本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件，尤其涉及一種半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)：

1、激光器廣泛應(yīng)用于激光顯示、激光電視、激光投影儀、通訊、醫(yī)療、武器、制導(dǎo)、測距、光譜分析、切割、精密焊接、高密度光存儲等領(lǐng)域。激光器的各類很多，分類方式也多樣，主要有固體、氣體、液體、半導(dǎo)體和染料等類型激光器；與其他類型激光器相比，全固態(tài)半導(dǎo)體激光器具有體積小、效率高、重量輕、穩(wěn)定性好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、小型化等優(yōu)點(diǎn)。

2、激光器與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管存在較大的區(qū)別，1)激光是由載流子發(fā)生受激輻射產(chǎn)生，光譜半高寬較小，亮度很高，單顆激光器輸出功率可在w級，而氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管則是自發(fā)輻射，單顆發(fā)光二極管的輸出功率在mw級；2)激光器的使用電流密度達(dá)ka/cm2，比氮化物發(fā)光二極管高2個數(shù)量級以上，從而引起更強(qiáng)的電子泄漏、更嚴(yán)重的俄歇復(fù)合、極化效應(yīng)更強(qiáng)、電子空穴不匹配更嚴(yán)重，導(dǎo)致更嚴(yán)重的效率衰減droop效應(yīng)；3)發(fā)光二極管自發(fā)躍遷輻射，無外界作用，從高能級躍遷到低能級的非相干光，而激光器為受激躍遷輻射，感應(yīng)光子能量應(yīng)等于電子躍遷的能級之差，產(chǎn)生光子與感應(yīng)光子的全同相干光；4)原理不同：發(fā)光二極管為在外界電壓作用下，電子空穴躍遷到量子阱或p-n結(jié)產(chǎn)生輻射復(fù)合發(fā)光，而激光器需要激射條件滿足才可激射，必須滿足有源區(qū)載流子反轉(zhuǎn)分布，受激輻射光在諧振腔內(nèi)來回振蕩，在增益介質(zhì)中的傳播使光放大，滿足閾值條件使增益大于損耗，并最終輸出激光。

3、氮化物半導(dǎo)體激光器存在以下問題：1)內(nèi)部缺陷密度高、晶體質(zhì)量不理想，電容偏低，電流擴(kuò)展較差，外延結(jié)構(gòu)內(nèi)電容較低，導(dǎo)致hbm人體模式esd偏差；2)p型半導(dǎo)體的mg受主激活能大、離化效率低，空穴濃度遠(yuǎn)低于電子濃度、空穴遷移率遠(yuǎn)小于電子遷移率，導(dǎo)致量子阱中的電子空穴嚴(yán)重不對稱不匹配，導(dǎo)致電子泄漏和空穴注入效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體激光器，所述軌道雜化層的特定共價鍵能分布和介電常數(shù)分布增強(qiáng)能帶雜化，增強(qiáng)垂直方向上的pz軌道雜化以及實(shí)空間的交疊，調(diào)控界面導(dǎo)電性和雙重能帶反轉(zhuǎn)，增強(qiáng)沿基面的電子與空穴傳輸路徑，增強(qiáng)空穴離化率和空穴載流子濃度，提升空穴擴(kuò)展能力，提升外延結(jié)構(gòu)電容值，增強(qiáng)激光器hbm人體模式esd。

2、本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體激光器，從下至上依次包括襯底、下限制層、下波導(dǎo)層、有源層、上波導(dǎo)層、上限制層，所述上波導(dǎo)層與上限制層之間具有軌道雜化層，

3、所述軌道雜化層為gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金剛石的任意一種或任意組合；

4、所述軌道雜化層包括第一軌道雜化層、第二軌道雜化層和第三軌道雜化層。

5、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的共價鍵能分布具有函數(shù)y＝a+b*x/lnx第一象限曲線分布，第二軌道雜化層的共價鍵能分布具有對數(shù)函數(shù)y＝c+d*logax(0＜a＜1)曲線分布，第三軌道雜化層的共價鍵能分布具有函數(shù)y＝e+f*x/lnx第四象限曲線分布；

6、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的共價鍵能為d，第二軌道雜化層的共價鍵能為e，第三軌道雜化層的共價鍵能為為f，其中：0.5≤d≤e≤f≤5(ev)。

7、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的介電常數(shù)分布具有函數(shù)y＝g+h*lnx/x曲線分布，第二軌道雜化層的介電常數(shù)分布具有對數(shù)函數(shù)y＝i+j*logbx(b＞1)曲線分布，第三軌道雜化層的介電常數(shù)分布具有函數(shù)y＝k+l*sinx/x2第三象限曲線分布。

8、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的介電常數(shù)為g，第二軌道雜化層的介電常數(shù)為h，第三軌道雜化層的介電常數(shù)為為i，其中：5≤i≤h≤g≤15。

9、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度分布具有函數(shù)y＝m+n*lnx/ex曲線分布，第二軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度分布具有對數(shù)函數(shù)y＝o+p*logbx(b＞1)曲線分布，第三軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度分布具有函數(shù)y＝q+r*xex曲線分布；所述第一軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度為j，第二軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度為k，第三軌道雜化層的價帶有效態(tài)密度為為l，其中：1e18≤l≤k≤j≤9e20(cm/s)。

10、優(yōu)選地，所述第一軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度分布具有函數(shù)y＝s+t*sinx/x2第一象限曲線分布，第二軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度分布具有對數(shù)函數(shù)y＝u+v*logbx(b＞1)曲線分布，第三軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度分布具有函數(shù)y＝w+z*ex/x2第二象限曲線分布；所述第一軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度為m，第二軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度為n，第三軌道雜化層的導(dǎo)帶有效態(tài)密度為為p，其中：1e16≤m≤p≤n≤1e19(cm/s)。

11、優(yōu)選地，所述有源層為阱層和壘層組成的周期結(jié)構(gòu)，周期數(shù)為3≥m≥1，阱層為gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金剛石的任意一種或任意組合，厚度為10～100埃米，壘層為gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金剛石的任意一種或任意組合，厚度為10～200埃米。

12、優(yōu)選地，所述下限制層、下波導(dǎo)層、上波導(dǎo)層、上限制層為gan、ingan、inn、alinn、algan、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、ingaasn、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、inassb、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金剛石的任意一種或任意組合的任意一種或任意組合。

13、優(yōu)選地，所述襯底包括藍(lán)寶石、硅、ge、sic、mo、cuw、tiw、cu、金剛石、aln、gan、gaas、inp、inas、gasb、藍(lán)寶石/sio2復(fù)合襯底、藍(lán)寶石/aln復(fù)合襯底、藍(lán)寶石/sinx、藍(lán)寶石/sio2/sinx復(fù)合襯底、鎂鋁尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2復(fù)合襯底的任意一種。

14、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體激光器，其有益效果在于：

15、軌道雜化層的特定共價鍵能分布和介電常數(shù)分布增強(qiáng)能帶雜化，增強(qiáng)pz軌道與pz軌道在垂直方向上的雜化以及實(shí)空間的交疊，調(diào)控界面導(dǎo)電性和雙重能帶反轉(zhuǎn)，增強(qiáng)沿基面的電子與空穴傳輸路徑，增強(qiáng)空穴離化率和空穴載流子濃度，提升空穴擴(kuò)展能力，提升外延結(jié)構(gòu)電容值，增強(qiáng)激光器hbm人體模式esd。

16、軌道雜化層的特定價帶有效態(tài)密度分布和特定導(dǎo)帶有效態(tài)密度分布，改善激光器界面導(dǎo)電性和電荷轉(zhuǎn)移，提升量子阱中的電子空穴的匹配程度,降低接觸電阻、電壓和閾值電流密度，并提升電流橫向與縱向擴(kuò)展，提升esd性能，可使激光器的hbm人體模式esd從100v通過率50％以上提升至98％；200v通過率從15％提升至93％以上。