一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器.pdf

(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CN114142345A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111438704.3(22)申请日2021.11.29(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人梁锋赵德刚陈平刘宗顺杨静(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王文思(51)Int.Cl.H01S5/343(2006.01)H01S5/20(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种氮化镓基激光器制备方法和氮化镓基激光器(57)摘要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。CN114142345ACN114142345A权利要求书1/2页1.一种氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，包括：在衬底(1)的上表面制作n型限制层(2)；在第一预设生长环境中在所述n型限制层(2)的上表面制作下波导层(3)；在所述下波导层(3)的上表面制作量子阱有源区(4)；在第二预设生长环境中在所述量子阱有源区(4)的上表面制作上波导层(5)；在所述上波导层(5)的上表面依次制作p型电子阻挡层(6)、p型限制层(7)、p型欧姆接触层(8)和p型欧姆电极(9)；在所述衬底(1)的下表面制作n型欧姆接触电极(10)，完成所述激光器的制备。2.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述下波导层(3)的材料包括铟组分为2％‑5％的n型铟镓氮材料，所述下波导层(3)的厚度为0.05‑0.12μm。3.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述上波导层(5)的材料包括不掺杂的铟镓氮和轻掺杂的铟镓氮中任一种，所述上波导层(5)的厚度为0.05‑0.15μm。4.根据权利要求2所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所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。5.根据权利要求3所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所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。6.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述衬底(1)的材料包括氮化镓，所述衬底(1)的厚度为0.3‑4μm。7.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述在所述上波导层(5)的上表面依次制作p型电子阻挡层(6)、p型限制层(7)、p型欧姆接触层(8)和p型欧姆电极(9)，具体包括：在所述上波导层(5)上表面依次制作p型电子阻挡层(6)、p型限制层(7)和p型欧姆接触层(8)；将所述p型电子阻挡层(6)、p型限制层(7)和p型欧姆接触层(8)刻蚀为预设形状；在所述p型欧姆接触层(8)上表面制作p型欧姆电极(9)。8.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述n型限制层(2)的材料包括铝组分为7％‑15％的n型铝镓氮材料，所述n型限制层(2)的厚度为0.6‑2.5μm；所述p型限制层(7)的材料包括铝组分为7％‑15％的p型铝镓氮材料，所述p型限制层(7)的厚度为0.45‑0.65μm。9.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器制备方法，其特征在于，所述p型电子阻挡层(6)的材料包括铝组分为5％‑30％的重掺杂的铝镓氮材料，所述p型电子阻挡层(6)的厚度为0.01‑0.025μm。10.一种氮化镓基激光器，采用如权利要求1‑9任一项所述的氮化镓基激光器制备方法制作而成，其特征在于，包括：衬底(1)；n型限制层(2)，形成于所述衬底(1)的上表面；2CN114142345A权利要求书2/2页下波导层(3)，形成于所述n型限制层(2)的上表面；量子阱有源区(4)，形成于述下波导层(3)的上表面；上波导层(5)，形成于所述量子阱有源区(4)的上表面；p型电子阻挡层(6)，形成于所述上波导层(5)的上表面；p型限制层(7)，形成于所述p型电子阻挡层(6)的上表面；p型欧姆接触层(8)，形成于所述p型限制层(7)的上表面；p型欧姆电极