CN115189231B - 一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器及其制备方法，属于半导体激光器领域。本发明采用具有高折射率的条形沟道波导层与有源区平板耦合，条形沟道波导层与有源区之间由低折射率材料的N型隔离层隔开，通过改变N型隔离层的厚度、沟道波导层的材料组分或厚度，可以使光场与有源区的重叠程度大为减小，从而可有效地降低光场限制因子并能扩大模场光斑，使得半导体激光器的饱和增益有极大的提高，并使该半导体激光器与光纤耦合更加容易，具有耦合损耗小，入纤光功率高的特点。

Description

一种条形沟道平板耦合波导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，具体涉及一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器及其制备方法。
背景技术
除了便于直接调制这一突出优点，半导体激光器还具有内量子效率高、体积小、易于集成等优点，所以除在光通信上的广泛应用之外，半导体激光器还可用于激光雷达，光泵浦，光传感，光仪器仪表，以及几乎任何需要激光光源之处。在这些应用中，输出功率是其最主要的性能指标。
常见的高功率半导体激光器有脊波导结构和掩埋异质结结构。脊波导半导体激光器是最为常见的结构，其脊形波导的存在一方面可以对光在横向上起到限制作用，另一方面可以使载流子只在脊形波导上注入，避免了载流子的横向扩散。这种结构制备相对比较简单，不需要破环有源区，具有成本低、成品率高等优势。但脊波导结构由于脊的存在，其接触电极面积小而串联电阻大。另外由于脊条的存在，耐受应力程度较低，不方便把器件通过共晶焊的方式倒贴装架在热沉上。在半导体激光器需要较大的偏置电流工作条件下，一方面有着大量的焦耳热产生，另一方面热阻又高，两者的综合导致了半导体激光器有源区结温升高，在高温环境下的输出特性会急剧劣化。
掩埋异质结结构是将光波导两侧的材料移除形成一对平行沟道，沟道内的增益区连同其上方一侧全部宽带隙材料和下方一侧的部分宽带隙材料统统移除，而后在沟道内重新生长由宽带隙半导体材料所构成的反向PN结。掩埋异质结结构激光器需要进行多次外延生长，制作工艺复杂，成本高，另外掩埋异质结激光器要蚀刻有源区，会有成品率低和可靠性差的问题。另外，上述结构虽然能够通过减少有源区的厚度的方式来减小光场限制因子，以达到提升增益饱和门限的目的，但由于垂直方向上的光场是由高折射率的有源区与两侧低折射率的包层限制，光场的峰值会出现在有源区的位置，而有源区的厚度并不能无限减小，因此上述结构的光场限制因子不能被大幅度减小，导致激光器腔内增益容易饱和而影响其最大输出功率。
由于激光器的饱和增益主要是由其光场限制因子决定的（与光场限制因子成反比），上述基于脊波导或掩埋异质结结构的半导体激光器由于很难进一步缩小光场限制因子，所以其最大输出功率难以得到进一步提高。同时，脊波导和掩埋异质结结构半导体激光器所具有的较大的光场限制因子使其模场光斑较小，在与光纤进行耦合时会有较大的耦合损耗，从而导致其入纤功率较低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器及其制备方法，其带来的功率提高和热特性改善使此类半导体激光器适用于所有需要高输出激光功率的应用，例如激光雷达、泵浦光源、光通信、和光传感等众多领域。
为了达到上述目的，本发明提供了一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器，半导体激光器由下至上至少包括N型衬底层、波导层和有源区，波导层包括条形沟道波导区域和位于其两侧的注入电子限制区域，条形沟道波导区域包括依次层叠的沟道波导层和N型隔离层；沟道波导层的折射率大于N型衬底层的折射率，N型隔离层的折射率低于分别位于其上下两侧的有源区和沟道波导层。
优选地，半导体激光器还包括位于有源区上方依次层叠的P型包层、P侧欧姆接触层和P侧电极，以及位于N型衬底层下方的N侧电极。
优选地，有源区包括N侧分别限制层、多层应变量子阱-垒叠层和P侧分别限制层。
优选地，条形沟道波导区域的截面为矩形、三角型或梯形。
优选地，注入电子限制区域为与N型衬底层材料相同的P型掺杂外延层；或者注入电子限制区域为利用离子扩散的方式在N型衬底层上得到的P型掺杂层；或者注入电子限制区域为与N型衬底层材料相同的采用深能级杂质掺杂的外延层。
优选地，调整N型隔离层的厚度，沟道波导层的材料组分和沟道波导层的厚度三者中的至少一个，能够改变所述半导体激光器的光场限制因子以及模场光斑大小。
优选地，N型隔离层的材料与N型衬底层相同。
优选地，半导体激光器采用P侧贴片工艺。
本发明还提出了一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器的制备方法，其特征在于，制备方法包括：
S1，提供N型衬底层；
S2，制备注入电子限制层；
S3，去除条形沟道波导区域处的注入电子限制层；
S4，在条形沟道波导区域外延生长沟道波导层和N型隔离层；
S5，外延生长有源区、P包层及P侧欧姆接触层；
S6，制备P型电极，N型衬底层减薄及制备N型电极。
优选地，通过调整所述N型隔离层的厚度，沟道波导层的材料组分和沟道波导层的厚度三者中的至少一个改变所述半导体激光器的光场限制因子以及模场光斑大小。
本发明的有益效果在于，
（1）光场主要集中在条形沟道波导层以及其与有源区平板间的低折射率隔离层内，通过改变N型隔离层的厚度、沟道波导层的材料组分或厚度可以使光场与有源区的重叠程度大为减小，从而可有效地降低光场限制因子并能扩大模场光斑，使得半导体激光器的饱和增益有极大的提高并使其模场光斑扩大。饱和增益的提高是半导体激光器最大输出功率提高的关键，而模场光斑的扩大使其与光纤耦合更加容易，并且具有耦合损耗小，入纤光功率高的特点。
（2）由于不需要在外延生长有源区之后再在P侧制备脊条，从而可以有效降低激光器串联电阻。
（3）结合P侧贴片技术，又可以有效降低热阻，从而可以保证半导体激光器的高温特性不致劣化。其制备工艺相对简单，也不需要蚀刻有源区，因而器件产品制备的成品率高，使用可靠性高。
附图说明
图1是本发明提出的条形沟道平板耦合波导半导体激光器结构；
图2是条形沟道平板耦合波导半导体激光器的制备方法；
图3是条形沟道平板耦合波导半导体激光器的贴片安装示意图；
图4是实施例1的TE模式光场分布图；
图5是实施例2的TE模式光场分布图；
图6是实施例3的TE模式光场分布图；
图7是实施例4的TE模式光场分布图。
图中：10-半导体激光器；101-N型衬底层；102-波导层；1021-沟道波导层；1022-N型隔离层；1023-注入电子限制区域；103-有源区；1031-N侧分别限制层；1032-多层应变量子阱-垒叠层；1033-P侧分别限制层；104-P型包层；105-P侧欧姆接触层；106-N侧电极；107-P侧电极；11-热沉。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明采用具有高折射率的条形沟道与有源区平板波导耦合，可使光场更多地被局域在条形沟道内而使有源区平板中的光场大为减少，从而有效地降低光场限制因子。这样的结构可以使半导体激光器的饱和增益得到很大提高，而同时带来的模场光斑扩大将有利于降低光纤耦合损耗，从而可以有效地提升其输出光功率以及入纤光功率。
如图1所示，本发明提出了一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器10，其结构由下到上依次包括N侧电极106、N型衬底层101、波导层102、有源区103、P型包层104、P侧欧姆接触层105、P侧电极107。波导层102包括条形沟道波导区域和位于其两侧的注入电子限制区域1023，条形沟道波导区域包括沟道波导层1021和N型隔离层1022。其中，有源区103可以包括N侧分别限制层1031、多层应变量子阱-垒叠层1032和P侧分别限制层1033。半导体激光器10的光反馈可以由P型包层104内的光栅和（或）两个端面的反射提供。
N侧电极106及P侧电极107的作用是连接外部电源给激光器提供偏置。N型衬底层101的作用是为激光器提供支撑。沟道波导层1021的作用是对光在横向上提供限制，使光场能够被局限在与波导相对应的有源区之中，并且能够在纵向上对光提供导引。注入电子限制区域1023的作用是对导带注入电子在横向上进行限制，使其只能在条形沟道波导区域通过。N型隔离层1022的作用是在沟道波导层1021与有源区103平板之间引入低折射率隔离层，实现以平板耦合波导（SCW）方式控制光场在横截面上的分布，使得光场与有源区103平板的重叠程度减小，从而降低光场限制因子并扩大模场光斑；同时还使经过此层的导带注入电子只能在条形沟道波导区域通过，避免其横向扩散。有源区103的作用是为激光器提供增益。P型包层104既对光场在垂直方向上起限制作用，又对有源区提供了价带空穴的注入。P侧欧姆接触层105是为了保证在金属与P型半导体间消除肖特基势垒而形成欧姆接触。
起横向限制作用的沟道波导层1021是N型掺杂的外延层，其折射率大于周围N型衬底层101的折射率，从而为光场提供了横向的限制作用。沟道波导层1021与有源区103平板是被低折射率的N型隔离层1022隔开的，这样对横向光场的限制是基于特殊的SCW机理而非常规的脊条或掩埋条形波导机理，其区别在于前者对光场的限制是通过两个波导的耦合实现的，而后者仅有单一的波导。光场沿垂直方向的限制由高折射率的有源区和条形沟道波导区域以及低折射率的包层提供。
条形沟道波导区域为条形沟道波导，其截面形状可以为公知的任何形状，例如矩形、三角型或者梯形等。
N型隔离层1022与条形沟道等宽，可选地，其材料与N型衬底层101相同，从而具有低折射率。N型隔离层1022两侧为注入电子限制区域1023，这样可以防止导带注入电子经过条形沟道在此层内向两侧的横向扩散。沟道波导层1021与有源区103被N型隔离层1022隔开，其间的距离能通过改变N型隔离层1022的厚度进行调整。
可选地，注入电子限制区域1023为P型掺杂的外延层，其材料与N型衬底层101相同，从而具有低折射率。可选地，注入电子限制区域1023为利用离子扩散的方式在N型衬底层101上得到的P型掺杂层。从而形成反偏PN结，因而在有P型层的地方导带电子不能通过，对电子注入产生限制。
可选地，注入电子限制区域1023为具有高阻的外延层，例如是采用深能级杂质Fe或Cr掺杂的外延层。这样在利用掩埋条形沟道限制横向光场的同时也提供了对导带注入电子的横向泄漏限制。
在一些实施方式中，N型衬底层101还包括缓冲层。
本发明还提出了上述条形沟道平板耦合波导半导体激光器的制备方法，如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：
S1，提供N型衬底层101：可选地，衬底材料可以为InP或者GaAs等。当采用GaAs衬底时，需要在GaAs衬底上生长低折射率缓冲层以隔离具有高折射率的GaAs。为方便描述，以下步骤中以N型InP衬底为例。然而，可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的衬底材料。
S2，制备注入电子限制层：在N型InP衬底上直接生长P型InP层，或者利用Zn扩散的方式在N型衬底上得到P型InP层，或者利用离子注入或直接外延生长Fe或Cr等深能级杂质掺杂的InP层。
S3，形成注入电子限制区域1023：利用标准光刻和刻蚀工艺去除条形沟道波导区域处的注入电子限制层。在一些实施方式中，为了精确控制沟道波导刻蚀深度，可以在前一步生长注入电子限制层之前生长一层厚度为10nm左右，带隙为1050nm左右的InGaAsP停止刻蚀层，这样在采用湿法刻蚀沟道时，采用适当的选择性化学腐蚀剂可以使得刻蚀深度自动停止在预制的停止刻蚀层之上。
S4，制备沟道波导层1021和N型隔离层1022：在前步被刻蚀出的条形沟道波导区域中外延生长高折射率材料N-InGaAsP，其组分保证在晶格与InP匹配的条件下带隙可自由调整，从而使其材料折射率可以根据设计要求改变。高折射率材料生长到需要厚度后继续在沟道中生长N-InP隔离层，最终使生长的N-InP隔离层与注入电子限制层平齐。
在上述结构制备完成后，只需要一次外延即可完成主要工艺，从而简化激光器制备的工艺步骤。上述结构可作为半导体激光器的条形沟道衬底，这种衬底可以作为标准化预制衬底为半导体激光器制备所用，制备者只需要选购合适的带有条形沟道的标准预制衬底，在其上根据设计需要直接生长有源区及P侧平面结构，无需再做氧化掩蔽及光刻制备条形，直接做表面金属化即可完成全部P面工艺，这样的制备工艺将更为方便，也更有利于工艺流程的控制和成品率的提高。
S5，其它层外延：外延生长有源区、P-InP包层及P侧欧姆接触层等结构。这一步骤也可以与上一步骤结合，从而使整个器件的制作过程总共只需一步外延。
S6，电极制作：在半导体激光器的各层外延生长完成后进行顶部P侧的大面积金属化，再进行N型衬底层减薄及金属化。
在完成上述步骤后，还包括常规的解理、镀膜、初测、管芯分离以及贴片等常规工艺。由于P侧是平面结构并已被大面积金属化，P-InP包层的厚度也可适当增加以防止焊料晶须爬升遮挡出光端面，这样完全可以采用如图3所示的P面密接热沉11或过渡热沉的贴片工艺以降低热阻，利于散热。
上述步骤为本发明中半导体激光器的一种一般制备流程，实际制作过程中还可以采用其它的方法。例如条形沟道的截面形状也可以是三角形或者梯形等。由上述步骤可见，本发明提出的条形沟道平板耦合波导半导体激光器不需要制备脊条波导，也不需要多次外延。特别是如果具有条形沟道的衬底结构可以依据一定的标准参数预制，则能够使激光器制备更加简单方便，也更有利于工艺流程的控制和成品率的提高。
本发明提出的半导体激光器的TE模式光场分布可以通过改变N型隔离层1022的厚度、沟道波导层1021的材料组分或厚度调整。这里的TE模式是激光器的基模，当采用压应变量子阱时，TM模式没有增益所以不必考虑，因此对TE模式而言能而且只能有基模存在，所以能够保证激光器的空间单模工作。
在实施例1中，参见图4，N型隔离层1022的厚度为50nm，沟道波导层1021的厚度为500nm，沟道波导层1021采用In0.90Ga0.10As0.21P0.79。激光器对应的光场限制因子为1.08%。
在实施例2中，参见图5，N型隔离层1022的厚度为500nm，沟道波导层1021的厚度为500nm，沟道波导层1021采用In0.90Ga0.10As0.21P0.79。激光器对应的光场限制因子为0.57%。
在实施例3中，参见图6，N型隔离层1022的厚度为500nm，沟道波导层1021的厚度为500nm，沟道波导层1021采用In0.87Ga0.13As0.30P0.70。激光器对应的光场限制因子为0.22%。
在实施例4中，参见图7，N型隔离层1022的厚度为500nm，沟道波导层1021的厚度为1000nm，沟道波导层1021采用In0.87Ga0.13As0.30P0.70。激光器对应的光场限制因子为0.02%。
对比实施例1和2可见，通过改变N型隔离层的厚度能够改变该结构的光场限制因子，当N型隔离层的厚度增加时光场限制因子降低。
对比实施例2和3可见，通过改变沟道波导层组分能够改变该结构的光场限制因子，当沟道波导层的折射率升高时光场限制因子降低。
对比实施例3和4可见，通过改变沟道波导层厚度能够改变该结构的光场限制因子，当沟道波导层的厚度增加时光场限制因子降低。
对比实施例1和4可见，改变条形沟道波导区域设计及低折射率N型隔离层厚度，此结构的光场限制因子可以从与普通脊条或掩埋条形波导相比拟的量级（~1%）开始下降50倍（0.02%）。此外，实施例4的光斑比实施例1更为接近圆形，从而更有利于与光纤的耦合。
相对于传统的脊波导半导体激光器，本发明的优势在于：条形沟道平板耦合波导半导体激光器在有源区之上的P侧完全由均匀平面层组成，而无需再制作任何横向限制结构，也无需制作条形电极而可以制作整个器件的平面电极。由于半导体激光器的串联电阻主要来自于P侧表面的半导体-金属欧姆接触电阻以及具有较低掺杂浓度的P型材料体电阻，P侧移除了横向的条形限制后其等效横截面积将大大增加，从而可以同时降低表面接触电阻和体电阻，导致器件的整体串联电阻下降。
由于P侧包层的厚度不再对载流子与光场的限制起作用，所以其厚度可以根据P侧贴片的要求被加以任意调整，例如可根据可靠性要求或共晶焊或钎焊等不同的贴片方式要求增厚。这样以P侧密接热沉（或过渡热沉）的方式贴片可使器件的热阻大大下降，从而有利于半导体激光器在大功率输出以及高温环境下工作。条形沟道与有源区之间由低折射率材料的N型隔离层隔开，通过调整此层的厚度，根据平板耦合波导原理，可以在极大程度上降低有源区的光场限制因子，从而能够使半导体激光器的增益不易饱和，这样只要通过延长激光器的腔长即可使其输出功率得到非常显著的提高。同时由于在SCW机制下被导引光斑的显著扩大，使得半导体激光器与光纤的耦合更加容易，耦合效率也能得到显著提高，所以这种结构还可以有效地提高半导体激光器的入纤功率。
此外，由于条形沟道的制作掩埋等均可以在衬底侧预制，所以自有源区外延生长后的半导体激光器工艺流程无需再进行任何条形制作，这样的制备工艺将更为方便，也更有利于工艺流程的控制和成品率的提高。
以上结合具体实施例描述了本发明，这些描述只是为了解释本发明，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器由下至上至少包括N侧电极、N型衬底层、波导层、有源区、P型包层、P侧欧姆接触层和P侧电极，所述P型包层、P侧欧姆接触层和P侧电极均为平面结构；所述波导层包括条形沟道波导区域和位于其两侧的注入电子限制区域，所述条形沟道波导区域包括依次层叠的沟道波导层和N型隔离层；所述沟道波导层的折射率大于所述N型衬底层的折射率，所述N型隔离层的折射率低于分别位于其上下两侧的所述有源区和沟道波导层。
2.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述有源区包括N侧分别限制层、多层应变量子阱-垒叠层和P侧分别限制层。
3.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述条形沟道波导区域的截面为矩形、三角型或梯形。
4.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述注入电子限制区域为与所述N型衬底层材料相同的P型掺杂外延层；或者所述注入电子限制区域为利用离子扩散的方式在所述N型衬底层上得到的P型掺杂层；或者所述注入电子限制区域为与所述N型衬底层材料相同的采用深能级杂质掺杂的外延层。
5.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，调整所述N型隔离层的厚度，所述沟道波导层的材料组分和所述沟道波导层的厚度三者中的至少一个，能够改变所述半导体激光器的光场限制因子以及模场光斑大小。
6.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述N型隔离层的材料与所述N型衬底层相同。
7.根据权利要求1所述的条形沟道平板耦合波导半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器采用P侧贴片工艺。
8.一种如权利要求1-7任一所述条形沟道平板耦合波导半导体激光器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
S1，提供N型衬底层；
S2，制备注入电子限制层；
S3，去除条形沟道波导区域处的所述注入电子限制层；
S4，在所述条形沟道波导区域外延生长沟道波导层和N型隔离层；
S5，外延生长有源区、P包层及P侧欧姆接触层；
S6，制备P型电极，N型衬底层减薄及制备N型电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，通过调整所述N型隔离层的厚度，所述沟道波导层的材料组分和所述沟道波导层的厚度三者中的至少一个改变所述半导体激光器的光场限制因子以及模场光斑大小。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219785A (en) * 1989-01-27 1993-06-15 Spectra Diode Laboratories, Inc. Method of forming current barriers in semiconductor lasers
JP2002176229A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
CN1444787A (zh) * 2000-05-30 2003-09-24 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光抽运的表面发射半导体激光器件及其制造方法
CN106654857A (zh) * 2017-03-05 2017-05-10 北京工业大学 一种高光束质量大规模vcsel同相耦合阵列
CN106961071A (zh) * 2017-04-27 2017-07-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于脊形有源区弱波导的半导体光放大器
CN114976870A (zh) * 2022-08-03 2022-08-30 日照市艾锐光电科技有限公司 一种层叠式双波长集成半导体激光器及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219785A (en) * 1989-01-27 1993-06-15 Spectra Diode Laboratories, Inc. Method of forming current barriers in semiconductor lasers
CN1444787A (zh) * 2000-05-30 2003-09-24 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光抽运的表面发射半导体激光器件及其制造方法
JP2002176229A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
CN106654857A (zh) * 2017-03-05 2017-05-10 北京工业大学 一种高光束质量大规模vcsel同相耦合阵列
CN106961071A (zh) * 2017-04-27 2017-07-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于脊形有源区弱波导的半导体光放大器
CN114976870A (zh) * 2022-08-03 2022-08-30 日照市艾锐光电科技有限公司 一种层叠式双波长集成半导体激光器及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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基于波导耦合的小发散角半导体光放大器和FP腔激光器的研究;兰明文;万方学位论文数据库;第2章 *

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