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市场研究

深紫外激光器技术及产业趋势

来源:未来芯研究 辛路2024-03-12我要评论(0)

近年来,随着深紫外LED技术的发展,目前深紫外的光电转换效率还偏低,在5-10%之间。在深紫外LED已有研究的的基础上,深紫外激光器也越来越被关注和研究,本文介绍一篇波...

近年来,随着深紫外LED技术的发展,目前深紫外的光电转换效率还偏低,在5-10%之间。在深紫外LED已有研究的的基础上,深紫外激光器也越来越被关注和研究,本文介绍一篇波长298.1nm的深紫外激光器材料生长及制备过程。

1.外延结构

深紫外器件的外延结构如下,其中在蓝宝石衬底上生长周期性的AlN纳米柱,纳米柱排列为三角形图案,纳米柱高度300 nm,间距1 um,宽度400 nm,然后在此上面生长AlGaN材料。

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为了避免在激光剥离(LLO)过程中激光束穿透到活性层和其他层所造成的损伤,将170 nm厚的u-Al0.50Ga0.40N层作为激光束吸收层插入到结构中。

2.芯片结构设计

该芯片结构的n电极和p电极分别在两侧,为垂直结构。

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SEM图如下:

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下图中的巴条具有腔长1200μm和p电极孔径5μm。

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3. 器件表征
以下对器件的发射光谱、I-V曲线、I-L电流功率曲线以及偏振特性等进行说明。
(1)发射光谱-不同电流密度下的发射光谱
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以上图有多个峰,可以通过腔面控制技术,实现光场调控。
(2)I-V以及I-L曲线
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如图所示,阈值电流和相应的阈值电流密度分别为1.4 A和24kAcm−2。
(2)极化特性-偏振特性
从器件与偏振器的相关性推断出的TE与TM偏振的比值超过两个数量级,表明这种发射是强TE极化的。

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4.小结

半导体短波激光器领域已经进入发展期,如450nm的蓝光激光器,从上游的GaN体材料衬底到外延生长再到器件制备,国内均有产业化布局并在促进技术进步及成本降低,对于更短波长的深紫外激光器,需要AlN体材料以及缺陷密度的控制等。
短波激光器行业已经走来,从蓝光激光器到深紫外激光器,我们还有很多的工作要做,同时更要打通从衬底材料、外延结构、芯片设计以及器件产品的有效反馈机制,只有这样才能不断的推进该领域的发展和进步,也才能真正实现国产芯片的发展,解决卡脖子等问题。END


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