[實(shí)用新型]一種帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220625217.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203056370U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堯舜;王智勇;賈冠男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S5/40
• 分類號(hào): H01S5/40
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

由于半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，其在激光加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在激光加工中，所用到的半導(dǎo)體激光多為不可見(jiàn)光。因此，必須先用可見(jiàn)的指示光完成調(diào)焦后才能用激光進(jìn)行加工。?

目前最常用的得到指示光的方法是在半導(dǎo)體激光器中加入一個(gè)指示光發(fā)生器，并且使指示光與半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光同光路。但在實(shí)際運(yùn)用中，此方法有一些缺點(diǎn)。例如，指示光調(diào)焦比較困難，指示光的焦點(diǎn)與半導(dǎo)體激光器發(fā)出光的焦點(diǎn)經(jīng)常不重合等。這為半導(dǎo)體激光器在激光加工中的應(yīng)用帶來(lái)許多不便。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片結(jié)構(gòu)及其制備方法，將光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元與光譜中只包含不可見(jiàn)光的發(fā)光單元集成在同一個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片上。即在一個(gè)半導(dǎo)體激光器芯片上，既有光譜中只包含不可見(jiàn)光的發(fā)光單元，也有光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元。光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元可取代指示光發(fā)生器，發(fā)出可見(jiàn)光做為激光加工的指示光，克服了半導(dǎo)體激光器用于激光加工時(shí)必須用指示光發(fā)生器產(chǎn)生指示光所帶來(lái)的缺點(diǎn)，使得半導(dǎo)體激光器在激光加工中的運(yùn)用更加方便。?

為得到上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型采取了如下制備方法：在光譜中只包含不可見(jiàn)光的半導(dǎo)體激光器芯片結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)或多個(gè)不發(fā)光單元區(qū)域，采用二次生長(zhǎng)技術(shù)在這些區(qū)域生長(zhǎng)光譜中包含可見(jiàn)光的外延結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)或多個(gè)光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元。??

具有此種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器芯片的制備步驟如下：?

1）采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣象沉積（MOCVD）的方法，在襯底上生長(zhǎng)光譜中只包含不可見(jiàn)光的外延層，如圖2（1）所示；?

2）選擇一個(gè)或多個(gè)不發(fā)光單元，采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體光刻工藝，去掉這些區(qū)?域的外延層，如圖2（2）所示；?

3）在外延層及去掉外延層的區(qū)域上生長(zhǎng)一層SiO₂，如圖2（3）所示；?

4）采用標(biāo)準(zhǔn)濕刻工藝，將去掉外延層的區(qū)域上的SiO₂除去，如圖2（4）所示；?

5）采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣象沉積（MOCVD）的方法，在SiO₂及去掉外延層的區(qū)域上生長(zhǎng)光譜中包含可見(jiàn)光的外延層，如圖5（5）所示；?

6）采用標(biāo)準(zhǔn)濕刻工藝，去掉芯片上所有SiO₂層及SiO₂層上部的光譜中包含可見(jiàn)光的外延層，如圖2（6）所示；?

7）完成腐蝕V型槽、制作金屬化電極等半導(dǎo)體激光芯片前工藝步驟，得到一種其上既有光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元，又有光譜中只包含不可見(jiàn)光的發(fā)光單元，且各個(gè)發(fā)光單元之間電學(xué)并聯(lián)、光學(xué)隔離的半導(dǎo)體激光器芯片。?

本實(shí)用新型適用于所有以GaAs材料為襯底的半導(dǎo)體激光器芯片。??

附圖說(shuō)明

圖1??帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片，其中?

圖2??（1）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（1）示意圖?

圖2??（2）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（2）示意圖?

圖2??（3）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（3）示意圖?

圖2??（4）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（4）示意圖?

圖2??（5）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（5）示意圖?

圖2??（6）帶有指示光的半導(dǎo)體激光器芯片制備步驟（6）示意圖?

其中?

具體實(shí)施方式：

為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一?步說(shuō)明。?

首先，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣象沉積（MOCVD）的方法，在GaAs襯底上生長(zhǎng)光譜中只包含不可見(jiàn)光的中心波長(zhǎng)為980nm的外延層。980nm外延層結(jié)構(gòu)如表1：?

表1??980nm外延層結(jié)構(gòu)?

然后選擇一個(gè)不發(fā)光單元，采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體光刻工藝，去掉這些區(qū)域的外延層。?

接下來(lái)在外延層及去掉外延層的區(qū)域上生長(zhǎng)一層SiO₂。完成后，將去掉外延層的區(qū)域上的SiO₂除去。?

再采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣象沉積（MOCVD）的方法，在SiO₂及去掉外延層的區(qū)域上生長(zhǎng)光譜中包含可見(jiàn)光的中心波長(zhǎng)為808nm的外延層。808nm外延層結(jié)構(gòu)如表2。?

表2??808nm外延層結(jié)構(gòu)?

然后采用標(biāo)準(zhǔn)濕刻工藝，去掉芯片上所有SiO₂層及SiO₂層上部的光譜中包含可見(jiàn)光的外延層。最后完成腐蝕V型槽、制作金屬化電極等半導(dǎo)體激光芯片前工藝步驟，得到一種其上既有光譜中包含可見(jiàn)光的發(fā)光單元，又有光譜中只包含不可見(jiàn)光的發(fā)光單元，且各個(gè)發(fā)光單元之間電學(xué)并聯(lián)、光學(xué)隔離的半導(dǎo)體激光器芯片。?