[發明專利]一種具有新型近腔面電流非注入區結構的半導體激光器及制造方法

有效

• 申請號: 201310493175.6
• 申請日: 2013-10-20
• 公開（公告）號: CN103545714A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 崔碧峰;王曉玲;張松;凌小涵
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22;H01S5/227;H01S5/10;H01S5/024;H01S5/028
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種具有新型近腔面電流非注入區結構的半導體激光器及制造方法，其特征在于：該具有新型近腔面電流非注入區結構的半導體激光器包括襯底（1）、緩沖層（2）、下限制層（3）、下波導層（4）、具有量子阱結構的有源層（5）、上波導層（6）、第二上限制層（7）、刻蝕停止層（8）、第一上限制層（9）、歐姆接觸層（10）、電絕緣介質層（11）、正面電極（12）和背面電極（13）；其中襯底（1）、緩沖層（2）、下限制層（3）、下波導層（4）、具有量子阱結構的有源層（5）、上波導層（6）、第二上限制層（7）、刻蝕停止層（8）、第一上限制層（9）、歐姆接觸層（10）由下到上依次相鄰；腐蝕去掉歐姆接觸層（10）和第一上限制層（9）的四邊，在第一上限制層（9）上表面的中心位置形成包含歐姆接觸層（10）和部分第一上限制層的第一脊型臺；腐蝕去除掉位于脊型臺兩側的前端與腔面相連的第一上限制層（9）部分區域，使第一上限制層（9）在接近前后腔面的區域分別出現大小一致的兩個凹槽，下面相連的一部分刻蝕停止層（8）被暴露出來，第一上限制層（9）在接近前后腔面的區域形成第二、三脊型臺，第一、二、三脊型臺的水平中心線共面；電絕緣介質層（11）覆蓋于第一上限制層（9）的上表面、第一脊型臺側面、以及被暴露的區域包括第一上限制層（9）側面的部分區域與刻蝕停止層（8）上表面的部分區域，正面電極（12）覆蓋于電絕緣介質層（11）和第一脊型臺上表面，背面電極（13）覆蓋于襯底（1）上。

2.根據權利要求1所述的一種具有新型近腔面電流非注入區結構的半導體激光器及制造方法，其技術特征在于：激光器制作方法具體包括以下步驟。

步驟一，在襯底（1）上采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）依次沉積緩沖層（2）、下限制層（3）、下波導層（4）、具有量子阱結構的有源層（5）、上波導層（6）、第二上限制層（7）、刻蝕停止層（8）、第一上限制層（9）、歐姆接觸層（10）；

步驟二，在歐姆接觸層（10）上通過光刻形成光刻膠圖形，采用濕法腐蝕或干法刻蝕的方法除去歐姆接觸層（10）和第一上限制層（9）的四邊，去膠后在第一上限制層（9）上表面的中心位置形成包含歐姆接觸層（10）和部分第一上限制層的第一脊型臺；

步驟三，在第一上限制層（9）上通過光刻形成光刻膠圖形，采用濕法腐蝕的方法去除位于脊型臺兩側的前端與腔面相連的第一上限制層（9）部分區域，使部分刻蝕停止層（8）暴露出來，去膠后第一上限制層（9）的前腔面形成第二脊型臺，第一上限制層（9）的后腔面形成第三脊型臺，第一、二、三脊型臺的水平中心線共面；

步驟四，采用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）的方法，在第一上限制層（9）的上表面，因為刻蝕凹槽被暴露區域包括的部分第一上限制層（9）側面與部分刻蝕停止層（8）上表面以及第一脊型臺淀積電絕緣介質；

步驟五，在電絕緣介質層（11）上通過光刻形成光刻膠圖形，腐蝕去除第一脊型臺上表面的電絕緣介質，使電絕緣介質層（11）僅覆蓋于第一上限制層（9）的上表面、第一脊型臺側面、以及因為刻蝕凹槽被暴露的區域包括第一上限制層（9）側面的部分區域與刻蝕停止層（8）上表面的部分區域；

步驟六，采用濺射的方法使正面電極（12）覆蓋于電絕緣介質層（11）和第一脊型臺的上表面；

步驟七，對襯底（1）進行減薄拋光后采用蒸發的方法制備背面電極（13）；

步驟八，將制作完成的激光器芯片解離成Bar條，應用鍍膜設備在排列的激光器前后腔面分別鍍上增透膜和高反膜，達到提高半導體激光器的輸出功率以及保護腔面作用。

3.根據權利要求1或2所述的一種具有新型近腔面電流非注入區結構的半導體激光器及制造方法，其技術特征在于：電絕緣介質層（11）由氮化硅、氧化硅、氧化鋁或氧化鈦組成；所述新型近腔面電流非注入區結構可以應用到不同半導體激光器：單模激光器、多模激光器、光纖耦合激光器、分布反饋式（DFB）激光器和分布布拉格反射式（DBR）激光器。