深紫外激光器技術及產業趨勢

近年來，隨著深紫外LED技術的發展，目前深紫外的光電轉換效率還偏低，在5-10%之間。在深紫外LED已有研究的的基礎上，深紫外激光器也越來越被關注和研究，本文介紹一篇波長298.1nm的深紫外激光器材料生長及製備過程。

1.外延結構

深紫外器件的外延結構如下，其中在藍寶石襯底上生長周期性的AlN納米柱，納米柱排列為(wei) 三角形圖案，納米柱高度300 nm，間距1 um，寬度400 nm，然後在此上麵生長AlGaN材料。

為(wei) 了避免在激光剝離（LLO）過程中激光束穿透到活性層和其他層所造成的損傷(shang) ，將170 nm厚的u-Al0.50Ga0.40N層作為(wei) 激光束吸收層插入到結構中。

2.芯片結構設計

該芯片結構的n電極和p電極分別在兩(liang) 側(ce) ，為(wei) 垂直結構。

SEM圖如下：

下圖中的巴條具有腔長1200μm和p電極孔徑5μm。

3.器件表征

以下對器件的發射光譜、I-V曲線、I-L電流功率曲線以及偏振特性等進行說明。

（1）發射光譜-不同電流密度下的發射光譜

以上圖有多個(ge) 峰，可以通過腔麵控製技術，實現光場調控。

（2）I-V以及I-L曲線

如圖所示，閾值電流和相應的閾值電流密度分別為(wei) 1.4 A和24kAcm−2。

（2）極化特性-偏振特性

從(cong) 器件與(yu) 偏振器的相關(guan) 性推斷出的TE與(yu) TM偏振的比值超過兩(liang) 個(ge) 數量級，表明這種發射是強TE極化的。

4.小結

半導體(ti) 短波激光器領域已經進入發展期，如450nm的藍光激光器，從(cong) 上遊的GaN體(ti) 材料襯底到外延生長再到器件製備，國內(nei) 均有產(chan) 業(ye) 化布局並在促進技術進步及成本降低，對於(yu) 更短波長的深紫外激光器，需要AlN體(ti) 材料以及缺陷密度的控製等。

短波激光器行業(ye) 已經走來，從(cong) 藍光激光器到深紫外激光器，我們(men) 還有很多的工作要做，同時更要打通從(cong) 襯底材料、外延結構、芯片設計以及器件產(chan) 品的有效反饋機製，隻有這樣才能不斷的推進該領域的發展和進步，也才能真正實現國產(chan) 芯片的發展，解決(jue) 卡脖子等問題。END

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