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近年來，隨著深紫外LED技術(shù)的發(fā)展，目前深紫外的光電轉(zhuǎn)換效率還偏低，在5-10%之間。在深紫外LED已有研究的的基礎(chǔ)上，深紫外激光器也越來越被關(guān)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制備過程。

1.外延結(jié)構(gòu)

深紫外器件的外延結(jié)構(gòu)如下，其中在藍(lán)寶石襯底上生長周期性的AlN納米柱，納米柱排列為三角形圖案，納米柱高度300 nm，間距1 um，寬度400 nm，然后在此上面生長AlGaN材料。

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

2.芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該芯片結(jié)構(gòu)的n電極和p電極分別在兩側(cè)，為垂直結(jié)構(gòu)。

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(fā)射光譜、I-V曲線、I-L電流功率曲線以及偏振特性等進(jìn)行說明。

（1）發(fā)射光譜-不同電流密度下的發(fā)射光譜

以上圖有多個(gè)峰，可以通過腔面控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光場調(diào)控。

（2）I-V以及I-L曲線

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

（2）極化特性-偏振特性

從器件與偏振器的相關(guān)性推斷出的TE與TM偏振的比值超過兩個(gè)數(shù)量級，表明這種發(fā)射是強(qiáng)TE極化的。

4.小結(jié)

半導(dǎo)體短波激光器領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展期，如450nm的藍(lán)光激光器，從上游的GaN體材料襯底到外延生長再到器件制備，國內(nèi)均有產(chǎn)業(yè)化布局并在促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步及成本降低，對于更短波長的深紫外激光器，需要AlN體材料以及缺陷密度的控制等。

短波激光器行業(yè)已經(jīng)走來，從藍(lán)光激光器到深紫外激光器，我們還有很多的工作要做，同時(shí)更要打通從襯底材料、外延結(jié)構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)以及器件產(chǎn)品的有效反饋機(jī)制，只有這樣才能不斷的推進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步，也才能真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)芯片的發(fā)展，解決卡脖子等問題。END

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