面发射半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供了一种面发射半导体激光器，包括：衬底；位于衬底上的下分布反馈反射镜；下分布反馈反射镜的顶面一侧设置第一隔离层和第一电极，另一侧设置有源层、上分布反馈反射镜、第二隔离层和第二电极；第一隔离层位于第一电极和下分布反馈反射镜之间，第一电极与第一隔离层的两个侧面相交；有源层位于上分布反馈反射镜和下分布反馈反射镜之间；上分布反馈反射镜的顶面为包括低顶面和高顶面，第二电极设置在低顶面上，第二隔离层设置在低顶面和第二电极之间，第二电极与第二隔离层的两个侧面相交；第一电极和第二电极相互靠近的一侧，以及上分布反馈反射镜的高顶面的侧面周围设置第三隔离层，第三隔离层围绕上分布反馈反射镜的高顶面形成出光孔。高顶面形成出光孔。高顶面形成出光孔。

【技术实现步骤摘要】
面发射半导体激光器


[0001]本专利技术涉及半导体领域，特别是涉及一种面发射半导体激光器。

技术介绍

[0002]现有技术中面发射半导体激光器的电流是竖直流动的，为了提高电导率，需要对分布反馈反射镜进行掺杂，但会增加光在反馈过程中的损耗。另一方面，面发射半导体激光器由于出光孔较大，导致激射光的模式为多横向模式。多横向模式输出的光在光纤内传输时，其模间色散较大，对应的传输距离减小。这导致面发射激光器在数据中心中的通信距离被限制在200m。目前面发射半导体激光器主要通过减小出光孔的方式实现单横向模式，但是减小出光孔的方式存在两个问题：第一，电流的侧向限制是由侧向氧化来实现的，如果减小出光孔，意味了侧向氧化会进一步加剧，增益面积将减小，因此会提高使面发射半导体激光器可以激射的电流阀值；第二，通过侧向氧化工艺实现激光器的单横向模式的成品率很低。
[0003]在实现本公开构思的过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：需要对分布反馈反射镜进行掺杂，增加了光在反馈过程中的损耗；面发射半导体激光器发射的激射光为多横向模式，传输距离较短；面发射半导体激光器通过减小出光孔来实现单横向模式，增益面积会减小，使面发射半导体激光器可以激射的电流阀值提高；通过侧向氧化的工艺实现激光器的单横向模式的成品率很低。

技术实现思路

[0004]为克服上述问题的至少一个方面，本公开提供了一种面发射半导体激光器，包括：
[0005]衬底；
[0006]位于衬底上的下分布反馈反射镜；
[0007]下分布反馈反射镜的顶面一侧设置第一隔离层和第一电极，另一侧设置有源层、上分布反馈反射镜、第二隔离层和第二电极；
[0008]第一隔离层位于第一电极和下分布反馈反射镜之间，第一电极与第一隔离层的两个侧面相交；
[0009]有源层位于上分布反馈反射镜和下分布反馈反射镜之间；
[0010]上分布反馈反射镜的顶面为包括低顶面和高顶面，第二电极设置在低顶面上，第二隔离层设置在低顶面和第二电极之问，第二电极与第二隔离层的两个侧面相交；
[0011]第一电极和第二电极相互靠近的一侧，以及上分布反馈反射镜的高顶面的侧面周围设置第三隔离层，第三隔离层围绕上分布反馈反射镜的高顶面形成出光孔。
[0012]根据本公开的实施例，出光孔垂直于第一电极和第二电极的顶面；
[0013]第一电极和第二电极相对于出光孔处于相对侧；
[0014]第一电极的顶面低于第二电极的顶面。
[0015]根据本公开的实施例，下分布反馈反射镜顶面包括低顶面和高顶面，有源层设置
在高顶面上，第一电极设置在低顶面上。
[0016]根据本公开的实施例，还包括第一台面和第二台面；
[0017]第一电极完全或部分覆盖在第一台面上；
[0018]第二电极完全或部分覆盖在第二台面上。
[0019]根据本公开的实施例，第一隔离层的上表面和侧面，以及第一电极与下分布反馈反射镜的接触部分横向延伸的表面构成第一台面；
[0020]第二隔离层的上表面和侧面，以及第二电极与上分布反馈反射镜的接触部分横向延伸的表面构成第二台面。
[0021]根据本公开的实施例，下分布反馈反射镜为N型分布反馈反射镜，第一台面为N型台面，第一电极包括N面电极；
[0022]上分布反馈反射镜为P型分布反馈反射镜，第二台面为P型台面，第二电极包括P面电极。
[0023]根据本公开的实施例，下分布反馈反射镜为P型分布反馈反射镜，第一台面为P型台面，第一电极包括P面电极；
[0024]上分布反馈反射镜为N型分布反馈反射镜，第二台面为N型台面，第二电极包括N面电极。
[0025]根据本公开的实施例，第一电极和第二电极紧贴第三隔离层。
[0026]根据本公开的实施例，出光孔的横截面形状包括圆形、椭圆形、正方形或长方形。
[0027]根据本公开的实施例，第一电极和第二电极呈半圆环形包围出光孔。
[0028]基于上述技术方案可知，本公开至少具有以下有益效果：
[0029]本公开提供了一种面发射半导体激光器，包括：衬底；位于衬底上的下分布反馈反射镜；下分布反馈反射镜的顶面一侧设置第一隔离层和第一电极，另一侧设置有源层、上分布反馈反射镜、第二隔离层和第二电极；第一隔离层位于第一电极和下分布反馈反射镜之间，第一电极与第一隔离层的两个侧面相交；有源层位于上分布反馈反射镜和下分布反馈反射镜之间；上分布反馈反射镜的顶面为包括低顶面和高顶面，第二电极设置在低顶面上，第二隔离层设置在低顶面和第二电极之间，第二电极与第二隔离层的两个侧面相交；第一电极和第二电极相互靠近的一侧，以及上分布反馈反射镜的高顶面的侧面周围设置第三隔离层，第三隔离层围绕上分布反馈反射镜的高顶面形成出光孔。通过这种设置方式，使得电学限制独立于光学限制；本公开的电流可以在水平方向流动，上下分布反馈反射镜内不用进行掺杂，光在反馈过程中的损耗较低；设置合适的出光孔大小就可以使面发射半导体激光器实现单横向模式，不会提高使面发射半导体激光器激射的电流阀值，增加光的传输距离；也不需要使用侧面氧化工艺，成品率较高。
附图说明
[0030]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0031]图1是本公开实施例的面发射半导体激光器的剖面结构示意图；
[0032]图2是本公开实施例的面发射半导体激光器的立体结构示意图。
[0033]【附图标记说明】
[0034]1‑
衬底
[0035]2‑
下型分布反馈反射镜
[0036]3‑
第一隔离层
[0037]4‑
第一电极
[0038]5‑
有源层
[0039]6‑
上分布反馈反射镜
[0040]7‑
第二隔离层
[0041]8‑
第二电极
[0042]9‑
第三隔离层
[0043]10
‑
出光孔
[0044]11
‑
第一台面
[0045]12
‑
第二台面
具体实施方式
[0046]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0048]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面发射半导体激光器，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的下分布反馈反射镜；所述下分布反馈反射镜的顶面一侧设置第一隔离层和第一电极，另一侧设置有源层、上分布反馈反射镜、第二隔离层和第二电极；所述第一隔离层位于所述第一电极和所述下分布反馈反射镜之间，所述第一电极与所述第一隔离层的两个侧面相交；所述有源层位于所述上分布反馈反射镜和所述下分布反馈反射镜之间；所述上分布反馈反射镜的顶面为包括低顶面和高顶面，所述第二电极设置在所述低顶面上，所述第二隔离层设置在所述低顶面和所述第二电极之间，所述第二电极与所述第二隔离层的两个侧面相交；所述第一电极和所述第二电极相互靠近的一侧，以及所述上分布反馈反射镜的高顶面的侧面周围设置第三隔离层，所述第三隔离层围绕所述上分布反馈反射镜的高顶面形成出光孔。2.根据权利要求1所述的面发射半导体激光器，其特征在于，所述出光孔垂直于所述第一电极和所述第二电极的顶面；所述第一电极和所述第二电极相对于所述出光孔处于相对侧；所述第一电极的顶面低于所述第二电极的顶面。3.根据权利要求1所述的面发射半导体激光器，其特征在于，所述下分布反馈反射镜顶面包括低顶面和高顶面，所述有源层设置在所述高顶面上，所述第一电极设置在所述低顶面上。4.根据权利要求1所述的面发射半导体激光器，其特征在于，还包括第一台面和第二台面；所述第一电极完全或部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长达，金亚，穆春元，陈伟，李明，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：