[发明专利]GaN边缘发射激光器中增强的平面性

权利要求书

1.一种GaN边缘发射激光器，它包含半极性GaN衬底、有源区、N侧波导层、P侧波导层、N型包覆层和P型包覆层，其中：

所述GaN衬底限定了晶体生长面和滑移面；

所述N侧波导层包含GaInN/GaN或GaInN/GaInN超晶格（SL）波导层；

所述P侧波导层包含GaInN/GaN或GaInN/GaInN超晶格（SL）波导层；

所述N侧和P侧SL波导层的超晶格层限定了针对波导平面性进行优化的相应层厚度，所述层厚度在约1nm与约5nm之间；

所述有源区介于N侧SL波导层与P侧SL波导层之间，并基本上平行于这两个层延伸；

所述N型包覆层介于N侧波导层与GaN衬底之间；

所述P型包覆层在P侧波导层上形成；以及

所述N侧SL波导层的应变-厚度积超过其应变弛豫临界值，且所述N型包覆层的应变-厚度积超过其应变弛豫临界值，使得所得应变弛豫在沿着GaN衬底的滑移面的单向上。

2.一种制造GaN边缘发射激光器的方法，所述激光器包含半极性GaN衬底、有源区、N侧波导层、P侧波导层、N型包覆层和P型包覆层，其中：

所述GaN衬底限定了晶体生长面和滑移面；

所述N侧波导层包含GaN基超晶格波导层或本体波导层；

所述P侧波导层包含GaN基超晶格波导层或本体波导层；

所述有源区介于N侧SL波导层与P侧SL波导层之间，并基本上平行于这两个层延伸；

所述N型包覆层介于N侧波导层与GaN衬底之间；

所述P型包覆层在P侧波导层上形成；

所述N侧SL波导层的应变-厚度积超过其应变弛豫临界值，且所述N型包覆层的应变-厚度积超过其应变弛豫临界值，使得所得应变弛豫在沿着GaN衬底的滑移面的单向上；以及

所述N侧和P侧GaN基波导层以超过0.09nm/s的生长速率生长，以优化波导平面性。

3.如权利要求2所述的制造GaN边缘发射激光器的方法，其特征在于，所述N侧和P侧GaN基波导层的生长速率是约0.095nm/s。

4.如权利要求2所述的制造GaN边缘发射激光器的方法，其特征在于，所述N侧和P侧GaN基波导层的生长速率在约0.09nm/s与约0.10nm/s之间。

5.如权利要求2所述的制造GaN边缘发射激光器的方法，其特征在于:

所述N侧波导层包含GaInN/GaN或GaInN/GaInN超晶格（SL）波导层；

所述P侧波导层包含GaInN/GaN或GaInN/GaInN超晶格（SL）波导层；以及

使N侧和P侧SL波导层的超晶格层生长，以限定针对波导平面性进行优化的相应层厚度，所述层厚度在约1nm与约5nm之间。

6.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，中间夹有有源区的N侧和P侧波导层包含GaInN/GaN SL波导层。

7.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，中间夹有有源区的N侧和P侧波导层包含GaInN/GaInN SL波导层。

8.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，所述N侧SL波导层的应变-厚度积超过其应变弛豫临界值约10%。

9.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于：

所述P侧SL波导层与N侧SL波导层的相应组成基本上相同；以及

所述N侧SL波导层至少与P侧SL波导层一样厚。

10.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，所述有源区的应变-厚度积小于其应变弛豫临界值。

11.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，所述有源区包含势垒层和单一量子阱层或多周期量子阱层。

12.如权利要求11所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于：

所述量子阱层的厚度在约1nm与约5nm之间；以及

所述势垒层的厚度在约5nm与约30nm之间。

13.如权利要求1所述的GaN边缘发射激光器，其特征在于，所述有源区包含单一GaInN量子阱或多周期GaInN量子阱。