一种1300nm～1550nm含铋化物的半导体激光器的制备方法

摘要

本发明公开了一种1300nm～1550nm含铋化物的半导体激光器，包括顺次连接的过渡层、下限制层、下波导层、有源区、上波导层、电子阻挡层、上限制层、欧姆接触层，其有源区采用由GaNAsBi/GaAs材料体系制作的应变量子阱，在P型AlGaAs上波导层和P型AlGaAs或GaInP上限制层间设有P型AlGaAs电子阻挡层，在GaAs衬底和N型AlGaAs或GaInP下限制层间设有N型AlGaAs过渡层。所述半导体激光器外延结构在GaAs衬底上生长，具有比InP基激光器更低的生产成本，有较高的特征温度，能够有效阻止载流子溢出有源区，可以推广到垂直腔面发射激光器等其他类型的激光器。

主权项

一种1300nm～1550nm含铋化物的半导体激光器的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一：(1)在N型GaAs衬底(01)生长N型掺杂约为2×10¹⁸cm^‑3的0.05微米AlGaAs层，Al组分由0.1％渐变至10％，形成过渡层(02)；(2)生长N型掺杂约2×10¹⁸cm^‑3的0.2微米AlGaAs层，Al组分为15％，形成下限制层(03)；(3)生长非掺杂的0.1微米AlGaAs组分渐变层，Al组分由15％渐变至0.1％，形成下波导层(04)；(4)交替生长4个10纳米GaAs势垒层(05)和3个5.5纳米1％压应变的GaNAsBi势阱层(06)，其中N组分约为1.68％，Bi组分约为2.38％，形成3周期应变量子阱结构，形成所述激光器的有源区(07)；(5)生长非掺杂的0.1微米AlGaAs组分渐变层，Al组分由0.1％渐变至15％，形成上波导层(08)；(6)生长P型掺杂浓度约为3×10¹⁸cm^‑3的0.01微米AlGaAs层，Al组分为40％，形成电子阻挡层(09)；(7)生长P型掺杂浓度约为3×10¹⁸cm^‑3的0.2微米的AlGaAs层，Al组分为15％，形成上限制层(10)；(8)然后生长P型掺杂浓度约为2×10¹⁹cm^‑3的0.2微米的P型GaAs欧姆接触层(11)；(二)制备工艺完成上述结构后，通过电子束蒸发0.1微米的SiO₂介质膜，再经过常规的 光刻、腐蚀工艺形成P型电极窗口，其中，窗口宽度为200微米，然后热蒸发Au/Zn/Au，形成P型欧姆接触电极，N面化学减薄至约100微米后蒸发Au/Ge/Ni，形成N型欧姆接触层，合金温度为420℃，合金气氛为H₂，经过解理形成激光器芯片，再将芯片烧结到热沉上，经过引线，获得目标激光器。