CN115425521B - 激光器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种激光器，包括：下限制层；多量子阱层，设置在所述下限制层上，所述多量子阱层的多量子阱对数为3对至6对，所述下限制层的带隙与所述多量子阱层的带隙差值为0.12eV至0.24eV；上限制层，设置在所述多量子阱层上，所述上限制层的厚度小于所述下限制层的厚度。该激光器能够提升电流波长漂移系数，进而提升调谐能力。

Description

激光器

技术领域

本申请实施例涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种激光器。

背景技术

目前用于气体痕量检测的光学和光谱学方法主要有：非色散红外(NDIR)技术、傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术、差分吸收激光雷达(DIAL)技术、激光诱导荧光(LIF)技术、调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术、拉曼散射激光雷达、激光诱导荧光光谱技术、激光光声光谱技术等。

TDLAS技术可提供一种响应快速，灵敏度高、可靠、可现场实时以及在线检测的气体测量方法，在医药、工业、和环境科学得到了广泛的应用。TDLAS已被多个国家广泛用于测量CO，CO₂，HCl，NO，N₂O，NH₃，CH₄，CH2O等痕量气体。基于TDLAS技术的气体传感器，核心部分为DFB半导体激光器与大光敏面红外探测器。

目前，TDLAS大都是控制激光器工作在某一恒定温度下，采用电流双重调制的方式进行气体检测的。即给激光器施加一个慢扫描电流控制激光波长扫描待测气体吸收峰，同时对激光器加一高频正弦电流信号进行波长调制，根据锁相放大器相敏检测得到的二次谐波信号幅度，来反演待测气体的浓度。

然而目前技术中的TDLAS利用电流调谐获得的光谱范围很小，目前大部分InP基DFB激光器都是为光通信信号源设计，在光通信领域为了减小啁啾效应，通常都要求DFB激光器的波长随电流变化系数越小越好，目前为止，还没有大波长随电流变化系数的产品，导致现在DFB激光器波长随电流变化的系数Δλ/ΔI通常小于0.015nm/mA，其调谐范围小于1nm，一般只能得到单一气体的单个吸收峰。若要进行多种气体的同时检测，则需采用多个激光器分时扫描多路的方法，导致***结构复杂，经济性差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本申请实施例提出了一种激光器，包括：

下限制层；

多量子阱层，设置在所述下限制层上，所述多量子阱层的多量子阱对数为3对至6对，所述下限制层的带隙与所述多量子阱层的带隙差值为0.12eV至0.24eV；

上限制层，设置在所述多量子阱层上，所述上限制层的厚度小于所述下限制层的厚度。

在一种可行的实施方式中，所述下限制层的厚度为200nm至500nm；和/或所述下限制层包括掺杂区和非掺杂区，所述非掺杂区靠近于所述多量子阱层设置，所述非掺杂区的厚度大于或等于50nm，所述掺杂区的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3；和/或所述下限制层为固定组分限制层。

在一种可行的实施方式中，所述上限制层与所述下限制层的厚度比为1：2至5；和/或

所述上限制层包括渐变分别限制层和固定组分限制层，所述渐变分别限制层的厚度为40nm至60nm，所述的厚度为40nm至60nm，所述上限制层的渐变层带阶差为100nm至350nm。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：

电子阻挡层，覆盖在所述上限制层上；

其中，所述电子阻挡层的厚度为20nm至50nm，所述电子阻挡层为P型掺杂，掺杂浓度为0.5×10¹⁸cm^-3至0.7×10¹⁸cm^-3。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：

第一间隔层，设置在所述电子阻挡层上；

腐蚀停止层，设置在所述第一间隔层上。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：

第二间隔层，设置在所述腐蚀停止层上；

光栅，设置在所述第二间隔层上；

光栅覆盖层，设置在所述光栅上。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：

包层，设置在所述光栅覆盖层上；

欧姆接触层，设置在所述包层上；

衬底和缓冲层，所述缓冲层设置在所述衬底上，所述下限制层设置在所述缓冲层上；

电极层，设置在所述欧姆接触层上；

其中，所述电极层包括第一电极层和设置在所述第一电极层上的第二电极层。

在一种可行的实施方式中，所述第一电极层包括依次设置的钛金属层、铂金属层和金金属层，所述第一电极层的厚度为250nm至350nm，其中钛金属层的厚度为50nm至100nm，铂金属层的厚度为50nm至100nm；

其中，所述第二电极层由金材制成，所述第二电极层的厚度为500nm至600nm。

在一种可行的实施方式中，制备所述电极层的步骤包括

刻蚀部分欧姆接触层；

腐蚀部分所述包层、部分所述光栅覆盖层、部分所述光栅和部分所述第二间隔层，以形成脊条结构；

在所述脊条结构上形成所述第一电极层；

在所述第一电极层上形成第二电极层；

在激光器的晶圆上形成解理道。

在一种可行的实施方式中，所述在所述脊条结构上形成所述第一电极层的步骤包括：

在所述脊条结构上沉积钝化膜；

刻蚀部分所述钝化膜，以形成电流通道；

在所述钝化膜和所述电流通道上形成所述第一电极层。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的激光器包括了下限制层、多量子阱层和上限制层，其中激光器波长与下限制层的光学带隙波长的差值为200nm至350nm，多量子阱层的多量子阱对数为3对至6对，上限制层的厚度小于下限制层的厚度，能够提升电流波长漂移系数，进而提升调谐能力，使得一个激光器可以同时进行多种气体的检测，可以降低成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的激光器的示意性结构图；

图2为本申请提供的实施例的激光器的电极制备过程中一种状态的示意图；

图3为本申请提供的实施例的激光器的电极制备过程中另一种状态的一个角度的示意图；

图4为本申请提供的实施例的激光器的电极制备过程中另一种状态的另一个角度的示意图；

图5为本申请提供的实施例的激光器的电极制备过程中又一种状态的另一个角度的示意图；

图6为InP材料band filling效应导致的折射率变化的示意图；

图7为InP材料带隙收缩效应导致的折射率变化的示意图；

图8为带隙填充效应、带隙收缩效应和等离子体色散效应导致的折射率变化示意图；

图9为本申请提供的实施例的激光器的电极制备的工艺流程示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

110衬底、120缓冲层、130下限制层、140多量子阱层、150上限制层、160第一间隔层、170腐蚀停止层、180第二间隔层、190光栅、200包层、210欧姆接触层、220钝化膜、230电极层、240脊条结构；

231第一电极层、232第二电极层。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1至图9所示，本申请实施例提出了一种激光器，包括：下限制层130；多量子阱层140，设置在下限制层130上，多量子阱层140的多量子阱对数为3对至6对，下限制层130的带隙与所述多量子阱层140的带隙差值为0.12eV至0.24eV；上限制层150，设置在多量子阱层140上，上限制层150的厚度小于下限制层130的厚度。

本申请实施例提供的激光器包括了下限制层130、多量子阱层140和上限制层150，其中激光器下限制层130的带隙高于多量子阱的带隙0.12eV至0.24eV，多量子阱层140的多量子阱对数为3对至6对，上限制层150的厚度小于下限制层130的厚度，能够在保证高功率输出的同时提升电流波长漂移系数，进而提升调谐能力，使得一个激光器可以同时进行多种气体的检测，可以降低成本。

结合激光器的调谐原理：DFB激光器的输出光的波长可由公式(1)计算：

2n_effΛ＝λ(1)

通过上式可以看出，光栅190周期Λ和有效折射率n_eff决定了输出光的波长，光栅190周期在DFB激光器光栅工艺完成后即固定下来不能参与波长调谐，因此DFB激光器的波长调谐依靠有效折射率变化来确定。

温度波长调谐：考虑到当激光器结温变化时，光栅190周期几何尺寸Λ的变化可以忽略不计，由于热光效应，其有效折射率会发生一定变化，这一变化可以看做是线性的，那么DFB激光器的波长随温度变化也应该是线性的。DFB激光器的波长温度系数(Δλ/ΔT)为0.1nm/℃，这一数值非常稳定可视为常数。TDLAS***是在固定温度下通过电流调谐的，虽然温度不直接参与调谐，但是电流注入也会导致DFB的结温发生变化，因此温度间接的参与调谐。

电流调谐机制比较复杂，其为三种不同的效应共同作用的结果，且这三种效应均和注入的载流子密度有相关性，以下简单介绍这三种效应，及其在波长调谐时的应用。

带隙填充效应：在n型半导体中，导带的态密度很低，因此，相对少的电子即可填充到导带比较深的位置。当导带中低的能量态被填充后，电子从价带跃迁到导带需要跃迁到高能量态，因此相比正常情况所需的能量就会增加，表现为半导体的带隙增加，吸收光谱的吸收边向紫外方向移动，能量高于带隙的光的吸收系数将会减小。吸收系数的变化会导致折射率虚部的变化，折射率虚部和折射率实部通过K-K关系联系起来，折射率实部的变化会导致激光器波长的变化，进而影响其调谐性能。值得注意的是，p型半导体的表现和n型半导体类似，只是由于其有效质量大，带隙变化相对较小；此外，注入载流子和掺杂都会导致该效应的发生，因为其同样提供了自由载流子。各种因素对折射率的影响可由图5直观的表示。由图中可知，当光子能量低于带隙以及在带隙附近时，注入载流子导致的折射率变化为负值，当光子能量远高于带隙时折射率变化为正值，光子能量越远离带隙折射率变化就会减小。

带隙收缩效应：如果自由载流子浓度足够高，超过Mott转变临界浓度，则其波函数会交叠产生多体效应，这时电子与电子之间由于库伦相互作用互相排斥，进而抵消了一部分核电荷对该电子的吸引力，从而引起电子能量的降低，进而导致导带底能量的降低。空穴也会产生相同的效应。最终，结果是半导体的带隙收缩。可见，当自由载流子浓度超过Mott浓度后，带隙收缩效应会对带隙填充效应产生削弱，但一般不可完全抵消。其对折射率产生的影响可由图6说明，其对折射率的影响完全和带隙填充效应相反，原因上述已经说明。

等离子体色散效应：自由载流子也会对光子吸收，进而影响其折射率，即等离子体色散效应。在硅光领域，我们会利用等离子体色散效应设计调制器，在InP基半导体中离子体色散效应对折射率的改变同样重要。其可以用Drude模型描述，数学关系如公式(5)描述。折射率的变化和入射光子的波长平方成正比，和注入载流子浓度和有效质量的比值和成正比和材料折射率成反比，等离子色散效应是由材料特性，入射光子能量以及自由载流子浓度3个方面决定。从数值上看，其值为负值，并且光子能量降低其绝对值变大。

综上，载流子注入导致的折射率变化由3种效应共同作用，本申请实施例提供的激光器考虑材料的带隙和光子能量的差值，因为带隙填充和带隙收缩效应对带隙附近能量区间的光子的折射率影响很大，通常激光器的激射光子能量在设计之初就由光栅190和多量子带隙共同决定了，因此本申请只需要考虑材料带隙选择就可以提升电流波长漂移系数。同时本申请实施例还考虑到自由载流子浓度，因为3种效应均和载流子浓度相关，不同载流子浓度下，占据主导的效应不同，但是由于载流子锁定效应，在高于阈值电流时，激光器的载流子密度保持动态稳定，其量级为10¹⁸/cm³，图6描述了该载流子浓度量级下3中效应共同作用导致的折射率变化，当光子能量低于带隙以及在带隙附近时，注入载流子导致的折射率变化为负值，当光子能量远高于带隙时折射率变化为正值，光子能量越远离带隙折射率变化就会减小。

在设计激光器结构时，如果要提升效率，目前主流的做法是采用非对称大光腔结构，减小p面波导的损耗，然后再优化如量子阱的数目、包层的厚度、掺杂、光栅190耦合系数和光场限制因子等。通过上述分析，发现当材料带隙越靠近光子能量时折射率减小的越明显，但是激光器的电流波长系数为正值(主要为温度调谐影响)，然而为了提升电流波长漂移系数该系数越大越好，激光器包括了下限制层130，激光器激射光子能量和限制层带隙能量差值越大，则调谐能量越强，由于光子能量固定，激光器下限制层130的带隙高于多量子阱的带隙0.12eV至0.24eV，这样可以使N面限制层平均带隙更大，对外延的工艺要求也更低，能够升电流波长漂移系数，进而提升调谐能力；同时量子阱的带隙和激射光子能量相近对折射率影响大，在多量子阱的设计上，我们应该尽可能降低其光场限制因子，多量子阱层140的多量子阱对数为3对至6对，短腔长如250um，选择6对，长腔长如1000um，选择3对；如需TE偏振光，选择压应变，TM偏振光，选择张应变；对偏振不敏感选择张应变，张应变会有更好的调谐能力，原因在于张应变多量子阱在相同带隙下，阱的厚度更厚，阱的带隙会略微低于激射波长。

在一种可行的实施方式中，下限制层130的厚度为200nm至500nm；和/或下限制层130包括掺杂区和非掺杂区，非掺杂区靠近于多量子阱层140设置，非掺杂区的厚度大于或等于50nm，掺杂区的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3；和/或下限制层130为固定组分限制层。

在该技术方案中，进一步提供了下限制层130的结构组成和性能参数，下限制层130主要提供光场限制作用，下限制层130可以为n面限制层，n面限制层需要足够厚已减少光场与p面的交叠；此外，对于大功率激光器光场大部分都被限制中限制层中，因此可看作只有下限制层130、上限制层150和多量子阱(MQWs)对有效折射率和电流调谐能力有贡献。结合上述分析结果DFB激光器激射光子能量和带隙能量差值越大，则调谐能量越强，光子能量固定，因此可以尽可能增大下限制层130的带隙。由于电子的有效质量小不需要过多考虑注入势垒的问题，因此下限制层130不需要使用渐变分别限制层(Grin-SCH)，这样可以使N面限制层平均带隙更大，对外延的工艺要求也更低。下限制层130的厚度为200nm至500nm，是考虑到下限制层130超过200nm后光场限制因子才会开始下降，但厚度不应超过500nm，如若下限制层130的厚度超过500nm则有可能导致阈值电流很大。

在一些示例中，下限制层130的非掺杂区靠近多量子阱层140设置，下限制层130的非掺杂的掺杂区，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3；光学带隙波长比激光器波长短200nm-350nm，如激光器波长1.58um，则下限制层130组分1.23PQ-1.38PQ AlGaInAs或InGaAsP。

在一种可行的实施方式中，上限制层150与下限制层130的厚度比为1：2至5；和/或上限制层150包括渐变分别限制层和固定组分限制层，渐变分别限制层的厚度为40nm至60nm，固定组分限制层的厚度为40nm至60nm，上限制层150的渐变层带隙差为0.06eV渐变至0.24eV。

在该技术方案中，进一步提供了上限制层150的性能参数，上限制层150除了提供光场限制外，还需要考虑空穴注入效率的问题因此上限制层150需要使用渐变分别限制层(Grin-SCH)，但是为了提高上限制层150的平均带隙，上限制层150仅部分厚度为渐变分别限制层(Grin-SCH)，其余厚度为固定组分限制层。此外，为了将光场限制在N面所以上限制层150的厚度要薄于下限制层130，上下限制层厚度比为1:2～1:5。

如前述，为了提高激光器的调谐能力，需要增加限制层和多量子阱的带隙差。但是，上限制层150为P面限制层，为了提升空穴注入效率需要使用渐变分别限制层，故渐变分别限制层为了提升空穴注入效率，厚度过薄依然存在注入不均，过厚会降低上限制层平均带隙；固定组分分别限制层是为了提升上限制层150平均带隙，进而提升调谐能力，其厚度是为了保证上限制层总厚度在80-120nm，过厚会导致光场在P面的损耗太大；该激光器带隙差要高于一般激光器，目的还是为了提升上限制层平均带隙，进而提升调谐能力；

在一些示例中，渐变分别限制层和固定组分限制层的厚度均可以为50nm；上限制层150不掺杂；上限制层150的渐变层带隙差为0.06eV渐变至0.24eV，固定组分限制层带隙差可以为0.24eV，如激光器波长1.58um，则上限制层组分50nm 1.48PQ渐变到1.28PQ加50nm1.28PQAlGaInAs或InGaAsP。上限制层150不掺杂可以减小光在P面损耗。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：电子阻挡层，覆盖在上限制层150上；其中，电子阻挡层的厚度为20nm至50nm，电子阻挡层为P型掺杂，掺杂浓度为0.5×10¹⁸cm^-3至0.7×10¹⁸cm^-3。

在该技术方案中，激光器还可以包括电子阻挡层，电子阻挡层可以防止电子泄漏进入p面cladding中，电子阻挡层的折射率比InP大，以使电子阻挡层可提供弱的光场限制。电子阻挡层厚度20-50nm，掺杂：轻p型掺杂0.5×10¹⁸cm^-3至0.7×10¹⁸cm^-3；组分可以为In_0.52Al_0.48As。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：第一间隔层160，设置在电子阻挡层上；腐蚀停止层170，设置在第一间隔层160上。

在该技术方案中，激光器还包括了第一间隔层160和腐蚀停止层170，能够有效控制激光器加工过程中InP腐蚀工艺的稳定性。

在一些示例中，第一间隔层160可以为InP间隔层，InP间隔层厚度可以为40nm至60nm，优选为50nm；腐蚀停止层170厚度可以为40nm至60nm，优选为50nm厚度，腐蚀停止层170组分可以为：1.1PQInGaAsP；第一间隔层160和腐蚀停止层170掺杂浓度均为0.7×10¹⁸cm^-3。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：第二间隔层180，设置在腐蚀停止层170上；光栅190，设置在第二间隔层180上；光栅覆盖层，设置在光栅190上。

在该技术方案中，激光器还可以包括第二间隔层180、光栅190和光栅覆盖层，能够使光栅190提供选模稳定波长功能，κL为0.4至0.8。

在一种可行的实施方式中，激光器还包括：包层200，设置在光栅覆盖层上；欧姆接触层210，设置在包层200上；衬底110和缓冲层120，缓冲层120设置在衬底110上，下限制层130设置在缓冲层120上；电极层230，设置在欧姆接触层210上；其中，电极层230包括第一电极层231和设置在第一电极层231上的第二电极层232。

在该技术方案中，激光器还可以包括包层200(InP cladding层)和欧姆接触层210，包层200的厚度可以为1.4um至1.8um，优选为1.6um，包层200为渐变掺杂：0.7→3×10¹⁸cm^-3。

欧姆接触层210可以包括两层不同带隙的InGaAsP和一层InGaAs。厚度为1.25PQInGaAsP+1.5PQ InGaAsP+InGaAs＝25nm+25nm+200nm；掺杂均为p型重掺杂：InGaAsP均>3×10¹⁸cm^-3，InGaAs>1.5×10¹⁹cm^-3。

包层是200后续制作脊波导的位置；欧姆接触层210可减少激光器电阻，设置两层不同带隙的InGaAsP是因为InGaAs带隙和InP差别大，设置两层InGaAsP可以提升空穴的注入效率。

在该技术方案中，激光器还可以包括了电极层230，而电极层230包括了第一电极层231和第二电极层232，如此设置可以增加电极230的厚度，可低成本并灵活的调整电流波长漂移系数以应对不同客户对激光器的不同要求。

在该技术方案中，激光器还可以包括缓冲层120(Buffer layer)，缓冲层120可以减少衬底110带来的缺陷，缓冲层120厚度可以为450nm至550nm，掺杂浓度：1～3×10¹⁸cm^-3。

在一种可行的实施方式中，第一电极层231包括依次设置的钛金属层、铂金属层和金金属层，第一电极层231的厚度为250nm至350nm，其中钛金属层的厚度为50nm至100nm，铂金属层的厚度为50nm至100nm；其中，第二电极层232由金材制成，第二电极层232的厚度为500nm至600nm。

钛可以提升电极和外延片之间的粘附性，过薄效果不好，过厚散热没有金电极好；铂电极可以防止金向外延片的扩散导致的可靠性问题，过薄阻挡金的效果不好，过厚浪费靶材；金电极有两个作用散热和后续在该电极上打线，过薄散热不好，过厚散热太好会牺牲激光器调谐能力。

综上，本申请实施例提供的激光器可以为DFB激光器，可以用于气体探测，自衬底110向上依次为缓冲层120、下限制层130、多量子阱层140、上限制层150、电子阻挡层、第一间隔层160、腐蚀停止层170、第二间隔层180、光栅190、光栅覆盖层、包层200(InPcladding)和欧姆接触层210，兼顾了高输出功率以及高电流调谐能力。

在一种可行的实施方式中，制备电极层230的步骤包括：刻蚀部分欧姆接触层210；腐蚀部分包层200、部分光栅覆盖层、部分光栅190和部分第二间隔层180，以形成脊条结构240；在脊条结构240上形成第一电极层231；在第一电极层231上形成第二电极层232；在激光器的晶圆上形成解理道。

在该技术方案中，进一步提供了形成电极层230的工艺步骤，具体步骤包括：生长好的外延片通过5次光刻完成P面电极230工艺，具体地：

第一次光刻是做脊的工艺，通过干法刻蚀和湿法腐蚀做出脊条结构240，脊条结构240的上脊条宽2.0-2.4um，脊条的位置在中心偏左位置，后续打线在芯片右边，如此设置可以为打线留出位置，脊条结构240的一边宽为可以100um，另一边宽可以150um。

第二次光刻为开窗口工艺，将介质膜窗口开在脊上形成一个限制电流通道的结构。

第三次光刻会将符合要求的Ti/Pt/Au电极230通过磁控溅射做到晶圆表面，电极230总厚度为250nm-350nm，Ti和Pt的厚度均为50-100nm，做完开窗口和一次电极230后的芯片见图4。

第四次光刻通过化镀或电镀工艺加厚电极230，电极230厚度为500-650nm，加厚区域见图5。

二次电极230加厚：此工艺为本激光器特殊工艺，金电极230加厚500-600nm，激光器的电流波长漂移系数减小25-35％；具体做法为第四次光刻及化镀或电镀做完后，去除光刻胶掩膜，则电极230的部分全部漏出，后续在电镀或者化镀的工艺中所有电极230都可均匀加厚。此工艺无需光刻，可以用最低的成本应对不同的客户对电流波长系数不同的要求。

第五次光刻：将芯片的解理道做出，给后续将芯片解理成单颗芯片预留位置，在此芯片工艺中本次光刻必须放在最后一次进行，这也是和标准工艺不同点。

P面电极工艺完成后将晶圆进行减薄工艺减薄后的厚度为90-130nm，减薄完成再对晶圆背面溅射一层Ti/Pt/Au电极230作为N面电极，后热处理完成合金工艺。

晶圆工艺完成后，将晶圆解理成bar条，芯片腔长250-1000um，再夹条镀膜，DFB前端面镀高透过率薄膜，后端面镀高反射率薄膜。将镀膜完成后的bar条解理成单颗芯片就可以进行测试，封装以及老化等。

在一种可行的实施方式中，在脊条结构240上形成第一电极层231的步骤包括：在脊条结构240上沉积钝化膜220；刻蚀部分钝化膜220，以形成电流通道；在钝化膜220和电流通道上形成第一电极层231。

在该技术方案中，进一步提供了第一电极层231的制备步骤，通过在脊条结构240上沉积钝化膜220可以起到绝缘的作用，钝化膜220的材料可以包括氧化硅。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器，其特征在于，包括：

下限制层；

多量子阱层，设置在所述下限制层上，所述多量子阱层的多量子阱对数为3对至6对，所述下限制层的带隙与所述多量子阱层的带隙差值为0.12eV至0.24eV，以提升电流波长漂移系数；

上限制层，设置在所述多量子阱层上，所述上限制层的厚度小于所述下限制层的厚度；

所述上限制层包括渐变分别限制层和固定组分限制层，所述渐变分别限制层的厚度为40nm至60nm，所述固定组分限制层的厚度为40nm至60nm，所述上限制层的渐变层带隙差为0.06eV渐变至0.24eV，以提升上限制层平均带隙。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述下限制层的厚度为200nm至500nm；和/或

所述下限制层包括掺杂区和非掺杂区，所述非掺杂区靠近于所述多量子阱层设置，所述非掺杂区的厚度大于或等于50nm，所述掺杂区的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3；和/或

所述下限制层为固定组分限制层。

3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述上限制层与所述上限制层的厚度比为1：2至5。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器，其特征在于，还包括：

电子阻挡层，覆盖在所述上限制层上；

其中，所述电子阻挡层的厚度为20nm至50nm，所述电子阻挡层为P型掺杂，掺杂浓度为0.5×10¹⁸cm^-3至0.7×10¹⁸cm^-3。

5.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，还包括：

第一间隔层，设置在所述电子阻挡层上；

腐蚀停止层，设置在所述第一间隔层上。

6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，还包括：

第二间隔层，设置在所述腐蚀停止层上；

光栅，设置在所述第二间隔层上；

光栅覆盖层，设置在所述光栅上。

7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，还包括：

包层，设置在所述光栅覆盖层上；

欧姆接触层，设置在所述包层上；

衬底和缓冲层，所述缓冲层设置在所述衬底上，所述下限制层设置在所述缓冲层上；

电极层，设置在所述欧姆接触层上；

其中，所述电极层包括第一电极层和设置在所述第一电极层上的第二电极层。

8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，

其中，所述第一电极层包括依次设置的钛金属层、铂金属层和金金属层，所述第一电极层的厚度为250nm至350nm，其中钛金属层的厚度为50nm至100nm，铂金属层的厚度为50nm至100nm；

其中，所述第二电极层由金材制成，所述第二电极层的厚度为500nm至600nm。

9.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，制备所述电极层的步骤包括

刻蚀部分欧姆接触层；

腐蚀部分所述包层、部分所述光栅覆盖层、部分所述光栅和部分所述第二间隔层，以形成脊条结构；

在所述脊条结构上形成所述第一电极层；

在所述第一电极层上形成第二电极层；

在激光器的晶圆上形成解理道。

10.根据权利要求9所述的激光器，其特征在于，所述在所述脊条结构上形成所述第一电极层的步骤包括：

在所述脊条结构上沉积钝化膜；

刻蚀部分所述钝化膜，以形成电流通道；

在所述钝化膜和所述电流通道上形成所述第一电极层。