一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件的制作方法

文档序号:34631604发布日期:2023-06-29 14:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,从下至上依次包括衬底(100)、下限制层(101)、下波导层(102),有源层(103)、上波导层(104)、电子阻挡层(105)、上限制层(106),其特征在于:下波导层(102)与下限制层(101)之间和下波导层(102)与有源层(103)之间设有范德瓦斯非线性层(107)。

2.如权利要求1所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)将非拓扑变换路径转变为拓扑变换路径,抑制有源层的in组分涨落和应变,提升峰值增益,改善热稳定性和热退化,提升界面质量,降低非辐射复合中心,提升激光元件的激射功率和斜率效率;范德瓦斯非线性层使有源层的顶部和底部形成不对称势垒,提升载流子的隧穿几率,提升空穴在有源层的输运和注入均匀性,增强限制因子并降低阀值,同时,产生非线性极化诱导的谐波效应、共振位移和受激拉曼效应,降低光场耗散,抑制光场泄漏到衬底,提升远场图像ffp质量。

3.如权利要求2所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)为3r-mos2、linbo3、lufe2o4、cr2ce2te6、fe3gete2、insno2n的任意一种或任意组合。

4.如权利要求3所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)的任意组合包括以下二元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构:3r-mos2/linbo3,3r-mos2/lufe2o4,3r-mos2/cr2ce2te6,3r-mos2/fe3gete2,3r-mos2/insno2n,linbo3/lufe2o4,linbo3/cr2ce2te6,linbo3/fe3gete2,

5.如权利要求3所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)的任意组合包括以下三元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构:

6.如权利要求3所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)的任意组合包括以下四元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构:

7.如权利要求3所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)的任意组合包括以下五元、六元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构:

8.如权利要求1所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述范德瓦斯非线性层(107)的厚度为5~500nm。

9.如权利要求1所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述下限制层(101)、下波导层(102),有源层(103)、上波导层(104)、电子阻挡层(105)、上限制层(106)包括gan、algan、ingan、alingan、aln、inn、alinn、sic、ga2o3、bn、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap的任意一种或任意多元组合。

10.如权利要求1所述的一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,其特征在于,所述衬底(100)包括蓝宝石、硅、ge、sic、aln、gan、gaas、inp、蓝宝石/sio2复合衬底、蓝宝石/aln复合衬底、蓝宝石/sinx、蓝宝石/sio2/sinx复合衬底、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。


技术总结
本发明提供了一种设有范德瓦斯非线性层的半导体激光元件,涉及半导体光电器件技术领域,从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层,有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层,下波导层与下限制层之间和下波导层与有源层之间设有范德瓦斯非线性层。所述范德瓦斯非线性层将非拓扑变换路径转变为拓扑变换路径,抑制有源层的In组分涨落和应变,提升峰值增益,改善热稳定性和热退化,提升界面质量,降低非辐射复合中心,提升激光元件的激射功率和斜率效率;范德瓦斯非线性层使有源层的顶部和底部形成不对称势垒,提升载流子的隧穿几率,提升空穴在有源层的输运和注入均匀性,降低光场耗散,抑制光场泄漏到衬底,提升远场图像FFP质量。

技术研发人员:李水清,王星河,陈婉君,季徐芳,张江勇,马斯特,白怀铭,陆恩,周进泽,牧立一,徐浩翔,韩霖
受保护的技术使用者:安徽格恩半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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