CN203491505U

CN203491505U - 一种小尺寸半导体激光器

Info

Publication number: CN203491505U
Application number: CN201320585043.1U
Authority: CN
Inventors: 刘欢; 沈燕; 徐现刚; 王英
Original assignee: Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Shandong Huaguang Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2023-09-22

Abstract

本实用新型提供一种小尺寸半导体激光器，所述半导体激光器的周期尺寸≤150μm。所述半导体激光器是纯条结构或带肩结构。一种上述小尺寸半导体激光器的制备方法，包括步骤如下：在半导体激光器芯片上制备欧姆接触层，经光刻、刻蚀制备周期尺寸≤150μm的管芯图形；对所述制备完欧姆接触层芯片的P面进行保护；对芯片的衬底进行减薄；将半导体激光器芯片清洗后放入蒸发台：蒸镀P面电极，P电极蒸镀完毕后翻架蒸镀N面电极。本实用新型将图形周期由200μm缩减为150μm，产出约为原来的1.3倍。

Description

一种小尺寸半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及一种小尺寸半导体激光器，属于低功率半导体激光器的技术领域。

技术背景

目前的双异质结平面条形半导体激光器突出特点为脊形波导结构，该结构能有效的履行电流限制和光约束的作用。

作为一种特征，要求半导体激光器件具有基横模振荡，其中没有高阶模式产生。为了利用半导体激光器件获得基横模振荡，需要限制脊形宽度在4-5μm或更小。所以在满足芯片封装尺寸要求的前提下，可以尽可能的缩减管芯图形周期，提高芯片产出率。

同时，器件电极的欧姆接触和肖特基接触是器件制作的关键工艺和重要组成部分，对器件性能有重要影响。目前制备P、N电极的传统工艺流程为先对芯片清洗、制备P面欧姆接触电极，然后对P面电极保护、芯片减薄，最后再对芯片进行清洗处理、制备N面欧姆接触电极。

中国专利文件CN102709408A公布了一种GaAs基超薄芯片的制作方法，其电极的制备工艺为：先在磊晶层蒸镀加工出正电极，对由磊晶层和正电极形成的上表面进行上蜡处理；将基板减薄至100μm±20，对磊晶层和正电极形成的上表面下蜡清洗处理后，对基板的下表面蒸镀加工出负电极。

中国专利文件CN102570305A公布了一种硅基赝砷化镓衬底850nm激光器的制备方法，讲到电极的制备工艺为：在二氧化硅绝缘层及电极窗口上制作钛铂金电极，减薄后，在衬底的背面制作金锗镍电极，完成激光器的制备。

传统工艺流程中为保证界面质量制备P和N电极前均需要严格的清洗，并且在制备完P电极后续工艺中容易出现P电极污染、划伤等质量问题。但是该工艺显然降低了生产效率、增加成本。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种小尺寸半导体激光器。

本实用新型的技术方案如下：

一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的周期尺寸≤150μm。此处所述的半导体激光器的周期为相邻半导体激光器上脊条区中心之间的距离。

根据本实用新型优选的，所述半导体激光器的周期尺寸为120-150μm。

根据本实用新型优选的，所述半导体激光器的周期尺寸为150μm。

根据本实用新型优选的，所述半导体激光器是纯条结构：所述半导体激光器，包括由下而上依次设置的N面电极、GaAs衬底、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层和带有刻蚀截止层的P型上限制层，在所述刻蚀截止层的上表面设置有脊条状P型上限制层，在所述脊条上设置有欧姆接触层，在所述P型上限制层上设置有露出欧姆接触层的绝缘层，在所述绝缘层和欧姆接触层上设置有P面电极。

根据本实用新型优选的，所述半导体激光器是带肩结构：在所述脊条状P型上限制层的脊条两侧对称设置有带肩结构。

根据本实用新型优选的，所述的脊条状P型上限制层的脊条宽度为4-5μm。

本实用新型的优点如下：

本实用新型所述的半导体激光器的周期小，在同样大小的芯片上可产出更多的管芯，产出率高。例如，将图形周期由200μm缩减为150μm，产出约为原来的1.3倍。本实用新型所述的半导体激光器采用P/N电极集成完成技术，不仅节省一步清洗、制备工艺简单并且保证了芯片的质量。

附图说明

图1为本实用新型所述小尺寸纯条结构的半导体激光器结构示意图；

图2为本实用新型所述小尺寸带肩结构的半导体激光器结构示意图；

图3为对本实用新型所述小尺寸周期的测量解释图，垂直于脊条方向测量两相邻脊条中心点间的距离A即为图形周期。

在图1-2中，1、P面电极；2、欧姆接触层；3、脊条状P型上限制层；6、P型上限制层、4、绝缘层；5、刻蚀截止层；7、上波导层；8、有源区；9、下波导层；10、N型下限制层；11、GaAs衬底；12、N面电极；13、带肩结构；14、带肩结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做详细的说明，但不限于此。

实施例1、

如图1、3所示。

一种小尺寸半导体激光器，所述半导体激光器的周期尺寸≤150μm。

所述半导体激光器是纯条结构：所述半导体激光器，包括由下而上依次设置的N面电极12、GaAs衬底11、N型下限制层10、下波导层9、有源区8、上波导层7和带有刻蚀截止层5的P型上限制层，在所述刻蚀截止层5的上表面设置有脊条状P型上限制层3，在所述脊条上设置有欧姆接触层2，在所述P型上限制层6上设置有露出欧姆接触层2的绝缘层4，在所述绝缘层4和欧姆接触层2上设置有P面电极1。所述的脊条状P型上限制层3的脊条宽度为4μm。

一种如实施例1所述小尺寸半导体激光器的制备方法，所述半导体激光器是纯条结构，包括步骤如下：

（1）在GaAs衬底上依次生长缓冲层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、刻蚀截止层、欧姆接触层；采用光刻技术，用光刻胶在欧姆接触层的表面制备出纯条结构的管芯图形；采用湿法腐蚀或干法刻蚀的方式，在欧姆接触层向下刻蚀，刻蚀深度到达刻蚀截止层的表面：在所述P型上限制层上刻蚀出脊条；

（2）在脊条区外制备绝缘层；

（3）对芯片的GaAs衬底进行减薄；

（4）将半导体激光器芯片清洗后放入蒸发台：蒸镀P面电极P面电极蒸镀完毕后翻架蒸镀N面电极。

实施例2、

如图2所示。

如实施例1所述的一种小尺寸半导体激光器，其区别在于，所述半导体激光器是带肩结构：在所述脊条状P型上限制层的脊条两侧对称设置有带肩结构13、14。所述半导体激光器的周期尺寸为120-150μm。所述的脊条状P型上限制层3的脊条宽度为5μm。

一种如实施例2所述小尺寸半导体激光器的制备方法，所述半导体激光器是带肩结构，制备方法如下：

（1）在GaAs衬底11上依次生长缓冲层、N型下限制层10、下波导层9、有源区8、上波导层7、P型上限制层6、刻蚀截止层5、欧姆接触层2；采用光刻技术，用光刻胶在欧姆接触层2的表面制备出带肩结构的管芯图形；采用湿法腐蚀或干法刻蚀的方式，在欧姆接触层2向下刻蚀，刻蚀深度到达刻蚀截止层5的表面；

（2）制备脊条区外的绝缘层4；

（3）对芯片的GaAs衬底11进行减薄；

（6）将半导体激光器芯片清洗后放入蒸发台：蒸镀P面电极1，P面电极蒸镀完毕后翻架蒸镀N面电极12。

实施例3、

如实施例1、2所述的一种小尺寸半导体激光器，其区别在于，所述半导体激光器的周期尺寸为150μm。

一种如实施例3所述小尺寸半导体激光器的制备方法，包括步骤如下：

（1）在半导体激光器芯片上制备欧姆接触层2，经光刻、刻蚀制备周期尺寸为150μm的管芯图形；

（2）对所述制备完欧姆接触层芯片的P面进行保护；

（3）对芯片的衬底进行减薄；

（4）将半导体激光器芯片清洗后放入蒸发台：蒸镀P面电极1，P电极蒸镀完毕后翻架蒸镀N面电极12。

Claims

1.一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的周期尺寸≤150μm。

2.根据权利要求1所述的一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的周期尺寸为120-150μm。

3.根据权利要求2所述的一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器的周期尺寸为150μm。

4.根据权利要求1所述的一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器是纯条结构：所述半导体激光器，包括由下而上依次设置的N面电极、GaAs衬底、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层和带有刻蚀截止层的P型上限制层，在所述刻蚀截止层的上表面设置有脊条状P型上限制层，在所述脊条上设置有欧姆接触层，在所述P型上限制层上设置有露出欧姆接触层的绝缘层，在所述绝缘层和欧姆接触层上设置有P面电极。

5.根据权利要求4所述的一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器是带肩结构：在所述脊条状P型上限制层的脊条两侧对称设置有带肩结构。

6.根据权利要求4或5所述的一种小尺寸半导体激光器，其特征在于，所述的脊条状P型上限制层的脊条宽度为4-5μm。