一种半导体激光bar条及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体激光bar条及其制备方法，方法包括：制作GaAs外延片；在P‑GaAs欧姆接触层上刻蚀出脊型电流注入区和非注入区，并露出部分所述P‑GaAs限制层；制作出光隔离区；形成将所述P‑GaAs欧姆接触层以及露出的部分所述P‑GaAs限制层均覆盖住的电流限制层，并对所述电流限制层进行刻蚀，以露出所述脊型电流注入区；在所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成P面金属电极层，并在所述P面金属电极层上制作出电隔离区；在所述GaAs衬底远离所述N‑GaAs限制层的一面形成N面金属电极层。本方案，可以提高半导体激光bar条的稳定性和寿命。

A semiconductor laser bar strip and its preparation method

The present invention relates to a semiconductor laser bar and a preparation method thereof. The method comprises: forming a GaAs epitaxial wafer; in the P GaAs ohmic contact layer on the etched ridge current injection region and non injection regions, and expose the limit layer part of the P GaAs; produce optical isolation area; the formation of P GaAs ohmic contact layer and the current portion of the P GaAs layer covering the exposed limit confining layer, and etching on the current limited layer, to expose the current injection ridge area; in the current limited layer and the current injection ridge formed above the metal electrode surface area P layer, and produce electrical isolation region in the P surface of the metal electrode layer on the substrate; GaAs away from the N GaAs limit layer N surface side of the metal electrode layer. This scheme can improve the stability and life of the semiconductor laser bar strip.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光bar条及其制备方法
本专利技术涉及一种半导体激光器领域，尤其涉及一种半导体激光bar条及其制备方法。
技术介绍
随着半导体激光器技术的不断提升，半导体激光器，以体积小、电光转化效率高、耦合效率高、响应速度快等优势，在激光加工、医疗、光纤通信等民用领域以及激光制导、激光通信、激光武器等军事领域获得了广泛的应用。现有的半导体激光bar条稳定性较差，且寿命短。因此，如何在实现高功率的同时提高期间的稳定性和寿命已经成为目前研究的主要方向。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种半导体激光bar条及其制备方法，以提高半导体激光bar条的稳定性和寿命。第一方面，本专利技术提供了一种半导体激光bar条，包括：GaAs外延片，其中，所述GaAs外延片从上往下依次为：P-GaAs欧姆接触层、P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层、N-GaAs限制层和GaAs衬底；所述P-GaAs欧姆接触层上刻蚀有脊型电流注入区和非注入区，且部分所述P-GaAs限制层未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住；所述GaAs外延片上刻蚀有光隔离区，所述光隔离区为从所述P-GaAs限制层未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住的部分开始刻蚀，直到将所述P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层刻穿所对应的被刻蚀掉的区域；在所述P-GaAs欧姆接触层以及未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住的部分所述P-GaAs限制层上方形成有电流限制层，其中，所述电流限制层被刻蚀掉一部分以露出所述脊型电流注入区；所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成有P面金属电极层，所述P面金属电极层上设置有电隔离区；所述GaAs衬底远离所述N-GaAs限制层的一面形成有N面金属电极层。优选地，所述电流限制层被刻蚀掉一部分，且保留所述脊型电流注入区边缘上方的电流限制层，以露出所述脊型电流注入区的中间区域；和/或，所述光隔离区对应的刻蚀宽度为15～25um；和/或，所述电流限制层使用的膜层材料为氧化硅和氧化钛中的至少一种；和/或，所述电流限制层的膜层厚度为120～170um；和/或，所述电隔离区的宽度为40～60um；和/或，所述P面金属电极层从靠近所述电流限制层到远离所述电流限制层的方向上依次包括：Ti层、Pt层和Au层；和/或，所述GaAs衬底的厚度为120～140um；和/或，所述N面金属电极层从靠近所述GaAs衬底到远离所述GaAs衬底的方向上依次包括：AuGeNi合金层和Au层。优选地，Ti层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Pt层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Au层的厚度为1.3～1.7um；和/或，所述AuGeNi合金层的厚度为0.4～0.6um；和/或，所述Au层的厚度为18～22um。优选地，所述半导体激光bar条的前腔镀有高透膜，所述半导体激光bar条的后腔镀有高反膜。优选地，所述高透膜从靠近所述半导体激光bar条的前腔到远离所述半导体激光bar条的前腔的方向上依次包括：ZnSe膜层和SiO2膜层；和/或，所述高反膜从靠近所述半导体激光bar条的后腔到远离所述半导体激光bar条的后腔的方向上依次包括：Zn膜层、Si膜层和SiO2膜层。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种半导体激光bar条的制备方法，包括：S1：制作GaAs外延片，其中，所述GaAs外延片从上往下依次为：P-GaAs欧姆接触层、P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层、N-GaAs限制层和GaAs衬底；S2：在所述P-GaAs欧姆接触层上刻蚀出脊型电流注入区和非注入区，并露出部分所述P-GaAs限制层；S3：在所述P-GaAs限制层上的露出部分开始刻蚀，直到将所述P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层刻穿，露出所述N-GaAs限制层为止，以制作出光隔离区；S4：形成将所述P-GaAs欧姆接触层以及露出的部分所述P-GaAs限制层均覆盖住的电流限制层，并对所述电流限制层进行刻蚀，以露出所述脊型电流注入区；S5：在所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成P面金属电极层，并在所述P面金属电极层上制作出电隔离区；S6：在所述GaAs衬底远离所述N-GaAs限制层的一面形成N面金属电极层。优选地，在步骤S4中对所述电流限制层进行刻蚀时，保留所述脊型电流注入区边缘上方的电流限制层，以露出所述脊型电流注入区的中间区域；和/或，在步骤S2中采用湿法刻蚀，刻蚀使用的刻蚀液成分及配比如下：CH3OH∶H3PO4∶H2O2＝3～5∶1∶1；和/或，在步骤S3中采用湿法刻蚀，刻蚀使用的刻蚀液成分及配比如下：H3PO4∶H2O2∶H2O＝2∶1∶10～20；和/或，在步骤S3中，所述光隔离区对应的刻蚀宽度为15～25um；和/或，所述电流限制层使用的膜层材料为氧化硅和氧化钛中的至少一种；和/或，所述电流限制层的膜层厚度为120～170um；和/或，所述电隔离区的宽度为40～60um；和/或，所述形成P面金属电极层，包括：在所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成Ti层；在Ti层上方形成Pt层；在Pt层上方形成Au层；和/或，在步骤S5之后，在步骤S6之前，进一步包括：对所述GaAs衬底远离所述N-GaAs限制层的一面进行抛光减薄处理，使得抛光减薄处理后的所述GaAs衬底的厚度为120～140um；和/或，所述形成N面金属电极层，包括：在所述GaAs衬底远离所述N-GaAs限制层的一面上形成AuGeNi合金层，并在400～500℃环境下，对形成的所述AuGeNi合金层加热40～50s，以使Ge离子融合到所述GaAs衬底内；在所述AuGeNi合金层远离所述GaAs衬底的一面形成Au层。优选地，Ti层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Pt层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Au层的厚度为1.3～1.7um；和/或，所述AuGeNi合金层的厚度为0.4～0.6um；和/或，所述Au层的厚度为18～22um。优选地，在步骤S6之后进一步包括：将步骤S6处理后的所述GaAs外延片解离成多个独立的bar条，并针对每一个bar条，对bar条的前腔镀高透膜，对bar条的后腔镀高反膜。优选地，所述对bar条的前腔镀高透膜，包括：对bar条的前腔镀一层ZnSe膜层，并在ZnSe膜层上镀SiO2膜层；和/或，所述对bar条的后腔镀高反膜，包括：对bar条的后腔镀一层Zn膜层，在Zn膜层上镀Si膜层，并在Si膜层上镀SiO2膜层。借由上述方案，本专利技术具有以下优点：由于半导体激光器为高功率激光器，在工作过程中会产生大量的热量，通过在P-GaAs欧姆接触层上刻蚀出非注入区的窗口结构，可以将产生的热量及时散掉，防止热量过高烧坏bar条；另外，在后期封装过程中，采用软金属将bar条倒扣黏连在基板上，非注入区的窗口结构可以防止软金属与P面金属电极层的连接，若软金属与P面金属电极层连接导通会将bar条烧坏，如此，非注入区的引入，可以提高半导体激光bar条的稳定性和寿命。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光bar条，其特征在于，包括：GaAs外延片，其中，所述GaAs外延片从上往下依次为：P‑GaAs欧姆接触层、P‑GaAs限制层、P‑GaAs波导层、量子阱、N‑GaAs波导层、N‑GaAs限制层和GaAs衬底；所述P‑GaAs欧姆接触层上刻蚀有脊型电流注入区和非注入区，且部分所述P‑GaAs限制层未被所述P‑GaAs欧姆接触层覆盖住；所述GaAs外延片上刻蚀有光隔离区，所述光隔离区为从所述P‑GaAs限制层未被所述P‑GaAs欧姆接触层覆盖住的部分开始刻蚀，直到将所述P‑GaAs限制层、P‑GaAs波导层、量子阱、N‑GaAs波导层刻穿所对应的被刻蚀掉的区域；在所述P‑GaAs欧姆接触层以及未被所述P‑GaAs欧姆接触层覆盖住的部分所述P‑GaAs限制层上方形成有电流限制层，其中，所述电流限制层被刻蚀掉一部分以露出所述脊型电流注入区；所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成有P面金属电极层，所述P面金属电极层上设置有电隔离区；所述GaAs衬底远离所述N‑GaAs限制层的一面形成有N面金属电极层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光bar条，其特征在于，包括：GaAs外延片，其中，所述GaAs外延片从上往下依次为：P-GaAs欧姆接触层、P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层、N-GaAs限制层和GaAs衬底；所述P-GaAs欧姆接触层上刻蚀有脊型电流注入区和非注入区，且部分所述P-GaAs限制层未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住；所述GaAs外延片上刻蚀有光隔离区，所述光隔离区为从所述P-GaAs限制层未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住的部分开始刻蚀，直到将所述P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层刻穿所对应的被刻蚀掉的区域；在所述P-GaAs欧姆接触层以及未被所述P-GaAs欧姆接触层覆盖住的部分所述P-GaAs限制层上方形成有电流限制层，其中，所述电流限制层被刻蚀掉一部分以露出所述脊型电流注入区；所述电流限制层和所述脊型电流注入区上方形成有P面金属电极层，所述P面金属电极层上设置有电隔离区；所述GaAs衬底远离所述N-GaAs限制层的一面形成有N面金属电极层。2.根据权利要求1所述半导体激光bar条其特征在于，所述电流限制层被刻蚀掉一部分，且保留所述脊型电流注入区边缘上方的电流限制层，以露出所述脊型电流注入区的中间区域；和/或，所述光隔离区对应的刻蚀宽度为15～25um；和/或，所述电流限制层使用的膜层材料为氧化硅和氧化钛中的至少一种；和/或，所述电流限制层的膜层厚度为120～170um；和/或，所述电隔离区的宽度为40～60um；和/或，所述P面金属电极层从靠近所述电流限制层到远离所述电流限制层的方向上依次包括：Ti层、Pt层和Au层；和/或，所述GaAs衬底的厚度为120～140um；和/或，所述N面金属电极层从靠近所述GaAs衬底到远离所述GaAs衬底的方向上依次包括：AuGeNi合金层和Au层。3.根据权利要求2所述半导体激光bar条，其特征在于，Ti层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Pt层的厚度为0.4～0.6um；和/或，Au层的厚度为1.3～1.7um；和/或，所述AuGeNi合金层的厚度为0.4～0.6um；和/或，所述Au层的厚度为18～22um。4.根据权利要求1所述半导体激光bar条，其特征在于，所述半导体激光bar条的前腔镀有高透膜，所述半导体激光bar条的后腔镀有高反膜。5.根据权利要求4所述半导体激光bar条，其特征在于，所述高透膜从靠近所述半导体激光bar条的前腔到远离所述半导体激光bar条的前腔的方向上依次包括：ZnSe膜层和SiO2膜层；和/或，所述高反膜从靠近所述半导体激光bar条的后腔到远离所述半导体激光bar条的后腔的方向上依次包括：Zn膜层、Si膜层和SiO2膜层。6.一种半导体激光bar条的制备方法，其特征在于，包括：S1：制作GaAs外延片，其中，所述GaAs外延片从上往下依次为：P-GaAs欧姆接触层、P-GaAs限制层、P-GaAs波导层、量子阱、N-GaAs波导层、N-GaAs限制层和GaAs衬底；S2：在所述P-GaAs欧姆接触层上刻蚀出脊型电流注入区和非注入区...

【专利技术属性】
技术研发人员：关永莉，米洪龙，梁健，李小兵，王琳，董海亮，
申请(专利权)人：山西飞虹微纳米光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14