一种III族氮化物半导体激光器

    公开(公告)号:CN118970630A

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202411047075.5

    申请日:2024-08-01

    IPC分类号: H01S5/20 H01S5/06

    摘要: 本发明提出了一种III族氮化物半导体激光器,包括从下至上依次设置的衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层,所述上波导层中具有禁带宽度特性、峰值速率电场特性、重空穴有效质量特性、光子能量吸收特性和辐射复合系数特性。本发明能够降低上波导层的内部光吸收损耗,并提升上波导层的量子限制效应,降低价带带阶,提升空穴注入效率和输运效率,提升激光器的峰值增益和增益均匀性,提升激光器的光功率和斜率效率,同时,降低上波导层的非辐射复合中心,抑制上波导层的自由载流子吸收损耗,增强激光器的弛豫振动频率,提升激光器的响应度,从而降低激光器的阈值电流密度。

    一种GaN基半导体激光器
    2.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118472795A

    公开(公告)日:2024-08-09

    申请号:CN202410704272.3

    申请日:2024-06-03

    IPC分类号: H01S5/34 H01S5/343

    摘要: 本发明提出了一种GaN基半导体激光器,包括从下至上依次设置的衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层和上包覆层,所述有源层为量子阱,所述有源层包括具有极性光学声子能量分布特性的第一强相干量子阱和第二强相干量子阱。本发明能够提升有源层的电子空穴量子化,使重空穴带与轻空穴带分裂或简并解除,减少有源层中电子和光子的耦合时间常数,降低激光横模的复杂度和光场耗散,使远场图像在c轴方向形成高斯图样,实现低纵横比的远场FFP图像,降低光场泄漏到衬底并提升输出激光的相干性,同时,降低纵模的模间变化和纵模数量,使主光斑光场纵向发散角变大,使远场光斑为椭圆的涟漪场图像,提升激光光斑质量。

    一种具有空穴输运层的半导体激光器外延结构

    公开(公告)号:CN118448996A

    公开(公告)日:2024-08-06

    申请号:CN202410526176.4

    申请日:2024-04-29

    IPC分类号: H01S5/30 H01S5/343 H01S5/20

    摘要: 本发明提出一种具有空穴输运层的半导体激光器外延结构,包括从下至上依次设置的衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层,电子阻挡层与上包覆层之间设置有空穴输运层,空穴输运层具有轻空穴有效质量分布特性、重空穴有效质量分布特性、价带有效态密度分布特性和电子有效质量分布特性。本发明能够降低空穴迁移势垒,提升空穴的输运效率,减少自由载流子吸收损耗,增加弛豫振动频率,降低俄歇非辐射复合速率和载流子与异质结界面态、表面态的复合效率,提升激光器的温度稳定性及降低老化死灯比例。

    一种具有渐变应力层的半导体激光器

    公开(公告)号:CN118448992A

    公开(公告)日:2024-08-06

    申请号:CN202410525938.9

    申请日:2024-04-29

    摘要: 本发明提出了一种具有渐变应力层的半导体激光器,包括从下至上依次设置的衬底、下包覆层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上包覆层,所述衬底与下包覆层之间设置有渐变应力层,所述渐变应力层具有晶格常数分布特性、密度分布特性、体积弹性模量分布特性和功函数分布特性。本发明在半导体激光器的衬底与下包覆层之间设置渐变应力层,且该渐变应力层具有晶格常数分布特性、密度分布特性、体积弹性模量分布特性和功函数分布特性,能够有效缓解衬底与下包覆层之间的应力,提升晶体质量,降低缺陷密度,降低非辐射复合中心,提升激光器的WPE(光电转换效率),降低激光器的老化光衰。

    一种GaN基半导体激光器
    5.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118412743A

    公开(公告)日:2024-07-30

    申请号:CN202410439300.3

    申请日:2024-04-12

    IPC分类号: H01S5/10 H01S5/20

    摘要: 本发明公开了一种GaN基半导体激光器,涉及半导体光电器件技术领域,该半导体激光器,包括从下到上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层,所述下限制层与下波导层之间具有第一热反转抑制层。本发明所提出的半导体激光器,通过在所述下限制层与下波导层之间设置有第一热反转抑制层,以及在上限制层与上波导层之间设置有第二热反转抑制层,从而提升声子输运效率,抑制有源层的缺陷产生以及抑制有源层热退化,降低非辐射复合中心,提升散热效率,降低热失配,从而改善激光器的热反转问题,降低阈值电流,提升光功率和斜率效率。

    一种GaN基的单晶半导体激光芯片及其制备方法

    公开(公告)号:CN118399189A

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202410504787.9

    申请日:2024-04-25

    摘要: 本发明涉及一种GaN基的单晶半导体激光芯片及其制备方法。该半导体激光芯片包括由下至上依次相连的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层,所述下限制层包括第一下限制层和第二下限制层;该半导体激光芯片通过增设单晶谐振等离子热电层产生极大的纳米尺度光限域和选择吸收谐振光谱,诱发形成局域温度梯度,从而提升激光器的散热功能,解决应力双折射问题和激光光束失真问题,提升光束质量因子,同时,通过热引发质子转移调控受体和供电子能量势垒,产生电子多重散射,以及通过调控电荷分离态与声子散射和声子传输,降低斯托克斯频移的热损耗,从而降低激光器的阈值并提升光功率与斜率效率。

    一种具有三维空穴气注入层的半导体发光元件

    公开(公告)号:CN118315931A

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202410344111.8

    申请日:2024-03-25

    IPC分类号: H01S5/34 H01L33/14

    摘要: 本发明涉及半导体光电器件的技术领域,特别是涉及一种具有三维空穴气注入层的半导体发光元件,从下至上依次包括衬底、n型半导体层,量子阱,电子阻挡层和p型半导体层,其特征在于:量子阱与p型半导体层之间具有三维空穴气注入层;三维空穴气注入层的电子亲和能分布具有V型分布,三维空穴气注入层的电子亲和能分布具有函数y=ex‑x曲线分布,三维空穴气注入层的导带有效态密度分布具有倒V型分布,三维空穴气注入层的导带有效态密度分布具有函数y=x+1/2x第三象限曲线分布,从而在电子阻挡层与p型半导体层之间形成三维空穴注入层,构成三维空穴气,提升注入量子阱的空穴浓度,调控量子阱中电子和空穴波函数的交叠几率,外量子效率从40‑60%提升至60~85%。

    一种半导体发光元件
    9.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117691013A

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202311487592.X

    申请日:2023-11-09

    IPC分类号: H01L33/06 H01L33/32

    摘要: 本发明公开了一种半导体发光元件,从下至上依次包括衬底、n型半导体、量子阱和p型半导体,所述量子阱与n型半导体之间具有至少一电子隧穿层;所述电子隧穿层为阱层和垒层组成的超晶格结构,所述电子隧穿层的阱层的菲利浦电离度a大于等于垒层的菲利浦电离度b;所述电子隧穿层的阱层的击穿场强c大于等于垒层的击穿场强d;所述电子隧穿层的阱层的热导率e小于等于垒层的热导率f;所述电子隧穿层的阱层的电子亲和能g大于等于垒层的电子亲和能h。本发明提升电子隧穿能力,增强电子的二维与三维扩展迁移能力,控制电子注入量子阱的浓度和速度,并抑制空穴溢流至n型半导体,从而提升半导体发光元件的ESD和热态效率,降低电压和电阻。

    一种半导体发光二极管
    10.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117691012A

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202410010444.7

    申请日:2024-01-04

    IPC分类号: H01L33/04 H01L33/06 H01L33/02

    摘要: 本发明提出了一种半导体发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底、n型半导体层、量子阱层和p型半导体层,所述量子阱层与n性半导体层之间设置有V‑pits尺寸控制层,所述V‑pits尺寸控制层包括第一子V‑pits尺寸控制层和第二子V‑pits尺寸控制层,所述第一子V‑pits尺寸控制层和第二子V‑pits尺寸控制层均具有辐射复合系数分布特性。本发明调控V‑pits的尺寸控制在50~500nm,使V‑pits的侧壁形成高势垒,阻止载流子被V‑pits处的缺陷俘获,提升量子阱的量子局域效应,增强量子阱的载流子限域,增强量子阱区域的空穴电子输运、注入与复合效率,提升半导体发光元件的发光效率和改善老化光衰,光电转换效率WPE从40~60%提升至60~90%,1000H老化光衰从10%~20%下降至2~10%。