激光器及其制备方法技术

本公开提供了一种激光器及其制备方法，应用于半导体激光器技术领域。该激光器包括N面电极层、衬底、N型限制层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层、欧姆接触层、反型层和P面电极层，该反型层包括至少一个反型层单元，P面电极层还与所述欧姆接触层接触。本公开通过在传统外延结构上继续外延生长一层反型层，仅需一次光刻实现区域电流注入，无需沉积绝缘层或者离子注入，大大简化了芯片的制作过程，提升了制备效率。同时通过欧姆接触层或P型限制层与反型层之间形成的凹凸结构，有助于P面电极层的金属扩展，增加了芯片与金属之间的粘合力。且多个反型层单元的设置，可以实现不同反型层单元之间的相互耦合，进而改善光束质量。进而改善光束质量。进而改善光束质量。

【技术实现步骤摘要】
激光器及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体激光器
，尤其涉及一种激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体激光器是以一定的半导体材料构成工作物质而产生受激发射作用的器件，具有体积小、功率高、寿命长、结构简单、输入能量低、可靠性强以及价格低廉等优点，已成为当今电子科学的核心技术，应用范围不仅覆盖了光电子学领域，还广泛应用于医疗、通信等领域。
[0003]现有的大功率半导体激光器的制备手段中，通常需要在外延生长后，再经过至少两次光刻工艺、沉积绝缘层或者离子注入等复杂工艺。但越多的工艺引入对芯片的损伤越大，复杂的工艺也会大大降低芯片的制备效率。且现有半导体激光器在使用过程中，由于脊条区域光场较强，温度上升较大，当较多的载流子从脊条区域注入时，会加剧脊条区域和两侧绝缘区的温差，易造成热透镜效应，使得半导体激光器的输出功率不稳定，进而严重影响半导体激光器实际应用效果。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开提供了一种激光器及其制备方法，以解决现有技术中制备工艺复杂、脊条区域与两侧绝缘区的温差大，导致激光器性能较差的问题。
[0005]本公开的第一方面提供了一种激光器，包括：
[0006]N面电极层；
[0007]衬底，设置于所述N面电极层上；
[0008]N型限制层，设置于所述衬底上；
[0009]N型波导层，设置于所述N型限制层上；
[0010]有源层，设置于所述N型波导层上；
[0011]P型波导层，设置于所述有源层上；
[0012]P型限制层，设置于所述P型波导层上；
[0013]欧姆接触层，设置于所述P型限制层上；
[0014]反型层，设置于所述欧姆接触层上，所述反型层包括至少一个反型层单元；
[0015]P面电极层，设置于所述反型层上，所述P面电极层还与所述欧姆接触层接触。
[0016]根据本公开的实施例，当所述至少一个反型层单元的数量为1个时，所述反型层单元设置于所述欧姆接触层上中间位置，所述反型层单元的宽度为50μm
‑
200μm；
[0017]当所述至少一个反型层单元的数量为2个时，所述反型层单元设置于所述欧姆接触层上两侧位置，所述反型层单元的宽度均为50μm
‑
100μm，所述反型层单元之间的间距大于200μm；
[0018]当所述至少一个反型层单元的数量为大于等于3个时，所述反型层单元均匀设置于所述欧姆接触层上，所述反型层单元的宽度均为50μm
‑
100μm，相邻两个所述反型层单元
之间的间距均为10
‑
50μm。
[0019]根据本公开的实施例，所述反型层的材料掺杂类型与所述欧姆接触层的材料掺杂类型不同。
[0020]根据本公开的实施例，所述反型层的材料掺杂类型为N型，所述反型层的厚度为200
‑
500nm，所述反型层的掺杂材料至少包括GaAs，所述反型层的材料掺杂浓度为10
15
‑
10
17
cm
‑3。
[0021]根据本公开的实施例，所述衬底的厚度为100
‑
200μm。
[0022]本公开的第二方面提供了一种激光器的制备方法，应用于制备上述第一方面所述的激光器，所述方法包括：
[0023]在衬底上依次生长形成N型限制层、N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层、欧姆接触层和反型层，得到生长好的外延片；
[0024]对所述生长好的外延片进行腐蚀处理，以使所述外延片的上表面露出欧姆接触层或P型限制层，得到腐蚀处理好的外延片；
[0025]在所述腐蚀处理好的外延片上表面制备P面电极层；
[0026]对所述衬底下表面进行减薄处理，得到减薄处理后的衬底；
[0027]在所述减薄处理后的衬底下方制备N面电极层，得到所述激光器。
[0028]根据本公开的实施例，制备所述反型层的材料的晶格常数与制备所述欧姆接触层的材料的晶格常数相同或匹配。
[0029]根据本公开的实施例，制备所述P面电极层的材料包括TiPtAu、AuZnAu、CrAu中的一个或多个；
[0030]制备所述N面电极层的材料至少包括AuGeNi/Au。
[0031]本公开通过在传统外延结构上继续外延生长一层反型层，仅需一次光刻实现区域电流注入，无需沉积绝缘层或者离子注入，大大简化了芯片的制作过程，提升了制备效率。同时通过欧姆接触层或P型限制层与反型层之间形成的凹凸结构，有助于P面电极层的金属扩展，增加了芯片与金属之间的粘合力。且由于反型层的材料掺杂类型为N型，因此电流无法从反型层区域注入，只能从反型层侧边注入，降低了反型层区域与反型层周围区域的温差，有助于改善激光器性能，且多个反型层单元的设置，可以实现不同反型层单元之间的相互耦合，进而改善光束质量。
附图说明
[0032]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0033]图1示意性示出了根据本公开实施例的一种激光器的剖面结构示意图；
[0034]图2示意性示出了根据本公开实施例的一种激光器的剖面结构示意图；
[0035]图3示意性示出了根据本公开实施例的一种激光器的剖面结构示意图；以及
[0036]图4示意性示出了根据本公开实施例的一种激光器的制备方法的流程示意图。
[0037]附图标记说明：
[0038]1‑
N面电极层；2
‑
衬底；3
‑
N型限制层；4
‑
N型波导层；5
‑
有源层；6
‑
P型波导层；7
‑
P型限制层；8
‑
欧姆接触层；9
‑
反型层；10
‑
P面电极层。
具体实施方式
[0039]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0040]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。
[0041]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，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0042]图1示意性示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器，其特征在于，包括：N面电极层；衬底，设置于所述N面电极层上；N型限制层，设置于所述衬底上；N型波导层，设置于所述N型限制层上；有源层，设置于所述N型波导层上；P型波导层，设置于所述有源层上；P型限制层，设置于所述P型波导层上；欧姆接触层，设置于所述P型限制层上；反型层，设置于所述欧姆接触层上，所述反型层包括至少一个反型层单元；P面电极层，设置于所述反型层上，所述P面电极层还与所述欧姆接触层接触。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，当所述至少一个反型层单元的数量为1个时，所述反型层单元设置于所述欧姆接触层上中间位置，所述反型层单元的宽度为50μm
‑
200μm；当所述反型层单元的数量为2个时，所述至少一个反型层单元设置于所述欧姆接触层上两侧位置，所述反型层单元的宽度均为50μm
‑
100μm，所述反型层单元之间的间距大于200μm；当所述至少一个反型层单元的数量为大于等于3个时，所述反型层单元均匀设置于所述欧姆接触层上，所述反型层单元的宽度均为50μm
‑
100μm，相邻两个所述反型层单元之间的间距均为10
‑
50μm。3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述反型层的材料掺杂类型与所述欧姆接触层的材料掺杂类型不同。4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述反型层的材料掺杂类型为N型，所述反型层的厚度为200
‑
500nm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑婉华，徐传旺，齐爱谊，王炬文，渠红伟，周旭彦，王亮，
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：