[發明專利]半導體激光器及其制作方法

有效

• 申請號: 202210315573.8
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN114421280B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李鴻建;龍浩;郭娟
• 申請（專利權）人: 武漢云嶺光電有限公司
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/125;H01S5/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 徐俊偉

1.一種半導體激光器，包括襯底，所述襯底上依次外延生長有緩沖層、有源層以及InP層，其特征在于：還包括光柵層，所述光柵層的制作具體為于所述InP層向所述有源層的方向刻蝕形成光柵，并在經過刻蝕后的InP層上進行光柵掩埋得到所述光柵層；在進行光柵掩埋前通入惰性氣體；所述光柵層中的高折射率材料和進行光柵掩埋的材料相同，所述光柵層材料是氧化性材料時，采用惰性氣體作為低折射率材料，而當光柵層的材料為非氧化性材料時，采用惰性氣體或空氣作為低折射率材料。

2.如權利要求1所述的半導體激光器，其特征在于：所述光柵層中的高折射率材料和進行光柵掩埋的材料均為InP材料、InGaAsP材料中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的半導體激光器，其特征在于：所述惰性氣體形成的氣體介質的形狀為梯形或三角形。

4.如權利要求1所述的半導體激光器，其特征在于：當所述光柵層的材料為非氧化性材料時，除了采用惰性氣體作為所述光柵層中的低折射率材料外，還可以將所述惰性氣體替換為空氣。

5.如權利要求1所述的半導體激光器，其特征在于：所述惰性氣體包括氦氣、氫氣或氮氣。

6.如權利要求1所述的半導體激光器，其特征在于：所述半導體激光器為分布式反饋激光器、分布布拉格反射激光器或采用SiO₂或SiN_x為光柵層的硅基半導體材料的激光器。

7.如權利要求1所述的一種半導體激光器，其特征在于：所述光柵層的深寬比在2～10000之間，占空比在10％～90％之間，光柵層的厚度在5～100nm之間，進行光柵掩埋的材料的厚度在10～3000nm之間。

8.一種半導體激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，在襯底上依次外延生長緩沖層、有源層以及InP層；

S2，于所述InP層向所述有源層的方向刻蝕形成光柵；

S3，通入惰性氣體；

S4，在經過刻蝕后的InP層上進行光柵掩埋得到光柵層；

S5，接著進行包層和接觸層的生長；

S6，最后進行后續脊波導、電極、減薄、合金以完成激光器的制作；

在進行光柵掩埋前通入惰性氣體；所述光柵層中的高折射率材料和進行光柵掩埋的材料相同，所述惰性氣體作為所述光柵層中的低折射率材料；所述光柵層材料是氧化性材料時，采用惰性氣體作為低折射率材料，而當光柵層的材料為非氧化性材料時，采用惰性氣體或空氣作為低折射率材料。

9.如權利要求8所述的半導體激光器的制作方法，其特征在于：利用全息或電子束光刻制作光柵，控制占空比10％-90％；干法刻蝕凹槽的深度為h，寬度為w，控制深寬比(h/w)在2-10000之間；然后濕法修飾光柵層界面。

10.如權利要求8所述的半導體激光器的制作方法，其特征在于：利用MOCVD一次外延生長所述緩沖層、所述有源層以及所述InP層；再利用MOCVD進行二次外延，通入惰性氣體，優化外延生長程序進行光柵掩埋。