[发明专利]基于第III族氮化物的绿光激光二极管及其波导结构

权利要求书

1.一种基于第III族氮化物的激光二极管，它包含由n-掺杂的(Al,In)GaN形成的n-侧包覆层、由n-掺杂的(Al)InGaN形成的n-侧波导层、有源区、由p-掺杂的(Al)InGaN形成的p-侧波导层、以及由p-掺杂的(Al,In)GaN形成的p-侧包覆层，其中：

所述有源区介于n-侧包覆层与p-侧包覆层之间，并基本上平行于所述n-侧包覆层和p-侧包覆层延伸；

所述有源区包含一个或多个InGaN量子阱，所述InGaN量子阱产生电泵送受激发射的光子，在510-580nm的激光波长处产生光增益；

所述n-侧波导层介于有源区与n-侧包覆层之间；

所述n-侧波导层的n-侧波导层厚度为1-300nm；

所述p-侧波导层介于有源区与p-侧包覆层之间；

所述p-侧波导层的p-侧波导层受体浓度小于3×10¹⁷cm^-3，并且所述p-侧波导层的厚度小于100nm；

所述p-侧波导层的厚度小于n-侧波导层的厚度；

所述p-侧包覆层包含第一厚度部分和第二厚度部分，所述第一厚度部分介于第二厚度部分与p-侧波导层之间；

所述p-侧包覆层的第一厚度部分的第一部分厚度为20-200nm，并且第一部分受体浓度小于3×10¹⁷cm^-3；以及

所述p-侧包覆层的第二厚度部分的第二部分受体浓度大于3×10¹⁷cm^-3。

2.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述p-侧波导层的厚度为1-50nm。

3.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述n-侧波导层的厚度为125-300nm。

4.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述p-侧波导层的厚度以及n-侧波导层的厚度将总波导厚度限定为150-200nm。

5.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述p-侧波导层的厚度为1-50nm，并且p-侧波导层的厚度与n-侧波导层的厚度将总波导厚度限定为150-200nm。

6.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于：

所述p-侧波导层和/或n-侧波导层是分别具有梯度铟浓度的组成梯度的(Al)InGaN层；

梯度铟组成分别在各波导层中限定了靠近有源区的铟富集区；

铟富集区的厚度分别是各波导层厚度的0.1-75%；

铟富集区的平均铟浓度为5-50%；

各波导层在铟富集区之外的余下部分的平均铟浓度为0-10%；

铟富集区的平均铟浓度高于各波导层余下部分的平均铟浓度；以及

使得铟富集区和各波导层余下部分的铟浓度之差至少为3%。

7.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，在具有n-型导电性的基材上形成所述基于第III族氮化物的激光二极管，使n-侧包覆层介于基材和n-侧波导层之间。

8.如权利要求7所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述基材选自下组：GaN、A1N、InN、GalnN以及AlInGaN。

9.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述各个InGaN量子阱介于两个AlInGaN量子阱障碍之间。

10.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述p-侧波导层的受体浓度为1×10¹⁶cm^-3至1×10¹⁷cm^-3。

11.如权利要求1所述的基于第III族氮化物的激光二极管，其特征在于，所述p-侧波导层和n-侧波导层都是In_xGa_1-xN层，其中x为0.04-0.15。