一种具有电子减速作用的VCSEL器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有电子减速作用的VCSEL器件及其制备方法，属于半导体激光器技术领域。沿外延生长方向依次包括衬底、缓冲层、底部氮化物DBR、电子减速层、多量子阱层、P‑EBL、P‑型半导体材料层、电流限制层、电流扩展层；电子减速层由三层材料交叠而成，中间层为禁带宽度较小的N型半导体材料，两侧为禁带宽度较大的N型半导体材料，且两侧的材料参数相同。本发明专利技术电子减速层，在N型半导体材料中插入了一层含In组分材料，利用两层材料形成的势阱对对电子起到一定的减速作用，减少了电子逃逸出量子阱的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有电子减速作用的vcsel器件及其制备方法，属于半导体激光器。

技术介绍

1、激光是上世纪，继计算机、半导体之后，人类科学史又出现的一项具有深远意义的专利技术。激光具有高亮度、定向发光、颜色纯度高等优点。梅曼于1960年制造出了世界上第一台红宝石激光器，经过多年的发展，激光技术与多学科相互结合，促进了多领域的发展并广泛应用于工业与生活中。按照发光物质分类，激光器可分为：固体激光器、气体激光器、液体激光器与半导体激光器。vcsel是半导体激光器的一种，具有阈值电流低、功耗低、圆形光束、易与光纤耦合、在片测试等优点。因此，在显示照明、生物传感器、高密度光学存储、可见光通信、军事探测等各种应用中具有光明的前景。gan材料的离子键能较大，因此其材料性质稳定，可较大程度地提升器件工作的可靠性。此外，通过调整氮化物材料的带隙，gan基发光器件的发光范围可覆盖紫外、蓝光、绿光和红光光谱，因此成为重要的发光材料。

2、如今，gan基vcsel发展技术面临的一大问题是：空穴与电子复合效率低造成激光器器件能源利用率及光电转换效率低。相关研究表明本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有电子减速作用的VCSEL器件，其特征在于，沿外延生长方向依次包括衬底、缓冲层、底部氮化物DBR、电子减速层、多量子阱层、P-EBL层、P-型半导体材料层、电流限制层、电流扩展层，电流扩展层上方设置顶部介质DBR层和P-型欧姆电极，电子减速层上方设置N-型欧姆电极；

2.根据权利要求1所述的具有电子减速作用的VCSEL器件，其特征在于，所述电子减速层由下至上包括Alx4Iny4Ga1-x4-y4N层、Alx5Iny5Ga1-x5-y5N层、Alx4Iny4Ga1-x4-y4N层，其中，0≤x4≤1，y4＝0，0≤1-x4-y4≤1，0≤x5≤1，0＜y5≤1，0≤1...

【技术特征摘要】

1.一种具有电子减速作用的vcsel器件，其特征在于，沿外延生长方向依次包括衬底、缓冲层、底部氮化物dbr、电子减速层、多量子阱层、p-ebl层、p-型半导体材料层、电流限制层、电流扩展层，电流扩展层上方设置顶部介质dbr层和p-型欧姆电极，电子减速层上方设置n-型欧姆电极；

2.根据权利要求1所述的具有电子减速作用的vcsel器件，其特征在于，所述电子减速层由下至上包括alx4iny4ga1-x4-y4n层、alx5iny5ga1-x5-y5n层、alx4iny4ga1-x4-y4n层，其中，0≤x4≤1，y4＝0，0≤1-x4-y4≤1，0≤x5≤1，0＜y5≤1，0≤1-x5-y5≤1，掺杂浓度为1e13cm-3～1e26cm-3；alx5iny5ga1-x5-y5n层的能带宽度小于alx4iny4ga1-x4-y4n层，alx5iny5ga1-x5-y5n层的厚度控制在1nm～30nm。

3.根据权利要求2所述的具有电子减速作用的vcsel器件，其特征在于，插入的中间层采用低掺杂方式，其位置位于电子减速层中间位置。

4.根据权利要求1所述的具有电子减速作用的vcsel器件，其特征在于，所述具有电子减速作用的vcsel器件包括以下方案之一：

5.根据权利要求1所述的具有电子减速作用的vcsel器件，其特征在于，所述底部氮化物dbr的材料由alx2iny2ga1-x2-y2n/alx3iny3ga1-x3-y3交替而成，交替周期范围为30～50，优选交替40周期，优选其中各组分系数为0≤x2≤1，0≤y2≤1，0≤1-x2-y2≤1，0≤x3≤1，0≤y3≤1，0≤1-x3-y3≤1，其厚度分别为所需发光波长在介质中波长的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张誉瀚，任夫洋，苏建，张晓东，朱振，刘琦，
申请(专利权)人：山东华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：