[实用新型]半导体红光激光器

说明书

本实用新型公开了一种半导体红光激光器，所述半导体红光激光器的电子阻挡层由受张应力的GaInP材料和受压应力的AlInP材料形成的GaInP/AlInP应变超晶格制成。本实用新型采用了GaInP/AlInP应变超晶格制作形成电子阻挡层，其中GaInP受张应力，AlInP受压应力，而受张应力的GaInP和受压应力AlInP两者的导带位置都高于晶格匹配的AlInP材料，使得两者的组合GaInP/AlInP应变超晶格的微带的有效导带位置高于晶格匹配的AlInP材料，从而有效的实现对电子的限制，抑制了半导体红光激光器中的电子泄漏，从而降低器件阈值电流，提高器件输出功率。

技术领域

本实用新型属于半导体以及光电技术领域，具体地讲，涉及一种半导体红光激光器。

背景技术

半导体红光激光器工作波长范围为620nm至680nm，其在激光显示、激光打标、光泵浦等领域具有广泛的应用。

典型的半导体红光激光器结构如图1所示，其通常采用n型GaAs衬底，其外延结构包括n型AlInP光限制层、n型AlGaInP波导层、GaInP量子肼有源区、p型AlGaInP波导层、p型AlInP光限制层以及p型GaAs接触层。在该半导体红光激光器结构中，除了较薄的量子肼，其他各层均与GaAs衬底保持晶格匹配，也就是应力为零的状态。

此外，在上述的半导体红光激光器结构中，注入至有源区的电子被p型 AlGaInP波导层和p型AlInP光限制层的导带差限制，而注入至有源区的空穴被 n型AlGaInP波导层和n型AlInP光限制层的价带差限制。并且，AlInP材料已经提供了在晶格匹配的条件下该材料体系最大的导带差和价带差。

上述的半导体红光激光器的波长可用GaInP量子肼的有源区组分来调节。该结构在器件波长大于650nm时可以获得较好的性能。但是当工作波长变短，尤其是小于630nm时，由于量子肼导带能量的提高，p型AlGaInP波导层和p 型AlInP光限制层的导带不足以提供较好的电子限制作用，导致从n型区域注入到GaInP量子肼的电子大量逃离，并到达p型的AlInP光限制层，从而导致发光效率的下降和大量焦耳热的产生。因此，半导体红光激光器波长越短，电子泄漏越严重，同时阈值电流越高、输出功率越小，并且效率也越低。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的技术问题，本实用新型提供了一种能够有效减小电子泄漏的半导体红光激光器。

根据本实用新型的实施例的一方面提供了一种半导体红光激光器，其中，所述半导体红光激光器的电子阻挡层由受张应力的GaInP材料和受压应力的AlInP材料形成的GaInP/AlInP应变超晶格制成。

在上述一方面提供的半导体红光激光器的一个示例中，所述半导体红光激光器还包括衬底、N型光限制层、N型波导层、量子肼、P型波导层、P型光限制层、P型接触层、P型电极以及N型电极；其中，所述N型光限制层、所述N 型波导层、所述量子肼、所述P型波导层、所述电子阻挡层、所述P型光限制层、所述P型接触层依序层叠设置在所述衬底的第一表面上，所述P型电极设置在所述P型接触层上，所述N型电极设置在所述衬底的与所述第一表面背对的第二表面上。

在上述一方面提供的半导体红光激光器的一个示例中，所述衬底为N型 GaAs衬底；和/或，所述N型光限制层为N型AlInP材料；和/或，所述N型波导层为N型AlGaInP材料；和/或，所述量子肼为GaInP材料；和/或，所述P 型波导层为P型AlGaInP材料；和/或，所述P型光限制层为P型AlInP或P型 AlGaAs材料；和/或，所述P型接触层为P型GaAs材料。

在上述一方面提供的半导体红光激光器的一个示例中，所述电子阻挡层的导带高于所述P型波导层和所述P型光限制层的导带。

在上述另一方面提供的半导体红光激光器的一个示例中，采用金属有机物化学气相沉积或分子束外延工艺制作形成所述N型光限制层、所述N型波导层、所述量子肼、所述P型波导层、所述电子阻挡层、所述P型光限制层以及所述P 型接触层。