[發明專利]一種多波長的半導體激光器結構及制備方法

有效

• 申請號: 202011184341.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112310808B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 顧增輝;張錦川;劉峰奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/065;H01S5/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種多波長的半導體激光器結構，其特征在于，包括：

襯底、傳輸層、電極，其中所述傳輸層為有源區，其蝕刻有環形諧振腔、法布里-珀羅直波導腔和多模干涉區，所述環形諧振腔和法布里-珀羅直波導腔相鄰，并在相鄰位置通過所述多模干涉區連接；

所述環形諧振腔用于形成第一縱模間距的光，所述法布里-珀羅直波導腔用于形成第二縱模間距的光，所述多模干涉區用于對所述第一縱模間距的光及第二縱模間距的光進行耦合，形成特定縱模間距的多波長光，并通過所述法布里-珀羅直波導腔的端面輸出；其中，所述特定縱模間距為第一縱模間距和第二縱模間距的最小公倍數。

2.根據權利要求1所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述環形諧振腔和法布里-珀羅直波導腔組成的耦合腔的出射面為解理腔面。

3.根據權利要求2所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述環形諧振腔和法布里-珀羅直波導腔分區電驅動。

4.根據權利要求1所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述法布里-珀羅直波導腔的輸出端面形成抗反射膜，另一端面形成高反射膜。

5.根據權利要求1所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述多模干涉區為多模波導。

6.根據權利要求5所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述多模波導包括3～9個光場模式。

7.根據權利要求1所述的多波長的半導體激光器結構，其特征在于，所述傳輸層位于所述襯底外延生長方向側，其增益介質包括量子阱、量子點、量子帶、量子級聯結構或者其任意組合。

8.一種如權利要求1-7中任一所述的多波長的半導體激光器結構的制備方法，包括：

S1，在襯底表面依次外延生長下波導層、傳輸層、上波導層；

S2，在所述傳輸層蝕刻環形諧振腔、法布里-珀羅直波導腔和多模干涉區，其中，所述環形諧振腔和法布里-珀羅直波導腔相鄰，并在相鄰位置通過所述多模干涉區連接；

S3，在所述下波導層、傳輸層、上波導層上刻蝕出脊旁雙溝；

S4，在所述脊旁雙溝上生長二氧化硅層，

S5，在所述二氧化硅層上制得電極窗口；

S6，在所述電極窗口上濺射電極層；

S7，減薄拋光所述襯底背面，蒸發背面電極并加熱制得合金，芯片解理燒結后制得所述半導體激光器結構。

9.根據權利要求8所述的多波長的半導體激光器結構的制備方法，其特征在于，所述S3之后還包括：對刻蝕后的結構進行高熱傳導材料的生長填埋。