CN119518421A 一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管及其制备方法 （北京大学）

一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二本发明公开了一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管及其制备方法。本发明利用室温干法与湿法结合的刻蚀方法制备出多个二不同的激射波长；由有效折射率设计脊图案阵实现单晶圆衬底上波长可调谐的AlGaN基激光二22）在AlN缓冲层的上表面通过温度渐变结合Ga源根据激射波长设定有效折射率，由有效折射率设计脊；有效折射利用室温干法与湿法结合的刻蚀方法制备出多阵列包括形成在端面上的多个沿宽度方向一维排列的脊，各个脊具有不同的宽度和/或形脊图案阵列的AlGaN基激光二极管外延片清洗干净后，从单晶圆衬底背面进行切割，获得8）将AlGaN基激光二极管芯片放置在光学平台5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步3相同，脊长出端面的两端的两个侧壁与脊覆盖下的那部分端面的两个侧壁处于同一个平在室温下配制湿法刻蚀溶液，将干法刻蚀形成了脊和端面的AlGaN基激光二极管外延长出端面两端的两个侧壁与脊覆盖下的那部分端面的两个侧壁从粗糙表面刻蚀成光滑的一个平面的脊长出端面两端的两个侧壁和脊覆盖下的那部分端面的两个侧壁的m面；并且面的m面光滑了，与端面的m面处于同一平面的脊两端的两个侧壁也会随着端面的m面光滑9.一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管，其特征45[0001]本发明涉及半导体激光二极管领域，具体涉及一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN[0002]AlGaN基激光二极管在未来人类生活和科技领域占据着举足轻重的地位。自2022[0005]针对以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN能够实现对原子级超薄量子阱发光层的带隙精准调控、从而实现波长可调谐AlGaN基激光6[0008]本发明的另一个目的在于提供一种单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管的图案阵列包括形成在端面上的多个沿宽度方向一维排列的脊，各个脊具有不同的宽度和/7的Al组分范围为90%至95%，第二层AlGaN的Al组分范围为70%至85%，平均Al组分为80%至波导层的上表面，最多刻蚀至n型包覆层的上表面，暴露出原子级超薄量子阱发光层的侧8在室温下配制湿法刻蚀溶液，将干法刻蚀形成了脊和端面的AlGaN基激光二极管的脊长出端面两端的两个侧壁与脊覆盖下的那部分端面的两个侧壁从粗糙表面刻蚀成光处于同一个平面的脊长出端面两端的两个侧壁和脊覆盖下的那部分端面的两个侧壁的m极管芯片的正面具有一个或多个脊图案阵列。9[0022]图1为根据本发明的单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管的制备方法一个图2为根据本发明的单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管的制备方法的一个实施例得到的原子级超薄量子阱发光层的透射电子图3为根据本发明的单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管的制备方法的一[0024]本实施例的单晶圆上波长可调谐的AlGaN基激光二极管的制备方法，包括以下步错密度为5×107cm_2且厚度为4微米的AlGaN薄膜层；在生长的过程中，进行多周期循环生3）在AlGaN薄膜层的上表面生长80个周期的Al组分为85%和厚度为400纳米的为5×1019cm_3的n_AlGaN的n型包覆层p_AlGaN的p型波导层、平均Al组分为70%、厚度为50纳米和空穴浓度为5×1018cm_3的p_AlGaN的p型包覆层和厚度为10纳米空穴浓度为5×1019cm_3的p_GaN的p型GaN层，获得高效列的脊图案阵列的AlGaN基激光二极管外延片清洗干净后，利用激光划片机从单晶圆衬底透镜收集AlGaN基激光二极