一种高电注入效率的氮化镓基激光器及其制备方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种高电注入效率的氮化镓基激光器及制备方法和装置，包括衬底以及依次层叠设置于所述衬底上的n型氮化镓层、n型光限制层、n型自旋极化注入层、n型光波导层、多量子阱有源层、p型光波导层、p型自旋极化注入层、p型光限制层、p型氮化镓层；所述n型氮化镓层和所述p型氮化镓层上分别设置有n电极和p电极。本发明专利技术通过在n型光限制层和n型光波导层之间设置n型自旋极化注入层，在p型光波导层和p型光限制层之间设置p型自旋极化注入层，构成对称的双自旋极化注入层结构，实现自旋极化载流子的定向传输和自旋复合，提升激光器的电注入效率，有效降低氮化镓基激光器的阈值电流，提升氮化镓基激光器的效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器，具体涉及一种高电注入效率的氮化镓基激光器及其制备方法和装置。

技术介绍

1、氮化镓（gan）基激光器作为第三代半导体光电子器件的重要组成部分，在固态照明、光通信、激光加工、激光显示等领域具有广泛的应用前景，这也促使高性能、高效率氮化镓基激光器的需求日益增长。电注入效率作为决定激光器性能的核心参数之一仍面临显著的技术瓶颈，影响了器件的能效、输出功率和使用寿命的进一步提升。

2、改善氮化镓基激光器的电注入效率的方法有多种，如提高材料质量、优化器件结构设计、改进掺杂工艺等。通过超晶格缓冲层降低缺陷密度等手段可以改善材料质量，但基于量子阱的有源层设计的传统器件结构对载流子的限域能力不足，受限于载流子非辐射复合、俄歇效应及电子溢出等问题，难以平衡载流子注入与复合效率。通过在波导层构建梯度折射率结构或者优化p型层的电子阻挡层结构可以抑制电子溢流，但往往牺牲了空穴的注入能力，导致阈值电流降低效果不明显，限制了器件在高功率、低功耗场景下的应用。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高电注入效率的氮化镓基激光器，其特征在于：包括衬底以及依次层叠设置于所述衬底上的n型氮化镓层、n型光限制层、n型自旋极化注入层、n型光波导层、多量子阱有源层、p型光波导层、p型自旋极化注入层、p型光限制层、p型氮化镓层；所述n型氮化镓层和所述p型氮化镓层上分别设置有n电极和p电极。

2.如权利要求1所述的氮化镓基激光器，其特征在于：所述n型自旋极化注入层掺杂有自旋极化n型掺杂离子和第一自旋极化磁离子，所述p型自旋极化注入层掺杂有自旋极化p型掺杂离子和第二自旋极化磁离子。

3.如权利要求2所述的氮化镓基激光器，其特征在于：自所述n型氮化镓层至所述p型氮化镓层...

【技术特征摘要】

1.一种高电注入效率的氮化镓基激光器，其特征在于：包括衬底以及依次层叠设置于所述衬底上的n型氮化镓层、n型光限制层、n型自旋极化注入层、n型光波导层、多量子阱有源层、p型光波导层、p型自旋极化注入层、p型光限制层、p型氮化镓层；所述n型氮化镓层和所述p型氮化镓层上分别设置有n电极和p电极。

2.如权利要求1所述的氮化镓基激光器，其特征在于：所述n型自旋极化注入层掺杂有自旋极化n型掺杂离子和第一自旋极化磁离子，所述p型自旋极化注入层掺杂有自旋极化p型掺杂离子和第二自旋极化磁离子。

3.如权利要求2所述的氮化镓基激光器，其特征在于：自所述n型氮化镓层至所述p型氮化镓层的方向，所述自旋极化n型掺杂离子、所述第一自旋极化磁离子、所述自旋极化p型掺杂离子和所述第二自旋极化磁离子的掺杂浓度均呈梯度变化，且所述自旋极化n型掺杂离子的掺杂浓度梯度方向与所述自旋极化p型掺杂离子的掺杂浓度梯度方向相反，所述第一自旋极化磁离子的掺杂浓度梯度方向与所述第二自旋极化磁离子的掺杂浓度梯度方向相反。

4.如权利要求3所述的氮化镓基激光器，其特征在于：所述自旋极化n型掺杂离子的掺杂浓度范围为5×1017cm-3~5×1019cm-3，所述第一自旋极化磁离子的掺杂浓度范围为0.1~10at%；所述自旋极化p型掺杂离子的掺杂浓度范围为5×1019cm-3~5×1021cm-3，所述第二自旋极化磁离子的掺杂浓度范围为0.1~10at%。

5.如权利要求3或4所述的氮化镓基激光器，其特征在于：所述自旋极化n型掺杂离子、所述第一自旋极化磁离子、所述自旋极化p型掺杂离子和所述第二自旋极化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振峰，徐马记，杨兰，沈启航，沈洋，齐林，
申请(专利权)人：武汉鑫威源电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：