[發明專利]一種半導體激光器及其制備方法

在審

• 申請號: 202011360285.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112467518A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 劉朝明;王濤;張鵬
• 申請（專利權）人: 因林光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22;H01S5/12;H01S5/042
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種半導體激光器的制備方法，其特征在于，包括：

制備半導體激光器的外延結構，所述外延結構包括疊層設置的襯底、中間外延結構、上光場限制層和上接觸層；

在所述上接觸層遠離所述襯底的一側制備第一電極層；

在所述第一電極層遠離所述襯底的一側制備犧牲層；

刻蝕所述犧牲層、所述第一電極層、所述上接觸層和部分所述上光場限制層形成脊形結構，所述脊形結構沿第一方向延伸；所述第一方向與所述襯底所在平面平行；

刻蝕剩余部分所述上光場限制層和所述犧牲層形成光柵結構，所述光柵結構包括多個光柵凹槽，多個所述光柵凹槽沿所述第一方向排列，沿第二方向延伸，所述第二方向與所述襯底所在平面平行且與所述第一方向相交；

去除所述犧牲層；

在所述襯底遠離所述中間外延層的一側制備第二電極層；

對所述外延結構、所述第一電極層和所述第二電極層進行劃片、解理、鍍膜以及裂片工藝，形成半導體激光器。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，刻蝕剩余部分所述上光場限制層和所述犧牲層形成光柵結構，包括：

在所述剩余部分所述上光場限制層和所述犧牲層表面制備光刻膠；

采用電子束曝光工藝或全息曝光工藝將光柵圖案轉移至所述光刻膠層；

采用干法刻蝕工藝或者濕法腐蝕工藝對所述光刻膠層暴露出的所述剩余部分所述上光場限制層和所述犧牲層中形成光柵結構。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，去除所述犧牲層之后，還包括：

在所述第一電極層遠離所述襯底一側制備連接電極層，所述連接電極層至少覆蓋所述脊形結構，所述連接電極層的厚度大于所述第一電極層的厚度。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，去除所述犧牲層之后，還包括：

對所述第一電極層進行熱退火，以使所述第一電極層與所述上接觸層形成歐姆接觸。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，去除所述犧牲層之前，還包括：

制備絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述脊形結構的上表面、側面以及脊形結構兩側的光柵結構。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述襯底遠離所述中間外延層的一側制備第二電極層之前，還包括：

對所述襯底進行減薄。

7.根據權利要求1所述的制備方法，制備半導體激光器的外延結構，包括：

提供襯底；

在所述襯底一側制備緩沖層；

在所述緩沖層遠離所述襯底一側制備下光場限制層；

在所述下光場限制層遠離所述襯底一側制備下波導層；

在所述下波導層遠離所述襯底一側制備有源區；

在所述有源區遠離所述襯底一側制備上波導層；

在所述上波導層遠離所述襯底一側制備上光場限制層；

在所述上光場限制層遠離所述襯底一側制備上接觸層。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述犧牲層的材料包括SiO2、SiN、Ni、Cr、ITO、Ti、Al、Al2O3、Si、多晶硅以及光刻膠中的任至少一種。

9.一種半導體激光器，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到；

所述半導體激光器包括：

外延結構，所述外延結構包括疊層設置的襯底、中間外延結構、上光場限制層和上接觸層；

位于所述上接觸層遠離所述襯底的一側制備第一電極層；所述第一電極、所述上接觸層和部分所述上光場限制層形成脊形結構，所述脊形結構沿第一方向延伸；所述第一方向與所述襯底所在平面平行；

位于剩余部分所述上光場限制層中，且分別位于所述脊形結構兩側的光柵結構，所述光柵結構包括多個光柵凹槽，多個所述光柵凹槽沿所述第一方向排列，沿第二方向延伸，所述第二方向與所述襯底所在平面平行且與所述第一方向相交；

位于所述襯底遠離所述中間外延層一側的第二電極層。

10.根據權利要求9所述的半導體激光器，其特征在于，所述光柵凹槽的深度為100-500nm。