半导体激光器和用于使半导体激光器平坦化的方法技术

激光器结构可以包括基底、布置在基底上的有源区、和布置在有源区上的波导。所述波导可以包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面接合以形成相对于所述有源区的第一角度。在所述波导的所述第一表面和所述第二表面上可以沉积有材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光器和用于使半导体激光器平坦化的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月20日提交的美国临时专利申请第62/339,581号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开内容一般地涉及半导体，更具体地涉及半导体激光器和用于使半导体激光器平坦化的方法。
技术介绍
通常通过在半导体基底表面上使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)沉积在晶片上外延沉积多层诸如InP、GaAs、GaN的半导体材料以及三元或四元半导体材料来在晶片上实现半导体激光器。随后，对晶片施加多个半导体制造步骤以实现激光光学腔，其包括具有小面(facet)和金属电接触部的器件有源区。通常，小面通过对半导体材料进行解理(cleave)或蚀刻来形成。施加电势允许电流流过器件的有源区，这引起光子从小面中发射出来。在半导体激光二极管的运行期间，在器件的有源区内产生大量的热。通常，在有源区处于较低温度时，激光二极管的性能更好。大多数激光二极管被安装成有源侧向上，其中基底与导热材料例如AlN基座接触。或者，具有合适设计的激光二极管可以被安装成有源侧向下以减小有源区与基座之间的热路径。激光器在光通信系统中起着很大的作用。一些传输速度等于或大于每秒25吉比特，激光器通常需要在高于50℃的温度下运行。通常，有源区越热，半导体激光器的高速性能越差。因此，从有源区散热和排热仍然是实现高速运行、特别是在升高的温度下实现高速运行的重大挑战。在高的运行频率下，激光电容可以影响能够由半导体激光器获得的性能。因此，可能需要减少在高频下与激光器相关的电容以允许激光器的适当性能。掩埋式异质结构(Buried-Heterostructure，BH)法可以用于从激光器的有源区扩散热。这样的方法通常涉及蚀刻穿过有源区并使用MOCVD或MBE再生长高热导率的薄膜(例如InP)以产生从有源区至器件金属层的良好热流路径。然而，这种方法存在一些缺点。大多数高性能激光器的有源区包含Al。蚀刻穿过具有Al含量的有源区通常导致在有源层的侧壁上形成铝氧化物(AlO2)。在形成BH激光器所需的再生长之前难以除去铝氧化物。铝氧化物的存在可能导致在再生长过程期间后续层中的缺陷，这可能降低器件性能。此外，后续的再生长增加了成本。以下出版物强调了解决这样的挑战的多种方法：Takino等，“ImprovedRegrowthInterfaceofAlGaInAs/InP-Buried-HeterostructureLasersbyIn-SituThermalCleaning”，IEEEJournalofQuantumElectronics，第48卷，第8期，第971-979页，2012年8月；Pan等，“Theoreticalstudyofthetemperaturedependenceof1.3μmAlGaInAs-InPmultiple-quantum-welllasers”，IEEEJournalofQuantumElectronics，第32卷，第12期，第2133-2138页，1996年12月；以及美国专利第6,821,801B1号。鉴于以上，可以理解，可能需要不依赖于昂贵的BH技术的高性能激光器。
技术实现思路
在一些实施方案中，激光器结构可以包括基底、布置在基底上的有源区、和布置在有源区上的波导。波导可以包括第一表面和第二表面，第一表面和第二表面接合以形成相对于有源区第一角度。激光器结构还可以包括沉积在波导的第一表面和第二表面上的材料。在一些实施方案中，第一角度可以小于九十度。在一些实施方案中，波导还可以包括第三表面和第四表面，第三表面和第四表面接合以形成相对于有源区的第二角度。在第三表面和第四表面上可以沉积有材料。在一些实施方案中，第二角度可以小于九十度。在一些实施方案中，材料可以为MgO、MgF2、SiO2或Si3N4之一。在一些实施方案中，材料的介电常数在最高达50GHz的频率范围内可以低于10。在一些实施方案中，材料可以为不导电的。在一些实施方案中，波导可以包括布置在第一表面与第三表面之间的第五表面，并且激光器结构还可以包括布置在第五表面上的第一接触部和布置在基底上的第二接触部。第一接触部可以被配置成通过向激光器结构传递电流来对激光器结构加偏压。在一些实施方案中，激光器结构还可以包括至少一个小面。在一些实施方案中，至少一个小面可以形成在有源区中。在一些实施方案中，激光器结构可以包括基底、布置在基底上的有源区、和布置在有源区上的波导。波导可以包括第一脊和第二脊。第一脊可以形成第一空气间隙，第二脊可以形成第二空气间隙。激光器结构还可以包括金属层，该金属层被布置作为在第一空气间隙和第二空气间隙上的桥。在一些实施方案中，第一脊可以形成相对于有源区的小于九十度的第一角度，第二脊可以形成相对于有源区的小于九十度的第二角度。在一些实施方案中，第一接触部可以布置在波导的表面上，并且第一接触部可以被配置成通过向激光器结构传递电流来对激光器结构加偏压。在一些实施方案中，激光器结构还可以包括至少一个小面。在一些实施方案中，至少一个小面可以形成在有源区中。在一些实施方案中，制造激光器结构的方法可以包括：在基底上布置有源区并在有源区上布置波导。波导可以包括第一脊和第二脊。该方法还可以包括：在波导上沉积聚合物使得聚合物涂覆在第一脊和第二脊下面，在聚合物上沉积至少一个抗蚀剂层，在至少一个抗蚀剂层上沉积金属层，以及除去所沉积的聚合物和所沉积的至少一个抗蚀剂层。在一些实施方案中，第一脊可以形成相对于有源区的小于九十度的第一角度，第二脊可以形成相对于有源区的小于九十度的第二角度。在一些实施方案中，该方法还可以包括在波导的表面上布置第一接触部。第一接触部可以被配置成通过向激光器结构传递电流来对激光器结构加偏压。在一些实施方案中，该方法还可以包括在有源区中形成至少一个小面。在一些实施方案中，至少一个小面可以通过蚀刻来形成。在一些实施方案中，用于电子束蒸镀的固定装置可以包括被配置成支承激光器结构的晶片板和被配置成以蒸镀温度发出热的集成加热器。由集成加热器发出的热可以是可调节的并且固定装置的角度可以是可调节的。在一些实施方案中，晶片板还可以被配置成使激光器结构相对于蒸发物取向。在一些实施方案中，激光器结构的取向可以使激光器结构的至少一个脊经受蒸发物。在一些实施方案中，激光器结构的取向可以基于激光器结构的至少一个脊的角度而变化。现在将参照如附图中所示的本公开内容的特定实施方案更详细地描述本公开内容。虽然下面参照特定实施方案描述本公开内容，但是应该理解，本公开内容不限于此。使用本文教导的本领域普通技术人员将认识到，另外的实施方式、修改和实施方案、以及其他的用途领域都在如本文所述的本公开内容的范围内，并且关于它们，本公开内容可以具有重要的实用性。附图说明为了帮助更全面地理解本公开内容，现在参照附图，其中相同的元件用相同的标记表示。这些附图不应被解释为限制本公开内容，而是仅旨在说明。图1示出了根据本公开内容的实施方案的半导体激光器的截面。图2示出了根据本公开内容的实施方案的另一个半导体激光器的截面。图3示出了根据本公开内容的实施方案的另一个半导体激光器的截面。图4示出了根据本公开内容的实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器结构，包括：基底；布置在所述基底上的有源区；布置在所述有源区上的波导，所述波导包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面接合以形成相对于所述有源区的第一角度；和沉积在所述波导的所述第一表面和所述第二表面上的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 US 62/339,5811.一种激光器结构，包括：基底；布置在所述基底上的有源区；布置在所述有源区上的波导，所述波导包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面接合以形成相对于所述有源区的第一角度；和沉积在所述波导的所述第一表面和所述第二表面上的材料。2.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述第一角度小于九十度。3.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述波导还包括第三表面和第四表面，所述第三表面和所述第四表面接合以形成相对于所述有源区的第二角度，并且在所述第三表面和所述第四表面上沉积有所述材料。4.根据权利要求3所述的激光器结构，其中所述第二角度小于九十度。5.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述材料为MgO、MgF2、SiO2或Si3N4之一。6.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述材料的介电常数在最高至50GHz的频率范围内低于10。7.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述材料为不导电的。8.根据权利要求1所述的激光器结构，其中所述波导包括布置在所述第一表面与所述第三表面之间的第五表面，所述激光器结构还包括：布置在所述第五表面上的第一接触部；和布置在所述基底上的第二接触部，其中所述第一接触部被配置成通过向所述激光器结构传递电流来对所述激光器结构加偏压。9.根据权利要求1所述的激光器结构，还包括至少一个小面。10.根据权利要求9所述的激光器结构，其中所述至少一个小面形成在所述有源区中。11.一种激光器结构，包括：基底；布置在所述基底上的有源区；布置在所述有源区上的波导，所述波导包括第一脊和第二脊，其中所述第一脊形成第一空气间隙，所述第二脊形成第二空气间隙；和金属层，所述金属层被布置作为在所述第一空气间隙和所述第二空气间隙上的桥。12.根据权利要求11所述的激光器结构，其中所述第一脊形成相对于所述有源区的小于九十度的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿利·巴达尔·阿拉明·道，贾森·丹尼尔·博克尔，马尔科姆·R·格林，
申请(专利权)人：镁可微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US