[發明專利]半導體激光器件

無效

• 申請號: 201210025101.5
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102629733A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 方瑞雨;蓋德·艾伯特·羅格若;朱莉安娜·莫若羅;羅伯拓·帕沃勒特;邁克勒·埃戈斯特
• 申請（專利權）人: 安華高科技光纖IP(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: H01S5/02
• 分類號: H01S5/02;H01S5/18;H01S5/028
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術領域

本發明大致涉及半導體激光器件，具體涉及其中邊發射激光器與反射器于同一芯片上集成在一起以形成面發射半導體激光器件的半導體激光器件。

背景技術

半導體激光器通常用在通信及數據通信網絡的光學收發器中。用在這種光學收發器中的激光器通常為邊發射型。用于光學收發器的邊發射型激光器通過標準光刻和外延的方法在半導體晶片上被制造，被切割成芯片，并且每個芯片的一部分均被涂布反射及防反射涂層。然后可以測試成品芯片。希望制造步驟的數目最小化，并提高易測性。

終端用戶通常優選垂直腔面發射激光器(VCSEL)，這是因為其無需進行束形校正，具有與光纖的較高耦合效率，由此降低了測試/封裝成本。但是，目前，一些VCSEL在被制造以進行高速工作時，存在與單一模式產量控制相關的問題。

業界已經致力于將邊發射器件轉換為垂直發射器件。例如，美國專利號7,245,645B2揭示了一個或兩個激光面，其以45度的角度被蝕刻以形成垂直反射激光束的45度鏡面。但是，在該方案中，45度鏡面處于激光器腔內。將蝕刻的鏡面設置在激光器腔內部需要在制造過程中進行高質量的面蝕刻。在面蝕刻處理過程中發生的任何面損壞均會引起可靠性的問題，在大功率下工作尤其嚴重。

美國專利號5,671,243揭示了使用處于激光器腔之外的常規90度激光面，但在同一芯片中，存在反射鏡，其將激光束沿表面的方向導向。因為鏡形成在有源層內，故不能夠調節鏡的高度及位置。為此，難以或不能夠對結構進行優化。

轉讓給本申請的申請人的美國專利號7,450,621揭示了一種克服上述很多困難的技術。該專利揭示了一種半導體器件，其中衍射透鏡與邊發射激光器在同一芯片上集成。衍射透鏡以單片形式與邊發射激光器集成在磷化銦(InP)襯底材料上。將衍射透鏡以單片形式集成在其中集成有邊發射激光器的同一芯片上要求執行多次電子束光刻(EBL)曝光以及干法蝕刻處理，由此會增加器件的制造成本。

希望提供一種面發射半導體器件，其實現邊發射激光器的功能以獲得與其相關的優點，并且具有較低的制造及測試成本。

發明內容

本發明涉及面發射半導體激光器件以及用于制造該器件的方法。該器件包括襯底，其具有上表面及下表面；布置在襯底上的多個半導體層，形成在半導體層中以產生具有激射波長的激光的邊發射激光器，形成在半導體層中的溝道；設置在溝道中的聚合物材料，以及布置在聚合物材料的大致面對激光器的第二端面的斜側面上的反射器。在激光器工作過程中，離開第二端面的激光的至少一部分沿與襯底的上表面大致垂直的方向被反射器反射。

制造方法包括在襯底上沉積或生長多個半導體層，在一個或多個半導體層中形成半發射激光器以生成具有激射波長的激光，在半導體層中形成溝道，并且在溝道中設置聚合物材料，在聚合物材料的大致面對激光器的第二端面的斜側面上形成反射器。

參考以下描述、附圖及權利要求，本發明的這些及其他特征及優點將變的清楚。

附圖說明

圖1A示出了根據示例性、說明性實施例的面發射半導體激光器件的俯視立體圖。

圖1B示出了沿圖1A中的線A-A’所取的圖1A所示的面發射半導體激光器件的側視平面圖。

圖2A示出了根據另一說明性實施例的面發射半導體激光器件的俯視立體圖。

圖2B示出了沿圖2A中的線A-A’所取的圖2A所示的面發射半導體激光器件的側視平面圖。

圖3是圖2A及圖2B中所示的面發射半導體激光器件的一部分的俯視平面圖。

圖4A-圖4H一起示出了處理步驟次序，其可被用于制造圖1A-2B所示的面發射半導體激光器件。

具體實施方式

本發明涉及面發射半導體激光器件，其中形成在半導體材料中的邊發射激光器以及形成在聚合物材料中的反射器在面發射半導體激光器件中被集成在一起。該器件包括形成在布置在半導體襯底上的半導體材料的各層中的邊發射激光器、布置在與其中形成有邊發射激光器的層橫向相鄰的襯底上的聚合物材料、以及形成在聚合物材料的與邊發射激光器的激光器槽面對的聚合物材料的斜面內或上的反射器。傳播離開邊發射激光器的激光器槽的激光被反射器以大致垂直于反射器上的激光入射角的角度反射，由此使得光沿與其表面大致垂直的方向被導離面發射半導體激光器件。