一种半导体激光器制造技术

本申请提供了一种半导体激光器，包括衬底，外延结构和欧姆接触层，而外延层又包括N型半导体层、有源层和P型半导体层，P型半导体层远离有源层的一端具有向上凸起的脊形部。其中，脊形部靠近欧姆接触层一侧的上表面含有Sn原子。本申请通过将Sn原子引入至脊形部，并利用Sn原子与脊形部内的其他金属原子之间可以共价结合多出空穴，使脊形部内靠近上表面一侧的空穴载流子浓度得到进一步提高，进而在半导体激光器正向导通时，使脊形部内能够拥有更多的空穴载流子参与导电，有利于降低欧姆接触层与脊形部之间的接触电阻，改善半导体激光器的电流传输效率的作用，提高半导体激光器的光电转换效率。转换效率。转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器


[0001]本申请涉及半导体相关
，尤其涉及一种半导体激光器。

技术介绍

[0002]近年来，半导体激光器发展迅速，其因具备功率高、可靠性强、寿命长、体积小以及成本低等诸多优点，而在激光显示，激光通信，激光手术等领域都有着相当广泛的应用。当前，低功率损耗、高电光转化效率已经是致力于研究高功率半导体激光器的重要性能指标，也就意味着半导体激光器在导通过程中需要更少的能量损失。
[0003]在半导体激光器的金属电极和半导体外延层之间设置欧姆接触层，通过欧姆接触层降低金属电极与半导体之间的接触电阻，是现有技术改善半导体激光器的电流传输效率，提高光电转换效率常用技术手段。例如，通常会采用ITO(氧化铟锡)作为欧姆接触层，利用ITO电导率接近金属的特点，使电流通过ITO时能够提高电流的扩展能力。然而，ITO作为欧姆接触层，其热导率要远低于金属材料，因而在高热传递的应用中会受到明显限制，影响大功率激光器的散热效果和使用寿命。
[0004]因此，如何提供一种新的半导体激光器，能够在现有技术的基础上，改善半导体激光器的电流传输效率，提高光电转换效率的效果，且不影响半导体激光器等的使用稳定性和可靠性，已成为本领域人员致力于研究半导体激光器的重要性能指标。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种半导体激光器，其能够在现有技术的基础上，改善半导体激光器的电流传输效率，提高光电转换效率的效果，且不影响半导体激光器等的使用稳定性和可靠性。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种半导体激光器，其包括：
[0007]衬底；
[0008]外延结构，设置在所述衬底上，所述外延结构包括依次叠层的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述P型半导体层远离所述有源层的一端具有向上凸起的脊形部；
[0009]欧姆接触层，设置在所述脊形部上；其中，所述脊形部靠近所述欧姆接触层一侧的上表面含有Sn原子。
[0010]第二方面，本申请实施例还提供一种半导体激光器，其包括：
[0011]衬底；
[0012]外延结构，设置在所述衬底上，所述外延结构包括N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述P型半导体层远离所述有源层的一端具有向上凸起的脊形部；
[0013]锡源提供层，设置在所述脊形部上，并设有显露所述脊形部部分上表面第二开口；
[0014]欧姆接触层，设置在所述脊形部上，并通过所述第二开口与所述脊形部的上表面形成欧姆接触。
[0015]与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：
[0016]本申请提供了一种半导体激光器，包括衬底，衬底上形成有外延结构，外延结构上形成有欧姆接触层，而外延层又包括N型半导体层、有源层和P型半导体层，P型半导体层远离有源层的一端具有向上凸起的脊形部。其中，脊形部靠近欧姆接触层一侧的上表面含有Sn原子。本申请通过将Sn原子自脊形部上表面引入至脊形部的上表面的一侧，并利用脊形部内的Sn原子与其他金属原子之间可以共价结合多出空穴，进而使脊形部内靠近上表面一侧的空穴载流子浓度得到进一步提高，进而在半导体激光器正向导通时，使脊形部内能够拥有更多的空穴载流子参与导电，有利于降低欧姆接触层与脊形部之间的接触电阻，改善半导体激光器的电流传输效率的作用，提高半导体激光器的光电转换效率。
[0017]同时，本申请通过在脊形部上表面形成锡源提供层，并通过高温退火的方法将锡源提供层内的Sn原子掺杂引入至脊形部的上表面，促进Sn原子与脊形部内的其他金属原子的共价结合率，进而提高脊形部上表面一侧的空穴载流子浓度。
[0018]进一步地，本申请还通过将锡源提供层高温退火的设置在氧气环境中，利用高温环境下的氧气去除P型半导体层表面的H原子，降低Mg等P型掺杂受主原子与H原子的结合率，进一步提高P型半导体层内空穴载流子浓度。
附图说明
[0019]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。
[0020]图1为根据本申请实施例示出的一种半导体激光器的剖面结构示意图；
[0021]图2为图1中区域A的局部放大示意图；
[0022]图3～图14为根据本申请实施例示出的一种半导体激光器不同实施方式的剖面结构示意图。
[0023]图示说明：
[0024]100衬底；200外延结构；210N型半导体层；211第一限制层；212第一波导层；220有源层；230P型半导体层；2301脊形部；231第二波导层；232第二限制层；233电子阻挡层；300欧姆接触层；400锡源提供层；401第二开口；500绝缘层；501第一开口；600缓冲层；710第一电极；720第二电极。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
[0026]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具
体含义。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]根据本申请的一个方面，提供了一种半导体激光器。参见图1和图2，该半导体激光器包括衬底100，外延结构200和欧姆接触层300，所述外延结构200形成在所述衬底100上，包括依次层叠的N型半导体层210、有源层220和P型半导体层230，所述P型半导体层230远离有源层220的一端具有向上凸起的脊形部2301，所述欧姆接触层300形成于所述脊形部2301上，并与脊形部2301的上表面形成欧姆接触。其中，脊形部2301靠近欧姆接触层300的一侧的上表面内含有锡(Sn)原子。
[0028]本申请通过在脊形部2301内引入IV族的Sn原子，即，将Sn原子自脊形部2301上表面引入脊形部2301的上表面，并使Sn原子与脊形部2301内的其他金属原子(例如P型GaN中的Ga原子)之间形成共价结合。相对于V族的氮(N)原子，每个Sn原子与脊形部2301内的其他金属原子之间形成共价结合即可多出至少一个空穴。也就是说，增加引入至脊形部2301上表面Sn原子的浓度，提高脊形部2301内Sn原子与其他金属原子的共价结合率，即可使脊形部2301内靠近上表面一侧的空穴载流子浓度得到进一步提高，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器，其特征在于，包括：衬底；外延结构，设置在所述衬底上，所述外延结构包括依次叠层的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述P型半导体层远离所述有源层的一端具有向上凸起的脊形部；欧姆接触层，设置在所述脊形部上；其中，所述脊形部靠近所述欧姆接触层一侧的上表面含有Sn原子。2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述欧姆接触层为金属层，包括Ni、Au、Ag、Pd材料中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述欧姆接触层的厚度范围介于之间。4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述外延结构上还设有绝缘层，所述绝缘层包覆所述外延结构和所述欧姆接触层，并在所述脊形部上设有显露所述欧姆接触层的第一开口。5.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一开口在所述脊形部上的竖直投影位于所述脊形部的上表面内。6.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，还包括第二电极，所述第二电极设置在所述脊形部上，并通过所述第一开口与所述欧姆接触层相接触。7.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，还包括锡源提供层，所述锡源提供层设置在所述脊形部上，包括显露所述脊形部部分上表面的第二开口，所述欧姆接触层通过所述第二开口与所述脊形部的上表面相接触。8.根据权利要求7所述的半导体激光器，其特征在于，所述外延结构上还设有绝缘层，所述绝缘层覆盖所述锡源提供层，并在所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾越，黄少华，李明逵，叶涛，曹少威，黄瀚之，颜同伟，邱若生，杜明伟，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：