[发明专利]一种可控横向光场的多结型半导体激光器及其制造方法在审
申请号: | 202011600172.4 | 申请日: | 2020-12-30 |
公开(公告)号: | CN112531461A | 公开(公告)日: | 2021-03-19 |
发明(设计)人: | 蒋锴;李春勇;舒凯;仇伯仓;柯毛龙;徐化勇;冯欧 | 申请(专利权)人: | 江西铭德半导体科技有限公司 |
主分类号: | H01S5/32 | 分类号: | H01S5/32;H01S5/323;H01S5/343 |
代理公司: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 彭琰 |
地址: | 330000 江西省南昌市南*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 可控 横向 多结型 半导体激光器 及其 制造 方法 | ||
1.一种可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,所述可控横向光场的多结型半导体激光器包括:
衬底;
多个含有PN限制层、波导层、量子阱区、电流限制层的结型结构,且多个所述结型结构之间均通过一隧道结进行连接;
其中,所述隧道结为高掺反偏的PN结,所述隧道结包括P型隧穿层和N型隧穿层。
2.根据权利要求1所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,所述隧道结为PN隧道结A,所述结型结构为结型结构A,所述结型结构A包括:
砷化镓衬底A;
P型砷化镓下电流限制层A,所述P型砷化镓下电流限制层A的中间设有电流通道A,并且所述P型砷化镓下电流限制层A上通过二次外延形成表面平整的N型砷化镓缓冲层A,所述P型砷化镓下电流限制层A与N型砷化镓缓冲层A相互接触;
其中,所述N型砷化镓缓冲层A上层叠设有一级结型结构A、二级结型结构A与三级结型结构A,每级所述结型结构均包括依次层叠设置的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层和P型限制层;二级结型结构A的所述P型限制层与一级结型结构A的所述N型限制层、二级结型结构A的所述N型限制层与三级结型结构A的P型限制层之间均通过PN隧道结A连接。
3.根据权利要求2所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于:
每级所述结型结构均包括依次层叠设置N型中铝组分铝镓砷限制层A、低铝组分铝镓砷下波导层A、铟镓砷磷量子阱区A、低铝组分铝镓砷上波导层A和中铝组分铝镓砷P型限制层A;
与P型金属层A相邻的三级结型结构A中,所述三级结型结构A还包括高掺杂砷化镓接触层A,所述高掺杂砷化镓接触层A与所述P型金属层A接触。
4.根据权利要求1所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,所述隧道结为PN隧道结B,所述结型结构为结型结构B,所述结型结构B包括:
砷化镓衬底B,
N型砷化镓缓冲层B,设于所述砷化镓衬底B之上,并且N型砷化镓缓冲层B的表面保持平整;
其中,所述N型砷化镓缓冲层B上层叠设有一级结型结构B、二级结型结构B与三级结型结构B,每级所述结型结构均包括依次层叠设置的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层、P型限制层;二级结型结构B的所述P型限制层与一级结型结构B的所述N型限制层、二级结型结构B的所述N型限制层与三级结型结构B的P型限制层之间均通过PN隧道结B连接。
5.根据权利要求4所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,靠近所述砷化镓衬底B的一、二级结型结构B均包括:
层叠设置的N型中铝组分铝镓砷限制层B、低铝组分铝镓砷下波导层B、铟镓砷磷量子阱区B、低铝组分铝镓砷上波导层B、中铝组分铝镓砷P型限制层B与高铝组分铝镓砷上电流限制层B;
其中,一级结型结构B与二级结型结构B之间、二级结型结构B与三级结型结构B之间均设有高铝组分铝镓砷上电流限制层B,所述高铝组分铝镓砷上电流限制层B设于所述中铝组分铝镓砷P型限制层B和与之相邻的所述PN隧道结B之间,并且所述高铝组分铝镓砷上电流限制层B的中间设有电流通道B。
6.根据权利要求4所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,靠近所述P型金属层B的三级结型结构B包括:
N型中铝组分铝镓砷限制层B、低铝组分铝镓砷下波导层B、铟镓砷磷量子阱区B、低铝组分铝镓砷上波导层B、中铝组分铝镓砷P型限制层B与高掺杂砷化镓接触层B;
其中,所述高掺杂砷化镓接触层B与所述P型金属层B接触。
7.一种可控横向光场的多结型半导体激光器的制造方法,用于制备权利要求1所述的可控横向光场的多结型半导体激光器,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S101、在衬底上形成一层平整的N型缓冲层及一级结型结构A,一级结型结构A包括依次生长的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层和P型限制层,一级结型结构A为一级完整发光区;
S102、在一级结型结构A上形成一个高掺反偏的PN隧道结A;
S103、在高掺反偏的PN隧道结A上再次形成二级结型结构A,该二级结型结构A包括依次生长的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层和P型限制层,上述二级结型结构A为该半导体激光器的二级完整发光区;
或者,S201、在衬底上形成一层平整的N型缓冲层及一级结型结构B,一级结型结构B包括依次生长的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层和P型限制层,一级结型结构B为一级完整发光区;
S202、在一级结型结构B上形成一个高掺反偏的PN隧道结B;
S203、在高掺反偏的PN隧道结B上再次形成二级结型结构B,二级结型结构B包括依次生长的N型限制层、下波导层、量子阱区、上波导层和P型限制层,二级结型结构B为二级完整发光区。
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