本发明涉及半导体激光器技术领域，具体的，本发明涉及gan基新型结构激光器及其制作方法。
背景技术：
半导体激光器是用半导体材料制作的激光器，其中砷化镓、硫化镉、硫化铟等工作物质最为常见。半导体激光器因体积小、重量轻、耗电少、效率低、运转可靠，在激光通信、光存储、激光打印，测距灯方面得到广泛应用。ⅲ族氮化物作为第三代半导体，具有宽禁带，抗辐照性强，光谱范围广，在光电子与微电子领域有极大的应用价值。gan基激光器在高密度光存储领域也取得了广泛地商业应用，在光通信、激光显示、水下通信、医疗方面及军事设备发面均具有重要价值。蓝光激光器(ld)将对it业的数据存储产生革命性的影响。在军事领域，因为其具有驱动消耗低，输出能量大的特点，激光读取器可将目前的信息存储量提高很多倍，还可提高探测器的准确性及隐蔽性。现在，这种器件的最大输出功率可达420mw，阈值电流密度低到1.2ka/cm2，转变电压4.3v，在线性区的量子效率可以达到39％。综上所述，蓝光ld可应用于探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域，且在光纤通信、卫星通信和海洋光通信领域也有广泛的应用前景。
然而，gan基激光器的研究面临一个很重要的问题，当激光器处于工作状态下时，大量的电流会从有源区溢出，使得它的发光效率大大降低，并且溢出的电流产生的热量会使激光器的结温迅速升高，从而影响它的寿命。在ⅲ族氮化物半导体材料激光器中，这种情况更严重，因此它们的阈值电流密度一般比较高。在这种情况下，由于量子阱中势垒的高度较小，电子更容易越过势垒而溢出有源区，因此尽量减少电子从有源区溢出，对提高激光器的性能大有裨益。为了防止电子泄露，通常在有源区上直接插入p型algan电子阻挡层，虽然它可以减少电子从有源区中泄露，但其不仅有较大的电阻，而且会对有源区发出的光有较强的吸收，从而使激光器的损耗增大，阀值电流增大，这些都不利于激光器性能的提升。
技术实现要素：
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种gan基新型结构激光器，所述gan基新型结构激光器在有源区和电子阻挡层之间插入了一层未掺杂的alingan，可以降低极化效应，缓解了有源区和电子阻挡层表面的部分压力，有助于增加载流子的有效势垒高度，从而有利于减少吸收损耗和阀值电流，使激光器的性能得到显著提升。
本发明的另一目的在于提供所述gan基新型结构激光器的制作方法。
具体技术方案如下：
一种gan基激光器，从下至上依次包括：衬底、下限制层、下波导层、有源区层、未掺杂的alingan(u-alingan)极化缓解层、电子阻挡层、上波导层、上限制层、欧姆接触层，以及位于衬底的下表面的n型欧姆电极。
一般情况下，电子阻挡层会对有源区发光峰有较强的吸收，使阀值电流增大。本发明通过在有源区层和电子阻挡层中插入的未掺杂的alingan层，可以有效的降低极化效应，改变载流子的有效势垒高度，从而减少电子的泄露，缓解内部损耗，降低激光器的阀值电流和工作电压，从而延长激光器的工作时间，使激光器的性能得到显著提升。
在其中一个实施例中，所述未掺杂的alingan极化缓解层的厚度为5～10nm。
在其中一个实施例中，所述衬底为gan衬底。
在其中一个实施例中，所述下限制层为n型algan/gan超晶格下限制层，si掺杂浓度为2×1015～3×1018cm-3，厚度为500～800nm。
在其中一个实施例中，所述下波导层为n型gan下波导层，si掺杂浓度为2×1014～3×1017cm-3，厚度为80～120nm。
在其中一个实施例中，所述有源区层为为3个周期的多量子阱ingan/gan有源区层。
在其中一个实施例中，所述电子阻挡层为p型algan电子阻挡层，mg掺杂浓度为2×1014～5×1017cm-3，厚度为10～30nm。
在其中一个实施例中，所述上波导层为p型gan上波导层，mg掺杂浓度为2×1014～3×1017cm-3，厚度为50～100nm。
在其中一个实施例中，所述欧姆接触层为p型gan欧姆接触层，mg掺杂浓度为6×1016～3×1020cm-3，厚度为200～500nm。
所述gan基激光器的制作方法，包括如下步骤：
s1、在所述衬底上生长形成下限制层；
s2、在所述下限制层上生长形成下波导层；
s3、在所述下波导层上生长形成量子阱有源区层；
s4、在所述量子阱有源区层上生长形成未掺杂的alingan极化缓解层；
s5、在所述未掺杂的alingan极化缓解层上生长形成电子阻挡层；
s6、在所述电子阻挡层上生长形成上波导层；
s7、在所述上波导层上生长形成上限制层；
s8、在所述上限制层上生长形成欧姆接触层；
s9、用刻饰法将所述上限制层和欧姆接触层刻出对称结构的脊形结构，然后蒸镀绝缘层二氧化硅，最后在衬底的下表面镀上n型欧姆电极，即得所述gan基激光器。
本发明的有益效果在于：本发明在有源区层和电子阻挡层中插入未掺杂的alingan层，可以有效的降低极化效应，改变了载流子的有效势垒高度，从而减少电子的泄露，缓解内部损耗，降低激光器的阀值电流和工作电压，延长了激光器的工作时间。
附图说明
图1为实施例gan基激光器的结构侧面剖视图。
附图标记说明：
1、衬底；2、下限制层；3、下波导层；4、量子阱有源区层；5、u-alingan极化缓解层；6、电子阻挡层；7、上波导层；8、上限制层、9、欧姆接触层；10、n型欧姆电极。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
在本发明的术语中，p型表示掺杂mg，u型表示不掺杂，n型表示掺杂si。
如图1所示，一种gan基激光器，从下至上依次包括：衬底1、下限制层2、下波导层3、有源区层4、未掺杂的alingan(u-alingan)极化缓解层5、电子阻挡层6、上波导层7、上限制层8、欧姆接触层9，以及位于衬底1的下表面的n型欧姆电极10。
本发明目的是在有源区和电子阻挡层之间插入一层未掺杂的alingan(u-alingan)，因为直接的p-algan电子阻挡层会对有源区发光峰有较强的吸收，使阀值电流增大。但alingan的使用可以降低极化效应，缓解有源区和ebl表面的部分压力，有助于增加载流子的有效势垒高度，从而有利于减少吸收损耗和阀值电流。
alingan能带的大小可用以下公式计算：
其中x，y和z＝1-x-y分别是alingan材料中al，in和ga的含量数值，b是材料的能带弯曲参数，alinn，ingan和algan的能带参数大致分别为2.5ev，1.4ev和0.7ev。
由此可见，本发明通过在有源区层和电子阻挡层中插入的未掺杂的alingan层，可以有效的降低极化效应，改变载流子的有效势垒高度，从而减少电子的泄露，缓解内部损耗，降低激光器的阀值电流和工作电压，从而延长激光器的工作时间，使激光器的性能得到显著提升。
进一步的，本实施例中，所述u-alingan极化缓解层5的厚度为5～10nm，更具体的，所述u-alingan极化缓解层5为未掺杂al0.15in0.05ga0.8n，厚度为10nm。
进一步的，本实施例中，所述衬底1为gan衬底。
进一步的，本实施例中，所述下限制层2为n型algan/gan超晶格下限制层，si掺杂浓度为2×1015～3×1018cm-3，厚度为500～800nm。更具体的，所述下限制层2为n-al0.15ga0.85n/gan超晶格下限制层，si掺杂浓度为2×1018cm-3，厚度为700nm，阱宽2.0nm，垒宽2.0nm。
进一步的，本实施例中，所述下波导层3为n型gan下波导层，si掺杂浓度为2×1014～3×1017cm-3，厚度为80～120nm。更具体的，si掺杂浓度为2×1017cm-3，厚度为80nm。
进一步的，本实施例中，所述有源区层4为3个周期的多量子阱ingan/gan有源区层。更具体的，所述有源区层4为in0.14ga0.86n/gan有源区层，阱宽为2nm，垒宽为12nm。
进一步的，本实施例中，所述电子阻挡层6为p型algan电子阻挡层，mg掺杂浓度为2×1014～5×1017cm-3，厚度为10～30nm。更具体的，所述电子阻挡层6为p-al0.2ga0.8n电子阻挡层，mg掺杂浓度为2×1017cm-3，厚度为20nm。
进一步的，本实施例中，所述上波导层7为p型gan上波导层，mg掺杂浓度为2×1014～3×1017cm-3cm-3，厚度为50～100nm。更具体的，mg掺杂浓度为2×1017cm-3，厚度为100nm。
进一步的，本实施例中，所述上限制层8为p型algan/gan上限制层，mg掺杂浓度为5×1015～3×1018cm-3，厚度为500-800nm。更具体的，所述上限制层8为al0.15ga0.85n/ganmg上限制层，掺杂浓度为2×1018cm-3，阱宽3nm，垒宽3nm，厚度为500nm。
进一步的，本实施例中，所述欧姆接触层9为p型gan欧姆接触层，mg掺杂浓度为6×1016～3×1020cm-3，厚度为200～500nm。更具体的，mg掺杂浓度为3×1019cm-3，厚度为200nm。
所述gan基激光器的制作方法，包括如下步骤：
s1、在所述衬底1上生长形成下限制层2；
s2、在所述下限制层2上生长形成下波导层3；
s3、在所述下波导层3上生长形成量子阱有源区层4；
s4、在所述量子阱有源区层4上生长形成未掺杂的alingan极化缓解层5；
s5、在所述未掺杂的alingan极化缓解层5上生长形成电子阻挡层6；
s6、在所述电子阻挡层6上生长形成上波导层7；
s7、在所述上波导层7上生长形成上限制层8；
s8、在所述上限制层8上生长形成欧姆接触层9；
s9、用刻饰法将所述上限制层8和欧姆接触层9刻出对称结构的脊形结构，然后蒸镀绝缘层二氧化硅，最后在衬底的下表面镀上n型欧姆电极，实现欧姆接触的电极，即得所述gan基激光器。
在本实施例中，通过金属有机化合物化学气相沉淀(mocvd)、分子束外延(mbe)或其他方式生长各结构层。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。