[发明专利]InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构

权利要求书

1.一种InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，包括：

一衬底；

一下包覆层，该下包覆层制作在衬底上，该下包覆层起到缓冲层的作用；

一下波导层，该下波导层的晶格常数与衬底的晶格常数匹配，该下波导层制作在下包覆层上，作为载流子限制层，提高电子-空穴复合效率，提高激光器的工作温度；

一1-20周期的匹配或张应变结构层，其制作在下波导层上，作为激光器的有源区，是激光器的核心部位；

一上波导层，该上波导层的晶格常数与衬底匹配，该上波导层制作在1-20周期的匹配或张应变结构层上，作为载流子限制层，将载流子限制在有源区，进而提高电子-空穴复合效率，提高激光器工作温度；

一上包覆层，该上包覆层制作在上波导层上，对有源区发出的光进行限制，使有源区发出的光沿波导轴向传播，对上包覆层进行p型掺杂，使其更好地给有源区提供空穴；

一欧姆接触层，该欧姆接触层制作在上包覆层上，其晶格常数与衬底匹配；

一上电极，该上电极制作在欧姆接触层上，为有源区提供空穴；

一下电极，该下电极制作在减薄后的衬底上，为有源区提供电子。

2.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中1-20周期的匹配或张应变结构层为1-20周期的In_0.53Ga_0.47As/InAs/In_xGa_(1-x)As(0.58＜x＜0.83)/In_0.53Ga_0.47As/InGaAsP匹配或张应变结构层，包括：

一下阱层，其为未掺杂的In_0.53Ga_0.47A阱层，晶格常数与衬底的晶格常数匹配；

一准量子点层，其为未掺杂的InAs准量子点层，其位于下阱层上；

一压应变阱层，其为未掺杂的压应变In_xGa_(1-x)As(0.58＜x＜0.83)阱层，其位于准量子点层上；

一上阱层，其为未掺杂的In_0.53Ga_0.47As阱层，其位于压应变阱层上，其晶格常数与衬底的晶格常数匹配；

一匹配或张应变势垒层，其为匹配或张应InGaAsP势垒层，其位于上阱层上，起到应变补偿和对载流子限制的作用，同时起到隔开1-20周期的匹配或张应变结构层各个周期层的作用，避免周期层之间发生耦合。

3.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中所述衬底为重掺杂InP(001)衬底，其掺杂元素为Si，掺杂浓度为(0.5-7)×10¹⁸/cm³。

4.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中下包覆层为InP下包覆层，对InP下包覆层进行n型掺杂，掺杂元素为Si，掺杂浓度为(0.1-5)×10¹⁸/cm³，其生长厚度为0-3000nm，下包覆层为有源区提供电子，并与衬底一起对有源区发出的光进行限制，使有源区发出的光沿波导轴向传播。

5.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中下波导层为InGaAsP下波导层，生长厚度为30-2000nm。

6.根据权利要求2所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中1-20周期的匹配或张应变结构层中的准量子点层的生长厚度为0.7-2.5nm；压应变阱层的生长厚度为2-8nm；下阱层和上阱层的生长厚度均为1-30nm；匹配或张应变势垒层的生长厚度为5-100nm。

7.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中上波导层为InGaAsP上波导层，生长厚度为30-2000nm。

8.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中上包覆层为p型掺杂的InP上包覆层，掺杂元素为Be，掺杂浓度为(0.1-5)×10¹⁸/cm³，生长厚度为500-4000nm，上包覆层为有源区提供空穴，并对有源区发出的光进行限制，使有源区发出的光沿波导轴向传播。

9.根据权利要求1所述的InP基长波长2-3μm准量子点激光器结构，其中欧姆接触层为p型重掺的匹配InGaAsP、InGaAs或InP欧姆接触层，其掺杂元素为Be，掺杂浓度为(0.005-5)×10²⁰/cm³，生长厚度为30-800nm。