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申请/专利权人:山东华光光电子股份有限公司
摘要:本发明涉及一种GaAs基915nm976nm大功率双波长激光器外延片及其制备方法,属于光电子技术领域。本发明以CBr4和DETe为P、N型掺杂源构建隧道结的方式将915nm和976nm的两个量子阱外延结构连接起来,双波长的外延结构通过隧道结结合实现在一个外延芯片激发双波长,隧道结通过两个分别具有1E20个原子cm3及以上掺杂浓度的p型和n型10nm以内的薄层组成,而隧道结的材料采用GaAs,GaAs材料在GaAs基激光器外延结构中不仅作为第一层生长材料也作为最后一层材料,通过GaAs隧道结可以很自然地将915nm和976nm外延结构结合到一起。
主权项:1.一种GaAs基915nm976nm大功率双波长激光器外延片的制备方法,其特征在于,外延片为,在GaAs衬底上由下至上依次包括GaAs缓冲层、Alx1Ga1-x1As下限制层、Alx2Ga1-x2As下波导层、Inz1Ga1-z1As量子阱、Alx3Ga1-x3As上波导层、Alx4Ga1-x4As上限制层、p+GaAs低掺层、p++GaAs高掺层、n++GaAs高掺层、Aly1Ga1-y1As下波导层、Inz2Ga1-z2As量子阱、Aly2Ga1-y2As上波导层、Aly3Ga1-y3As上限制层和GaAs帽层,其中,0.1≤x1≤0.3,0.1≤x2≤0.2,0.1≤x3≤0.2,0.6≤x4≤0.8,0.1≤z1≤0.15,0.1≤z2≤0.3,0.1≤y1≤0.3,0.1≤y2≤0.3,0.7≤y3≤0.9;上述GaAs基915nm976nm大功率双波长激光器外延片的制备方法,包括以下步骤:S1,将GaAs衬底放在MOCVD设备生长室内,在H2环境中升温到740-780℃,烘烤20-40分钟,再通入AsH3,对GaAs基衬底进行高温热处理去除衬底表面水氧,并为步骤2做准备;S2,将反应室温度下降到720-750℃,通入TMGa和AsH3,在GaAs衬底上生长厚度在100-300nm的GaAs缓冲层,掺杂浓度为1E18-2E18个原子cm3,掺杂源采用Si2H6;S3,将反应室温度下降到640-680℃,通入TMAl、TMGa和AsH3,在步骤2上生长Alx1Ga1-x1As下限制层,厚度为1-1.5um,0.1≤x1≤0.3,掺杂浓度为2E17-1E18个原子cm3,掺杂源采用Si2H6;S4,保持温度在640-680℃,步骤3完成后,通入TMAl、TMGa和AsH3,生长Alx2Ga1-x2As下波导层,0.1≤x2≤0.2,掺杂源采用Si2H6;S5,保持温度在620-640℃,步骤4完成后,通入TMGa、TMIn和AsH3,生长Inz1Ga1-z1As量子阱,厚度为5-10nm,0.1≤z1≤0.15;S6,保持温度在640-680℃,步骤5完成后,通入TMAl、TMGa和AsH3,生长Alx3Ga1-x3As上波导层,0.1≤x3≤0.2,掺杂源采用CBr4;S7,保持温度在640-680℃,步骤6中Alx3Ga1-x3As上波导层生长完成后,通入TMAl、TMGa和AsH3继续生长厚度为0.8-1.2um的Alx4Ga1-x4As上限制层,掺杂浓度为1E18-5E18个原子cm3,0.6≤x4≤0.8,掺杂源采用CBr4;S8,保持温度在640-680℃,步骤7完成后,通入TMGa和AsH3,生长p+GaAs低掺层,生长厚度为10-40nm,掺杂浓度为5E18-3E19个原子cm3,掺杂源采用CBr4;S9,保持温度在640-680℃,步骤8完成后,通入TMGa和AsH3,生长p++GaAs高掺层,厚度为5-10nm,掺杂浓度为5E19-1E20个原子cm3,掺杂源采用CBr4;S10,保持温度在640-680℃,通入TMGa和AsH3,生长n++GaAs高掺层,厚度为5-10nm,掺杂浓度为5E19-1E20个原子cm3,掺杂源采用DETe;S11,保持温度为640-680℃,通入TMAl、TMGa和AsH3,生长Aly1Ga1-y1As下波导层,0.1≤y1≤0.3,掺杂源采用Si2H6;S12,保持温度为640-680℃,通入TMGa、TMIn和AsH3,生长Inz2Ga1-z2As量子阱,厚度为5-10nm,0.1≤z2≤0.3;S13,保持温度为640-680℃,通入TMAl、TMGa和AsH3,生长Aly2Ga1-y2As上波导层,0.1≤y2≤0.3,掺杂源采用CBr4;S14,保持温度为640-680℃,通入TMAl、TMGa和AsH3,生长Aly3Ga1-y3As上限制层,厚度为0.5-0.9um,掺杂浓度为1E18-5E18个原子cm3,0.7≤y3≤0.9,掺杂源采用CBr4;S15,将反应室温度下降至540-560℃,通入TMGa和AsH3,在Aly3Ga1-y3As上限制层上生长厚度在100-300nm的GaAs帽层,掺杂浓度为9E18-5E19个原子cm3,掺杂源采用CBr4。
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