浓度值；或者，第一波导层靠近n型层的一侧表面为A面，靠近有源层的一侧表面为B面，第一波导层中铟的浓度自A面向B面递增。
[0019]在一种可能的实施方案中，第一波导层的折射率为2.4～2.6。
[0020]在一种可能的实施方案中，p型层和有源层之间包括有第二波导层，第二波导层包括铝铟镓氮四元合金。
[0021]与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
[0022]铝相较于铟具有较小的晶格常数，在第一波导层中加入微量的铝组分可有效降低第一波导层的晶格常数进而匹配n型层，以改善第一波导层和n型层界面处因存在晶格差异而形成的界面缺陷，并提高第一波导层的稳定性。
[0023]此外，通过第一波导层中铝组分渐变来调整第一波导层的折射率，以提高第一波导层的光子局限能力，进而减小激光二极管的阈值电流，并提高激光二极管的亮度。
[0024]此外，通过第一波导层中的铝组分和铟组分同时渐变来调整第一波导层的折射率，使得第一波导层的折射率的变化速率增大，以进一步提高第一波导层的光子局限能力。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0026]图1为根据本申请实施例示出的一种激光二极管的截面示意图；
[0027]图2为根据本申请实施例示出的一种激光二极管中部分元素的浓度或离子强度与深度的关系；
[0028]图3为图2中的区域I的变形形式；
[0029]图4为图2中的区域I的变形形式；
[0030]图5为图2中的区域I的变形形式；
[0031]图6为图2中的区域I的变形形式；
[0032]图7为根据本申请实施例示出的一种激光二极管中部分元素的浓度或离子强度与深度的关系；
[0033]图8为图7中的区域I的变形形式；
[0034]图9为图7中的区域I的变形形式；
[0035]图10为图7中的区域I的变形形式；
[0036]图11为图7中的区域I的变形形式；
[0037]图12为图7中的区域I的变形形式；
[0038]图13为图7中的区域I的变形形式。
[0039]图示说明：
[0040]1第一浓度轮廓；2第二浓度轮廓；
[0041]10衬底；11缓冲层；12n型层；13第一波导层；14有源层；15第二波导层；16p型电子阻挡层；17p型层；18第一电极；19第二电极；
[0042]100A面：第一波导层靠近n型层的一侧表面；
[0043]200B面：第一波导层靠近有源层的一侧表面；
[0044]300C面：第二波导层靠近p型层的一侧表面；
[0045]400D面：第二波导层靠近有源层的一侧表面。
具体实施方式
[0046]以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光二极管，包括n型层、p型层和位于两者之间的有源层；所述n型层和所述有源层之间包括有第一波导层；其特征在于，所述第一波导层靠近所述有源层一侧的Al组分，低于所述第一波导层靠近所述n型层一侧的Al组分，所述第一波导层包括Al
x
In
y
Ga1‑
x
‑
y
N，其中，x的取值范围为0～0.1，y的取值范围为0～0.2。2.根据权利要求1所述的激光二极管，其特征在于，所述第一波导层的铝含量为渐变的，并且自所述n型层一侧向所述有源层一侧逐步递增。3.根据权利要求1所述的激光二极管，其特征在于，所述第一波导层靠近所述n型层的一侧表面为A面，所述铝在A面处的浓度与所述n型层中铝在靠近A面的一侧表面处的浓度之差相差10倍以上。4.根据权利要求1所述的激光二极管，其特征在于，所述第一波导层具有铝的第一浓度轮廓，所述第一浓度轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俞授，沈圻，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：