一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器及其制造方法技术

一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器及其制造方法，是在现有半导体激光器芯片制造技术的基础上，将半导体激光器芯片、半导体热电制冷器、负温度系数的热敏电阻有机地集成在一体。包括：半导体衬底、第一层二氧化硅层、n型缓冲层、n+欧母接触层、n电极、n型帽层、p型帽层、P电极、p+欧母接触层、集成TEC热电致冷器、半导体激光器有源区、第二层二氧化硅层、第三层二氧化硅层、NTC薄膜电阻、NTC薄膜电阻金属电极、热电致冷器球型电极。达到温度精确控制、高可靠的目的，以解决半导体激光器光电性能参数的精准控制。广泛应用于环境探测、通讯、航天、航空、船舶、精密仪器、野外作业、工业控制等领域，具有广阔的市场前景。

A power semiconductor laser with constant temperature control function and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器及其制造方法
本专利技术涉半导体激光器件，具体来说，涉及具有恒温控制功能的功率半导体激光器及其制造方法。
技术介绍
原有半导体激光器件是将分离的半导体激光器芯片(LD)、半导体热电制冷器(TEC)、负温度系数的热敏电阻(NTC)、陶瓷基片载体等采用装贴、键合等传统组装技术，在洁净环境中密封在外壳中，如图1所示。原有技术由于采用分立式组装技术，体积大、组装程序复杂、成品率低、工艺质量一致性很难保证，另一方面，由于采用分立式组装技术，热量传导路径相应过长，造成热信号反馈速度的大大延长，从而影响温度控制的精度范围，进一步影响半导体激光器在高精度、高稳定性使用的场合，或者增大应用系统的设计难度、复杂程度和使用成本。为此，本专利技术拟采用一体化集成技术，在原有半导体激光器芯片(LD)的结构基础上，将半导体激光器芯片(LD)、半导体热电制冷器(TEC)、负温度系数的热敏电阻(NTC)有机地集成在一体，解决上述问题。经检索，在中国专利数据库中涉及温控半导体激光器的专利有《半导体激光器温控装置、温控系统及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器，包括：半导体衬底(6)、第一层二氧化硅层(7)、n型缓冲层(8)、n+欧母接触层(9)、n电极(10)、n型帽层(11)、p型帽层(12)、P电极(13)、p+欧母接触层(14)、集成TEC(200)、半导体激光器有源区(300)、第二层二氧化硅层(16)、第三层二氧化硅层(15)、NTC薄膜电阻(3)、NTC薄膜电阻金属电极(4)；/n所述集成TEC(200)包括：集成TEC p型半导体(201)、集成TEC n型半导体(202)、集成TEC第一层难熔电极(203)、集成TEC球型负电极(204)、集成TEC球型正电极(205)、集成TEC第二层难...

【技术特征摘要】
1.一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器，包括：半导体衬底(6)、第一层二氧化硅层(7)、n型缓冲层(8)、n+欧母接触层(9)、n电极(10)、n型帽层(11)、p型帽层(12)、P电极(13)、p+欧母接触层(14)、集成TEC(200)、半导体激光器有源区(300)、第二层二氧化硅层(16)、第三层二氧化硅层(15)、NTC薄膜电阻(3)、NTC薄膜电阻金属电极(4)；
所述集成TEC(200)包括：集成TECp型半导体(201)、集成TECn型半导体(202)、集成TEC第一层难熔电极(203)、集成TEC球型负电极(204)、集成TEC球型正电极(205)、集成TEC第二层难熔电极(207)、集成TEC第一层绝缘介质隔离层(206)、集成TEC第二层绝缘介质隔离层(208)；
所述半导体激光器有源区(300)包括：n型下包层(301)，n型下限制层(302)，有源层(303)，p型下限制层(304)，p型上包层(305)；
所述半导体衬底(6)的下层为所述第一层二氧化硅层(7)，所述半导体衬底(6)的上层为所述n型缓冲层(8)，所述n型缓冲层(8)的上层为所述n+欧母接触层(9)，所述n+欧母接触层(9)的上层为所述n型帽层(11)、所述n电极(10)、所述第二层二氧化硅层(16)，所述n型帽层(11)的上层为所述半导体激光器有源区(300)，所述半导体激光器有源区(300)的上层为所述p型帽层(12)，所述p型帽层(12)的上层为所述p+欧母接触层(14)，所述p+欧母接触层(14)的上层为所述P电极(13)；所述P电极(13)的上层大半面积为所述第三层二氧化硅层(15)，所述第三层二氧化硅层(15)的上层为所述NTC薄膜电阻(3)，所述NTC薄膜电阻(3)两端的上层为所述NTC薄膜电阻金属电极(4)；
所述n型下包层(301)的上层为所述n型下限制层(302)，所述n型下限制层(302)的上层为所述有源层(303)，所述有源层(303)的上层为所述p型下限制层(304)，所述p型下限制层(304)的上层为所述p型上包层(305)；
所述第一层二氧化硅层(7)的下层为所述集成TEC第一层难熔电极(203)、所述集成TEC第一层绝缘介质隔离层(206)，所述集成TEC第一层难熔电极(203)的下层为所述集成TECp型半导体(201)、所述集成TECn型半导体(202)，所述集成TECp型半导体(201)与所述集成TECn型半导体(202)之间被所述集成TEC第一层绝缘介质隔离层(206)隔离，所述集成TEC第二层难熔电极(207)上层为所述TECp型半导体(201)、所述TECn型半导体(202)、所述集成TEC第一层绝缘介质隔离层(206)，所述集成TEC第二层难熔电极(207)的下层为所述集成TEC球型负电极(204)、所述集成TEC球型正电极(205)、所述集成TEC第二层绝缘介质隔离层(208)。


2.如权利要求1所述的一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器，其特征在于：所述集成TECp型半导体(201)采用p型碲化铋半导体材料。


3.如权利要求2所述的一种具有恒温控制功能的功率半导体激光器，其特征在于：所述p型碲化铋半导体材料为Bi2Te3-Sb2Te3。


4.如权利要求1或2所述的一种具有恒温控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛虎，毛森，王彦孚，焦英豪，陆凯凯，
申请(专利权)人：深圳市利拓光电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44