一种半导体激光器芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半导体激光器芯片，其相对的两个外侧分别为作为P电极的P面金属层和作为N电极的N面金属层。P面金属层的内侧为高掺杂低阻层，高掺杂低阻层靠近所述半导体激光器芯片的腔面处的腐蚀有一条平行于腔面的沟槽。在沟槽及边缘区域设置有SiO

Semiconductor laser chip

The utility model discloses a semiconductor laser chip whose relative two outer sides are respectively a P surface metal layer used as an P electrode and a N surface metal layer used as a N electrode. The inner side of the P face metal layer is a high doping low resistance layer, and the corrosion of the high doping low resistance layer near the cavity surface of the semiconductor laser chip is a groove parallel to the cavity surface. SiO is provided in the trench and edge regions

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器芯片
本技术涉及一种芯片，尤其涉及一种半导体激光器芯片。
技术介绍
当大量光子在半导体激光器腔面处被吸收产生大量电子空穴对时，一方面半导体芯片腔面材料之间院子结合力被破坏，使腔面发生氧化，腔面氧化促进非辐射复合吸收，造成腔面温度上升并加剧氧化，带来恶性循环，直至腔面热量上升至材料熔点导致半导体激光器发生COMD。
技术实现思路
为了能够解决上述技术问题，本技术提供一种半导体激光器芯片，本技术能抑制半导体激光器腔面注入电流密度过大的缺陷。本技术的解决方案是：一种半导体激光器芯片，其相对的两个外侧分别为作为P电极的P面金属层和作为N电极的N面金属层，P面金属层的内侧为高掺杂低阻层；高掺杂低阻层靠近所述半导体激光器芯片的腔面处的腐蚀有一条平行于腔面的沟槽；在沟槽及边缘区域设置有SiO2绝缘层，P面金属层覆盖高掺杂低阻层的同时还覆盖SiO2绝缘层，使在SiO2绝缘层的窗口内注入的电流不会直接通过高掺杂低阻层扩散到出腔面处，而是在沟槽处被阻挡。作为上述方案的进一步改进，所述半导体激光器芯片从P电极到N电极的方向依次包括P电极、高掺杂低阻层、P-载流子阻挡层、P-光子波导层、量子阱、N-光子波导层、N-载流子阻挡层、GaAs衬底、N电极。优选地，P-光子波导层和N-光子波导层为激光出射层。作为上述方案的进一步改进，在半导体激光器芯片的腔面蒸镀钝化一层薄膜。作为上述方案的进一步改进，高掺杂低阻层为高掺杂GaAs材料制成的高掺杂低阻层。作为上述方案的进一步改进，所述半导体激光器芯片采用高掺杂材料层作为P面金属层的顶层。进一步地，所述高掺杂材料层为掺杂超过1019cm-3的GaAs材料层。本技术的有益效果如下：1.本技术从器件工艺结构角度出发，通过减少腔面附近注入载流子浓度，可减少非辐射复合吸收，达到提高COMD发生电流的效果；2.本技术可以与腔面钝化镀膜技术同时使用，取得更优的效果：在半导体激光器腔面蒸镀钝化一层薄膜，抑制腔面氧化，降低腔面非辐射复合吸收，可提高COMD发生电流，提高激光器出射功率。附图说明图1为半导体激光器芯片的主视图。图2为半导体激光器芯片的剖视图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请一并参阅图1及图2，本技术主要作用是抑制半导体激光器发射腔面5附近即芯片出光面附近注入载流子浓度，防止腔面5过热而氧化，由此能够提高腔面5灾变性光学镜面损伤(COMD)电流，提高激光器发光功率，应用领域为大功率GaAs半导体器件结构设计和大功率GaAs半导体激光器工艺制备。所述半导体激光器芯片从P电极到N电极的方向依次包括P电极(即P面金属层4)、P-金属欧姆接触层(即高掺杂低阻层1)、P-载流子阻挡层6、P-光子波导层7、量子阱8、N-光子波导层9、N-载流子阻挡层10、GaAs衬底11、N电极(即N面金属层12)。P-光子波导层7和N-光子波导层9为激光出射层。所述半导体激光器芯片相对的两个外侧分别为作为P电极的P面金属层4和作为N电极的N面金属层12，P面金属层4的内侧为高掺杂低阻层1。高掺杂低阻层1靠近所述半导体激光器芯片的腔面5处的腐蚀有一条平行于腔面5的沟槽2。在沟槽2及边缘区域设置有SiO2绝缘层3，P面金属层4覆盖高掺杂低阻层1的同时还覆盖SiO2绝缘层3，使在SiO2绝缘层3的窗口内注入的电流不会直接通过高掺杂低阻层1扩散到出腔面5处，而是在沟槽2处被阻挡。在半导体激光器芯片的腔面5可蒸镀钝化一层薄膜；高掺杂低阻层1可为高掺杂GaAs材料制成的高掺杂低阻层；所述半导体激光器芯片可采用高掺杂材料层作为P面金属层4的顶层；所述高掺杂材料层也可为掺杂超过1019cm-3的GaAs材料层。在半导体激光器芯片制备流程中，将半导体激光器芯片靠近腔面5处的高掺杂低阻层1腐蚀出一条平行于腔面5的沟槽2。高掺杂低阻层1可采用高掺杂GaAs材料。在沟槽2及边缘区域可制作SiO2绝缘层3，在高掺杂低阻层1再制作P面金属层4且P面金属层4覆盖SiO2绝缘层3，使在SiO2绝缘层3的窗口内注入的电流不会直接通过高掺杂低阻层1扩散到出腔面5处，而是在沟槽2处被阻挡。制作半导体激光器芯片边缘的SiO2绝缘层3和P面金属层4。这样，在SiO2绝缘层3的窗口内注入的电流，将不会直接通过高掺杂低阻层1扩散到出腔面5处，而是会在沟槽2处被阻挡。在半导体激光器芯片工作时，注入到腔面5处的载流子密度将会降低，可减少非辐射复合吸收，由此实现本方案的有益效果。使用本方案后，90μm条宽、5mm腔长的915nm单管激光器，平均最高连续输出功率从18W提高至19.5W以上。大功率半导体激光器芯片一般采用高掺杂材料层做为P面金属层4的顶层材料，如GaAs大功率半导体激光器顶层为掺杂超过1019cm-3的GaAs材料，该高掺杂材料有利于减小半导体材料与P面金属层4之间的欧姆电阻。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器芯片，其相对的两个外侧分别为作为P电极的P面金属层(4)和作为N电极的N面金属层(12)，P面金属层(4)的内侧为高掺杂低阻层(1)；其特征在于：高掺杂低阻层(1)靠近所述半导体激光器芯片的腔面(5)处的腐蚀有一条平行于腔面(5)的沟槽(2)；在沟槽(2)及边缘区域设置有SiO

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器芯片，其相对的两个外侧分别为作为P电极的P面金属层(4)和作为N电极的N面金属层(12)，P面金属层(4)的内侧为高掺杂低阻层(1)；其特征在于：高掺杂低阻层(1)靠近所述半导体激光器芯片的腔面(5)处的腐蚀有一条平行于腔面(5)的沟槽(2)；在沟槽(2)及边缘区域设置有SiO2绝缘层(3)，P面金属层(4)覆盖高掺杂低阻层(1)的同时还覆盖SiO2绝缘层(3)，使在SiO2绝缘层(3)的窗口内注入的电流不会直接通过高掺杂低阻层(1)扩散到出腔面(5)处，而是在沟槽(2)处被阻挡。2.如权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于：所述半导体激光器芯片从P电极到N电极的方向依次包括P电极、高掺杂低阻层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立，潘之炜，郭栓银，谭少阳，吴涛，
申请(专利权)人：苏州长光华芯光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32