一種制備新型GaN基激光器的方法以及一種GaN基激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備新型GaN基激光器的方法，采用金屬有機化合物氣相外延技術解決GaN基激光器制備中的一系列關鍵技術與科學問題，技術方案為：一種制備新型GaN基激光器的方法，采用金屬有機化合物氣相外延技術，以及三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁作為III族源；氨氣作為V族源、硅烷作為n型摻雜源；二茂鎂作為p型摻雜源制得新型GaN基激光器。本發(fā)明創(chuàng)造性采用多周期In組分線性漸變InxGa1-xN/GaN超晶格結構作為激光器波導層取代傳統(tǒng)GaN單層做為GaN基藍光激光器的波導層。有效的提高光場在激光發(fā)射區(qū)的限制因子，提高量子阱有源區(qū)的增益。
【專利說明】一種制備新型GaN基激光器的方法以及一種GaN基激光器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體光電子【技術領域】，特別涉及一種制備新型GaN基激光器的方法以及一種GaN基激光器。

【背景技術】
[0002]自半導體激光二極管發(fā)明半個世紀以來，以砷化鎵、磷化銦系半導體為基礎的紅外和紅光波段的半導體激光器得到了飛速發(fā)展，其應用范圍覆蓋了整個光電子學領域，已滲透到科技領域各個方面。波長比紅光更短的綠光或藍光半導體激光器在激光顯示、水下通信、激光打印、高密度信息讀寫、深水探測等方面有更廣泛的應用。由于氮化鎵材料系具有較寬的能帶，通過調節(jié)合金組份氮化鎵激光器的波長可以覆蓋從紅外到可見光直至紫外的很寬的范圍，是目前實現藍、綠光半導體激光最佳選擇，可是研制基于氮化鎵材料系的藍光和綠光激光器有很大的難度，國際上氮化鎵基藍光激光器雖已有產品，但價格昂貴；而綠光激光器尚處于研究攻關階段，因此有必要通過立項研制和發(fā)展氮化鎵基藍光激光器。
[0003]氮化鎵基藍光激光器是指能發(fā)射藍色波段(中心波長為440nm)激光的半導體激光器。以紅、藍和綠三基色的激光為光源的激光顯示是現代高技術的突破，它能最完美地再現自然色彩，其中便攜式顯示產品，如激光微型投影、激光投影手機等具有隨時隨地的播放和顯示功能及高清晰度的圖像格式的優(yōu)點，這將會帶動整個顯示領域的一次革命，便攜式激光顯示和投影機需要以分別能發(fā)射紅、純藍和純綠激光的小型半導體激光器為光源。近年來氮化鎵藍光激光器的出現，是人們發(fā)展便攜式激光顯示和投影技術的一個重要里程碑。
[0004]作為在激光顯示和投影所需的紅、綠、藍三基色激光光源中，基于砷化鎵材料系的紅光半導體激光器已相當成熟，早已在光存儲和顯示領域中得到廣泛應用；而如何獲得純藍與純綠基色的小型激光光源是關鍵。，但研制基于氮化鎵材料系的藍光和綠光激光器有很大的難度，國際上氮化鎵基藍光激光器已有產品，但價格昂貴；而綠光激光器尚處于研究攻關階段。目前在小型激光顯示產品中，綠色激光光源，是只能通過固體激光器經倍頻后來獲得；但同樣的方案由于不能用于獲得藍光激光，藍光激光必需直接采用氮化鎵基材料系的激光二極管來實現。因此，本項目提出以試制微型激光顯示所用的藍色光源為主要應用背景，以解決解決氮化鎵基藍光激光器研制中的關鍵技術問題為主要目的開展相應的科技攻關。激光顯示目前已成為我國加快技術創(chuàng)新的新領域，前期已經得到國家的大力支持，而氮化鎵基藍激光器作為便攜式激光顯示的核心部件能夠創(chuàng)造出更多的新型顯示產品，預計的市場價值非?？捎^，國內也有一些公司看準了該市場已經在進行技術攻關和試產，但是由于氮化鎵激光器芯片制備的難度很大，需要很大的經費和技術力量的投入，核心技術一直被日本、美國、德國和韓國的大公司所掌握，至今仍無法從國外購買到氮化鎵基激光器的外延片，國內該領域的發(fā)展受到極大的限制。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種制備新型GaN基激光器的方法，采用金屬有機化合物氣相外延技術解決GaN基激光器制備中的一系列關鍵技術與科學問題，創(chuàng)造性采用新型GaN基激光器超晶格波導層結構、超晶格結構光限制層結構及量子阱有源層結構；突破氮化鎵同質襯底上激光器外延制備的關鍵技術難題。
[0006]為實現以上目的，本發(fā)明的技術方案為:
一種制備新型GaN基激光器的方法,米用金屬有機化合物氣相外延技術以及三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁的至少一種作為III族源；氨氣作為V族源、硅烷作為η型摻雜源；二茂鎂作為P型摻雜源；三甲基鎵分子式為TMGa ;三甲基銦分子式為TMIn ;三甲基鋁分子式為TMAl ;氨氣分子式為NH3，硅烷分子式為SiH4，二茂鎂分子式為(Cp2Mg);基本步驟為:I) GaN襯底在高溫下生長為2-4微米的n_GaN層；2) n-GaN層在通入III族源、NH3作為V族源和SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長為多周期非對稱結構的η型超晶格結構光限制層；3) η型超晶格結構光限制層在通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長為多周期In組分線性漸變的η型超晶格波導層；4)超晶格波導層在通入TMIn作為III族源，NH3作為V族源的條件下，生長為量子阱寬度及In組分階梯式變化的量子阱有源層；5)量子阱有源層在通入TMGa及TMAl作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，在950°C下生長為ρ-AlGaN的電子阻擋層；6)電子阻擋層在通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源的條件下，生長為多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構作為激光器的P型超晶格波導層；7) P型超晶格波導層在通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長為P型超晶格結構光限制層；8)p型超晶格結構光限制層在通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源的條件下，生長為P-GaN接觸層。
[0007]具體步驟為:
a、在氫氣氣氛下，在GaN襯底上，溫度1000°C?1500°C下，通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長時間I?2小時，生長2?4微米厚n_GaN層；
b、在氫氣氣氛下，在850°C?1050°C下，通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源’ SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長多周期非對稱結構的調制摻雜Al組分、In組分漸變的n-AUGamN/GaN/AUIr^GamnN超晶格作為GaN基激光器的η型超晶格結構光限制層，η型超晶格結構光限制層生長時間I?2小時，其中O彡X彡0.1 ;0彡y彡0.15 ;
C、在氮氣氣氛下，在820°C?850°C下，通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長多周期In組分線性漸變n-1nx2Gai_x2N/GaN超晶格結構作為激光器的n型超晶格波導層；
d、在氮氣氣氛下，在750°C?850°C下，通入TMIn作為III族源，NH3作為V族源的條件下，生長量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角阱InyGahNAnxGahWGaN量子阱結構作為GaN基藍光激光器的量子阱有源層；x、y為In組分，0<y<x<l ;量子阱有源層生長時間5?15分鐘；
e、在氫氣氣氛下，通入TMGa及TMAl作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源在950°C的條件下，生長ρ-AlGaN電子阻擋層；電子阻擋層生長時間I?5分鐘，電子阻擋層厚度10?50納米； f、在氮氣氣氛下，在820°C?850°C下，通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構作為激光器的P型超晶格波導層，波導層生長時間15?30分鐘，其中In組分小于有源區(qū)中In的組分；
g、在氫氣氣氛下，在850°C?1050°C下，通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長多周期非對稱結構的調制摻雜非對稱Al組分、In組分漸變的ρ-Α1#&1_ΗΝΑ^Ν/Α1ΗΙηχ46&1_χ4_ΗΝ超晶格作為GaN基激光器的ρ型超晶格結構光限制層，P型超晶格結構光限制層生長時間I?2小時，其中O < χ4 < 0.1 ;O ^ y4 ^ 0.15;
h、在在氫氣(H2)氣氛下，在950°C，通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長P-GaN接觸層；接觸層生長時間5?15分鐘。
[0008]所述η型超晶格結構光限制層采用多周期非對稱結構的n-AlylGai_ylN/GaN/AlylInxlGai_xl_ylN超晶格，其中O彡yl彡0.15 ;0彡xl彡0.1，超晶格周期數為100?150。
[0009]所述η型超晶格波導層采用多周期In組分線性漸變n-1nx2Gai_x2N/GaN超晶格結構，超晶格結構周期數為I?15 ;其中In組分隨電流擴展層生長周期增加而階梯式增加。
[0010]所述量子阱有源層為量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角阱InyGapyN/InxGai_xN/GaN量子阱結構，x、y為In組分，0〈y〈x〈l ;量子阱結構周期數為I?3。
[0011]所述P型超晶格波導層采用多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構，超晶格結構周期數為I?15 ;其中In組分隨電流擴展層生長周期增加而階梯式增加。
[0012]所述P型超晶格結構光限制層為多周期非對稱結構的p-Aly4Gai_y4N/GaN/Aly4Inx4Gany4N超晶格結構，其中O彡yl彡0.15 ;0彡xl彡0.1，超晶格周期數為100?150。
[0013]一種GaN基激光器，采用本發(fā)明所述的方法制得，結構自上而下一次為:GaN襯底；n-GaN ； η型超晶格結構光限制層；n_InGaN/GaN即η超晶格波導層；Ιη組分階梯變化的InGaN/InGaN/GaN量子阱有源層；p_AlGaN電子阻擋層；P_InGaN/GaN即P型超晶格波導層；P型超晶格結光限制層；P_GaN，η超晶格波導層為n-1nGaN/GaN ;量子阱有源層為In組分階梯變化的InGaN/InGaN/GaN ;電子阻擋層為p-AlGaN ；P型超晶格波導層為p-1nGaN/GaN。
[0014]η型超晶格結構光限制層為Al組分、In組分以及η摻雜漸變的n-AlInGaN/n-AlInGaN/AlGaN/n-AlInGaN/GaN/AlGaN超晶格/結構，ρ型超晶格結構光限制層為Al組分、In 組分以及 ρ 摻雜漸變的 p-AlInGaN/p-AlInGaN/AlGaN /p-AlInGaN/GaN/AlGaN 的超晶格結構。
[0015]所述n-GaN厚度為2_4um, p-AIGaN電子阻擋層厚度為10_50nm ；n型超晶格結構光限制層和P型超晶格結構光限制層的超晶格周期數為100?150 ；n型超晶格波導層和P型超晶格波導層的超晶格周期數為I?15 ;量子阱有源層的超晶格周期數為I?3。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
(I)激光器光波導結構和諧振腔結構實現和優(yōu)化；創(chuàng)造性采用多周期In組分線性漸變InxGal-xN/GaN超晶格結構作為激光器波導層取代傳統(tǒng)GaN單層做為GaN基藍光激光器的波導層。有效的提高光場在激光發(fā)射區(qū)的限制因子，提高量子阱有源區(qū)的增益。(2)優(yōu)化設計GaN基激光器限制層結構。創(chuàng)造性采用多周期非對稱結構的調制摻雜η (p) -AlGaN/GaN/AlInGaN超晶格作為GaN基激光器限制層，有效改善激光器光限制效果及外延層應力狀態(tài)。
(3)優(yōu)化設計GaN基激光器高效率的量子阱結構。采用量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角講InyGal-yN/InxGal-xN/GaN量子講結構(x, y為In組分，0〈y〈x〈l)作為GaN基藍光激光器的有源區(qū)，有效提高電子和空穴復合效率，提高有源區(qū)增益。采用新型結構的GaN基藍光激光器可以有效的提高光場在激光發(fā)射區(qū)的限制因子，提高量子阱有源區(qū)的增益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明涉及的實施例1中一種新型結構GaN基激光器側面剖視圖；
圖2采用本發(fā)明新型結構的藍紫光激光器LDl光泵浦的藍光光譜曲線和普通結構的藍紫光激光器LD2光泵浦的藍光光譜曲線。
[0018]圖中:101、GaN襯底；102、n-GaN ; 103、η型超晶格結構光限制層；104、η型超晶格波導層；105、量子阱有源層；106、電子阻擋層；107、ρ型超晶格波導層；108、ρ型超晶格結構光限制層；109、p-GaN接觸層。

【具體實施方式】
[0019]根據附圖進一步說明本發(fā)明的一種實施方式。
[0020]實施例1:
使用Aixtron公司，緊耦合垂直反應室MOCVD生長系統(tǒng)。生長過程中使用三甲基鎵(TMGa)，三甲基銦(TMIn)，三甲基鋁(TMAl)的至少一種作為III族源，氨氣(NH3)作為V族源，硅烷(SiH4)作為η型摻雜源，二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型摻雜源，首先在MOCVD反應室中將GaN襯底101加熱到1050攝氏度，氫氣(H2)氣氛下，使用TMGa作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源生長4微米厚n-GaN 102，電子濃度為5 X 118CnT3 ;在氫氣(H2)氣氛下，在850°C?1050°C下，使用TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源生長150個周期的非對稱結構的調制摻雜Al組分、In組分漸變的n-Al0.15Ga0.85N/GaN/Al0.15In0.05Ga0.8N超晶格作為GaN基激光器的η型超晶格結構光限制層，超晶格結構:AlQ.15GaQ.85N厚度為3nm, GaN厚度為3nm, Alai5Inatl5Gaa8N厚度為3nm;電子濃度為5 X 118CnT3 103;在氮氣(N2)氣氛下，在820°C?850°C下，使用TMGa、及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源生長15個周期In組分線性漸變I1-1natl5Gaa95N/GaN超晶格結構作為激光器的η型超晶格波導層104，其中，In組分小于有源區(qū)中In的組分，波導層結構=Inaci5Gaa95N厚度為3nm ;GaN厚度為3nm,電子濃度為5X1017cm_3.在氮氣(N2)氣氛下，在750°C?850°C下，使用TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，生長3個周期的量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角阱Ina 05Ga0.95N/In0.^a0.9N/GaN量子阱結構(X，Y為In組分，0<y<x<l)作為GaN基藍光激光器的量子阱有源層105 ;量子阱有源層結構=Inatl5Gaa95N厚度為3nm，In。.Aa9N厚度為4nm，GaN厚度為5nm。在量子阱有源層上，在氫氣氣氛下，在950°C下使用TMGa及TMAl作為III族源，NH3作為V族源，Cp2Mg作為P型摻雜源生長P-Alai5Gaa85N電子阻擋層106 ;在氮氣氣氛下，在850°C在氮氣(N2)氣氛下，在820°C _850°C下，使用TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，Cp2Mg作為ρ型摻雜源生長15周期In組分線性漸變P-1natl5Gaa95NZGaN超晶格結構作為激光器的ρ型超晶格波導層107，Ρ型超晶格波導層結構:Inatl5Gaa95N厚度為3nm ;GaN厚度為3nm ；P型超晶格波導層空穴濃度為2X 117CnT3 ;在氫氣(H2)氣氛下，在850°C?1050°C下使用TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，Cp2Mg作為ρ型摻雜源生長150個周期非對稱結構的調制摻雜非對稱Al組分、In組分漸變的P-Ala Aaa85NAiaNAlai5Inc1.Waa8N超晶格作為GaN基激光器的ρ型超晶格光限制層，超晶格光限制層結構=Alai5Gaa85N厚度為3nm，GaN厚度為SnnUlai5Inatl5Gaa8N厚度為3nm，ρ型超晶格光限制層空穴濃度為2 X 1017cnT3108;在在氫氣(H2)氣氛下，在950°C下使用TMGa作為III族源，NH3作為V族源，Cp2Mg作為ρ型摻雜源生長200nm p-GaN接觸層109，空穴濃度為5X 1017CnT3。
[0021 ] 采用本發(fā)明中技術生長制作的GaN基藍光激光器LDl芯片顯示優(yōu)異的光電性質，如圖2所示相對于傳統(tǒng)的激光器結構LD2，新型激光器結構有效的提高光場在激光發(fā)射區(qū)的限制因子，提高量子阱有源區(qū)的增益。
[0022]以上所述的實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想及特點，其描述較為具體和詳細，其目的在于使本領域的普通技術人員能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，因此不能僅以此來限定本發(fā)明的專利范圍，應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，即凡依據本發(fā)明實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種制備新型GaN基激光器的方法,其特征在于:米用金屬有機化合物氣相外延技術以及三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁的至少一種作為III族源；氨氣作為V族源、硅烷作為η型摻雜源；二茂鎂作為P型摻雜源；三甲基鎵分子式為TMGa ;三甲基銦分子式為TMIn ;三甲基鋁分子式為TMAl ;氨氣分子式為NH3，硅烷分子式為SiH4，二茂鎂分子式為(Cp2Mg);基本步驟為:1) GaN襯底在高溫下生長為2-4微米的n-GaN層；2) n_GaN層在通入III族源、NH3作為V族源和SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長為多周期非對稱結構的η型超晶格結構光限制層；3) η型超晶格結構光限制層在通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長為多周期In組分線性漸變的η型超晶格波導層；4)超晶格波導層在通入TMIn作為III族源，NH3作為V族源的條件下，生長為量子阱寬度及In組分階梯式變化的量子阱有源層；5)量子阱有源層在通入TMGa及TMAl作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，在950°C下生長為ρ-AlGaN的電子阻擋層；6)電子阻擋層在通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源的條件下，生長為多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構作為激光器的P型超晶格波導層；7)p型超晶格波導層在通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長為P型超晶格結構光限制層；8) P型超晶格結構光限制層在通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源的條件下，生長為P-GaN接觸層。
2.根據權利要求1所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:具體步驟為: a、在氫氣氣氛下，在GaN襯底上，溫度1000°C?1500°C下，通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長時間I?2小時，生長2?4微米厚n_GaN層； b、在氫氣氣氛下，在850°C?1050°C下，通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源’ SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長多周期非對稱結構的調制摻雜Al組分、In組分漸變的n-AUGamN/GaN/AUIr^GamnN超晶格作為GaN基激光器的η型超晶格結構光限制層，η型超晶格結構光限制層生長時間I?2小時，其中O彡X彡0.1 ;0彡y彡0.15 ; C、在氮氣氣氛下，在820°C?850°C下，通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，SiH4作為η型摻雜源的條件下，生長多周期In組分線性漸變n-1nx2Gai_x2N/GaN超晶格結構作為激光器的n型超晶格波導層； d、在氮氣氣氛下，在750°C?850°C下，通入TMIn作為III族源，NH3作為V族源的條件下，生長量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角阱InyGahNAnxGahWGaN量子阱結構作為GaN基藍光激光器的量子阱有源層；x、y為In組分，0<y<x<l ;量子阱有源層生長時間5?15分鐘； e、在氫氣氣氛下，通入TMGa及TMAl作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為p型摻雜源在950°C的條件下，生長ρ-AlGaN電子阻擋層；電子阻擋層生長時間I?5分鐘，電子阻擋層厚度10?50納米； f、在氮氣氣氛下，在820°C?850°C下，通入TMGa及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構作為激光器的P型超晶格波導層，波導層生長時間15?30分鐘，其中In組分小于有源區(qū)中In的組分； g、在氫氣氣氛下，在850°C?1050°C下，通入TMGa、TMAl及TMIn作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長多周期非對稱結構的調制摻雜非對稱Al組分、In組分漸變的ρ-Α1#&1_ΗΝΑ^Ν/Α1ΗΙηχ46&1_χ4_ΗΝ超晶格作為GaN基激光器的ρ型超晶格結構光限制層，P型超晶格結構光限制層生長時間I?2小時，其中O < χ4 < 0.1 ;O ^ y4 ^ 0.15; h、在在氫氣(H2)氣氛下，在950°C，通入TMGa作為III族源，NH3作為V族源，二茂鎂作為P型摻雜源的條件下，生長P-GaN接觸層；接觸層生長時間5?15分鐘。
3.根據權利要求2所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:所述η型超晶格結構光限制層采用多周期非對稱結構的I1-AlylGa1I1NAktNAlylInxlGahh1N超晶格，其中O ^ yl ^ 0.15 ；0 ^ xl ^ 0.1，超晶格周期數為 100 ?150。
4.根據權利要求2所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:所述η型超晶格波導層采用多周期In組分線性漸變n-1nx2Gai_x2N/GaN超晶格結構，超晶格結構周期數為I?15 ;其中In組分隨電流擴展層生長周期增加而階梯式增加。
5.根據權利要求2所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:所述量子阱有源層為量子阱寬度及In組分階梯式變化的非對稱三角阱InyGahNAnxGahWGaN量子阱結構，X、y為In組分，0〈y〈x〈l ;量子講結構周期數為I?3。
6.根據權利要求2所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:所述ρ型超晶格波導層采用多周期In組分線性漸變p-1nx3Gai_x3N/GaN超晶格結構，超晶格結構周期數為I?15 ;其中In組分隨電流擴展層生長周期增加而階梯式增加。
7.根據權利要求2所述的制備新型GaN基激光器的方法，其特征在于:所述ρ型超晶格結構光限制層為多周期非對稱結構的p-AUGa^N/GaN/AUIr^GahwN超晶格結構，其中O彡yl彡0.15 ;0彡xl彡0.1，超晶格周期數為100?150。
8.—種GaN基激光器，其特征在于:采用權利要求1-7任一項所述的方法制得，結構自上而下一次為:GaN襯底；n-GaN ; η型超晶格結構光限制層；n-1nGaN/GaN即η超晶格波導層；Ιη組分階梯變化的InGaN/InGaN/GaN量子阱有源層；p_AlGaN電子阻擋層；p-1nGaN/GaN即P型超晶格波導層；P型超晶格結光限制層；p_GaN，η超晶格波導層為n-1nGaN/GaN ;量子阱有源層為In組分階梯變化的InGaN/InGaN/GaN ；電子阻擋層為P-AlGaN ；P型超晶格波導層為p-1nGaN/GaN。
9.根據權利要求8所述的激光器，其特征在于:n型超晶格結構光限制層為Al組分、In 組分以及 η 摻雜漸變的 n-AlInGaN/n-AlInGaN/AlGaN/n-AlInGaN/GaN/AlGaN超晶格 / 結構，P型超晶格結構光限制層為Al組分、In組分以及ρ摻雜漸變的ρ-AlInGaN/p-AlInGaN/AlGaN /p-AlInGaN/GaN/AlGaN 的超晶格結構。
10.根據權利要求8所述的GaN基激光器，其特征在于:所述n-GaN厚度為2-4um，ρ-AlGaN電子阻擋層厚度為10-50nm ；n型超晶格結構光限制層和ρ型超晶格結構光限制層的超晶格周期數為100?150 ；η型超晶格波導層和ρ型超晶格波導層的超晶格周期數為I?15 ;量子阱有源層的超晶格周期數為I?3。
【文檔編號】H01S5/30GK104319631SQ201410504147
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】賈傳宇, 張國義, 童玉珍 申請人:北京大學東莞光電研究院, 東莞市中鎵半導體科技有限公司