CN207282905U - 一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，包括衬底以及设置在衬底上表面的量子阱，量子阱出光端对接生长有晶体外延生长InP，本实用新型的有益效果是在不增加激光器芯片的阈值电流的前提下，通过在传统边射型激光器端面长一层15um宽的InP(磷化铟)，从而可以减少出光发散角，使远场光场变小，提高耦光效率，同时由于量子阱的结构没有发生改变，量子阱区的光局限因子也不改变，因此激光器芯片的阈值电流也不会增加。此结构借由晶体二次外延技术得以实现，解决了传统边射型半导体激光器芯片为了实现低的阈值电流，通常会使光尽可能多的被束缚在量子阱(铟镓砷磷)区，但光在量子阱区被束缚的越强烈，在激光器出光端面，形成的发散角就会越大，远场光场就越大，导致耦光率降低的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体激光器技术领域，具体涉及一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器。
背景技术
传统边射型半导体激光器芯片为实现低的阈值电流，通常会使光尽可能多的被束缚在量子阱(铟镓砷磷)区，即量子阱区的光局限因子需要尽可能大。但光在量子阱区被束缚的越强烈，在激光器出光端面，形成的发散角就会越大，远场光场就越大，引起耦光率降低，为了减小发散角，理论上可以通过减小量子阱区对光场的局限来实现，但也同时会增加激光器芯片的阈值电流。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，通过在传统边射型激光器端面，用晶体二次外延技术生长一层15um宽的InP(磷化铟)，来减小有源区在出光端面对光的束缚，进而减小激光器芯片的发散角，使远场光场变小，促进耦光效率，同时不增加激光器芯片的阈值电流。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，包括衬底以及设置在衬底上表面的量子阱，量子阱出光端对接生长有晶体外延生长InP。
还包括设置在衬底下表面的N型电极以及覆盖在量子阱和晶体外延生长InP上的P型掺杂InP和覆盖在P型掺杂InP的金属接触层InGaAs，金属接触层InGaAs顶面设置有P型电极。
量子阱与晶体外延生长InP长度之和与衬底长度相同。
晶体外延生长InP的厚度为200nm，长度为15μm。
量子阱的厚度为200nm。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果，本实用新型的有益效果是在不增加激光器芯片的阈值电流的前提下，通过在传统边射型激光器端面长一层15um宽的InP(磷化铟)，从而可以减少出光发散角，使远场光场变小，提高耦光效率，同时由于量子阱的结构没有发生改变，量子阱区的光局限因子也不改变，因此激光器芯片的阈值电流也不会增加。此结构借由晶体二次外延技术得以实现，解决了传统边射型半导体激光器芯片为了实现低的阈值电流，通常会使光尽可能多的被束缚在量子阱(铟镓砷磷)区，但光在量子阱区被束缚的越强烈，在激光器出光端面，形成的发散角就会越大，远场光场就越大，导致耦光率降低的问题。
附图说明
图1a传统边射型半导体激光器芯片量子阱区在SiO2掩膜保护下结构图；
图1b传统边射型半导体激光器芯片端面量子阱区被刻蚀后结构图；
图1c在传统边射型半导体激光器芯片端面被刻蚀区生长InP结构图；
图1d端面具有15umInP的边射型半导体激光器芯片结构图；
图2是端面具有15umInP的边射型半导体激光器出光端光场模拟图；
图3是传统半导体激光器出光端光场模拟图。
附图中：1-SiO2掩膜，2-量子阱，3-端面被刻蚀部分，4-量子阱未被刻蚀部分，5-端面被刻蚀后形成的空区，6-晶体外延生长InP，7-P型掺杂InP，8-金属接触层InGaAs，9-P型电极，10-N型电极
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1d所示，本实用新型包括衬底11以及设置在衬底11上表面的量子阱2，量子阱2出光端对接生长有晶体外延生长InP 6,晶体外延生长InP 6的厚度为200nm，长度为15μm，量子阱2的厚度为200nm；量子阱2与晶体外延生长InP 6长度之和与衬底11长度相同；还包括设置在衬底11下表面的N型电极10以及覆盖在量子阱2和晶体外延生长InP6上的P型掺杂InP7和覆盖在P型掺杂InP7的金属接触层InGaAs8，金属接触层InGaAs8顶面设置有P型电极9。
本实用新型的半导体激光器芯片的加工过程包括如下步骤：
第一步，采用湿法刻蚀，在SiO2掩膜1的保护下，刻蚀掉激光器出光端的15μm的量子阱区形成刻蚀区5，即去除端面被刻蚀部分3，留下量子阱未被刻蚀部分区域4，得到刻蚀后的晶片，如图1b所示的结构；
第二步，将第一步刻蚀后的晶片用MOCVD金属有机化合物气相沉积在刻蚀区5处进行晶体二次外延生长，得到晶体外延生长InP 6，即200nm厚15μm宽的InP磷化铟；如图1c所示的结构；
第三步，去除晶片表面的SiO2掩膜1，用MOCVD金属有机化合物气相沉积，再次进行晶体二次外延生长得到外延层，即覆盖在量子阱2和晶体外延生长InP6上的P型掺杂InP7和覆盖在P型掺杂InP7的金属接触层InGaAs8，如图1d结构。
至此，在半导体激光器芯片端面生长15um宽的InP层过程结束，最终可得如图1d所示的半导体激光器芯片。
通过理论计算模拟，可得图2和图3,；对比图2和图3，可以清楚看到在出光端面长一层15um宽，200nm厚的InP后，其远场光场变小，发散角变小，有利于增加耦光效率，本实用新型所提出的方案，解决激光器芯片出光发散角减小的问题，不改变激光器量子阱的结构，阈值电流与量子阱结构有关，因此本实用新型不改变激光器阈值电流。
Claims (4)
1.一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，其特征在于，包括衬底(11)以及设置在衬底(11)上表面的量子阱(2)，量子阱(2)出光端对接生长有晶体外延生长InP(6)；
还包括设置在衬底(11)下表面的N型电极(10)以及覆盖在量子阱(2)和晶体外延生长InP(6)上的P型掺杂InP(7)和覆盖在P型掺杂InP(7)的金属接触层InGaAs(8)，金属接触层InGaAs(8)顶面设置有P型电极(9)。
2.根据权利要求1所述的一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，其特征在于，量子阱(2)与晶体外延生长InP(6)长度之和与衬底(11)长度相同。
3.根据权利要求1所述的一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，其特征在于，晶体外延生长InP(6)的厚度为200nm，长度为15μm。
4.根据权利要求1所述的一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器，其特征在于，量子阱(2)的厚度为200nm。
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|---|---|---|---|
| CN201720677164.7U CN207282905U (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 一种可改善出光发散角的对接型半导体激光器 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN207282905U true CN207282905U (zh) | 2018-04-27 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN207282905U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108963754A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-12-07 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种光通信波段低发散角dfb半导体激光器的制备方法 |
| CN111541148A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-14 | 陕西源杰半导体技术有限公司 | 一种25g抗反射激光器的制备工艺 |
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2017
- 2017-06-12 CN CN201720677164.7U patent/CN207282905U/zh active Active
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