一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件制造技术

本发明专利技术公开了一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，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，所述上限制层与上波导层之间具有三维自旋耦合电子层，所述三维自旋耦合电子层的菲利浦电离度分布具有函数y＝x<supgt;2</supgt;+e<supgt;x</supgt;曲线分布；所述三维自旋耦合电子层的压电极化系数分布具有函数y＝e<supgt;x</supgt;sinx曲线分布，所述三维自旋耦合电子层的晶格常数分布具有函数y＝e<supgt;x</supgt;x<supgt;2</supgt;曲线分布，所述三维自旋耦合电子层的热膨胀系数分布具有函数y＝lnx‑e<supgt;x</supgt;曲线分布。本发明专利技术可调控自旋向上或向下电子流，提升霍尔电导特性，降低激光元件的功耗，提升载流子注入有源层的效率，降低激光串联电阻和电压，提升激光元件的增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电器件，尤其涉及一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件。

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。

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，而激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有三维自旋耦合电子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)、上限制层(105)，其特征在于，所述上限制层(105)与上波导层(104)之间具有三维自旋耦合电子层(106)。

2.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、A...

【技术特征摘要】

1.一种具有三维自旋耦合电子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)、上限制层(105)，其特征在于，所述上限制层(105)与上波导层(104)之间具有三维自旋耦合电子层(106)。

2.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)为gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn中的任意一种或任意几种组合。

3.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)的菲利浦电离度分布具有函数y＝x2+ex曲线分布。

4.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)的压电极化系数分布具有函数y＝exsinx曲线分布。

5.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)的晶格常数分布具有函数y＝exx2曲线分布。

6.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)的热膨胀系数分布具有函数y＝lnx-ex曲线分布。

7.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述三维自旋耦合电子层(106)的al/mg元素分布具有函数y＝excosx第一二象限曲线分布。

8.根据权利要求1所述的一种具有三维自旋耦合电子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结构，周期数为3≥m...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江勇，郑锦坚，李水清，陈婉君，胡志勇，李晓琴，张会康，
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：