一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构
专利汇可以提供一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 是一种采用DWELL的 中红外 锑化物 激光器 结构，即阱中 量子点 (DWELL)中红外激光器结构，即在 量子阱 (WELL)中嵌入量子点(DOT)，通过增加器件中DWELL的有效周期数目提升器件效率。减少有源区In组分和优化量子点、阱宽度和 覆盖 层 ，将 外延 层的应变减至最小。由于量子点的发射效率、光增益都强于量子阱；DWELL对 电子 的俘获能 力 、反射率和光限制能力强于 单层 量子点和多量子阱结构，所以这种DWELL结构具有较高的发射效率。DWELL结构的中红外激光器兼备了传统量子阱和量子点激光器的特点，在DWELL中载流子复合效率更高，可以在更高 温度 下工作。，下面是一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构专利的具体信息内容。
1.一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构包括：n型GaSb衬底(1)，n型GaSb缓冲层(2)，n型Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97下限制层(3)，n型Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98下波导层(4)，3-5个周期的DWELL层(5)，DWELL层(5)包括势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，InGaSb量子点层(8)，p型Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98上波导层(9)，p型Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97上限制层(10)，p+型GaSb欧姆层(11)。衬底(1)为材料外延生长的基底，采用Te掺杂的GaSb衬底；生长0.5μm的Te掺杂GaSb缓冲层(2)；下限制层为厚度为1.2μm，Al含量0.9的Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97层(3)；下波导层为厚度为0.35μm，Al含量0.3的Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98层(4)；有源区为利用3-5个周期DWELL层(5)；上波导层为厚度为0.35μm，Al含量0.3的Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98层(9)；上限制层为厚度为1.2μm，Al含量0.9的Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97层(10)；欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(11)。其中DWELL(5)为40nm势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，15nm量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，以及嵌在其中的2.5原子层InGaSb量子点层(8)。
2.根据权利要求1所述的一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，其特征在于，缓冲层(2)生长温度580℃，n(Te)掺杂2×1018cm-3，厚度为0.5μm；
3.根据权利要求1所述的一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，其特征在于，下限制层Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97(3)，生长温度540℃，Te掺杂，浓度为5×1018cm-3，生长1.2μm；上限制层Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97(11)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为5×1018cm-3，生长1.2μm；
4.根据权利要求1所述的一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，其特征在于，DWELL层(5)包括势垒层40nm Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，生长温度540℃；15nm量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，2.5原子层的InGaSb量子点层(8)，生长温度420℃；DWELL周期数为3-5；
5.根据权利要求1所述的一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，其特征在于，欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(11)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为2×1019cm-3。
技术领域
本发明涉及半导体激光器材料技术领域，属于半导体激光器新型材料的外延结构领域。
背景技术
GaSb基材料是2-10μm中红外波段光电器件的首选材料。世界上许多重要的大学和科研机构都在这方面投入了研究，如美国麻省理工学院林肯实验室、Sarnoff公司、海军实验室、休斯顿大学、德国Fraunhofer研究所、慕尼黑工业大学、法国Montpellier II大学等。
锑化物材料和器件的研究存在相当的难度：窄禁带中红外半导体器件的载流子吸收、俄歇复合、表面复合等效应较大，影响了器件性能。量子点中红外激光器是一种颇有前景的器件，相比于同类竞争的量子阱器件，这种低维结构的器件同时拥有高效率和无需冷却的优点，但是单个量子点层的效率低，仅仅通过简单地生长更多的量子点层来改正这个缺点并不容易，因为这将在外延层中产生应变位错。
本发明设计了一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，即在量子阱(WELL)中嵌入量子点(DOT)，通过增加器件中DWELL的有效周期数目提升器件效率。DWELL结构的中红外激光器兼备了传统量子阱和量子点激光器的特点，可以在更高温度下工作。
发明内容
本发明是一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构。本发明是这样实现的，见图1所示，DWELL的中红外半导体激光器结构包括GaSb衬底(1)，GaSb缓冲层(2)，Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97下限制层(3)，Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98下波导层(4)，DWELL层(5)，Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98上波导层(9)，Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97上限制层(10)，GaSb欧姆层(11)。其中DWELL层(5)由势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，以及嵌在其中的InGaSb量子点层(8)构成。所采用的设备为分子束外延设备(MBE)。
本发明的技术效果在于通过增加器件中的有效周期数目提升了效率，提高激光器的电光转换效率，从而提高激光器的整体性能。
具体实施方式
下面结合实例说明本发明，采用的设备为分子束外延设备(MBE)。
衬底(1)为(100)取向、Te掺杂浓度1～2×1018cm-3的GaSb晶体材料；
GaSb缓冲层(2)，生长温度560℃，n(Te)掺杂2×1018cm-3，厚度0.5μm；
Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97下限制层(3)，生长温度540℃，生长温度540℃，Te掺杂，浓度为5×1018cm-3，生长1.2μm。
Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98下波导层(4)，生长温度540℃，生长温度540℃，生长0.35μm。
3-5周期DWELL层(5)：40nm势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，生长温度540℃；15nm量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，以及嵌在其中的2.5原子层的InGaSb量子点层(8)，生长温度420℃。
Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98上波导层(9)，厚度为0.35μm，生长温度540℃；
Al含量0.9的Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97上限制层(10)，厚度为1.2μm，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为5×1018cm-3，厚度为1.2μm；
欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(11)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为2×1019cm-3。
附图说明：图1为一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构示意图。
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