半导体激光器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体激光器，其包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在该N型半导体层与该P型半导体层之间的活性层。该N型半导体层具有一个远离该活性层的第一表面。该P型半导体层具有一个远离该活性层的第二表面。该半导体激光器包括位于该第一表面与该第二表面之间的两个相对的侧面。该N型半导体层与该P型半导体层均为六方晶系半导体层。该半导体激光器的两个侧面上形成有两个四方晶系半导体层。每一四方晶系半导体层具有远离与之对应的侧面的一个外表面，该两个四方晶系半导体层的两个外表面相互平行，以构成该半导体激光器的谐振腔的两端面。本发明专利技术还涉及一种半导体发激光器的制作方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二极管，尤其涉及一种半导体激光器以及一种半导体激光器的制作方法。
技术介绍
现有的半导体激光器一般为在基板上成长磊晶层，磊晶层包括一个P型半导体层、一个N型半导体层、以及设置在该P型半导体层与该N型半导体层之间的活性层。通常，该P型半导体层与该N型半导体层为六方晶系半导体材料，如氮化镓(GaN)。将该磊晶层切割成多个晶粒，从而形成多个半导体激光器。每个半导体激光器包括两个相互平行的侧面，以作为半导体激光器的共振腔面。然而，由于半导体激光器的半导体层为六方晶系半导体材料，在切割过程中，很难使该两个侧面垂直于PN结面且相互平行，从而影响半导体激光器的性能。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种谐振腔具有平整端面的半导体激光器。一种半导体激光器，其包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在该N型半导体层与该P型半导体层之间的活性层。该N型半导体层具有一个远离该活性层的第一表面。该P型半导体层具有一个远离该活性层的第二表面。该半导体激光器包括位于该第一表面与该第二表面之间的两个相对的侧面。该N型半导体层与该P型半导体层均为六方晶系半导体层。该半导体激光器的两个侧面上形成有两个四方晶系半导体层。每一四方晶系半导体层具有远离与之对应的侧面的一个外表面，该两个四方晶系半导体层的两个外表面相互平行，以构成该半导体激光器的谐振腔的两端面。一种半导体激光器的制作方法，其包括提供一个半导体结构，其包括N型六方晶系半导体层、活性层、以及P型六方晶系半导体层，该N型六方晶系半导体层具有一个远离该活性层的第一表面，P型六方晶系半导体层具有一个远离该活性层的第二表面，该半导体结构包括位于该第一表面与该第二表面之间的两个相对的侧面；在该半导体结构的两个侧面上分别成长四方晶系半导体层，每一个四方晶系半导体层具有远离与之对应的侧面的一个外表面，该两个四方晶系半导体层的两个外表面相互平行，以构成该半导体激光器的谐振腔的两端面。相比六方晶系半导体，四方晶系半导体具有侧向成长特性，因此，通过控制成长条件，可以使两个四方晶系半导体层的两个外表面成长为平整面，从而作为半导体激光器谐振腔的两端面。进一步地，由于四方晶系半导体层通过等离子体蚀刻抛光、劈裂等方法制作的劈 裂面为镜面，其表面粗糙度一般小于20纳米。四方晶系半导体层劈裂面比六方晶系半导体层的劈裂面平整，适合作为半导体激光器的谐振腔的端面。因此，本专利技术利用两个四方晶系半导体层的两个外表面作为半导体激光器谐振腔的两端面，其相比六方晶系半导体层具有较好的平整度，可以有效地提高该半导体激光器的性能。并且，四方晶系半导体层制作镜面的制作工艺简单。附图说明图I是本专利技术实施例提供的半导体激光器的立体示意图。图2是图I中的半导体激光器沿II-II的剖面示意图。图3是图I中的半导体激光器沿III-III的剖面示意图。图4是本专利技术实施例提供的半导体激光器的制作方法的流程图。主要元件符号说明半导体激光器100N型电极10N型半导体层20下表面21P型半导体层40上表面41活性层30P型电极50第一侧面101第二侧面102第三侧面103第四侧面104第一四方晶系半导体层60第一表面61第二四方晶系半导体层70第二表面7具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术实施例提供的半导体激光器100。该半导体激光器100包括N型电极10、N型半导体层20、P型半导体层40、设置在该N型半导体层20与该P型半导体层40之间的活性层30、P型电极50、第一四方晶系半导体层60、以及第二四方晶系半导体层70。该N型半导体层20与该P型半导体层40可以为单层或多层结构，其选用III族氮化物半导体材料。在本实施例中，该N型半导体层20与该P型半导体层40均为六方晶系半导体层，且选用的材料包括氮化镓(GaN)。当然，该N型半导体层20与该P型半导体层40也可以为其他六方晶系半导体层，而不限于该实施例。该N型半导体层20具有一个远离该活性层30的下表面21，该P型半导体层40具有一个远离该活性层30的上表面41。在本实施例中，该下表面21与该上表面41均为平面。该N型电极10设置在该N型半导体层20的下表面21上。该P型电极50设置在该P型半导体层40的上表面41上。该N型电极10与该P型电极50为透明电极。请一并参见图2与图3，该N型半导体层20、活性层30、以及该P型半导体层40具有位于该下表面21与该上表面41之间的第一侧面101、与该第一侧面101相对的第二侧面102、第三侧面103以及与该第三侧面103相对的第四侧面104。在本实施例中，该第一侧面101与该第二侧面102平行。该第三侧面103与该第四侧面104均为粗糙面。该第一四方晶系半导体层60设置在该第一侧面101上，该第二四方晶系半导体层70设置在该第二侧面102上。在本实施例中，该第一四方晶系半导体层60与该第二四方晶系半导体层70的折射系数与该N型半导体层20以及该P型半导体层40的折射系数相同。该第一四方晶系半导体层60与该第二四方晶系半导体层70可以为氮化硅(SiNx)层或者二氧化钛(TiO2)层。该第一四方晶系半导体层60与该第二四方晶系半导体层70可以通过电感稱合等离子体化学气相沉积法(Inductively CoupledPlasma-Chemical vapordeposition, ICP-CVD)分别形成在该第一侧面101与该第二侧面102的两个侧面上。该第一四方晶系半导体层60具有远离该第一侧面101的第一表面61,该第二四方晶系半导体层70具有远离该第二侧面102的第二表面71。由于四方晶系半导体具有侧向成长特性。因此，通过改变该四方晶系半导体成长条件，可使该第一表面61与该第二表面71成长为光滑平面，垂直于PN结面且相互平行。在本实施例中，该第一表面61与该第二表面71作为该半导体激光器100的谐振腔的两端面。当然，由于四方晶系半导体通过等离子体蚀刻抛光、劈裂等方法制作的劈裂面为镜面，其表面粗糙度一般小于20纳米。该第一四方晶系半导体层60与该第二四方晶系半导体层70形成在该第一侧面101与该第二侧面102的两个侧面上后，也可以通过等离子体蚀刻抛光、劈裂等方法使该第一表面61与该第二表面62形成镜面，以作为半导体激光器100的谐振腔的两端面。该半导体激光器100的基本工作原理如下该半导体激光器100的PN结加有正向电压，即该P型电极50接外部电源正极，该N型电极10接外部电源负极。如此一来，会削弱PN结势鱼，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区经过PN结注入N区，这些注PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合，从而发射光子，即自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子-空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子在谐振腔的两端面，即该第一四方晶系半导体层60的第一表面61，以及该第二四方晶系半导体层70的第二表面71，往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪梓健，徐智鹏，沈佳辉，
申请(专利权)人：展晶科技深圳有限公司，荣创能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：