一种半导体激光器芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，半导体激光器芯片包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种半导体激光器芯片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]半导体激光器已逐渐应用于通信
、
显示
、
医疗及军事等多个领域
。
为了进一步提高半导体激光器的可靠性能和高能量转换效率，可以通过提高半导体掺杂的浓度和降低谐振腔的损耗来实现
。
[0003]半导体掺杂会让晶体承受一定的晶格畸变
。
不同的晶体能承受的晶格畸变有一定的限度，因而掺杂是有一定的限度的；另外，半导体掺杂会改变费米能级的位置，会影响晶体的能带结构
。
而通过减小谐振腔的损耗来降低阈值电流，需要减少由于几何偏折
、
衍射
、
腔镜反射不完全所带来的的损耗，需对谐振腔重新设计，操作较为复杂
。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，解决现有技术中半导体激光器性能不可靠性
、
转换效率低的问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的第一个技术方案是：提供一种半导体激光器芯片，半导体激光器芯片包括：有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间
。
[0006]其中，功能层包括第一功能层和第二功能层，有源层设置于第一功能层和第二功能层之间，第一功能层包括电流注入区和非电流注入区，第一功能层远离有源层的表面设置有沟槽
。
[0007]其中，电流注入区设置有脊形台，沟槽位于脊形台与非电流注入区之间，沟槽的长度方向与脊形台的长度方向平行
。
[0008]其中，脊形台的宽度大于沟槽的宽度；脊形台的宽度等于电流注入区的宽度
。
[0009]其中，电流注入区的两侧均设置有非电流注入区，电流注入区与两个非电流注入区之间均设置有沟槽
。
[0010]其中，沟槽为从功能层的一端延伸至相对的另一端的通槽
。
[0011]其中，脊形台的宽度为
50
μ
m
～
100
μ
m、
高度为1μ
m
～2μ
m
；沟槽的宽度为2μ
m
～
30
μ
m、
深度为
0.4
μ
m
～
1.5
μ
m。
[0012]其中，沟槽的纵截面形状为长方形
、
正方形
、
梯形
、
平行四边形或半圆形
。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术采用的第二个技术方案是：提供一种半导体激光器芯片的制备方法，半导体激光器芯片的制备方法包括：获取预处理基板，预处理基板包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；在功能层远离有源层的表面设置沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间
。
[0014]其中，获取预处理基板，还包括：在功能层的电流注入区设置脊形台；在功能层远离有源层的表面设置沟槽，还包括：在脊形台和非电流注入区之间形成沟槽，沟槽的长度方向与脊形台的长度方向平行
。
[0015]本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，半导体激光器芯片包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间
。
本申请通过在功能层远离有源层的表面设置沟槽，通过沟槽间隔电流注入区和非电流注入区，使通入电流注入区的电流不会扩散至非电流注入区，使电流注入区的电流密度得到提升，进而降低了阈值电流，延长使用寿命，使半导体激光器性能更可靠性
、
转换效率更高
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图
。
[0017]图1是本专利技术提供的半导体激光器芯片的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术提供的半导体激光器芯片的第一实施例的俯视图；
[0019]图3是本专利技术提供的半导体激光器芯片的第二实施例的俯视图；
[0020]图4是本专利技术提供的半导体激光器芯片的第三实施例的俯视图；
[0021]图5是凹槽深度与半导体激光器芯片的阈值电流的关系图；
[0022]图6是凹槽深度与半导体激光器芯片的输出功率的关系图；
[0023]图7是凹槽深度与半导体激光器芯片的转换效率的关系图；
[0024]图8是图1中半导体激光器芯片的各层结构示意图；
[0025]图9是本专利技术提供的半导体激光器芯片的制备方法的流程示意图；
[0026]图
10(a)
～
10(g)
是本专利技术提供的半导体激光器芯片的制备方法中各步骤对应的结构示意图
。
[0027]图中：功能层1；第一功能层
11
；电流注入区
111
；非电流注入区
112
；第二功能层
12
；沟槽
13
；脊形台
14
；非吸收窗口
15
；第一波导层
101
；第一限制层
102
；过渡层
103
；接触层
104
；第二波导层
105
；第二限制层
106
；有源层2；介质层
31
；开口
32
；上电极
33
；下电极
34。
具体实施方式
[0028]下面结合说明书附图，对本专利技术实施例的方案进行详细说明
。
[0029]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构
、
接口
、
技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术
。
[0030]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，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通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.
一种半导体激光器芯片，其特征在于，所述半导体激光器芯片包括：有源层和功能层，所述有源层位于所述功能层中，所述功能层包括电流注入区和设置于所述电流注入区至少一侧的非电流注入区；所述功能层远离所述有源层的表面设置有沟槽，所述沟槽位于所述电流注入区和所述非电流注入区之间
。2.
根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述功能层包括第一功能层和第二功能层，所述有源层设置于所述第一功能层和所述第二功能层之间，所述第一功能层包括所述电流注入区和所述非电流注入区，所述第一功能层远离所述有源层的表面设置有所述沟槽
。3.
根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述电流注入区设置有脊形台，所述沟槽位于所述脊形台与所述非电流注入区之间，所述沟槽的长度方向与所述脊形台的长度方向平行
。4.
根据权利要求3所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述脊形台的宽度大于所述沟槽的宽度；所述脊形台的宽度等于所述电流注入区的宽度
。5.
根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述电流注入区的两侧均设置有所述非电流注入区，所述电流注入区与两个所述非电流注入区之间均设置有所述沟槽
。6.
根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述沟槽为从所述功能层的一端延伸至相对的另一端的通槽
。7.
根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述脊...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦旺，丁新琪，廖桂波，王菊，郑兆祯，
申请(专利权)人：深圳市中光工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：