[發明專利]接觸層的制作方法、半導體激光器及其制作方法

有效

• 申請號: 202010574296.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111682400B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 程洋;王俊;李泉靈;譚少陽;潘華東;廖新勝
• 申請（專利權）人: 蘇州長光華芯光電技術股份有限公司;蘇州長光華芯半導體激光創新研究院有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/028
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張樂樂

本發明提供一種接觸層的制作方法、半導體激光器及其制作方法，接觸層的制作方法為先在所述半導體激光器的外延層上形成非摻雜半導體層，再對所述非摻雜半導體層進行摻雜。采用此制作方法制作的接觸層包括摻雜區域和非摻雜區域，非摻雜區域電流無法注入，只有摻雜區域能夠注入電流，并且摻雜區域內能夠注入電流面積沿腔長方向逐漸增大，以抵消諧振腔內的光子密度分布不均導致的載流子密度和增益沿增反膜到減反膜方向不均勻分布的影響，使載流子在腔長方向均勻分布，提高半導體激光器的輸出功率和性能穩定性。半導體激光器的電極直接在接觸層上制作，電極與接觸層之間無介質薄膜，電極與接觸層粘附牢固、不易脫落。

技術領域

本發明涉及半導體激光器技術領域，具體涉及接觸層的制作方法、半導體激光器及其制作方法。

背景技術

半導體激光器是一種重要的光電器件，可以通過輻射復合的方式將注入的載流子轉換成光子。傳統的半導體激光器采用載流子均勻注入的方式，即載流子沿整個電極方向是均勻分布的。半導體激光器常采用不對稱鍍膜的方式，即腔面一端蒸鍍增反膜用于反射光，腔面另一端蒸鍍減反膜用于透射光。當半導體激光器處于激射狀態時，腔內光場的分布會受到這種不對稱鍍膜的影響，即半導體激光器諧振腔內的光子密度沿增反膜到減反膜方向(即沿腔長方向)呈現逐漸增加的趨勢。由于受激輻射效應的影響，光子密度越高的區域，載流子的消耗速度越快，從而引起實際載流子密度和增益沿增反膜到減反膜方向的不均勻分布，導致半導體激光器性能退化，光輸出功率下降。

現有技術中有通過在晶圓片的脊形結構上制備介質薄膜，對介質薄膜進行刻蝕處理形成沿腔長方向非均勻分布的介質薄膜，再在非均勻分布的介質薄膜上制備電極、將晶圓片解理、制備減反膜和增反膜得到半導體激光器，實現載流子沿腔長方向的非均勻注入，以抵消沿腔長方向由于載流子消耗變快導致的載流子不均勻分布。

上述的半導體激光器在電極和晶圓片之間存在一層介質薄膜，導致電極與晶圓片之間粘附性差、電極易脫落。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的半導體激光器為實現載流子的非均勻注入在電極與晶圓片之間設有一層介質薄膜，從而導致電極與晶圓片粘附性差、電極易脫落的缺陷。

為此，本發明提供一種用于半導體激光器的接觸層的制作方法，包括：

在所述半導體激光器的外延層上形成非摻雜半導體層；

對所述非摻雜半導體層進行摻雜，以形成具有能夠注入電流的摻雜區域的接觸層，所述摻雜區域內能夠注入電流面積沿腔長方向逐漸增大，其中，所述半導體激光器的一個電極在所述接觸層的表面制作成型。

可選地，上述的用于半導體激光器的接觸層的制作方法，對所述非摻雜半導體層進行摻雜包括：

在非摻雜半導體層上沉積介質層；

基于所述摻雜區域對所述介質層進行刻蝕處理，得到圖形化的介質掩膜，所述摻雜區域內的介質掩膜的面積沿腔長方向逐漸減?。?/p>

對附著有所述介質掩膜的非摻雜半導體層進行摻雜，使得所述接觸層在所述摻雜區域內能夠注入電流；

去除所述接觸層上的介質掩膜。

可選地，上述的用于半導體激光器的接觸層的制作方法，所述介質掩膜包括包圍所述摻雜區域的環狀掩膜，用于限定電流注入的區域。

可選地，上述的用于半導體激光器的接觸層的制作方法，所述介質掩膜還包括在所述摻雜區域內分布的若干介質掩膜塊，所述若干介質掩膜塊沿腔長方向的排布密度逐漸減小。

可選地，上述的用于半導體激光器的接觸層的制作方法，對附著有所述介質掩膜的非摻雜半導體層進行摻雜，包括：

通過高溫擴散方式對所述非摻雜半導體層進行摻雜處理。