[发明专利]采用P型衬底的半导体激光器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种采用P型衬底的半导体激光器，包括：P型衬底；在P型衬底上依次外延生长有P型缓冲层、P型传输层、P型限制层；在P型限制层上形成有P型波导层；在P型波导层上形成有有源层；在有源层上形成有N型波导层，N型波导层的厚度大于P型波导层的厚度；在N型波导层上形成叠层结构，叠层结构包括依次形成的N型限制层、N型缓冲层、N型欧姆接触层；其中，从叠层结构表面对叠层结构进行刻蚀以形成脊型波导，使脊型波导相对于P型波导层更靠近N型波导层。本发明提供的激光器，通过设计脊型波导相对于P型波导层更靠近N型波导层，使得脊型波导距离光场更近，从而对光场有更好的反馈。

技术领域

本发明的至少一种实施例涉及一种半导体激光器，特别涉及一种采用P型衬底的半导体激光器及其制备方法。

背景技术

随着半导体激光器应用于更多的领域，对半导体激光器的器件性能有了更高的要求，希望得到线宽更窄、输出功率更高的半导体激光器。而制约半导体激光器实现高功率输出的一个因素在于高功率下半导体激光器发光波长随着温度发生改变，这就使得解决激光器的散热问题尤为重要。另一个因素在于人们对窄线宽的要求，使得人们在半导体激光器中引入分布式布拉格反射镜结构(DBR)，DBR在半导体激光器中的耦合效率也是相关领域一直在研究的问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述或者其他方面的至少一种技术问题，本发明提出了一种采用P型衬底的半导体激光器。

根据本发明的一个方面，提供了一种采用P型衬底的半导体激光器，其包括：P型衬底；在P型衬底上依次外延生长有P型缓冲层、P型传输层、P型限制层；在P型限制层上形成有P型波导层；在P型波导层上形成有有源层；在有源层上形成有N型波导层，N型波导层的厚度大于P型波导层的厚度；在N型波导层上形成叠层结构，叠层结构包括依次形成的N型限制层、N型缓冲层、N型欧姆接触层；其中，从叠层结构表面对叠层结构进行刻蚀以形成脊型波导，使脊型波导相对于P型波导层更靠近N型波导层。

在一些实施例中，脊型波导上制作有分布式布拉格反射镜结构。

在一些实施例中，脊型波导的脊宽为1～200μm，脊型波导的脊高为100nm～10μm。

在一些实施例中，分布式布拉格反射镜结构的周期为10nm～10μm。

在一些实施例中，P型波导层的厚度为100～500nm；N型波导层的厚度为100～1000nm。

在一些实施例中，有源层的材料包括InGaAs/InP、InGaAs/GaAs、InGaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAsP或InGaAs/InGaAsP；有源层的厚度为10-200nm；有源层的量子阱的个数为1～5。

在一些实施例中，P型衬底的掺杂浓度为1×10¹⁸～3×10¹⁹cm^-3。

在一些实施例中，P型缓冲层的掺杂浓度为1×10¹⁸～3×10¹⁹cm^-3，厚度为100～800nm；P型传输层的掺杂浓度为1×10¹⁸～3×10¹⁹cm^-3，厚度为100～800nm；P型限制层的掺杂浓度为5×10¹⁷～3×10¹⁹cm^-3，厚度为100～2000nm；P型波导层的掺杂浓度为0～3×10¹⁹cm^-3。