[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體激光器集成芯片及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011411644.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN113410759A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉朝明;高磊;張宇暉
• 申請（專利權(quán)）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;H01S5/0687
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體激光器集成芯片及其制備方法，集成芯片包括激光出射單元和激光探測單元；集成芯片還包括：公共外延結(jié)構(gòu)；位于公共外延結(jié)構(gòu)一側(cè)的第一介質(zhì)結(jié)構(gòu)和分立外延結(jié)構(gòu)；分立外延結(jié)構(gòu)包括第一分立外延結(jié)構(gòu)和第二分立外延結(jié)構(gòu)；激光出射單元包括公共外延結(jié)構(gòu)、第一分立外延結(jié)構(gòu)、第一分立電極和公共電極；激光探測單元包括公共外延結(jié)構(gòu)、第二分立外延結(jié)構(gòu)、第二分立電極和公共電極；激光出射單元具備第一腔長，激光探測單元具備第二腔長，第一介質(zhì)結(jié)構(gòu)具備第三腔長，半導(dǎo)體激光器集成芯片的腔長為第一腔長、第三腔長與第二腔長之和。解決激光器腔長短難解理、良率低以及輸出功率不穩(wěn)定，影響激光器的使用場景和使用范圍的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體激光器集成 芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料，如砷化鎵(GaAs)、磷化 銦(InP)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)等作為工作物 質(zhì)的激光器，具有體積小、效率高和壽命長等優(yōu)點，在激光通信、激光存儲、 激光打印、激光陀螺、激光顯示、激光測距和激光雷達(dá)等方面得到了廣泛的應(yīng) 用。其中，分布式反饋激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)具有調(diào)制速 率快、單模特性好等優(yōu)點，受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

DFB激光器的調(diào)制速率與激光器電容有關(guān)，而激光器電容與電流注入?yún)^(qū)面 積有關(guān)。為了提高DFB激光器的調(diào)制速率，通常采用短腔長結(jié)構(gòu)，激光器的腔 長約為100μm左右，如此短的腔長導(dǎo)致激光器很難解理，嚴(yán)重影響了解理激光 器時的良率，最終影響了器件的生產(chǎn)良率；不僅如此，短腔長還使得激光器的 熱阻很大，器件工作時結(jié)溫很高，嚴(yán)重影響了器件性能和可靠性。

受器件的工作環(huán)境溫度和器件散熱等因素影響，半導(dǎo)體激光器的閾值電流 容易發(fā)生波動，導(dǎo)致器件的輸出功率出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，忽高忽低，嚴(yán)重影響了 半導(dǎo)體激光器的使用場景和使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體激光器集成芯片及其制備方法， 以解決現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光器芯片采用短腔長結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致激光器芯片難解 理、器件的生產(chǎn)良率低、熱阻大、影響器件的性能和可靠性以及器件的閾值電 流易發(fā)生波動，導(dǎo)致器件的輸出功率不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響半導(dǎo)體激光器的使用場 景和使用范圍的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種半導(dǎo)體激光器集成芯片，包括激光出 射單元和激光探測單元；

所述半導(dǎo)體激光器集成芯片還包括：

所述公共外延結(jié)構(gòu)；位于公共外延結(jié)構(gòu)一側(cè)的第一介質(zhì)結(jié)構(gòu)和分立外延結(jié) 構(gòu)；所述分立外延結(jié)構(gòu)包括相互獨立的第一分立外延結(jié)構(gòu)和第二分立外延結(jié)構(gòu)； 沿第一方向，所述第一分立外延結(jié)構(gòu)和所述第二分立外延結(jié)構(gòu)分別位于所述第 一介質(zhì)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；沿第二方向，所述第一分立外延結(jié)構(gòu)和所述第二分立外延 結(jié)構(gòu)位于所述公共外延結(jié)構(gòu)的一側(cè)；所述第一方向與所述第二方向相交；

位于所述分立外延結(jié)構(gòu)中的脊形結(jié)構(gòu)；

位于所述公共外延結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述分立外延結(jié)構(gòu)一側(cè)的公共電極；位于所述 脊形結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述公共外延結(jié)構(gòu)一側(cè)的分立電極，所述分立電極包括相互獨立 的第一分立電極和第二分立電極，所述第一分立電極位于所述第一分立外延結(jié) 構(gòu)遠(yuǎn)離所述公共外延結(jié)構(gòu)的一側(cè)，所述第二分立電極位于所述第二分立外延結(jié) 構(gòu)遠(yuǎn)離所述公共外延結(jié)構(gòu)的一側(cè)；

所述激光出射單元包括所述公共外延結(jié)構(gòu)、所述第一分立外延結(jié)構(gòu)、所述 第一分立電極和所述公共電極，所述激光探測單元包括所述公共外延結(jié)構(gòu)、所 述第二分立外延結(jié)構(gòu)、所述第二分立電極和所述公共電極；

沿所述第一方向，所述激光出射單元具備第一腔長，所述激光探測單元具 備第二腔長，所述半導(dǎo)體激光器集成芯片的腔長為所述第一腔長與所述第二腔 長之和。

可選的，沿所述第一方向，所述第一介質(zhì)結(jié)構(gòu)包括至少兩個疊層設(shè)置的子 介質(zhì)結(jié)構(gòu)；