[发明专利]一种半导体激光器

权利要求书

1.一种半导体激光器，从下至上依次包括衬底、n型包覆层、下波导层，有源层、上波导层、电子阻挡层、p型包覆层和p型半导体，其特征在于，所述半导体激光器具有限制因子增强结构；所述限制因子增强结构由如下结构组成：上波导层从上到下至少具有2层In组分梯度层In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN，下波导层从上到下至少具有2层In组分梯度层In_zGa_1-zN/In_aGa_1-aN，有源层为In_bGa_1-bN/In_cAl_dGa_1-c-dN的量子阱结构，其中阱层为In_bGa_1-bN，垒层为In_cAl_dGa_1-c-dN，所述上波导层、下波导层和有源层的In组分形成In组分梯度：a＜x＜y≤z＜b。

2.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述上波导层的In组分梯度层In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN的In离子强度梯度100＞y/x＞2；所述下波导层的In组分梯度层In_zGa_1-zN/In_aGa_1-aN的In离子强度梯度100＞z/x＞2，1＞a/z≥0。

3.如权利要求2所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述上波导层的In组分梯度层In_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN的In离子强度分别为1.0E20～2.0E20(a.u.)和2E20～4E20(a.u.)；所述下波导层的In组分梯度层In_zGa_1-zN/In_aGa_1-aN的In离子强度分别为2E20～4E20(a.u.)和0～1E16(a.u.)。

4.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述上波导层、下波导层和有源层的In组分形成In组分梯度：a＜x＜y≤z＜b，形成限制因子增强结构，改善有源区的载流子分布反转，使有源区的受激辐射在上波层和下波导层多次反馈形成震荡，激光器的阈值电流下降15％；In组分梯度还提升有源层的激子结合能和振子强度，提升有源层载流子的限制效应，降低上波导层和下波导层的折射率色散，提升激光元件的限制因子约20％，提升模式增益28.5％。

5.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还具有激光内损耗减少结构，所述激光内损耗减少结构由以下结构组成：电子阻挡层和p型包覆层具有H、O、C浓度梯度且电子阻挡层和p型包覆层由SIMS二次离子质谱测试的H、O、C浓度大于有源层、上波层层、下波导层的H、O、C浓度。

6.如权利要求5所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述上波导层、有源层和下波导层具有相同H、O、C浓度梯度，该三层由SIMS二次离子质谱测试的H浓度＞O浓度＞C浓度。

7.如权利要求1或6所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述电子阻挡层和p型包覆层的H、O、C浓度梯度与有源层、上波导层、下波导层不同,由SIMS二次离子质谱测试的H浓度＞C浓度＞O浓度，且电子阻挡层和p型包覆层由SIMS二次离子质谱测试的H、O、C浓度大于有源层、上波导层、下波导层的H、O、C浓度。