[发明专利]一种氮化物半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化物半导体激光器，属于半导体技术中激光器结构设计领域。

背景技术

氮化物半导体激光器具有制作简单，体积小，重量轻，寿命长，效率高等优点，目前在光通信、光泵浦、光存储和激光显示等领域得到了广泛应用。

目前大多数的氮化物半导体激光器均为F-P腔半导体激光器，其基本结构为GaN衬底，n-GaN层，n-AlGaN/GaN超晶格限制层，下InGaN波导层，InGaN/GaN多量子阱有源区，上InGaN波导层，p-AlGaN电子阻挡层，p-AlGaN/GaN超晶格限制层，p-GaN接触层，如图1所示。在氮化物半导体激光器器件制造过程中，需要将激光器外延片解理成单个bar条，解理出的腔面构成F-P腔激光器的两个反射镜，因此，腔面的平整度对激光器的性能至关重要，解理出的腔面必须是原子级光洁。

在上述结构的氮化物半导体激光器中，存在一个应力集中区，即上InGaN波导与p-AlGaN电子阻挡层的界面，此处应变较大，在激光器解理时，容易出现凹凸不平的台阶，从而使激光器的腔面不平整，粗糙度变大，腔面吸收增强，影响激光器的工作和寿命。

发明内容

本发明目的是提供一种氮化物半导体激光器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氮化物半导体激光器，从下至上依次包括GaN衬底，n-GaN层，n-AlGaN/GaN超晶格限制层，下In_xGa_1-xN渐变波导层，InGaN/GaN多量子阱有源区，上In_yGa_1-yN渐变波导层，p-AlGaN电子阻挡层，p-AlGaN/GaN超晶格限制层，p-GaN接触层；

所述下In_xGa_1-xN渐变波导层中，从下至上In组分含量逐渐增加；

所述上In_yGa_1-yN渐变波导层中，从下至上In组分含量逐渐减少。

优选的技术方案，从下至上，所述下In_xGa_1-xN渐变波导层为一层In组分含量渐增的InGaN波导层；或者，所述下In_xGa_1-xN渐变波导层包括至少3层InGaN波导层，且从下至上各层的In组分含量逐渐增加。

优选的技术方案，从下至上，所述上In_yGa_1-yN渐变波导层为一层In组分含量渐减的InGaN波导层；或者，所述上In_yGa_1-yN渐变波导层包括至少3层InGaN波导层，且从下至上各层的In组分含量逐渐减少。

上文中，所述下In_xGa_1-xN渐变波导层的x的范围是0<x<1，包括n型掺杂或不掺杂，其组分渐变包括从0线性、抛物线、或双曲线渐变到1，也可以包括分成三层或三层以上，组分x依次增加，从0增加到1。

所述上In_yGa_1-yN渐变波导层的y的范围是0<y<1，包括p型掺杂或不掺杂，其组分渐变包括从1线性、抛物线、或双曲线渐变到0，也包括分成三层或三层以上，组分y依次减少，从1减少到0。

所述上下波导层可以是相互独立的，其组分渐变的方式可以相同或不同。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明开发了一种新的氮化物半导体激光器，其中的上下InGaN波导层的组分渐变，相对于现有的固定In组分的InGaN波导层的激光器结构，本发明的氮化物半导体激光器可以有效地减少上InGaN波导层与p-AlGaN电子阻挡层之间的应力，从而避免解理时出现凹凸不平的台阶；同时本发明的氮化物激光器可以增强激光器的光学限制因子，从而有效地提升激光器的性能，取得了显着的效果。

2．本发明的氮化物半导体激光器结构简单，易于制备，具有积极的现实意义。

附图说明

图1为背景技术中氮化物半导体激光器的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例一中氮化物半导体芯片的结构示意图；

图4为不加偏压时现有氮化物激光器和本发明激光器的能带对比图。