【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种半导体激光二极管。
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、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，全固态半导体激光二极管具有体积小、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。
2、激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别：
3、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；
4、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；
5、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；
6、4)原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到有源层或p-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，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。
7、氮化物半导体激光二
技术实现思路
1、为解决上述技术问题之一，本专利技术提供了一种半导体激光二极管。
2、本专利技术实施例提供了一种半导体激光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，所述下限制层包括从下至上依次设置的第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层均具有晶格常数分布特性。
3、优选地，所述第一子下限制层和第三子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝x/sinx第一、二象限曲线分布。
4、优选地，所述第二子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
5、优选地，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有介电常数分布特性；
6、所述第一子下限制层和第三子下限制层的介电常数分布具有y＝x/sinx第一、二象限曲线分布；；
7、所述第二子下限制层的介电常数分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
8、优选地，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有al/in元素比例分布特性；
9、所述第一子下限制层和第三子下限制层的al/in元素比例分布具有y＝x/sinx第一、二象限曲线分布；
10、所述第二子下限制层的al/in元素比例分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
11、优选地，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有in/c元素比例分布特性；
12、所述第一子下限制层和第三子下限制层的in/c元素比例分布具有函数y＝x/sinx第一、二象限曲线；
13、所述第二子下限制层的in/c元素比例分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
14、优选地，所述下限制层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，所述下限制层的厚度为5埃米至80000埃米。
15、优选地，所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期为m:1≤m≤3；
16、有源层的阱层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，厚度为p:5埃米≤p≤100埃米，发光波长为200nm至2000nm；
17、有源层的垒层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，厚度为q:10埃米≤q≤200埃米。
18、优选地，所述下波导层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，厚度为x:10埃米≤x≤9000埃米；
19、所述上波导层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，厚度为y:10埃米≤y≤9000埃米；
20、所述上限制层为gan、ingan、inn、alinn、aln、alingan、algan、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合，厚度为n:10埃米≤n≤80000埃米。
21、优选地，所述衬底包括蓝宝石、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、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、mgo、尖晶石、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。
22、本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过将下限制层设置为多层结构，并对每一层子下限制层的晶格常数分布进行特定设计，减少泵浦光到激光能级上能量差的斯托克斯频移损耗引起的废热，提升下限制层的热导率和导热效率，改善温度分布均匀性和热应力分布均匀性，抑制热透镜效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体激光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，其特征在于，所述下限制层包括从下至上依次设置的第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层均具有晶格常数分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层和第三子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝x/sinx第一、二象限曲线分布。
3.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第二子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
4.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有介电常数分布特性；
5.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有Al/In元素比例分布特性；
6.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有In/
7.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述下限制层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlN、AlInGaN、AlGaN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，所述下限制层的厚度为5埃米至80000埃米。
8.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期为m:1≤m≤3；
9.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述下波导层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlN、AlInGaN、AlGaN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为x:10埃米≤x≤9000埃米；
10.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述衬底包括蓝宝石、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、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、MgO、尖晶石、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体激光二极管，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，其特征在于，所述下限制层包括从下至上依次设置的第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层均具有晶格常数分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层和第三子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝x/sinx第一、二象限曲线分布。
3.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第二子下限制层的晶格常数分布具有函数y＝cscx第三象限曲线分布。
4.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有介电常数分布特性；
5.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有al/in元素比例分布特性；
6.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述第一子下限制层、第二子下限制层和第三子下限制层还具有in/c元素比例分布特性；
7.根据权利要求1所述的半导体激光二极管，其特征在于，所述下限制层为gan、ingan、...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦坚，李晓琴，蓝家彬，蔡鑫，黄军，蒙磊，季徐芳，王星河，
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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