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虽然国内的红光半导体激光器早已实现商品化,但研制的红光激光器波长多集中在大于655 nm的红光波段,主要面向数据存储、娱乐指示、生物医学等应用领域。近年来随着激光显示技术的快速发展,短波长红光激光器芯片的需求日益增多。张应变GaInP量子阱结构是实现短波长红光的关键,而国内在此领域的研究报道很少,因此有关张应变GaInP量子阱激光器的研究愈发重要。本论文首先理论分析了不同应变GaInP的材料特性,在此基础上模拟计算了GaInP组分和应变、量子阱厚度、量子垒厚度、上波导层厚度、P型限制层厚度及掺杂浓度等重要参数对激光器性能的影响规律。结果表明且当量子阱组分为Ga0.575In0.425P,厚度为9 nm,量子垒组分为(Al0.59Ga0.41)0.52In0.48,厚度为9nm,波导层组分为(Al0.59Ga0.41)0.52In0.48P,厚度为120nm,P型限制层组分为Al0.51In0.49P,厚度为1000nm时,相同器件结构下激光器的阈值电流最小,斜率效率最高,激射波长符合激光显示要求的642 nm波长要求。由于P型AlInP限制层的掺杂浓度对器件特性影响较大,实验中研究了不同CP2Mg掺杂源流量对张应变GaInP量子阱半导体激光器外延结构中P-AlInP限制层的掺杂影响,Cp2Mg流量选取为6 sccm-80 sccm。测试结果表明过低和过高的Cp2Mg流量均会导致P-AlInP限制层的掺杂浓度降低,当Cp2Mg流量为20 sccm时,P-AlInP限制层可获得的空穴浓度为1.17×1018cm-3,样品经过550℃,N2气氛中热退火5分钟后,空穴浓度可达2.92×1018cm-3,为现有报道的最高P-AlInP掺杂浓度。此外,实验发现Mg重掺杂时,GaInP渐变势垒层的负失配会向正失配方向移动;张应变GaInP量子阱的PL峰值光强会由于大的张应变引起的晶格缺陷的增加而减弱。对于MOCVD生长的张应变GaInP量子阱红光激光器完整结构,进行低能氮离子注入后通过快速热退火来诱导量子阱混杂,并对两种样品分别测试了室温PL谱和变温PL谱。室温PL测试表明只进行退火和只进行N离子注入过程对原始晶片的发光波长影响很小,但对其进行快速热退火来诱导量子阱混杂后,则发现随退火时间的增加,发光峰的位置值逐渐蓝移,最大蓝移23.5 nm。变温PL测试表明,虽然不同样品的室温PL特性类似,但低温和变温条件下的PL谱特性差别较大,低温PL谱既有单峰,也有双峰,分析认为双峰中的短波长发光峰为本征激子的复合,长波长的发光峰是由于有序区域中的电子与无序区域中的空穴复合引起。