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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108183391A(43)申请公布日2018.06.19(21)申请号201810006341.8(22)申请日2018.01.04(71)申请人长春理工大学地址130022吉林省长春市卫星路7186号(72)发明人魏志鹏贾慧民唐吉龙牛守柱王登魁王新伟冯源王晓华马晓辉(51)Int.Cl.H01S5/323(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法(57)摘要本发明公开了一种提高n型GaSb基半导体激光器材料载流子掺杂浓度的方法。该方法通过在掺杂源源炉上设置高温裂解装置实现多聚体掺杂源裂解为单原子分子,使掺杂源以单原子分子的形式掺杂到材料内部,所涉及的高温裂解装置上设有针阀,所述针阀可以控制合适强度的多聚体掺杂源进入高温裂解装置,使多聚体形式的掺杂源在裂解装置中充分裂解为单原子分子形式。本发明公开的这种方法利用特殊设计的掺杂源高温裂解装置获得单原子分子的Te分子束流,解决传统Te源以多聚体形式掺杂所导致的掺杂浓度低、材料外延质量差的问题,以Te单原子分子形式可实现掺杂浓度达到1×1019cm-3及以上,满足2μm波段GaSb基半导体激光器器件制作要求。CN108183391ACN108183391A权利要求书1/2页1.一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法,其特征在于,该方法利用一种高温热裂解装置产生单原子分子形式Te掺杂源分子束流,所述高温热裂解装置与掺杂源源炉结合组成掺杂源分子束流产生装置,在所述高温热裂解装置上设计有针阀,通过调节所述针阀可以控制从掺杂源源炉喷射到高温热裂解装置中掺杂源分子束束流的强度,实现在高温热裂解装置中将从掺杂源源炉中喷射过来的多聚体Te掺杂源充分裂解为单原子分子形式的Te掺杂源,获得用于外延生长n型GaSb基半导体激光器材料所用的单原子分子形式的Te分子束流,在进行掺杂材料外延生长之前首先将Te掺杂源裂解装置上的针阀打开3~5秒使多聚体形式的Te源能够充分裂解为单原子分子形式的Te分子束流,然后打开各个源炉挡板进行n型GaSb基半导体激光器材料的外延生长,本发明所提出这种方法通过利用高温裂解装置获得所述的Te单原子分子的掺杂源束流,这种单原子分子形式的Te掺杂源用于外延生长n型掺杂的GaSb基半导体激光器材料,本发明所提出的这种方法解决了传统Te掺杂源不能在源炉中进行高温加热,解决了Te掺杂源源炉温度低时Te掺杂源以多聚体的形式掺入到掺杂材料内部,致使外延材料掺杂浓度低、外延材料晶体质量低的问题,本发明提出的这种方法可以通过调节所述高温热裂解装置上的针阀和高温热裂解装置的裂解温度及掺杂源源炉的加热温度,确保n型GaSb基半导体激光器材料掺杂所用的掺杂源Te以单原子分子的形式掺入到外延材料内部,本发明提出的这种方法解决了由于多聚体Te掺杂时导致的掺杂浓度及材料晶体质量问题,本发明提出的这种提高n型GaSb基半导体激光器材料载流子掺杂浓度的方法用单原子分子形式的Te分子束流进行掺杂可使载流子掺杂浓度达到1×1019cm-3及以上,满足高功率高性能2μm波段GaSb基半导体激光器器件的制作要求。2.如权利要求1所述的一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法,其特征在于,该方法实现n型GaSb基半导体激光器材料的掺杂源为Te,所述Te掺杂源为单原子分子形式,以单原子分子形式的Te掺杂源掺入到外延材料内部,实现较高的载流子掺杂浓度和较高的晶体质量的n型GaSb基半导体激光器材料的外延生长。3.如权利要求1所述的一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法,其特征在于,该方法所用的单原子分子形式的Te掺杂源通过高温热裂解装置获得,所述高温热裂解装置与掺杂源炉结合构成Te掺杂源的产生装置,在高温热裂解装置内将多聚体形式的Te源裂解为单原子分子形式的Te掺杂源分子束流,用于n型GaSb基掺杂材料所用的掺杂源。4.如权利要求1所述的一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法,其特征在于,用于产生单原子分子形式的Te掺杂源的高温热裂解装置上设计有针阀,所述针阀可以控制和调节从掺杂源源炉到高温热裂解装置中的多聚体Te掺杂源的束流强度,通过调节所述针阀得到从掺杂源源炉喷射出的合适流量的多聚体Te掺杂源束流,使多聚体形式的Te掺杂源在高温热裂解装置内能够充分裂解为单原子分子形式的Te掺杂源束流,用于外延生长较高载流子浓度和较高晶体质量的n型GaSb基半导体激光器材料。5.如权利要求1所述的一种提高n型GaSb基半导体激光器材料掺杂浓度的方法,其特征在于,在进行掺杂外延生长前首先将掺杂源裂解装置上的针阀打开3~5秒,使多聚体T