CN111276867B - 单片集成双波长半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片集成双波长半导体激光器及其制备方法，属于半导体激光器技术领域。该半导体激光器包括：第一激光器、第二激光器、第一隔离槽和第二隔离槽，所述第一激光器包括第一激光器P电极，所述第二激光器包括第二激光器P电极和第二激光器桥电极；其中，所述第二激光器P电极位于第一激光器P电极与第二激光器桥电极之间，所述第一隔离槽制备于第一激光器P电极和第二激光器P电极之间；所述第二隔离槽制备于第二激光器P电极和第二激光器桥电极之间。本发明中，通过两个激光器电流和隔离槽的特殊设计，使得两个激光器可以同时或者分别单独工作。

Description

单片集成双波长半导体激光器及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，特别涉及一种单片集成双波长半导体激光器及其制备方法。

背景技术

半导体激光器具有输出功率高、体积小、重量轻、光电转换效率高等优点，尤其是半导体边发射激光器在高效率、大功率和气体检测等方面具有极大的优势。

常见的半导体激光器为一个PN结结构或PIN结结构，其激射波长受有源区材料和结构直接影响，虽然半导体激光器的增易峰比较宽，可以实现十几纳米甚至一百纳米的调谐激射，但其激射波长基本在一个固定波长区间浮动，即只能单波长区间工作，而在气体监测，激光加工等领域，针对不同气体和加工材料，需要匹配不同波长的激光，为了获得多波长的激光，目前的方法是配置多个不同芯片的半导体激光器，由于每个半导体激光器需要单独的泵浦源和冷却装置，因此整个装置的体积和重量会线性增加。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单片集成双波长半导体激光器及其制备方法，以实现两个波长激光的同时和分别高功率工作，实现两个波段激光的片上集成，并降低生产和制备的成本。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种单片集成双波长半导体激光器，包括：第一激光器、第二激光器、第一隔离槽和第二隔离槽，所述第一激光器包括第一激光器P电极，所述第二激光器包括第二激光器P电极和第二激光器桥电极；其中，所述第二激光器P电极位于第一激光器P电极与第二激光器桥电极之间，所述第一隔离槽制备于第一激光器P电极和第二激光器P电极之间；所述第二隔离槽制备于第二激光器P电极和第二激光器桥电极之间。

在进一步的实施方案中，所述的半导体激光器还包括衬底、外延层、绝缘介质层和N面电极，所述第一激光器和第二激光器共用所述衬底、外延层、绝缘介质层和N面电极。

在进一步的实施方案中，所述的第一激光器P电极、第二激光器P电极和第二激光器桥电极材料均为Ti、Pt和Au，厚度分别为5-100nm、5-100nm和100-3000nm。

在进一步的实施方案中，所述的N面电极材料为Ni、AuGe和Au，厚度分别为5-50nm、5-100nm和100-3000nm。。

在进一步的实施方案中，所述的外延层包括：从下至上依次沉积在衬底上的第一N接触层、第一N限制层、第一波导层、第一有源层、第二波导层、第一P限制层、第一P接触层、隔离层、第二N接触层、第二N限制层、第三波导层、第二有源层、第四波导层、第二P限制层和第二P接触层。

在进一步的实施方案中，所述的衬底为N型GaAs、GaSb、InP或GaN衬底；

第一N接触层，生长在所述衬底上，N型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第一N限制层，生长在所述第一N接触层上，N型掺杂，掺杂浓度1e¹⁷-5e¹⁸cm^-3，厚度为500-2500nm；

第一P接触层，生长在所述第一P限制层上，P型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为100nm-700nm；

隔离层，生长在所述第一P接触层上，材料为非故意掺杂的GaAs、GaSb、InP或GaN，厚度为100-500nm；

第二N接触层，生长在所述隔离层上，N型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第二N限制层，生长在所述第二N接触层上，N型掺杂，掺杂浓度为5e17cm^-3厚度500-2500nm。

在进一步的实施方案中，所述的第二激光器桥电极包括：第二激光器桥电极A和第二激光器桥电极B，所述第二激光器桥电极A位于第二激光器P电极和第二激光器桥电极B之间。在进一步的实施方案中，所述的半导体激光器还包括：第一电流注入槽，位于所述第一隔离槽左侧；第二电流注入槽，位于所述第二隔离槽右侧；第三电流注入槽，位于所述第二电流注入槽右侧；第四电流注入槽，位于所述第一隔离槽和第二隔离槽之间。在进一步的实施方案中，所述的第三电流注入槽深度>第一电流注入槽深度>第二电流注入槽深度>第四电流注入槽深度；所述第一电流注入槽、第二电流注入槽、第三电流注入槽和第四电流注入槽的宽度分别介于10μm至200μm之间。

在进一步的实施方案中，所述的第一电流注入槽刻蚀至第一P接触层或隔离层；第二电流注入槽刻蚀至第二N接触层或第二N限制层；第三电流注入槽刻蚀至第一N接触层或第一N限制层；第四电流注入槽刻蚀至第二P限制层或第二P接触层。

在进一步的实施方案中，所述的第一激光器还包括第一条型波导；第二激光器还包括第二条形波导；所述第一条型波导和第二条形波导宽度为4μm-100μm；其中，所述第一条型波导制备于所述第一电流注入槽，第二条形波导制备于第一隔离槽和第二隔离槽之间。

在进一步的实施方案中，所述的第一条型波导和第二条形波导为双沟结构，沟宽分别介于20μm-100μm之间。

根据本发明的另一方面，提供一种单片集成双波长半导体激光器制备方法，包括：

沉积绝缘介质层，并在绝缘介质层上刻蚀电流注入窗口；

在绝缘介质层上光刻形成电极图形，沉积P面电极，所述P面电极包括第一激光器P电极、第二激光器P电极和第二激光器桥电极；

在第一激光器P电极和第二激光器P电极之间制备第一隔离槽，在第二激光器P电极和第二激光器桥电极之间制备第二隔离槽。

在进一步的实施方案中，沉积绝缘介质层之前还包括：

取一N型衬底，并在衬底上从下至上依次沉积第一N接触层、第一N限制层、第一波导层、第一有源层、第二波导层、第一P限制层、第一P接触层、隔离层、第二N接触层、第二N限制层、第三波导层、第二有源层、第四波导层、第二P限制层和第二P接触层；

分别刻蚀第一电流注入槽、第二电流注入槽、第三电流注入槽和第四电流注入槽；

分别刻蚀第一激光器和第二激光器双沟结构的第一条型波导和第二条形波导。

在进一步的实施方案中，制备完成隔离槽之后还包括：

衬底减薄抛光，在衬底背面制作背电极；

退火，解理成矩形芯片，完成制备。

在进一步的实施方案中，所述的刻蚀方法为干法刻蚀或湿法腐蚀。

在进一步的实施方案中，所述的第一隔离槽和第二隔离槽的制备方法为：剥离或刻蚀。

(三)有益效果

1、本发明利用特殊的能带工程和外延结构设计，在同一片外延上实现不同波段半导体激光器外延材料生长，实现双波长激光器的片上集成，结构紧凑，与常见半导体工高度兼容，降低了功耗的同时也降低了成本和激光器的整体体积与重量，可产生稳定的双波长激光。

2、本发明通过电流注入槽和隔离槽的特殊设计，实现了两个激光器驱动电极的集成性制备，同时也实现了两个激光器的电隔离，使得两个激光器可以同时工作或者分别工作，两个激光器可以分别单独驱动，即该集成激光器既可以作为单波长激光器工作，也可以作为双波长激光器，双波长同时激射。工艺成熟度高，成本低，在激光加工，气体检测，医学领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的单片集成双波长半导体激光器结构示意图；

图2是本发明的单片集成双波长半导体激光器结构俯视图；

图3是本发明的单片集成双波长半导体激光器制备方法的流程图；

图4是本发明的两个激光器同时工作时实际器件激射谱图；

图5是本发明的第一激光器单独工作时实际器件激射谱图；

图6是本发明的第二激光器单独工作时实际器件激射谱图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。此外，本发明所提及两组件间的位置，例如“之上”、“上”、“上方”、“之下”、“下”、“下方”，“左侧”或“右侧”可指两组件直接接触，或可指所述两组件非直接接触。

在本发明的一个实施例中，提供一种单片集成双波长半导体激光器，其结构如图1和图2所示，该半导体激光器包括：第一激光器、第二激光器、第一隔离槽204和第二隔离槽205，所述第一激光器包括第一激光器P电极211，所述第二激光器包括第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208；其中，所述第二激光器P电极206位于第一激光器P电极211与第二激光器桥电极208之间，所述第一隔离槽204制备于第一激光器P电极211和第二激光器P电极206之间；所述第二隔离槽205制备于第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208之间。

第一隔离槽204和第二隔离槽205将所述第一激光器P电极211、第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208之间进行绝缘，第二激光器通过第二激光器桥电极208实现电流通路的转换，可以分别对两个半导体激光器进行电流的单独调整，实现了两个PIN结电流的分别控制和注入，从而实现两个激光器的分别和同时工作，即在同一片外延上实现了双波长激光激射。

在本实施例中，第一激光器和第二激光器共用衬底101、外延层、绝缘介质层和N面电极。其中，

衬底101，为N型GaAs、GaSb、InP或GaN衬底；

第一N接触层102，沉积在衬底101上，N型掺杂，材料为GaSb，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第一N限制层103，生长在第一N接触层102上，N型掺杂，掺杂浓度1e¹⁷-5e¹⁸cm^-3，材料为Al_0.6Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.45μm，掺杂浓度为4e¹⁷cm^-3；

第一波导层104，生长在第一N限制层103上，非故意掺杂材料为Al_0.19Ga_0.81As_0.02Sb_0.98，厚度为160nm；

第一有源层105，生长在第一波导层104上，非故意掺杂材料为In_0.15Ga_0.85Sb，厚度为10nm，为量子阱结构，；

第二波导层106，生长在第一有源层105上，非故意掺杂材料为Al_0.19Ga_0.81As_0.02Sb_0.98，厚度为160nm；

第一P限制层107，生长在第二波导层106上，P型掺杂材料为Al_0.6Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.45μm，掺杂浓度为5e¹⁷cm^-3，其折射率低于第二波导层106和第一P接触层108；

第一P接触层108，生长在第一P限制层107上，P型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm；

隔离层109，生长在第一P接触层108上，材料为非故意掺杂的GaAs、厚度为500nm；

第二N接触层110，生长在隔离层109上，N型掺杂，材料为GaSb，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第二N限制层111，生长在第二N接触层110上，N型掺杂，掺杂浓度为5e17cm^-3，厚度1500nm，材料为Al_0.55Ga_0.4As_0.02Sb_0.98其折射率低于第二N接触层110和第三波导层112；

第三波导层112，生长在第二N限制层111上，非故意掺杂材料为Al_0.27Ga_0.73As_0.02Sb_0.98，厚度为200nm；

第二有源层113，生长在第三波导层112上，非故意掺杂材料为In_0.35Ga_0.65AsSb，厚度为8nm，为量子阱结构；

第四波导层114，生长在第二有源层113上，非故意掺杂材料为Al_0.27Ga_0.73As_0.02Sb_0.98，厚度为200nm；

第二P限制层115，生长在第四波导层114上，P型掺杂材料为Al_0.55Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.65μm，折射率低于第四波导层114和第二P接触层116；

第二P接触层116，生长在第二P限制层115上，P型重掺杂，材料为GaSb，铍掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度100nm-700nm。

优选的，P面电极的第一激光器P电极211、第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208的材料均为Ti、Pt和Au，厚度分别为50、50和1000nm；N面电极材料为Ni、AuGe和Au，厚度分别为10、100或1000nm。

由于两个激光器制备在同一个外延片上，大大降低了外置泵浦源和冷却装置的体积，实现了片上集成，大大降低了生产和制备的成本，获得高性能的双波长激光器。此外，本发明在同一激光器外延片上制备了NIPINP型结构，中间较厚的非掺杂材料实现了外延材料良好的电隔离。

该半导体激光器还包括：第一电流注入槽202，位于所述第一隔离槽204左侧；第二电流注入槽203，位于所述第二隔离槽205右侧；第三电流注入槽207，位于所述第二电流注入槽203右侧；第四电流注入槽303，位于所述第一隔离槽204和第二隔离槽205之间。其中，第一激光器P电极211通过第一电流注入槽202注入，第二激光器P电极206通过第四电流注入槽303注入，第二激光器桥电极A209通过第二电流注入槽203注入，第二激光器桥电极B210通过第三电流注入槽207注入。三个电流注入槽通过不同的刻蚀深度，用于分别驱动双波长半导体激光器和第二激光器的桥接电极。第三电流注入槽207深度>第一电流注入槽202深度>第二电流注入槽203深度>第四电流注入槽303深度；所述第一电流注入槽202、第二电流注入槽203、第三电流注入槽207和第四电流注入槽303的宽度分别介于10μm至200μm之间。优选的，第一电流注入槽202刻蚀至第一P接触层108或隔离层109，第二电流注入槽202刻蚀至第二N接触层110或第二N限制层111，第三电流注入槽202刻蚀至第一N接触层102或第一N限制层103，第四电流注入槽303刻蚀至第二P限制层115或第二P接触层116。

所述第一激光器还包括第一条型波导301；第二激光器还包括第二条形波导302；所述第一条型波导301和第二条形波导302的高度相同或不相同均可，宽度为4μm-100μm；其中，所述第一条型波导301制备于所述第一电流注入槽202，第二条形波导302制备于第一隔离槽204和第二隔离槽205之间。所述第一条型波导301和第二条形波导为双沟结构，沟宽分别介于20μm-100μm之间。

第一激光器和第二激光器还可共用绝缘介质层201，沉积在半导体激光器上表面，材料可以是SiNx，SiO₂或BCB，厚度为300nm-1μm。此外，在绝缘介质层201上刻蚀第一激光器P电极211、第二激光器P电极206第二激光器桥电极A209和第二激光器桥电极B210的电流注入窗口。

在具体实施例中，单片集成双波长半导体激光器为800μm*1mm的矩形芯片，其结构包括：

N型GaSb衬底101；依次沉积在N型衬底上的第一N接触层102，材料为GaSb，厚度为400nm，碲掺杂浓度2e¹⁸cm^-3；第一N限制层103，材料为Al_0.6Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.45μm，碲掺杂浓度4e¹⁷cm^-3；第一波导层104，材料为Al_0.19Ga_0.81As_0.02Sb_0.98，厚度为160nm；第一有源层105，材料为In_0.15Ga_0.85Sb，厚度为10nm；第二波导层106，材料为Al_0.19Ga_0.81As_0.02Sb_0.98，厚度为160nm；第一P限制层107，材料为Al_0.6Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.45μm，铍掺杂浓度5e¹⁷cm^-3；第一P接触层108，材料为GaSb，厚度为500nm，铍掺杂浓度8e¹⁸cm^-3；隔离层109，材料Al_0.15Ga_0.35As_0.02Sb_0.98，厚度为500nm；第二N接触层110材料为GaSb，厚度为500nm，碲掺杂浓度4e¹⁸cm^-3；第二N限制层111材料为Al_0.55Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为2μm，碲掺杂浓度5e¹⁷cm^-3；第三波导层112，材料为Al_0.27Ga_0.73As_0.02Sb_0.98，厚度为200nm；第二有源层113，材料为In_0.35Ga_0.65AsSb，厚度为8nm；第四波导层114，材料为Al_0.27Ga_0.73As_0.02Sb_0.98，厚度为200nm；第二P限制层115，材料为Al_0.55Ga_0.4As_0.02Sb_0.98，厚度为1.65μm，P接触层2116，材料为GaSb，厚度为300nm，铍掺杂浓度1e¹⁹cm^-3；

第一电流注入槽202、第二电流注入槽203和第三电流注入槽207，其深度分别为4.93μm，4.43μm，8.66μm；

第一条形波导301刻蚀于第一电流注入槽202中，第二条形波导302刻蚀于第二电流注入槽203中；

400nm的SiN_x作为绝缘介质层201沉积在外延层上；

第一隔离槽204，位于第一电流注入槽202和第二电流注入槽203之间；第二隔离槽205，位于第二电流注入槽203和第三电流注入槽207之间。

此外，第一电流注入槽202、第二电流注入槽203、第三电流注入槽207第四电流注入槽303内均光刻有3μm的电流注入窗口；

绝缘介质层201上面有P面金属电极，材料为Ti、Pt和Au，厚度分别为50、50和1000nm；衬底101背面有背电极，材料为Ni、AuGe和Au，厚度分别为10、100或1000nm。

在本发明的另一个实施例中，提供一种单片集成双波长半导体激光器制备方法，包括：

沉积绝缘介质层201，并在绝缘介质层201上刻蚀电流注入窗口；

在绝缘介质层201上光刻形成电极图形，沉积P面金属电极，所述P面电极包括第一激光器P电极211、第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208；

在第一激光器P电极211和第二激光器P电极206之间制备第一隔离槽204，在第二激光器P电极206和第二激光器桥电极208之间制备第二隔离槽205。

如图3所示，所述单片集成双波长半导体激光器制备方法沉积绝缘介质层201之前还包括：

取一N型衬底101；

在衬底上从下至上依次沉积第一N接触层102、第一N限制层103、第一波导层104、第一有源层105、第二波导层106、第一P限制层107、第一P接触层108、隔离层109、第二N接触层110、第二N限制层111、第三波导层112、第二有源层113、第四波导层114、第二P限制层115和第二P接触层116；

分别刻蚀第一电流注入槽202、第二电流注入槽203和第三电流注入槽207，三个电流注入槽的刻蚀深度关系为：第三电流注入槽207深度>第一电流注入槽202深度>第二电流注入槽203深度>第四电流注入槽303深度，刻蚀技术优选为光刻技术；

一起或分别刻蚀第一激光器和第二激光器双沟结构的条形波导，其中，双沟结构的沟宽分别介于20μm-100μm之间，条形波导宽度为4μm-100μm；

所述单片集成双波长半导体激光器制备方法制备隔离槽之后还包括：

衬底101减薄抛光，并在其背面制作背电极；

退火，解理成矩形芯片，完成制备。

其中，刻蚀的电流注入窗口包括第一激光器P电极211、第二激光器P电极206、第二激光器桥电极A209和第二激光器桥电极B210的电流注入窗口。

其中，制备隔离槽的方法可以为但不局限于剥离或刻蚀。

通过实施该方法的步骤可制备出上述实施例中的单片集成双波长半导体激光器，即一种可产生稳定双波长激光、其中两个激光器可同时工作或分别工作的的半导体激光器，且该制备方法成熟度高、成本低。

在本实施例中，单片集成双波长半导体激光器制备方法的制备步骤为：

步骤1：取一N型衬底101；

步骤2：依次沉积在N型衬底上的第一N接触层102、第一N限制层103、第一波导层104、第一有源区105、第二波导层106、第一P限制层107、第一P接触层108、隔离层109、第二N接触层110、第二N限制层111、第三波导层112、有源层113、第四波导层114、第二P限制层115和第二P接触层116；

步骤3：采用光刻技术分别制备第一电流注入槽202、第二电流注入槽203、第三电流注入槽207和第四电流注入槽303的掩膜图形，湿法腐蚀第一电流注入槽202至第一P接触层108；湿法腐蚀第二电流注入槽203至第二N接触层110；湿法腐蚀第三电流注入槽207至第一N接触层102；

步骤4：采用光刻和刻蚀技术分别刻蚀形成第一激光器的双沟结构的第一条形波导301到第二波导层106和第二激光器双沟结构的第二条形波导302到第四波导层114；第一激光器的第一条形波导301宽5μm，第二激光器的第二条形波导302宽6μm；

步骤5：沉积300nm厚绝缘介质层SiO₂；

步骤6：在第一条形波导301、第二条形波导302、第二电流注入槽203、第三电流注入槽207上光刻形成3μm的电流注入窗口掩膜，干法刻蚀300nm SiO₂，形成第一激光器和第二激光器的电流注入窗口和第二激光器桥电极A209和桥电极B 210的电流注入窗口；

步骤7：光刻形成电极图形，隔离槽磁控溅射第一激光器和第二激光器的厚度分别为300、50和50nm的P面金属电极Ti、Pt和Au；并采用带胶剥离方法，在第一电流注入槽202和第四电流注入槽303之间制备第一隔离槽204，在第四电流注入槽303和第二电流注入槽203之间制备第二隔离槽205，其宽度均为100μm；

步骤8：衬底减薄至150μm并抛光，在衬底背面制作厚度分别为5、50h和300nm的背电极Ni、AuGe和Au；

步骤9：退火，解理成600μm*1.5mm的矩形芯片，完成制备。

如图4所示，为两个激光器同时工作时实际器件激射谱图，光谱A和B分别对应第一激光器和第二激光器的激射光谱，由于在器件设计上实现了第一激光器和第二激光器的电流隔离，可以通过分别控制两个激光器的输入电流，实现第一激光器和第二激光器的分别激射和同时激射。

如图5所示为第一激光器单独工作时的激射谱图，图6为第二激光器单独工作时的激射谱图。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，包括：第一激光器、第二激光器、第一隔离槽(204)和第二隔离槽(205)，

所述第一激光器包括第一激光器P电极(211)，所述第二激光器包括第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极(208)；其中，所述第二激光器P电极(206)位于第一激光器P电极(211)与第二激光器桥电极(208)之间，所述第一隔离槽(204)制备于第一激光器P电极(211)和第二激光器P电极(206)之间；所述第二隔离槽(205)制备于第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极(208)之间。

2.根据权利要求1所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，还包括衬底(101)、外延层、绝缘介质层(201)和N面电极，所述第一激光器和第二激光器共用所述衬底(101)、外延层、绝缘介质层(201)和N面电极。

3.根据权利要求1所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第一激光器P电极(211)、第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极(208)材料均为Ti、Pt和Au，厚度分别为5-100nm、5-100nm和100-3000nm。

4.根据权利要求2所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述N面电极材料为Ni、AuGe和Au，厚度分别为5-50nm、5-100nm和100-3000nm。

5.根据权利要求2所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述外延层包括：从下至上依次沉积在衬底(101)上的第一N接触层(102)、第一N限制层(103)、第一波导层(104)、第一有源层(105)、第二波导层(106)、第一P限制层(107)、第一P接触层(108)、隔离层(109)、第二N接触层(110)、第二N限制层(111)、第三波导层(112)、第二有源层(113)、第四波导层(114)、第二P限制层(115)和第二P接触层(116)。

6.根据权利要求5所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述的衬底(101)为N型GaAs、GaSb、InP或GaN衬底；

第一N接触层(102)，生长在所述衬底(101)上，N型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第一N限制层(103)，生长在所述第一N接触层(102)上，N型掺杂，掺杂浓度1e¹⁷-5e¹⁸cm^-3，厚度为500-2500nm；

第一P接触层(108)，生长在所述第一P限制层(107)上，P型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为100nm-700nm；

隔离层(109)，生长在所述第一P接触层(108)上，材料为非故意掺杂的GaAs、GaSb、InP或GaN，厚度为100-800nm；

第二N接触层(110)，生长在所述隔离层(109)上，N型掺杂，掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁹cm^-3，厚度为200nm-700nm；

第二N限制层(111)，生长在所述第二N接触层(110)上，N型掺杂，掺杂浓度为5e¹⁷cm^-3，厚度500-2500nm。

7.根据权利要求1所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第二激光器桥电极(208)包括：第二激光器桥电极A(209)和第二激光器桥电极B(210)，所述第二激光器桥电极A(209)位于第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极B(210)之间。

8.根据权利要求1所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还包括：第一电流注入槽(202)，位于所述第一隔离槽(204)左侧；第二电流注入槽(203)，位于所述第二隔离槽(205)右侧；第三电流注入槽(207)，位于所述第二电流注入槽(203)右侧；第四电流注入槽(303)，位于所述第一隔离槽(204)和第二隔离槽(205)之间。

9.根据权利要求8所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第三电流注入槽(207)深度＞第一电流注入槽(202)深度＞第二电流注入槽(203)深度＞第四电流注入槽(303)深度；所述第一电流注入槽(202)、第二电流注入槽(203)、第三电流注入槽(207)和第四电流注入槽(303)的宽度分别介于10μm至200μm之间。

10.根据权利要求8或9所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第一电流注入槽(202)刻蚀至第一P接触层(108)或隔离层(109)；第二电流注入槽(202)刻蚀至第二N接触层(110)或第二N 限制层(111)；第三电流注入槽(202)刻蚀至第一N接触层(102)或第一N限制层(103)；第四电流注入槽(303)刻蚀至第二P限制层(115)或第二P接触层(116)。

11.根据权利要求8或9所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第一激光器还包括第一条型波导(301)；第二激光器还包括第二条形波导(302)；所述第一条型波导(301)和第二条形波导(302)宽度为4μm-100μm；其中，所述第一条型波导(301)制备于所述第一电流注入槽(202)之下，第二条形波导(302)制备于第一隔离槽(204)和第二隔离槽(205)之间。

12.根据权利要求11所述的单片集成双波长半导体激光器，其特征在于，所述第一条型波导(301)和第二条形波导(302)为双沟结构，沟宽分别介于20μm-100μm之间。

13.一种单片集成双波长半导体激光器制备方法，其特征在于，包括：

沉积绝缘介质层(201)，并在绝缘介质层(201)上刻蚀电流注入窗口；

在绝缘介质层(201)上光刻形成电极图形，沉积P面电极，所述P面电极包括第一激光器P电极(211)、第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极(208)；

在第一激光器P电极(211)和第二激光器P电极(206)之间制备第一隔离槽(204)，在第二激光器P电极(206)和第二激光器桥电极(208)之间制备第二隔离槽(205)。

14.根据权利要求13所述的单片集成双波长半导体激光器制备方法，其特征在于，沉积绝缘介质层(201)之前还包括：

取一N型衬底(101)，并在衬底上从下至上依次沉积第一N接触层(102)、第一N限制层(103)、第一波导层(104)、第一有源层(105)、第二波导层(106)、第一P限制层(107)、第一P接触层(108)、隔离层(109)、第二N接触层(110)、第二N限制层(111)、第三波导层(112)、第二有源层(113)、第四波导层(114)、第二P限制层(115)和第二P接触层(116)；

分别刻蚀第一电流注入槽(202)、第二电流注入槽(203)、第三电流注入槽(207)和第四电流注入槽(303)；

分别刻蚀第一激光器和第二激光器双沟结构的第一条型波导(301)和第二条形波导(302)。

15.根据权利要求13所述的单片集成双波长半导体激光器制备方法，其特征在于，制备完成隔离槽之后还包括：

衬底减薄抛光，在衬底背面制作背电极；

退火，解理成矩形芯片，完成制备。

16.根据权利要求13或14所述的单片集成双波长半导体激光器制备方法，其特征在于，所述刻蚀方法为干法刻蚀或湿法腐蚀。

17.根据权利要求13所述的单片集成双波长半导体激光器制备方法，其特征在于，所述第一隔离槽(204)和第二隔离槽(205)的制备方法为：剥离或刻蚀。

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