[发明专利]一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器

说明书

本公开提供了一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器，其中，氮化镓基激光器制备方法包括：在衬底的上表面制作n型限制层；在第一预设生长环境中在n型限制层的上表面制作下波导层；在下波导层的上表面制作量子阱有源区；在第二预设生长环境中在量子阱有源区的上表面制作上波导层；在上波导层的上表面依次制作p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层和p型欧姆电极；在衬底的下表面制作n型欧姆接触电极，完成激光器的制备。本公开提供的氮化镓基激光器制备方法通过使上波导层和下波导层的生长环境不同，达到增强氮化镓基激光器的光场限制，提高载流子迁移率，降低电阻率，降低杂质浓度的目的。

技术领域

本公开涉及氮化镓半导体器件制造与外延生长领域，尤其涉及一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器。

背景技术

对于长波长(＞500nm)GaN基激光器来说，随着波长的增大，AlGaN限制层与GaN波导层之间折射率差降低，导致光场限制减弱，衬底漏模增大等问题。采用InGaN波导层能够增大波导层的折射率，从而增大折射率差。但是，由于激光器外延结构中的上下波导层所面临问题不同，对InGaN波导层的性能要求侧重点也不同，采用完全相同的条件进行外延并不能获得最佳的激光器性能。

公开内容

鉴于上述问题，本公开提供了一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器。

根据本公开的第一个方面，提供了一种氮化镓基激光器制备方法，该方法包括：

在衬底的上表面制作n型限制层；

在第一预设生长环境中在上述n型限制层的上表面制作下波导层；

在上述下波导层的上表面制作量子阱有源区；

在第二预设生长环境中在上述量子阱有源区的上表面制作上波导层；

在上述上波导层的上表面依次制作p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层和p型欧姆电极；

在上述衬底的下表面制作n型欧姆接触电极，完成上述激光器的制备。

可选地，上述下波导层的材料包括铟组分为2％-5％的n型铟镓氮材料，上述下波导层的厚度为0.05-0.12μm。

可选地，上述上波导层的材料包括不掺杂的铟镓氮和轻掺杂的铟镓氮中任一种，上述上波导层的厚度为0.05-0.15μm。

可选地，上述第一预设生长环境包括：生长温度为800℃～900℃，三甲基铟流量为：2.8～8.0μmol/min。

可选地，上述第二预设生长环境包括：生长温度为：700℃～830℃，铟和镓的摩尔流量比大于0.75，生长速率小于0.025nm/s。

可选地，上述衬底的材料包括氮化镓，上述衬底的厚度为0.3-4μm。

可选地，上述在上述上波导层上表面依次制作p型电子阻挡层、p型限制层、p型欧姆接触层和p型欧姆电极，具体包括：

在上述上波导层上表面依次制作p型电子阻挡层、p型限制层和p型欧姆接触层；

将上述p型电子阻挡层、p型限制层和p型欧姆接触层刻蚀为预设形状；

在上述p型欧姆接触层上表面制作p型欧姆电极。

可选地，上述n型限制层的材料包括铝组分为7％-15％的n型铝镓氮材料，上述n型限制层的厚度为0.6-2.5μm；

上述p型限制层的材料包括铝组分为7％-15％的p型铝镓氮材料，上述p型限制层的厚度为0.45-0.65μm。

可选地，上述p型电子阻挡层的材料包括铝组分为5％-30％的重掺杂的铝镓氮材料，上述p型电子阻挡层的厚度为0.01-0.025μm。