[发明专利]一种激光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种激光二极管，其特征在于：该激光二极管含有氮化硼-八磷化二钾异质结，其结构包括硅衬底(2)，在硅衬底(2)的上表面设置有下包覆层(3)，下包覆层(3)的上表面沉积有有源层(4)，有源层(4)上表面沉积有上包覆层(5)，在上包覆层(5)的上表面蒸镀金属层作为上电极(6)，在硅衬底(2)的下表面蒸镀有金属层作为下电极(1)；

其中所述的有源层(4)为八磷化二钾薄层，是量子阱区，其厚度为30～50nm；

所述的上包覆层(5)和下包覆层(3)均为氮化硼薄层，其中上包覆层(5)掺杂Si形成n型氮化硼，其中Si与氮化硼的原子个数比为10～20:100；下包覆层(3)掺杂Be形成P型氮化硼，其中Be与氮化硼的原子个数比为30～40:100；且上包覆层(5)和下包覆层(3)的厚度均为30～50nm；

所述的上包覆层(5)、有源层(4)和下包覆层(3)构成I型双异质结。

2.如权利要求1所述的一种激光二极管，其特征在于：所述的激光二极管的左右两端上部形成有光非吸收窗口(7)，且其深度大于电极上包覆层(5)以及有源层(4)的厚度之和。

3.如权利要求1所述的一种激光二极管，其特征在于：所述的在上包覆层(5)的上表面蒸镀金属层作为上电极(6)，在硅衬底(2)的下表面蒸镀有金属层作为下电极(1)，金属层为均匀且纯度大于95wt％的铝层，且上电极(6)的面积大小为有源层(4)面积的10％～15％。

4.一种如权利要求1所述的激光二极管的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)在干净的硅衬底(2)上表面沉积下包覆层(3)；

2)在下包覆层(3)上表面沉积有源层(4)；

3)在有源层(4)上表面沉积上包覆层(5)；

4)在上包覆层(5)上表面蒸镀一层金属层，作为上电极(6)；在硅衬底(2)的下表面蒸镀一层金属层，作为下电极(1)；

其中步骤2)所述的在下包覆层(3)上表面沉积有源层(4)的步骤如下：八磷化二钾由质量比为1:3.2～1:4的钾和红磷在850～1000℃下制备得到，通过机械剥离得到所需厚度的八磷化二钾薄层，并通过化学气相沉积在氮化硼薄层上沉积八磷化二钾薄层，即有源层(4)，两种材料相结合形成氮化硼和八磷化二钾异质结。

5.如权利要求书4所述的一种激光二极管的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的干净的硅衬底(2)，是指将硅片依次用丙醇、无水乙醇、去离子水超声波清洗后并经氮气吹干，去除硅片表面的水汽后得到所述的干净的硅衬底(2)。

6.如权利要求书4所述的一种激光二极管的制备方法，其特征在于：所述的下包覆层(3)和上包覆层(5)均为氮化硼薄膜，通过采用化学气相淀积工艺制备，具体如下：以质量比为1:1.7～1:2的B粉和氨气为先驱体，并辅以MgO和FeO粉末，在900～1200℃的条件下反应1～1.5h，之后添加指定量的Si粉得到n型氮化硼，即下包覆层(3)，或者添加指定量的B粉得到P型氮化硼，即上包覆层(5)，其中MgO和FeO粉末的总质量为B粉质量的20％～30％。