[實用新型]一種半導體激光器芯片

有效

• 申請號: 201420064039.5
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN203839701U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 廉鵬
• 申請（專利權）人: 廉鵬
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/02;H01L21/683
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本實用新型涉及激光領域，特別是指一種半導體激光器芯片。

背景技術

現有半導體激光器芯片采用砷化鎵或磷化銦襯底作為芯片生長的基底材料（即生長襯底），在生長襯底上通過MOCVD或MBE等方法外延生長總厚度為幾個微米的精細芯片，形成激光器外延片。在外延片正面采用蒸鍍、濺射、光刻等工藝手段得到正面電極結構。采用研磨方式將襯底減薄至100微米左右后，制備背面電極材料。通過劃裂片方式，以半導體材料的自然解理面形成出光端面，并在前后出光端面上分別鍍增透膜和增反膜，以鍍增透膜端面為出光端面。通過劃裂片方式得到分立半導體激光器芯片。

上述半導體激光器芯片技術存在如下問題：1）研磨過程不可避免地會發生機械損傷，這些損傷會直接影響半導體激光器的可靠性；2）半導體激光器芯片一般只有幾個微米厚，芯片中絕大部分是殘余的襯底材料，而砷化鎵或磷化銦材料的熱導率遠低于金屬材料（GaAs:0.55W/(cm·K)，InP:0.68W/(cm·K)，Cu:401W/(m·K)）。盡管現行半導體激光器封裝工藝中廣泛使用倒置工藝加強散熱，但激光器工作時產生的熱量很難通過襯底材料散出；3）現有研磨工藝產生含砷廢水，處置成本高。

實用新型內容

本實用新型提出一種半導體激光器芯片，解決了現有技術中生長襯底對激光器芯片性能和質量的影響及其對環境的污染問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種半導體激光器芯片，包括：自下而上依次為N面散熱結構、N面電極、N區外延層、有源區、P區外延層、P面電極和P面散熱結構，所述N面電極通過生長襯底的轉換方式形成。

進一步地，所述生長襯底包括預置轉換層；所述預置轉換層能夠將所述生長襯底轉換為所述N面電極。

進一步地，所述生長襯底通過外延生長方式形成所述預置轉換層，所述預置轉換層通過外延生長方式自下而上依次形成所述N區外延層、所述有源區和所述P區外延層。

優選地，所述預置轉換層能夠被腐蝕液選擇性消除；所述腐蝕液具體為HF或BOE。

進一步地，所述P面電極經過光刻、刻蝕、蒸鍍TiPtAu和退火形成，所述N面電極經過蒸鍍AuGeNi形成。

進一步地，所述P區外延層包括電流限制結構，所述電流限制結構具體為脊形結構；所述N面散熱結構和所述P面散熱結構具體為銅層。

優選地，所述銅層通過電鍍方式形成。

優選地，所述生長襯底包括GaAs。

優選地，所述預置轉換層包括AlAs。

本實用新型的有益效果為：

1）本實用新型形成的大功率激光器芯片的熱阻大幅下降，很大程度提高器件的光功率輸出；

2）本實用新型中的生長襯底能夠重復利用，降低生產成本；

3）本實用新型中的生長襯底的As不會帶入激光器制備的后續工藝流程，降低工業廢水的污染治理成本；

4）本實用新型避免了可能導致機械損傷的研磨過程，進而提高了半導體激光器的質量可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型半導體激光器芯片示意圖；

圖2為具有預置轉換層的本實用新型結構示意圖；

圖3為圖2基礎上具有P面電極的本實用新型結構示意圖；

圖4為圖3基礎上除去預置轉換層和生長襯底的本實用新型結構示意圖。

圖中：

1、生長襯底；2、N區外延層；3、有源層；4、P區外延層；5、預置轉換層；6、P面電極；7、P面散熱結構；8、N面電極；9、N面散熱結構。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1

如圖1～4所示，本實用新型一種半導體激光器芯片包括：自下而上依次為N面散熱結構9、N面電極8、N區外延層2、有源區3、P區外延層4、P面電極6和P面散熱結構7，N面電極8通過生長襯底1的轉換方式形成。