高质量的AlGaN外延结构和UVC垂直腔面发射激光器的实现（英文）

作者：郑重明; 王玉坤; 胡建正; 郭世平^*; 梅洋; 龙浩; 应磊莹; 郑志威; 张保平^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(05): 1978-1988.

AlGaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)因其优越的材料性质和器件优点吸引了很多关注.然而,由于材料外延生长和器件制备工艺的局限,AlGaN基VCSEL制备很困难.本工作通过侧向外延生长技术制备了高质量的AlGaN多量子阱(MQWs)结构的外延片,并通过X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)实验对外延片进行了分析.XRD测量显示,外延片中的AlN模板层几乎是弛豫的,刃位错密度为109 cm-2.随后,生长的AlGaN/AlN超晶格(SL)层被用来减少刃位错密度,使得量子阱中的位错密度为108 cm-2.根据PL测试结果,MQWs的内量子效率(IQE)为62%,且在室温下的发光以辐射复合为主.通过激光剥离(LLO)和化学机械抛光(CMP)技术,将这些外延片制备成UVC VCSEL.经过这些工艺,MQWs的晶体质量没有受到影响,还在抛光之后的表面观察到了UVC波段的受激辐射.这些AlGaN基UVC VCSEL在275.91,276.28和277.64 nm实现了激射,最小激射阈值为0.79 MW cm-2.

• 单位
  厦门大学