叠加式激光外延设计到底能不能量产

激光器的外延层设计是半导体激光器性能优化的核心环节，需综合考虑材料选择、能带结构、光学限制、载流子限制等因素。例如一个典型外延层结构（以边发射InGaAsP/InP激光器为例）

从衬底向上依次生长：

衬底（Substrate）：如InP（用于长波长）、GaAs（用于短波长）。

缓冲层（Buffer Layer）：减少衬底缺陷，如非故意掺杂InP。

下限制层（Lower Cladding Layer）：低折射率、宽禁带材料（如InP），限制光场纵向扩展。

下波导层（Lower Waveguide）：稍窄禁带材料（如InGaAsP），引导光场。

有源层（Active Layer）：

量子阱（QW）结构：多量子阱（MQW）设计（如InGaAsP/InGaAs），厚度通常5-20 nm，提升载流子限制和增益。

势垒层（Barrier）：如InGaAsP，调节能带对齐。

上波导层（Upper Waveguide）：与下波导对称或优化设计。

上限制层（Upper Cladding Layer）：如InP，与下限制层共同形成光波导。

接触层（Contact Layer）：重掺杂（如InGaAs），降低欧姆接触电阻。

而如果想得到多波长或者宽波段的激光器，在外延结构上理论上是可以做成下图的外延设计。

在N和P之间的插入不同组分的有源层。公开号：CN116157972A,专利权人：赛米尼克斯有限公司，公开日：2023.05.23公布的一个专利。

400、500、600作为独立的单片式LD发光区，通过不同类型的隧道结串联起来。在P和N上加电压，分别发出光。可以相当于二极管的串联。对于芯片制造来说，没有大的工艺变动。

但是这种设计可能有量产品质隐患。

1：测试条件不同，内部的热扩散可能是个致命问题。

2：外延生长不容易，容易引起缺陷，且不好确定是哪一层引起的，工艺调整起来问题多多。

3：应用场景有限，有针对的开发才行，后端应用估计要做不少让步才能使用。光博会的时候也见过别人有类似的外延PPT说明，没看到过具体产品，如果真能做好，还是前景不错的。

特别是在激光显示领域，可以间接改善激光散斑的问题，大家以为如何呢。