一种制备新型GaN基激光器的方法以及一种GaN基激光器

摘要

本发明提供一种制备新型GaN基激光器的方法，采用金属有机化合物气相外延技术解决GaN基激光器制备中的一系列关键技术与科学问题，技术方案为：一种制备新型GaN基激光器的方法，采用金属有机化合物气相外延技术，以及三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝作为III族源；氨气作为V族源、硅烷作为n型掺杂源；二茂镁作为p型掺杂源制得新型GaN基激光器。本发明创造性采用多周期In组分线性渐变InxGa1-xN/GaN超晶格结构作为激光器波导层取代传统GaN单层做为GaN基蓝光激光器的波导层。有效的提高光场在激光发射区的限制因子，提高量子阱有源区的增益。

主权项

一种制备新型GaN基激光器的方法，其特征在于：采用金属有机化合物气相外延技术以及三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝的至少一种作为III族源；氨气作为V族源、硅烷作为n型掺杂源；二茂镁作为p型掺杂源；三甲基镓分子式为TMGa；三甲基铟分子式为TMIn；三甲基铝分子式为TMAl；氨气分子式为NH₃，硅烷分子式为SiH₄，二茂镁分子式为（Cp₂Mg）；基本步骤为：1）GaN衬底在高温下生长为2‑4微米的n‑GaN层；2）n‑GaN层在通入III族源、NH₃作为V族源和SiH4作为n型掺杂源的条件下，生长为多周期非对称结构的n型超晶格结构光限制层；3）n型超晶格结构光限制层在通入TMGa及TMIn作为III族源，NH₃作为V族源，SiH₄作为n型掺杂源的条件下，生长为多周期In组分线性渐变的n型超晶格波导层；4）超晶格波导层在通入TMIn作为III族源，NH₃作为V族源的条件下，生长为量子阱宽度及In组分阶梯式变化的量子阱有源层；5）量子阱有源层在通入TMGa及TMAl作为III族源，NH₃作为V族源，二茂镁作为p型掺杂源的条件下，在950℃下生长为p‑AlGaN的电子阻挡层；6）电子阻挡层在通入TMGa及TMIn作为III族源，NH₃作为V族源，二茂镁作为p型掺杂源的条件下，生长为多周期In组分线性渐变p‑In_x3Ga_1‑x3N/GaN 超晶格结构作为激光器的p型超晶格波导层；7）p型超晶格波导层在通入TMGa、TMAl及TMIn作为III族源，NH₃作为V族源，二茂镁作为p型掺杂源的条件下，生长为p型超晶格结构光限制层；8）p型超晶格结构光限制层在通入TMGa作为III族源，NH₃作为V族源，二茂镁作为p型掺杂源的条件下，生长为p‑GaN接触层。