[发明专利]外延晶片以及半导体激光器

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种外延晶片以及半导体激光器。该外延晶片包括：衬底；功能层，功能层位于衬底上；其中，功能层中的至少部分层体掺杂有Mg；发光层，发光层位于功能层中，功能层用于驱动发光层发光。通过上述方式，本发明能够提高应用本发明外延晶片的激光器的特征温度，进而提高其电光转换效率。

本申请为对申请号为201910009078.2、申请日为2019年01月04日、发明名称为“外延晶片以及半导体激光器”进行的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种外延晶片以及半导体激光器。

背景技术

AlGaInP四元化合物材料广泛应用于高亮度红光发光二极管及半导体激光器，已经成为红光发光器件的主流材料。但是相比于早期使用的AlGaAs材料，AlGaInP材料体系本身也有其缺点：AlGaInP/GaInP异质结的导带带阶很小，最大值约270meV，小于AlGaAs材料的350meV，因此电子势垒相对较低，容易形成泄露电流，使得激光器阈值电流加大，尤其是在高温及大电流工作中更为明显。并且AlGaInP材料由于合金散射，其热阻远高于AlGaAs材料，因此工作中产热较多，容易导致结温及腔面温度过高。同时，AlGaInP材料载流子的有效质量及态密度高于AlGaAs材料，激射时需要更高的透明电流密度。上述原因使得应用AlGaInP材料体系的激光器的特征温度较低，连续工作时电光转换效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明主要解决的技术问题是提供一种外延晶片以及半导体激光器，能够提高应用本发明外延晶片的激光器的特征温度，进而提高其电光转换效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种外延晶片，该外延晶片包括：衬底；功能层，功能层位于衬底上；其中，功能层中的至少部分层体掺杂有Mg；发光层，发光层位于功能层中，功能层用于驱动发光层发光，功能层包括第一功能层和第二功能层，第一功能层、发光层以及第二功能层沿靠近衬底的方向依次层叠于衬底上，第一功能层包括第一波导层和第一限制层，第一波导层位于发光层远离第二功能层的一侧，第一限制层位于第一波导层远离发光层的一侧，并且第一波导层和第一限制层掺杂有Mg，第一限制层包括第一子限制层和第二子限制层，第一子限制层位于第一波导层远离发光层的一侧，第二子限制层位于第一子限制层远离第一波导层的一侧；其中，第一子限制层掺杂有Mg，第二子限制层掺杂有Zn。

在本发明的一实施例中，第一波导层中的Mg浓度小于第一限制层中的Mg浓度。

在本发明的一实施例中，第一限制层还包括阻隔层，阻隔层位于第一子限制层和第二子限制层之间。

在本发明的一实施例中，阻隔层包括第一阻隔层和第二阻隔层，第一阻隔层掺杂有Mg，第二阻隔层掺杂有Zn，阻隔层为至少一层第一阻隔层和至少一层第二阻隔层交替层叠并且成对的超晶格结构。

在本发明的一实施例中，第一功能层还包括接触层，接触层位于第二子限制层远离第一子限制层的一侧，接触层和第二子限制层之间设置有过渡层，阻隔层和过渡层用于增大接触层与发光层之间的距离；其中，接触层掺杂有Zn。

在本发明的一实施例中，阻隔层由无掺杂的AlGaInP材料构成。

在本发明的一实施例中，第一功能层为N型半导体层，第二功能层为P型半导体层；或第一功能层为P型半导体层，第二功能层为N型半导体层。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种半导体激光器，该半导体激光器包括如上述实施例所阐述的外延晶片。