【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种倒装脊型波导半导体激光器的制作方法及倒装脊型波导半导体激光器。
技术介绍
1、随着时代的发展，gan基半导体激光二极管(ld)越来越多的被应用于激光显示、汽车头灯照明、可见光通信、工业加工和生物医疗等领域。为了增强激光器的横向光场限制和电流限制，脊形波导结构被广泛地应用。目前国内外制备激光器脊型波导的主要技术方案是对p型上限制层和p型接触层进行光刻和刻蚀工艺，然而这种制备方法会造成侧壁损伤且难以修复，从而增加光吸收损耗且容易引入漏电通道。此外，散热问题也制约着大功率ld的发展。ld在工作时的峰值功率很高，会产生大量的热量导致有源区温度迅速升高，从而引起ld的光学灾变，甚至被烧毁，严重影响了ld的可靠性和寿命。因此，探索新方法制备激光器的脊型波导以及解决散热问题对于ld的发展具有重要意义。
2、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种倒装脊型波导半导体激光器的制作方法及倒装脊型波导半导体激光器，无需刻蚀n型区(n型覆盖层和n型限制层)即可完成对n型区的脊型波导的制备，提高激光器的发光性能的同时，还大大简化了半导激光器的倒装工艺，增大了p型接触层的欧姆接触面积，有利于整体器件的散热。
2、为了实现上述目的，本专利技术一具体实施例提供的技术方案如下：
3、一种倒
4、提供衬底，在所述衬底表面形成掩膜层；
5、刻蚀所述掩膜层以在所述掩膜层上制备条形窗口；
6、在所述条形窗口内依次生长n型覆盖层以及n型限制层，以形成n型脊型波导；
7、在所述n型限制层表面生长外延结构；
8、在所述外延结构上形成电流扩展层，并在所述电流扩展层表面形成p型电极；
9、去除所述衬底，并在所述n型覆盖层表面形成n型电极，获得半导体激光器外延片。
10、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述n型限制层覆盖所述掩膜层或所述n型限制层背离所述n型覆盖层的表面与所述掩膜层背离所述衬底的表面齐平。
11、在本专利技术的一个或多个实施例中，通过光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀工艺，在所述掩膜层上制备出并列排设的条形窗口，所述条形窗口暴露出部分所述衬底。
12、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述掩膜层的厚度为1μm～2μm。
13、在本专利技术的一个或多个实施例中，相邻所述条形窗口之间的间距为1.5μm～3μm。
14、在本专利技术的一个或多个实施例中，在所述条形窗口内利用横向外延过生长技术进行所述n型覆盖层以及所述n型限制层的外延生长。
15、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述n型覆盖层的厚度小于所述掩膜层的厚度，所述n型覆盖层和所述n型限制层的厚度之和大于或等于所述掩膜层的厚度。
16、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述外延结构包括依次生长于所述n型限制层表面的下波导层、有源层、上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型覆盖层以及p型接触层。
17、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述p型电极包括层叠设置的接触金属和接触电极，所述接触金属的厚度为1nm～300nm；所述接触金属的材料包括pd、ni、pt、al、ti中的一种或几种；所述接触电极的厚度大于或等于30nm；所述接触电极的材料包括au。
18、在本专利技术的一个或多个实施例中，在所述电流扩展层表面形成p型电极的步骤之后，还包括：
19、在所述p型电极表面键合热沉的步骤；
20、所述热沉的材料包括金刚石、sic。
21、在本专利技术的一个或多个实施例中，去除所述衬底，包括：通过研磨、减薄、抛光的方式去除所述衬底；或者，通过激光剥离所述衬底。
22、在本专利技术的一个或多个实施例中，倒装脊型波导半导体激光器的制作方法还包括：对所述半导体激光器外延片进行划片、解理以及腔面镀膜，获得倒装脊型波导半导体激光器。
23、本专利技术又一具体实施例提供了一种倒装脊型波导半导体激光器，包括：
24、n型电极，具有第一表面；
25、掩膜层，形成于所述第一表面上，所述掩膜层内形成有条形窗口，所述条形窗口暴露出部分所述第一表面；
26、n型脊型波导，形成于所述条形窗口内，所述n型脊型波导包括形成于所述第一表面上的n型覆盖层以及形成于所述n型覆盖层背离所述n型电极一侧表面的n型限制层；
27、外延结构，形成于所述n型限制层背离所述n型电极的一侧表面；
28、电流扩展层，形成于所述外延结构背离所述n型电极的一侧表面；
29、p型电极，形成于所述电流扩展层背离所述n型电极的一侧表面；
30、热沉，形成于所述p型电极背离所述n型电极的一侧表面。
31、与现有技术相比，本专利技术的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法及倒装脊型波导半导体激光器，将脊型波导设置在n型区(n型覆盖层和n型限制层)，且无需刻蚀n型区(n型覆盖层和n型限制层)即可完成对n型区的脊型波导的制备，n型区作为脊型波导可以降低差分电阻和阈值电压，进而提高半导体激光器的光电转化效率，同时，保留了较大的p型接触层的欧姆接触面积，有利于整体器件的散热，从而有效降低热阻和结温，有利于提高激光器的性能。
32、本专利技术的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法及倒装脊型波导半导体激光器，通过在衬底上制备出条形窗口，利用横向外延过生长(elog)技术，使n型覆盖层和n型限制层在外延生长中沿着条形窗口直接形成脊型，有效避免了现有技术中的刻蚀工艺带来的侧壁损伤，影响半导体激光器的性能。制备完p型电极后，将p型电极与热沉直接键合，后去除衬底并制备n型电极，简化了半导体激光器的倒装工艺，降低成本的同时大大提高半导体激光器的光学和电学性能。
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1.一种倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，通过光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀工艺，在所述掩膜层上制备出并列排设的条形窗口，所述条形窗口暴露出部分所述衬底。
3.根据权利要求2所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述掩膜层的厚度为1μm～2μm；和/或，
4.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，在所述条形窗口内利用横向外延过生长技术进行所述n型覆盖层以及所述n型限制层的外延生长；和/或，
5.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述外延结构包括依次生长于所述n型限制层表面的下波导层、有源层、上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型覆盖层以及p型接触层。
6.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述p型电极包括层叠设置的接触金属和接触电极，所述接触金属的厚度为1nm～300nm；所述接触金属的材料包括Pd、Ni、Pt、Al、
7.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，在所述电流扩展层表面形成p型电极的步骤之后，还包括：
8.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，去除所述衬底，包括：
9.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，还包括：对所述半导体激光器外延片进行划片、解理以及腔面镀膜，获得倒装脊型波导半导体激光器。
10.一种倒装脊型波导半导体激光器，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，通过光刻、湿法腐蚀、干法刻蚀工艺，在所述掩膜层上制备出并列排设的条形窗口，所述条形窗口暴露出部分所述衬底。
3.根据权利要求2所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述掩膜层的厚度为1μm～2μm；和/或，
4.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，在所述条形窗口内利用横向外延过生长技术进行所述n型覆盖层以及所述n型限制层的外延生长；和/或，
5.根据权利要求1所述的倒装脊型波导半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述外延结构包括依次生长于所述n型限制层表面的下波导层、有源层、上波导层、p型电子阻挡层、p型限制层、p型覆盖层以及p型接触层。
...【专利技术属性】
技术研发人员：龚毅，朱建军，杨文献，陆书龙，华浩文，张鹏，顾颖，黄梦洋，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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