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一種半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號:11082498閱讀:1960來源:國知局
一種半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu)的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器芯片的脊條,屬于半導(dǎo)體激光器技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

脊的制備是半導(dǎo)體器件制造中必不可少的工藝,同時也是非常重要的工藝,其工藝的好壞,不僅僅影響半導(dǎo)體器件的光電轉(zhuǎn)換效率,還會直接影響器件的可靠性和壽命。

溫度對半導(dǎo)體激光器的特性影響很大,其主要影響激光器件的平均發(fā)送光功率、P-I特性的線性、工作波長及使用壽命。尤其是中大功率半導(dǎo)體激光器件熱耗約占總功耗的50%-75%,若不能及時散熱,會使芯片的溫度急劇升高,腔面被破壞,輸出功率嚴(yán)重下降,波長增加,壽命降低。所以散熱能力的好壞對半導(dǎo)體激光器的性能和穩(wěn)定性尤為重要。

而對于半導(dǎo)體激光器,尤其是小光斑半導(dǎo)體激光器,一般脊的寬度比較小,僅有1-4μm,如圖1所示,現(xiàn)有激光器的脊條1在前腔面2和后腔面3之間都是直線型的,即從前腔面2到后腔面3的脊條寬度a是一致的,沒有變化。這種脊條注入的電流密度達(dá)到3~5×104A/cm2,在高電流密度下,激發(fā)的激光能量達(dá)到3~5×106W/cm2,這些激光集中到腔面上,會導(dǎo)致COD(catastrophic optical damage,光學(xué)災(zāi)變損傷,半導(dǎo)體激光器是由有源區(qū)增益部分激發(fā)發(fā)射光并輸出,當(dāng)輸出光功率逐漸升高時,腔面區(qū)域吸收光,從而產(chǎn)生熱,并引發(fā)“熱失控”t24],最終成為不可逆轉(zhuǎn)的光學(xué)破壞)現(xiàn)象。因此,業(yè)界想盡辦法提高腔面的可靠性,采取了優(yōu)化腔面鍍膜工藝、腔面鈍化工藝等方式。

提高腔面的可靠性,可以解決有效解決COD問題,但是不能完全杜絕COD的發(fā)生。

中國專利文獻(xiàn)CN101047300公開了一種不對稱的脊形氮化鎵基半導(dǎo)體激光器及其制作方法,該方法通過改變脊條兩側(cè)的刻蝕深度,將普通的脊形GaN基激光器脊形兩邊相同的刻蝕深度,改為在遠(yuǎn)離N電極的一邊增加一寬度大于3μm、高度為0.1-0.3μm的臺階,這種新型的脊形GaN基激光器,是利用刻蝕方法在平行于結(jié)的方向形成不對稱脊形波導(dǎo)GaN基激光器結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在脊形條寬較大時也可以實(shí)現(xiàn)激光器在基模下工作,這種結(jié)構(gòu)的脊形寬度較普通脊形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)基模工作所允許的脊形寬度大,在注入電流密度相同的情況下,可以增加注入電流,從而提高激光器在基模工作時的輸出功率。但是這種結(jié)構(gòu)對腔面無保護(hù)作用。

中國專利文獻(xiàn)CN103618212A公開了一種使用最對準(zhǔn)技術(shù)制作脊條的方法,該方法可以同時解決目前脊型激光二極管電極窗口對準(zhǔn)困難和絕緣層開窗口條件難于控制的兩大問題。但是對降低腔面的電流密度、改善腔面熱量沒有任何幫助。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有半導(dǎo)體激光器芯片腔面存在的COD現(xiàn)象,本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu),以降低腔面的電流密度,改善腔面熱量的積聚。

本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu),采用以下技術(shù)方案:

該脊條結(jié)構(gòu),是將脊條在靠近前腔面和后腔面的一段脊條的寬度增加,使脊條的形狀為中間窄兩頭寬。

所述寬度增加的一段脊條的長度為4-10μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度增加量為1-2μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度是漸變的,在前腔面或后腔面處的寬度最大。這種情況下,可在靠近前腔面或后腔面的小于4-10μm的長度范圍內(nèi),不制備金屬電極。也就是在遠(yuǎn)離前腔面或后腔面為d的區(qū)域才制備金屬電極,d小于4-10μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度是突變的,這段脊條上的寬度是一致的。

本實(shí)用新型優(yōu)化了脊條的形狀,將脊條在腔面處適當(dāng)加寬,可以降低腔面處的電流密度,降低集中到腔面上的激光能量,改善了腔面熱量的積聚,杜絕了COD現(xiàn)象。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有常規(guī)的半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光器芯片的脊條的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光器芯片的脊條的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光器芯片的脊條的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中:1.脊條,2.前腔面,3.后腔面。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例中半導(dǎo)體激光器芯片的脊條結(jié)構(gòu),如圖2所示,是將脊條1在靠近前腔面2和后腔面3的長度為b的一段脊條的寬度均由a增加到c,長度b為4-10μm,增加的寬度為1-2μm(c-a),使脊條1的形狀為中間窄兩頭寬。該段長度為b的脊條寬度由a增加到c是漸變的,在前腔面2或后腔面3處的寬度最大。并在整個脊條上制備金屬電極。

實(shí)施例2

如圖3所示,本實(shí)施例中與實(shí)施例1的區(qū)別在于,寬度增加的那兩段脊條的寬度由a增加到c是突變的,也就是在長度為b的這段脊條的寬度都是一致的。并在整個脊條上制備金屬電極。

實(shí)施例3

如圖4所示,本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別是在靠近前腔面2和后腔面3的長度為d的范圍內(nèi)不制備金屬電極,也就是在遠(yuǎn)離前腔面2和后腔面3為d的區(qū)域才制備金屬電極,d<b,即小于4-10μm。

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