半导体激光器的波导结构制造技术

本申请公开了一种半导体激光器的波导结构，涉及半导体制造的技术领域。本申请的半导体激光器的波导结构包括衬底、下限制层、量子阱、上限制层和脊形成层，所述下限制层设置在所述衬底上；所述量子阱设置在所述下限制层上；所述上限制层设置在所述量子阱上；所述脊形成层设置在所述上限制层上，所述脊形成层包括刻蚀沟槽和脊波导；其中，所述刻蚀沟槽的槽顶宽度为0.5‑5μm。故本申请通过减小刻蚀沟槽的宽度来实现高阶模式的耦合，增大高阶模式的损耗，从而抑制高阶模的激射，保证基模激射的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器的波导结构
本申请涉及半导体制造的
，具体而言，涉及一种半导体激光器的波导结构。
技术介绍
半导体激光器是一种应用较为广泛的激光发射器件。激光器根据其横模激射模式分为单模和多模两种。其中，抑制高阶模的激射是单模器件实现kink-free(无扭结)高功率输出的核心。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种半导体激光器的波导结构，其能够实现高阶模式的耦合，增大高阶模式的损耗，从而抑制其激射，保证基模激射的稳定性。本申请的实施例是这样实现的：一种半导体激光器的波导结构，包括衬底、下限制层、量子阱、上限制层和脊形成层，所述下限制层设置在所述衬底上；所述量子阱设置在所述下限制层上；所述上限制层设置在所述量子阱上；所述脊形成层设置在所述上限制层上，所述脊形成层包括层本体、刻蚀沟槽和脊波导。于一实施例中，所述刻蚀沟槽的槽底宽度为0.5-5μm。于一实施例中，所述刻蚀沟槽的槽顶宽度大于刻蚀沟槽的槽底宽度，所述刻蚀沟槽的槽顶宽度为0.5-8μm。于一实施例中，所述衬底为重掺杂N型材料制成的，所述脊形成层为P型材料制成的。于一实施例中，所述下限制层包括第一下限制层和第二下限制层，所述第一下限制层设置在所述衬底上；所述第二下限制层夹设于所述第一下限制层和所述量子阱之间。其中，所述第一下限制层为中等掺杂N型材料制成的，所述第二下限制层为未掺杂半导体材料制成的。于一实施例中，所述上限制层包括第一上限制层和第二上限制层，所述第一上限制层设置在所述量子阱上；所述第二上限制层夹设于所述第一上限制层和所述脊形成层之间；其中，所述第一上限制层为未掺杂半导体材料制成的，所述第二上限制层为中等掺杂P型材料制成的。于一实施例中，所述刻蚀沟槽设有多个，且所述刻蚀沟槽为矩形槽；其中，所述脊波导夹设于两个相邻的所述刻蚀沟槽之间，且所述脊波导沿厚度方向的截面为矩形。于一实施例中，所述刻蚀沟槽的内底面上设有光吸收件。于一实施例中，所述光吸收件与所述脊波导之间留有间隔。于一实施例中，所述间隔的大小为0.5-5μm。于一实施例中，所述光吸收件的宽度小于或者等于所述刻蚀沟槽内底面的宽度。于一实施例中，所述光吸收件的厚度小于或者等于所述刻蚀沟槽的槽深。于一实施例中，所述刻蚀沟槽的槽深为0.5-2μm，所述光吸收件的厚度为0.05-1μm。于一实施例中，所述刻蚀沟槽的槽深为0.5-1μm，所述光吸收件的厚度为0.05-0.5μm。本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请通过减小刻蚀沟槽的宽度来实现高阶模式的耦合，增大高阶模式的损耗，从而抑制高阶模的激射，保证基模激射的稳定性。本申请通过在刻蚀沟槽的内底面上设置光吸收件，光吸收件可以作为用于吸收光的损耗层，加大了对高阶模的损耗，从而可以抑制高阶模的激射。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的结构示意图；图2为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的结构示意图；图3为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的结构示意图；图4为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的基模的光场分布示意图；图5为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的一阶模式的光场分布示意图；图6为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构的结构示意图。图标：100-半导体激光器的波导结构；110-衬底；120-下限制层；121-第一下限制层；122-第二下限制层；130-量子阱；140-上限制层；141-第一上限制层；142-第二上限制层；150-脊形成层；151-刻蚀沟槽；152-脊波导；153-层本体；160-光吸收件；161-间隔；200-基模光场等高线；300-一阶模式光场等高线。具体实施方式术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。请参照图1，其为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构100的结构示意图。一种半导体激光器的波导结构100包括从下到上外延生长的衬底110、下限制层120、量子阱130、上限制层140和脊形成层150。下限制层120设置在衬底110上；量子阱130设置在下限制层120上；上限制层140设置在量子阱130上；脊形成层150设置在上限制层140上。其中，衬底110为重掺杂N型材料制成的，脊形成层150为重掺杂P型材料制成的。量子阱130用来限制电子，上限制层140与下限制层120用来限制光场。请参照图2，其为本申请一实施例示出的半导体激光器的波导结构100的结构示意图。半导体激光器的波导结构100具有如下尺寸：W1—表示刻蚀沟槽151的槽顶宽度；W2—表示刻蚀沟槽151的槽底宽度即刻蚀沟槽151的内底面宽度；D1—表示刻蚀沟槽151的槽深；T1—表示层本体153的厚度；W3—表示脊波导152的宽度。刻蚀沟槽151的槽宽包括刻蚀沟槽151的槽顶宽度W1和槽底宽度W2。脊形成层150包括层本体153、刻蚀沟槽151和脊波导152；刻蚀沟槽151设有多个，且刻蚀沟槽151为矩形槽；其中，脊波导152夹设于两个相邻的刻蚀沟槽151之间，且脊波导152沿厚度方向的截面为矩形。于其他的实施例中，刻蚀沟槽151为可以是梯形槽等其他形状，相应的，脊波导152沿厚度方向的截面为梯形。在本实施例中，层本体153上刻蚀有两个刻蚀沟槽151，两个刻蚀沟槽151之间形成一个脊波导152。因此，脊形成层150结构从左至右依次是层本体153、刻蚀沟槽151、脊波导152、刻蚀沟槽151本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器的波导结构，其特征在于，包括：/n衬底；/n下限制层，设置在所述衬底上；/n量子阱，设置在所述下限制层上；/n上限制层，设置在所述量子阱上；以及/n脊形成层，设置在所述上限制层上，所述脊形成层包括层本体、刻蚀沟槽和脊波导。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器的波导结构，其特征在于，包括：
衬底；
下限制层，设置在所述衬底上；
量子阱，设置在所述下限制层上；
上限制层，设置在所述量子阱上；以及
脊形成层，设置在所述上限制层上，所述脊形成层包括层本体、刻蚀沟槽和脊波导。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器的波导结构，其特征在于，所述刻蚀沟槽的槽底宽度为0.5-5μm，所述衬底为重掺杂N型材料制成的，所述脊形成层为P型材料制成的。


3.根据权利要求2所述的半导体激光器的波导结构，其特征在于，下限制层包括：
第一下限制层，设置在所述衬底上；以及
第二下限制层，夹设于所述第一下限制层和所述量子阱之间；
其中，所述第一下限制层为中等掺杂N型材料制成的，所述第二下限制层为未掺杂半导体材料制成的。


4.根据权利要求2所述的半导体激光器的波导结构，其特征在于，上限制层包括：
第一上限制层，设置在所述量子阱上；以及
第二上限制层，夹设于所述第一上限制层和所述脊形成层之间；
其中，所述第一上限制层为未掺杂半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国文，唐松，
申请(专利权)人：度亘激光技术苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32