砷化镓激光巴条制造技术

本实用新型专利技术提供一种砷化镓激光巴条，属于半导体激光器领域。包括：由下至上依次包括GaAs衬底、n‑GaAs缓冲层、n‑AlGaAs限制层、n‑AlGaAs波导层、有源区层、p‑AlGaAs波导层、p‑AlGaAs限制层、p‑GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层的外延片；多个从p‑GaAs顶层刻蚀至GaAs衬底上表面的沟道；设于p‑GaAs顶层上的SiO2介质膜；制备于p型高掺杂电极接触层和SiO2介质膜上的p电极层和GaAs衬底背面的n电极层；蒸镀于外延片、p电极层和n电极层左右两侧的厚度为

Gallium arsenide laser bar

The utility model provides a gallium arsenide laser bar, belonging to the semiconductor laser field. Including GaAs substrate, n GaAs buffer layer, n AlGaAs limiting layer, n AlGaAs waveguide layer, active region layer, P AlGaAs waveguide layer, P AlGaAs limiting layer, P gland top layer, and high doped electrode contact layer; several channels carved from the top layer to the surface of the substrate; The SiO2 dielectric film on the top layer of GaAs is prepared at the p electrode layer on the P high doping electrode contact layer and the SiO2 medium film and the N electrode layer on the back of the GaAs substrate. The thickness of the evaporated plating on the left and right sides of the epitaxial slice, the p electrode layer and the N electrode layer is the thickness of the layer.

【技术实现步骤摘要】
砷化镓激光巴条
本技术涉及半导体激光器
，特别涉及一种砷化镓激光巴条。
技术介绍
砷化镓激光器具有近红外高重复频率和峰值功率较高的特点，还具有体积小、耗能少和寿命长等优点，因此，砷化镓激光器是很常用的半导体激光器。然而，由于砷化镓激光芯片的外延结构材料中含有的Al元素，因此，在砷化镓激光芯片制备过程中解理成巴(bar)条后，巴条的腔面易发生氧化，进而容易导致砷化镓激光芯片的抗光学灾变能力下降，严重影响了砷化镓激光器的输出功率和寿命。为了避免上述问题，目前规模化生产中常用的方法是在高真空环境下，采用分子束外延的方法在解理的巴条腔面上蒸镀硅薄膜，以起到钝化砷化镓激光巴条腔面的作用。然而，目前采用分子束外延的方法在解理的巴条腔面上蒸镀硅薄膜的方法，仅仅解决了激光芯片制作过程中腔面裸露的氧化问题，并未使硅粒子与巴条腔面的未饱和化学键充分结合，并且硅薄膜的致密性也较差。另外，因为硅与砷化镓的晶格失配度虽然仅有4.1％，但热失配度高达59％，在砷化镓激光器工作过程中会产生大量的热而容易导致缺陷的产生，因此，降低了砷化镓激光芯片的抗光学灾变的能力，影响了砷化镓激光芯片的输出功率及使用寿命。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种砷化镓激光巴条。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种砷化镓激光巴条，所述砷化镓激光巴条包括：外延片，所述外延片由下至上依次包括GaAs衬底、n-GaAs缓冲层、n-AlGaAs限制层、n-AlGaAs波导层、有源区层、p-AlGaAs波导层、p-AlGaAs限制层、p-GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层；多个从p-GaAs顶层刻蚀至GaAs衬底上表面的沟道，所述沟道的两侧及底面镀有SiO2钝化层；设置于p-GaAs顶层上面的SiO2介质膜；制备于p型高掺杂电极接触层和SiO2介质膜上面的p电极层和制备于GaAs衬底背面的n电极层；蒸镀于外延片、p电极层和n电极层左右两侧的厚度为的硅薄膜，所述厚度为的硅薄膜为在温度为100～150℃条件下，以的生长速度蒸镀后，对该厚度为的硅薄膜循环退火3-5次形成的，循环退火时低温为100～150℃、高温为400～500℃；蒸镀于厚度为的硅薄膜外侧的厚度为的硅钝化膜和分别制备于硅钝化膜两侧的高反膜和增透膜。可选地，所述p-GaAs顶层的厚度为可选地，所述沟道的深度为可选地，所述p电极层的厚度为可选地，所述n电极层的厚度为可选地，所述p-GaAs顶层的厚度为可选地，所述p电极层的材料为Ti/Pt/Au；所述n电极层的材料为Au/Ge/Ni和Au。可选地，所述高反膜的材料为Si/SiO2或Si/Al2O3；所述高反膜的周期数为2～4个，透射率为为94％～98％。可选地，所述增透膜的材料为Si/ZnSe或Si/SiO2；所述增透膜的周期数1～2个，透射率为90％～95％。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过采用热循环退火工艺在外延片、p电极层和n电极层左右两侧蒸镀上一层厚度为的硅薄膜，使解理的巴条腔面的悬挂键与硅原子充分键合，硅原子不仅与未饱和键充分结合，而且在循环退火还可以使硅原子与腔面的晶体缺陷断键结合，避免晶体缺陷断键与空气中的氧原子结合。因为硅原子较小，循环退火工艺中的高温退火时腔面的原子扩散速度增加，晶体膨胀，缺陷也会增大，这时硅原子会被晶体缺陷的未饱和键所捕获，从而使晶体的完整性增加。因此，本技术不仅解决了在制作激光芯片过程中腔面暴露空气中被氧化的问题，而且还尽量减少腔面的晶体缺陷密度，从而提高了激光器的抗光学灾变的能力，提高了砷化镓激光器工作的可靠性和工作寿命，适合于高功率高寿命激光器的制作。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。图1是本技术实施例1的立体结构示意图。图2为图1的主视图。图3为制备本技术的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1如图1和图2所示，本实施例提供一种砷化镓激光巴条，该砷化镓激光巴条包括：外延片，外延片由下至上依次包括GaAs衬底、n-GaAs缓冲层、n-AlGaAs限制层、n-AlGaAs波导层、有源区层、p-AlGaAs波导层、p-AlGaAs限制层、p-GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层；多个从p-GaAs顶层刻蚀至GaAs衬底上表面的沟道，沟道的两侧及底面镀有SiO2钝化层；设置于p-GaAs顶层上面的SiO2介质膜；制备于p型高掺杂电极接触层和SiO2介质膜上面的p电极层和制备于GaAs衬底背面的n电极层；蒸镀于外延片、p电极层和n电极层左右两侧的厚度为的硅薄膜，厚度为的硅薄膜为在温度为100～150℃条件下，以的生长速度蒸镀后，对该厚度为的硅薄膜循环退火3-5次形成的，循环退火时低温为100～150℃、高温为400～500℃；蒸镀于厚度为的硅薄膜外侧的厚度为的硅钝化膜和分别制备于硅钝化膜两侧的高反膜和增透膜。本技术实施例提供的砷化镓激光巴条，通过采用热循环退火工艺在外延片、p电极层和n电极层左右两侧蒸镀上一层厚度为的硅薄膜，使解理的巴条腔面的悬挂键与硅原子充分键合，硅原子不仅与未饱和键充分结合，而且在循环退火还可以使硅原子与腔面的晶体缺陷断键结合，避免晶体缺陷断键与空气中的氧原子结合。因为硅原子较小，循环退火工艺中的高温退火时腔面的原子扩散速度增加，晶体膨胀，缺陷也会增大，这时硅原子会被晶体缺陷的未饱和键所捕获，从而使晶体的完整性增加。因此，本技术不仅解决了在制作激光芯片过程中腔面暴露空气中被氧化的问题，而且还尽量减少腔面的晶体缺陷密度，从而提高了激光器的抗光学灾变的能力，提高了砷化镓激光器工作的可靠性和工作寿命，适合于高功率高寿命激光器的制作。可选地，p-GaAs顶层的厚度为其中，与“nm”之间的关系为可选地，沟道的深度为可选地，p电极层的厚度为可选地，n电极层的厚度为可选地，p-GaAs顶层的厚度为可选地，p电极层的材料为Ti/Pt/Au；n电极层的材料为Au/Ge/Ni和Au。可选地，高反膜的材料为Si/SiO2或Si/Al2O3；高反膜的周期数为2～4个，透射率为为94％～98％。可选地，增透膜的材料为Si/ZnSe或Si/SiO2；增透膜的周期数1～2个，透射率为90％～95％。具体地，如图3所示，在制备上述砷化镓激光巴条时可以通过如下步骤S1至步骤S9来实现：S1，制作并清洗外延片，外延片由下至上依次包括GaAs衬底、n-GaAs缓冲层、n-AlGaAs限制层、n-AlGaAs波导层、有源区层、p-AlGaAs波导层、p-AlGaAs限制层、p-GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层。其中，n-GaAs缓冲层用于缓冲GaAs衬底与n-AlGaAs限制层之间的晶格失配；n-AlGaAs限制层用于提供电子并限制光场分布；n-AlGaAs波导层与p-AlGaAs波导层用于提供光子的反射传播；有源区层是发光层；p-AlGaAs限制层用于提供空穴，并限制光子进入p-AlGaAs限制层以外的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷化镓激光巴条，其特征在于，所述砷化镓激光巴条包括：外延片，所述外延片由下至上依次包括GaAs衬底、n‑GaAs缓冲层、n‑AlGaAs限制层、n‑AlGaAs波导层、有源区层、p‑AlGaAs波导层、p‑AlGaAs限制层、p‑GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层；多个从p‑GaAs顶层刻蚀至GaAs衬底上表面的沟道，所述沟道的两侧及底面镀有SiO2钝化层；设置于p‑GaAs顶层上面的SiO2介质膜；制备于p型高掺杂电极接触层和SiO2介质膜上面的p电极层和制备于GaAs衬底背面的n电极层；蒸镀于外延片、p电极层和n电极层左右两侧的厚度为

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓激光巴条，其特征在于，所述砷化镓激光巴条包括：外延片，所述外延片由下至上依次包括GaAs衬底、n-GaAs缓冲层、n-AlGaAs限制层、n-AlGaAs波导层、有源区层、p-AlGaAs波导层、p-AlGaAs限制层、p-GaAs顶层和p型高掺杂电极接触层；多个从p-GaAs顶层刻蚀至GaAs衬底上表面的沟道，所述沟道的两侧及底面镀有SiO2钝化层；设置于p-GaAs顶层上面的SiO2介质膜；制备于p型高掺杂电极接触层和SiO2介质膜上面的p电极层和制备于GaAs衬底背面的n电极层；蒸镀于外延片、p电极层和n电极层左右两侧的厚度为的硅薄膜，所述厚度为的硅薄膜为在温度为100～150℃条件下，以的生长速度蒸镀后，对该厚度为的硅薄膜循环退火3-5次形成的，循环退火时低温为100～150℃、高温为400～500℃；蒸镀于厚度为的硅薄膜外侧的厚度为的硅钝化膜和分别制备于硅钝化膜两侧的高反膜和增透膜。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海亮，米洪龙，梁建，许并社，关永莉，贾志刚，王琳，
申请(专利权)人：山西飞虹微纳米光电科技有限公司，太原理工大学，
类型：新型
国别省市：山西,14