一种半导体激光器制造技术

本发明专利技术涉及半导体光电器件技术领域，具体说是一种半导体激光器，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、上限制层，所述下限制层为A l I nGaN、A l I nN、A l GaN、I nN、A l N、I nGaN和GaN中的任意一种或任意几种组合，厚度为x，10≤x≤90000埃米；所述下限制层包括第一下限制层、第二下限制层和第三下限制层。本发明专利技术采用下限制层形成电子储蓄结构和应力调控结构，调控有源层的载流子分布和应力分布，降低激光器的阈值电流和提升斜率效率，同时，降低非辐射复合损耗和自由载流子吸收损耗产生的热量，降低有源层的热量积蓄，提升热导率和散热性，改善激光器的老化光衰和聚焦光斑分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电器件，具体说是一种半导体激光器。

技术介绍

1、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、原子钟、测距、光谱分析、切割、海底通信、精密焊接、量子传感器、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单色性好、方向性好、体积小、亮度高、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。

2、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，感应光本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体激光器，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)、上限制层(105)，其特征在于：所述下限制层(101)为AlInGaN、AlI nN、Al GaN、I nN、Al N、I nGaN和GaN中的任意一种或任意几种组合，厚度为x，10≤x≤90000埃米；所述下限制层(101)包括第一下限制层(101a)、第二下限制层(101b)和第三下限制层(101c)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一下限制层(101a)的热导率为a，第二下限制层(101b)的热导率为b，第三下...

【技术特征摘要】

1.一种半导体激光器，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)、上限制层(105)，其特征在于：所述下限制层(101)为alingan、ali nn、al gan、i nn、al n、i ngan和gan中的任意一种或任意几种组合，厚度为x，10≤x≤90000埃米；所述下限制层(101)包括第一下限制层(101a)、第二下限制层(101b)和第三下限制层(101c)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一下限制层(101a)的热导率为a，第二下限制层(101b)的热导率为b，第三下限制层(101c)的热导率为c，其中：2.5≤b≤a≤c≤5.5(10-6/k)；所述第一下限制层(101a)的电子有效质量为d，第二下限制层(101b)的电子有效质量为e，第三下限制层(101c)的电子有效质量为f，其中：200≤e≤f≤d≤400gpa；所述第一下限制层(101a)的菲利浦电离度为g，第二下限制层(101b)的菲利浦电离度为h，第三下限制层(101c)的菲利浦电离度为i，其中：3≤i≤g≤h≤4。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第二下限制层(101b)的in/mg元素比例具有“∩”型分布，所述第二下限制层(101b)的si/mg元素比例具有“∩”型分布，所述第二下限制层(101b)的al/mg元素比例具有“∪”型分布。

4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第二下限制层(101b)的热导率分布具有“∪”型分布，第二下限制层(101b)的电子有效质量分布具有“∪”型分布，第二下限制层(101b)的菲利浦电离度具有“∩”型分布，第二下限制层(101b)的电子亲和能分布具有“∩”型分布。

5.根据权利要求4所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第二下限制层(101b)的热导率分布具有函数y＝ix2+jx+k(i＞0)曲线分布，所述第二下限制层(101b)的电子有效质量分布具有函数y＝mx2+nx+o(m＞0)曲线分布，所述第二下限制层(101b)的菲利浦电离度分布具有函数y＝px2+qx+r(p＜0)曲线分布，所述第二下限制层(101b)的电子亲和能分布具有函数y＝sx2+tx+u(s＜0)曲线分布，其中：s＜p＜0＜i≤m。

6.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述有源层(103)为阱层和垒层组成的周期结构，周期为1～3；有源层(103)的阱层为gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、al n、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、al gap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、al gasb、al sb、ingasb、al gaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金刚石中的任意一种或任意几种组合，厚度为10～120埃米；所述有源层(103)的垒层为gan、ingan、inn、alinn、al gan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、al gainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、al gap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、al gasb、al sb、ingasb、al gaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金刚石中的任意一种或任意几种组合，厚度为10～200埃米；所述有源层(103)为阱层和垒层组成的周期结构，所述有源层(103)阱层的折射率系数大于等于垒层的折射率系数；所述有源层(103)阱层的介电常数大于等于垒层的介电常数；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，李水清，张江勇，陈婉君，蔡鑫，
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：