[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

权利要求书

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。