[发明专利]双波长锑化物应变量子阱半导体激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，该激光器由下至上依次包括n型电极(1)、n型衬底(2)、缓冲层(3)、第一n型下限制层(4)、第一下波导层(5)、第一有源区(6)、第一上波导层(7)、第一p型上限制层(8)、隧穿pn结(9)、第二n型下限制层(10)、第二下波导层(11)、第二有源区(12)、第二上波导层(13)、第二p型上限制层(14)、盖层(15)、SiO₂掩膜(16)和p型电极(17)，且该激光器为边发射的脊型激光器，其中，第一有源区(6)与第二有源区(12)的量子阱波导层与势垒层均采用非掺杂的低Al组分的Al_0.4Ga_0.6As_0.03Sb_0.97材料，限制层均采用高Al组分的Al_0.75Ga_0.25As_0.05Sb_0.95材料，p型限制层采用掺杂元素为Be，n型限制层采用的掺杂元素为Te。

2.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述n型电极(1)形成于减薄后的n型衬底(2)的背面，电极材料为磁控溅射的Au/Ge/Ni。

3.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述n型衬底(2)采用(001)N型GaSb衬底。

4.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述缓冲层(3)形成于n型衬底(2)之上，为n型GaSb材料。

5.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第一n型下限制层(4)生长在缓冲层(3)上，采用高Al组分的AlGaAsSb材料，掺杂元素为Te，用于第一有源区(6)的限制层。

6.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第一下波导层(5)生长在第一n型下限制层(4)上，采用非掺杂低铝组分的AlGaAsSb材料。

7.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第一有源区(6)生长在第一下波导层(5)上，有源区材料是非掺杂InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱，量子阱中材料为InGaSb，量子阱阱宽为10nm，发光波长2.0μm。

8.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第一上波导层(7)生长在第一有源区(6)上，采用非掺杂低铝组分的AlGaAsSb材料。

9.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第一p型上限制层(8)生长在第一上波导层(7)上，采用高Al组分的AlGaAsSb材料。

10.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述隧穿pn结(9)生长在第一上波导层(8)上，其中p区掺杂元素为Be，掺杂浓度10¹⁹cm^-3，宽度为40nm；n区掺杂元素为Te，掺杂浓度3×10¹⁸cm^-3，宽度为50nm，实现载流子的帯间隧穿。

11.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第二n型下限制层(10)生长在隧穿pn结(9)上，采用高Al组分的AlGaAsSb材料，掺杂元素为Te，用于第二有源区(12)的限制层。

12.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第二下波导层(11)生长在第二下限制层(10)上，采用非掺杂低铝组分的AlGaAsSb材料。

13.根据权利要求1所述的双波长锑化物应变量子阱半导体激光器，其特征在于，所述第二有源区(12)生长在第二下波导层(11)上，有源区材料是非掺杂InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱，量子阱中材料为InGaSb，量子阱阱宽为10nm，发光波长1.83μm。