CN101895059B - 一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器 - Google Patents

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Abstract

一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器属于半导体光电子器件技术领域。该领域已知条形半导体激光器不足之处是输出光束发散角大、发光亮度低等缺点，限制了此类器件在相关领域中的应用。本发明之一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器，是利用半导体激光器高、低阶模的不同传输特点，通过在传统半导体激光器外延片P面上，经过光刻、刻蚀等工艺制作带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器。该结构条形半导体激光器适合于任何波长、不同条宽的高亮度半导体激光器的制作，制备出的半导体激光器具有输出发散角小、发光亮度高等优点，对于促进这类高亮器件在相关领域中的应用具有重要意义。

Description

一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器
技术领域
本发明涉及到半导体器件技术，属于半导体光电子器件技术领域。
背景技术
传统条形半导体激光器因其自聚焦、空间烧孔等效应的影响，致使其输出光束呈多阶模的传输特性，直接导致器件输出发散角大、光束质量差，不便于器件在泵浦、光纤耦合、光通信等方面的应用。一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器是在传统条形激光器的基础上，引入模式滤波器结构，使条形半导体激光器实现低发散角、高光束质量的高亮度光束传输。
本发明针对传统条形半导体激光器的缺点，在不改变传统外延片结构基础上，提出了一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器新结构及相应制作方法。
发明内容
本发明的目的在于，设计一种制作带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及相应制作方法，该结构及相应制作方法具有工艺简单、效果好及成本低的优点。
这种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的特征体现在以下制作步骤：(1)首先在传统激光器外延片上光刻出图1中4、6所标示区域的图形，4区域长为500，宽为10-120um；6区域长为50-500um，宽为4-200um；图1中4、6所标示的区域被光刻胶保护，未被光刻胶保护的所标示区域5被刻蚀0.3-1um。(2)在完成(1)的基础上，在整个做光刻图形的激光器外延片上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜，然后使用传统lift off工艺剥离掉图1中4、6所标示区域的光刻胶及其上的掩蔽膜。(3)在完成步骤(2)的基础上，在激光器的外延片上光刻出图1中所标示的4，即经过光刻后5、6上留有光刻胶，4上无光刻胶，5区域的长为50-500um，宽为150-248um。(4)在完成步骤(3)的基础上，刻蚀掉图1中4区域0-0.8um，并在整个所做光刻图形的激光器外延片上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜。(5)在完成步骤(4)的基础上，使用传统lift off工艺剥离图1中5、6所标示区域的光刻胶及其上的掩蔽膜。(6)在步骤(5)的基础上，在所制作的图形上制备15/25/350nm的Ti/Pt/Au的P面电极。(7)在步骤(6)的基础上，N面减薄到90-130um后，在其上制备20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面电极。(8)在步骤(7)的基础上，在合金炉内450℃恒温10秒后急冷却至常温，取出解理，以图1中4和6的长度和及其结构作为解理周期，即以2-10个4和6构成的周期结构长度解理半导体激光器外延片。(9)在步骤(8)的基础上，装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98％的增透膜，后腔面镀反射率不小于94％的高反射膜。
附图说明
为了进一步说明本发明的技术特征，以下结合附图来进一步说明，其中：图1是带有三个模式滤波器的高亮度条形半导体激光器结构示意图。如说明书附图所示，1为器件有源区；2为后腔面；3为前腔面；4为模式滤波器区；5为刻蚀区；6为电注入区。以有源层为界，如箭头所指方向，有源层以上是p型掺杂，有源层以下是n型掺杂。
具体实施方式
结合图1所示，制作一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器制作方法是：(1)首先在传统激光器外延片上光刻出图1中4、6所标示区域的图形，4区域长为500um，宽为10-120um；6区域长为50-500um，宽为4-200um；图1中4、6所标示的区域被光刻胶保护，未被光刻胶保护的所标示区域5被刻蚀0.3-1um。(2)在完成(1)的基础上，在整个做光刻图形的激光器外延片上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜，然后使用传统lift off工艺剥离掉图1中4、6所标示区域上的光刻胶及其上的掩蔽膜。(3)在完成步骤(2)的基础上，在激光器的外延片上光刻出图1中所标示的4，即经过光刻后5、6上留有光刻胶，4上无光刻胶，5区域的长为50-500um，宽为150-248um。(4)在完成步骤(3)的基础上，刻蚀掉图1中4区域0-0.8um，并在整个所做光刻图形的激光器外延片上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜。(5)在完成步骤(4)的基础上，使用传统lift off工艺剥离图1中5、6所标示区域上的光刻胶及其上的掩蔽膜。(6)在步骤(5)的基础上，在所制作的图形上制备15/25/350nm的Ti/Pt/Au的P面电极。(7)在步骤(6)的基础上，N面减薄到90-130um后，在其上制备20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面电极。(8)在步骤(7)的基础上，在合金炉内450℃恒温10秒后急冷却至常温，取出解理，以图1中4与6的长度和及其结构作为解理周期，即以2-10个4和6构成的周期结构长度解理半导体激光器外延片。(9)在步骤(8)的基础上，装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98％的增透膜，后腔面镀反射率不小于94％的高反射膜。

Claims (1)

1.一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的制作方法，在传统激光器外延片p面上光刻出模式滤波器区(4)、电注入区(6)的图形，模式滤波器区(4)长为500um，宽为10-120um，电注入区(6)长为50-500um，宽为4-200um；模式滤波器区(4)、电注入区(6)被光刻胶保护，未被光刻胶保护的所标示区域刻蚀区(5)被刻蚀深度为0.3-1um；在整个做光刻图形的激光器外延片上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜，然后使用传统剥离工艺剥离掉模式滤波器区(4)、电注入区(6)上的光刻胶及其上的掩蔽膜；在激光器的外延片p面上光刻出模式滤波器区(4)，即经过光刻后，刻蚀区(5)、电注入区(6)上留有光刻胶，模式滤波器区(4)上无光刻胶，刻蚀区(5)的长为50-500um，宽为150-248um；模式滤波器区(4)被刻蚀掉0-0.8um，并在整个所做光刻图形的激光器外延片p面上溅射0.2-0.35um厚的掩蔽膜；使用传统剥离工艺剥离刻蚀区(5)、电注入区(6)区域上的光刻胶及其上的掩蔽膜；在所制作的整个图形上制备厚度分别为15nm Ti，25nm Pt，350nm Au作为P面电极；从n面将外延片减薄到90-130um，在n面上镀制厚度分别为20nm Ni，150nmAuGe，15nmTi，25nm Pt，350nm Au作为n面电极；在合金炉内450℃恒温10秒后急速冷却至常温，以2-10个模式滤波器区(4)和电注入区(6)构成的周期长度及其结构解理半导体激光器外延片；将解理出的外延片装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98％的增透膜，后腔面镀反射率不小于94％的高反射膜。
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