WO2023245908A1 - 半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

半导体激光器及其制备方法 Download PDF

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WO2023245908A1
WO2023245908A1 PCT/CN2022/122615 CN2022122615W WO2023245908A1 WO 2023245908 A1 WO2023245908 A1 WO 2023245908A1 CN 2022122615 W CN2022122615 W CN 2022122615W WO 2023245908 A1 WO2023245908 A1 WO 2023245908A1
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waveguide
layer
semiconductor
extended
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PCT/CN2022/122615
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杨国文
唐松
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度亘激光技术（苏州）有限公司
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    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2202—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure by making a groove in the upper laser structure
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Definitions

  • the present disclosure relates to the field of semiconductor technology, and in particular, to a semiconductor laser and a preparation method thereof.
  • High-power semiconductor lasers are widely used in industrial manufacturing, lidar, sensing, communications, aerospace and other fields. Due to the advantage of the edge-emitting laser cavity being easy to extend, it is more suitable for the manufacture of high-power lasers.
  • high-power semiconductor lasers generally adopt an edge-emitting structure, that is, the light exit surface is the end face of the waveguide, parallel to the direction of the epitaxial layer.
  • the cavity surface of an edge-emitting laser is generally the cleavage surface of a semiconductor crystal. Since the cleavage surface of the crystal is very flat and smooth and is a good reflective surface, the two parallel cleavage end surfaces of the chip naturally form the resonant cavity of the edge-emitting laser. noodle.
  • laser cavity burnout Catastrophic Optical Mirror Damage, COMD
  • COMD Catastrophic Optical Mirror Damage
  • the purpose of the present disclosure includes, for example, providing a semiconductor laser and a manufacturing method thereof, which can at least solve the problem of cavity surface burnout existing in existing semiconductor lasers.
  • embodiments of the present disclosure provide a semiconductor laser, including: a substrate, an epitaxial layer and a conductive functional layer.
  • the epitaxial layer is formed on the substrate; the epitaxial layer includes a third layer arranged in a sequential manner.
  • the size of the isolation groove along the second direction is greater than the size of the ridge waveguide structure along the second direction, and is smaller than or equal to the size of the extended waveguide structure along the second direction.
  • the distance between the side waveguide structure and the extended waveguide structure on the corresponding side is 0 to 10 microns.
  • the number of the extended waveguide structures is two, wherein one of the extended waveguide structures is arranged close to the light exit cavity surface, and the other extended waveguide structure is arranged close to the reflective cavity surface; two of the extended waveguide structures are arranged close to the light exit cavity surface.
  • the waveguide structure separates three spaced apart ridge waveguide structures.
  • the size of the isolation groove along the second direction is smaller than the sum of the sizes of the ridge waveguide structure and the two ridge waveguide trenches along the second direction.
  • embodiments of the present disclosure provide a method for preparing a semiconductor laser, which is used to prepare the semiconductor laser described in the first aspect.
  • the method includes:
  • the isolation groove is formed in the area where the extended waveguide structure is located.
  • a conductive functional layer covering the isolation trench is formed on the epitaxial layer.
  • preparing the epitaxial layer on one side of the substrate includes: preparing the epitaxial layer to cover the entire surface of the substrate, and the epitaxial layer specifically includes sequentially stacking and disposing on the substrate The first semiconductor cladding layer, the first semiconductor waveguide layer, the quantum well layer, the second semiconductor waveguide layer, the second semiconductor cladding layer and the ohmic contact layer.
  • patterning the epitaxial layer to form the ridge waveguide structure and the extended waveguide structure includes: etching the second semiconductor cladding layer and the ohmic contact layer to obtain the ridge waveguide structure and the Extended waveguide structure.
  • patterning the epitaxial layer to form the ridge waveguide structure and the extended waveguide structure includes etching the ohmic contact layer, the second semiconductor cladding layer and part of the second semiconductor waveguide layer.
  • the ridge waveguide structure and the extended waveguide structure are obtained.
  • an isolation groove is provided in the epitaxial layer at a position corresponding to the extended waveguide structure, so that the isolation groove extends to the ridge waveguide structure below. Since the isolation groove is not directly processed on the ridge waveguide structure, but is connected to the ridge waveguide structure, The ridge waveguide structure is processed on the expanded waveguide, and the width of the expanded waveguide structure is greater than the width of the ridge waveguide structure, thereby reducing the difficulty of processing the isolation groove; the isolation groove is set between adjacent ridge waveguide structures, which reduces the current flowing into the cavity.
  • the expansion effect of the surface reduces the heating and accelerated degradation caused by cavity surface carrier absorption, thereby improving the COMD reliability; this laser structure increases high-order mode loss, making the fundamental mode more stable and improving the power of the laser.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view along a second direction of a semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 2 is a schematic projection of an epitaxial layer of a semiconductor laser on a substrate according to an embodiment of the present disclosure
  • Figure 3 is a schematic projection view of an epitaxial layer of another semiconductor laser provided on a substrate according to an embodiment of the present disclosure
  • Figure 4 is a schematic diagram of the projection of an epitaxial layer of another semiconductor laser on a substrate according to an embodiment of the present disclosure
  • Figure 5 is a schematic diagram of the projection of an epitaxial layer on a substrate of yet another semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 6 is a schematic diagram of the projection of an epitaxial layer of a semiconductor laser on a substrate according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view along a first direction of an isolation trench of a semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 8 is a schematic diagram of the distribution relationship between the ridge waveguide structure and isolation grooves of a semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 9 is a schematic diagram of the distribution relationship between the ridge waveguide structure and isolation grooves of another semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 10 is a schematic diagram of the distribution relationship between the ridge waveguide structure and isolation grooves of another semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 11 is a schematic diagram of the distribution relationship between the ridge waveguide structure and isolation grooves of yet another semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Figure 12 is a schematic structural diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser provided by an embodiment of the present disclosure
  • Icon 100-substrate; 101-reflective cavity surface; 102-light-emitting cavity surface;
  • 300-conductive functional layer 310-dielectric layer; 320-metal layer.
  • embodiments of the present disclosure provide a semiconductor laser, including: a substrate 100 and an epitaxial layer 200 and a conductive functional layer 300 sequentially stacked on the substrate 100 .
  • the epitaxial layer 200 may include at least one extended waveguide region 200a and a plurality of waveguide regions 200b separated by the extended waveguide region 200a.
  • the area on the epitaxial layer 200 corresponding to the extended waveguide structure 250c is defined as the extended waveguide area 200a
  • the area on the epitaxial layer 200 corresponding to the ridge waveguide structure 250a is positioned as the waveguide area 200b.
  • the waveguide areas 200b are separated by the extended waveguide areas 200a, so that the plurality of waveguide areas 200b are intermittently distributed along the first direction.
  • the first direction is the cavity length direction of the semiconductor laser, that is, the direction parallel to the light exit cavity surface 102 (AR cavity surface) and directed to the reflection cavity surface 101 (HR cavity surface).
  • the first semiconductor cladding layer 210 may be an N-type cladding layer
  • the first semiconductor waveguide layer 220 may be an N-type waveguide layer
  • the second semiconductor waveguide layer 240 may be a P-type waveguide layer
  • the second semiconductor cladding layer 250 may be It is a P-type cladding.
  • the epitaxial layer 200 in this embodiment includes at least one isolation trench 200c, and the isolation trench 200c is located in the extended waveguide area 200a, so that each isolation trench 200c can be correspondingly arranged in the extended waveguide area 200a.
  • the ohmic contact layer 260 is removed, that is, the bottom of the isolation trench 200c extends downward to the upper surface of the extended waveguide structure 250c (the upper surface of the extended waveguide structure 250c is equivalent to the location of the second semiconductor cladding layer 250 Extending the waveguide region 200a and away from the surface on one side of the substrate 100), such an isolation groove 200c is equivalent to electrically isolating between adjacent waveguide regions 200b.
  • the isolation trench 200c can also have a plane where the bottom of the isolation trench 200c is lower than the plane where the upper surface of the extended waveguide structure 250c is located (that is, the bottom of the isolation trench extends to the extension inside the waveguide structure 250c), which can further improve the isolation effect.
  • the extended waveguide structure 250c may include a single layer of the second semiconductor cladding layer 250, or may be a stacked structure of the second semiconductor cladding layer 250 and the second semiconductor waveguide layer 240.
  • an isolation groove is provided in the epitaxial layer at a position corresponding to the extended waveguide structure, so that the isolation groove extends to the ridge waveguide structure below. Since the isolation groove is not directly processed on the ridge waveguide structure, but is connected to the ridge waveguide structure, The waveguide structure is processed on the extended waveguide, and the width of the extended waveguide structure is greater than the width of the ridge waveguide structure, thereby reducing the difficulty of processing the isolation groove; the isolation groove is set between adjacent ridge waveguide structures, which reduces the current to the cavity surface The expansion effect reduces the heating and accelerated degradation caused by cavity surface carrier absorption, thereby improving COMD reliability; at the same time, this laser structure increases high-order mode loss by extending the waveguide structure, making the fundamental mode more stable and improving Laser power.
  • the isolation trench 200c is formed in the extended waveguide area 200a, it is not limited by the width of the ridge waveguide structure 250a of the waveguide area 200b. In this way, the width of the isolation trench 200c can be made larger than the ridge waveguide structure 250a, which reduces the cost of the ridge waveguide structure 250a. The preparation difficulty of the etching process can be further reduced, and the local current density in the end area of the laser can be further reduced, thereby improving the performance of the laser. At the same time, the isolation trench 200c is limited to the area where the extended waveguide structure 250c is located.
  • the size of the isolation trench 200c along the first direction is greater than 5 microns and less than 20% of the cavity length of the semiconductor laser.
  • the cavity length is the distance between the light emitting cavity surface and the reflecting cavity surface along the first direction.
  • the size of the isolation groove 200c along the first direction is generally 20 microns to 100 microns.
  • both transmission efficiency and electrical isolation effect can be taken into consideration. If the size of the isolation groove 200c along the first direction is too small, it will affect the electrical isolation effect. If the size of the isolation groove 200c along the first direction is too large, the loss will be increased and the optical transmission efficiency will be affected.
  • the epitaxial layer 200 may further include: two ridge waveguide trenches 250 b , both of which extend along the first direction and are symmetrically arranged in the ridge waveguide structure. 250a on both sides.
  • the ridge waveguide trench 250b may be prepared on the second semiconductor cladding layer 250 through an etching process, thereby forming the ridge waveguide structure 250a sandwiched between the ridge waveguide trench 250b.
  • the ridge waveguide groove 250b has the same size along the first direction as the ridge waveguide structure 250a at the corresponding position, that is, the ridge waveguide groove 250b does not overlap with the extended waveguide region 200a.
  • the ridge waveguide trench 250b extends to the edge of the semiconductor laser along the second direction.
  • the isolation trench when the size of the isolation trench 200c along the second direction is smaller than the size of the extended waveguide structure 250c along the second direction, the isolation trench includes two oppositely disposed along the second direction.
  • One groove wall (not shown in the figure), the two first groove walls can be an inclined plane structure that gradually expands upward from the bottom of the isolation groove, so as to reduce the disturbance and interference to the light field on the basis of ensuring good electrical isolation. Losses on light modes.
  • the isolation trench 200c and the ridge waveguide trench 250b are connected, and
  • the plane of the groove bottom of the isolation trench 200c is generally higher than the plane of the groove bottom of the ridge waveguide trench 250b to avoid affecting the fundamental mode.
  • the isolation trench 200c when the size of the isolation trench 200c along the second direction is larger than the size of the extended waveguide structure 250c along the second direction, the isolation trench 200c penetrates and extends through the ridge waveguide trench 250b. To a part of the ridge waveguide trench 250b, the isolation trench 200c extending to the area where the ridge waveguide trench 250b is located will further etch the ridge waveguide trench 250b.
  • the plane of the groove bottom of the isolation trench 200c located in the extended waveguide region 200a is generally higher than the plane of the groove bottom of the ridge waveguide trench 250b to avoid affecting the fundamental mode.
  • the isolation trench 200c can be extended to the ridge waveguide trench.
  • the area where slot 250b is located can further increase COMD.
  • each second groove wall 201 is similar to a staircase, so that the width between different steps of the two second groove walls 201 can increase sequentially from the bottom of the isolation groove 200c upward. Large, that is, the distance between the two second groove walls 201 at the bottom of the groove is the smallest.
  • the second groove wall 201 of the isolation groove 200c is arranged in a stepped structure, which can reduce the loss of the fundamental mode light, thereby improving the luminous efficiency.
  • the number of the extended waveguide area 200a in this embodiment is one, and the extended waveguide area 200a is disposed close to the reflective cavity surface 101 (HR cavity surface) and located between two Among the waveguide regions 200b, one of the waveguide regions 200b is close to the AR cavity surface, and the other waveguide region 200b is close to the HR cavity surface, and the area of the waveguide region 200b close to the HR cavity surface is smaller.
  • the extended waveguide region 200a is provided with one extended waveguide structure 250c, it is equivalent to providing only one extended waveguide structure 250c.
  • the extended waveguide structure 250c is arranged close to the reflective cavity surface 101 (HR cavity surface) and separates two ridge waveguide structures 250a.
  • the extended waveguide structure 250c connects the ridge waveguide structures 250a on both sides into an integral structure.
  • connection between the extended waveguide structure 250c and the ridge waveguide structure 250a can be connected in a smooth transition manner, which is more conducive to improving the stability of the fundamental mode.
  • each waveguide region 200a is provided with one extended waveguide structure 250c, it is equivalent to being provided with two extended waveguide structures 250c.
  • Two extended waveguide structures 250c separate three ridge waveguide structures 250a, and each extended waveguide structure 250c connects the ridge waveguide structures 250a on adjacent two sides. Since the two isolation grooves 200c are respectively arranged between adjacent ridge waveguide structures 250a, the adjacent ridge waveguide structures 250a are isolated, and the size of the two isolation grooves 200c along the second direction exceeds the size along the extended waveguide structure 250c. The width in the second direction is conducive to further improving COMD.
  • the width of both ends of the ridge waveguide structure located in the middle waveguide region can be set to the same or different structural forms (for example, the width of both ends can adopt a gradient design or an equal-width design), as long as it is close to the AR cavity surface and The width of the ridge waveguide structures on the HR cavity surface can be equal.
  • This embodiment adopts gradient and/or multi-segment waveguide structure design to carry out waveguide design from the ridge waveguide structure to the cavity surface to achieve more stable and higher coupling efficiency and ensure good electrical isolation between the waveguide area and the extended waveguide area.
  • the conductive functional layer may be formed on the ohmic contact layer, electrically connected by contacting the ohmic contact layer, and covering the opening area of the isolation trench.
  • steps, measures, and solutions in the various operations, methods, and processes that have been discussed in this disclosure can be alternated, changed, combined, or deleted. Further, other steps, measures, and solutions in the various operations, methods, and processes that have been discussed in this disclosure may also be alternated, changed, rearranged, decomposed, combined, or deleted. Furthermore, the steps, measures, and solutions in the various operations, methods, and processes disclosed in the present disclosure in the prior art can also be replaced, changed, rearranged, decomposed, combined, or deleted.
  • first and second are used for descriptive purposes only and shall not be understood as indicating or implying relative importance or implicitly indicating the quantity of indicated technical features. Therefore, features defined as “first” and “second” may explicitly or implicitly include one or more of these features. In the description of the present disclosure, “plurality” means two or more unless otherwise specified.

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Abstract

一种半导体激光器及其制备方法，半导体激光器在外延层（200）对应于扩展波导结构（250c）的位置设置隔离槽（200c），使得隔离槽（200c）延伸至下方的脊波导结构（250a），由于隔离槽（200c）不直接在脊波导结构（250a）上加工，而是在连接脊波导结构（250a）的扩展波导结构（250c）上加工，且扩展波导结构（250c）的宽度大于脊波导结构（250a）的宽度，从而降低了隔离槽（200c）的加工工艺难度；隔离槽（200c）设置在相邻脊波导结构（250a）之间，起到了降低电流到腔面的扩展作用，减少了由腔面载流子吸收引起的发热和加速退化，从而提高了COMD 可靠性；同时，通过扩展波导结构（250c）增加了高阶模损耗，使得基模更加稳定，提高了激光器的单模输出稳定性。

Description

半导体激光器及其制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年6月24日提交中国国家知识产权局的申请号为202210720757.2、名称为“半导体激光器及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体激光器及其制备方法。
背景技术
半导体大功率激光器在工业制造、激光雷达、传感、通讯、航空航天等领域有着广泛的应用。由于边发射激光器腔长易延伸的优势，比较适合大功率激光器的制造，目前半导体大功率激光器一般都采用边发射结构，即出光面为波导的端面，平行于外延层方向。
边发射激光器的腔面一般为半导体晶体的解理面，由于晶体的解理面非常平整光滑，是很好的反光面，所以芯片的两个平行解理端面自然形成边发射激光器的谐振腔腔面。然而，随着激光器功率的进一步提高，尽管有了端面镀膜层的保护，激光器腔面烧毁(Catastrophic Optical Mirror Damage，COMD)仍然是个难题，制约了半导体大功率激光器的可靠性，也限制了激光器功率的进一步提高。
发明内容
本公开的目的例如包括提供一种半导体激光器及其制备方法，以至少能够解决现有半导体激光器存在的腔面烧毁的问题。
第一个方面，本公开实施例提供了一种半导体激光器，包括：衬底、外延层和导电功能层，所述外延层形成于所述衬底上；所述外延层包括依次层叠设置的第一半导体包层、第一半导体波导层、量子阱层、第二半导体波导层、第二半导体包层以及欧姆接触层；所述第二半导体包层或者层叠的所述第二半导体包层和所述第二半导体波导层包括沿第一方向延伸且间断设置的多个脊波导结构、以及连接相邻所述脊波导结构的扩展波导结构，所述扩展波导结构沿第二方向的尺寸大于所述脊波导结构沿第二方向的尺寸；其中，所述第一方向为所述半导体激光器的腔长方向，所述第二方向为所述半导体激光器的腔宽方向；所述外延层包括至少一个隔离槽，所述隔离槽在所述衬底上的正投影与所述扩展波导结构在所述衬底上的正投影重叠，所述隔离槽将所述欧姆接触层隔断并延伸至所述第二半导体包层或者所述第二半导体波导层；
所述导电功能层位于所述欧姆接触层远离所述衬底的一侧，并覆盖所述隔离槽。
可选地，所述隔离槽沿第二方向的尺寸大于所述脊波导结构沿第二方向的尺寸，且小 于或者等于所述扩展波导结构沿第二方向的尺寸。
可选地，所述隔离槽沿第一方向的尺寸大于5微米，且小于20％的所述半导体激光器的腔长；其中，所述腔长为所述半导体激光器的出光腔面与反射腔面之间的距离。
可选地，所述外延层还包括两个脊波导沟槽，两个所述脊波导沟槽均沿所述第一方向延伸、且对称设置在所述脊波导结构的两侧；所述脊波导沟槽的槽底延伸至所述第二半导体包层内或者延伸至所述第二半导体波导层内；所述脊波导沟槽沿所述第一方向贯通或者被所述扩展波导结构隔断，所述隔离槽的槽底所在的平面高于所述脊波导沟槽的槽底所在的平面。
可选地，所述脊波导沟槽延伸至所述半导体激光器沿所述第二方向的边沿；所述脊波导沟槽的槽底设有侧波导结构，所述侧波导结构分布在所述扩展波导结构沿所述第二方向的两侧。
可选地，所述侧波导结构与对应侧的所述扩展波导结构之间的间距为0～10微米。
可选地，所述隔离槽沿第二方向的尺寸小于所述扩展波导沿第二方向的尺寸时，所述隔离槽包括沿第二方向相对设置的两个第一槽壁，两个所述第一槽壁为自所述隔离槽的槽底向上逐渐扩开的斜面结构。
可选地，所述隔离槽包括沿第一方向相对设置的两个第二槽壁，两个所述第二槽壁对称设置且均为阶梯状结构；两个所述第二槽壁的不同台阶之间的宽度自所述隔离槽的槽底向上的方向依次增大。
可选地，所述扩展波导结构的数量为一个，所述扩展波导结构靠近所述反射腔面设置；所述扩展波导结构分隔出两个间隔设置的所述脊波导结构。
可选地，所述扩展波导结构的数量为两个，其中一个所述扩展波导结构靠近所述出光腔面设置，另一个所述扩展波导结构靠近所述反射腔面设置；两个所述扩展波导结构分隔出三个间隔设置的所述脊波导结构。
可选地，所述第一方向平行于所述半导体激光器的出光腔面指向所述半导体激光器的反射腔面的方向，以及所述第二方向平行于所述出光腔面或者所述反射腔面的方向。
可选地，所述隔离槽的槽底所在的平面低于所述扩展波导结构的上表面所在的平面。
可选地，所述脊波导沟槽通过刻蚀工艺在所述第二半导体包层上制备得到，从而形成夹在所述脊波导沟槽中间的脊波导结构。
可选地，所述隔离槽沿所述第二方向的尺寸小于所述脊波导结构与两个所述脊波导沟槽沿所述第二方向的尺寸之和。
可选地，两个所述隔离槽沿第二方向的尺寸均超出了所述扩展波导结构沿所述第二方向的宽度。
第二个方面，本公开实施例提供了一种半导体激光器的制备方法，用于制备第一个方面所述的半导体激光器，该方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底的一侧制备外延层；
图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构；
在所述扩展波导结构所在的区域形成所述隔离槽；以及
在所述外延层上形成覆盖所述隔离槽的导电功能层。
可选地，所述在所述衬底的一侧制备外延层包括：将所述外延层制备成覆盖整个所述衬底的表面，所述外延层具体包括依次层叠设置在所述衬底上的第一半导体包层、第一半导体波导层、量子阱层、第二半导体波导层、第二半导体包层以及欧姆接触层。
可选地，所述图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构包括：通过对所述第二半导体包层和所述欧姆接触层进行刻蚀得到所述脊波导结构和所述扩展波导结构。
可选地，所述图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构包括：通过对所述欧姆接触层、所述第二半导体包层以及部分所述第二半导体波导层进行刻蚀得到所述脊波导结构和所述扩展波导结构。
本公开实施例至少具有例如以下技术效果：
本公开实施例提供的半导体激光器，在外延层对应于扩展波导结构的位置设置隔离槽，使得隔离槽延伸至下方的脊波导结构，由于隔离槽不直接在脊波导结构上加工，而是在连接脊波导结构的扩展波导上加工，且扩展波导结构的宽度大于脊波导结构的宽度，从而降低了隔离槽的加工工艺难度；隔离槽设置在相邻脊波导结构之间，起到了降低电流到腔面的扩展作用，减少了由腔面载流子吸收引起的发热和加速退化，从而提高了COMD可靠性；这种激光器结构增加高阶模损耗，使得基模更加稳定，提高了激光器的功率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种半导体激光器沿着第二方向的截面示意图；
图2为本公开实施例提供的一种半导体激光器的外延层在衬底上的投影示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种半导体激光器的外延层在衬底上的投影示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种半导体激光器的外延层在衬底上的投影示意图；
图5为本公开实施例提供的再一种半导体激光器的外延层在衬底上的投影示意图；
图6为本公开实施例提供的还一种半导体激光器的外延层在衬底上的投影示意图；
图7为本公开实施例提供的一种半导体激光器的隔离槽沿第一方向的截面示意图；
图8为本公开实施例提供的一种半导体激光器的脊波导结构与隔离槽的分布关系示意图；
图9为本公开实施例提供的另一种半导体激光器的脊波导结构与隔离槽的分布关系示意图；
图10为本公开实施例提供的又一种半导体激光器的脊波导结构与隔离槽的分布关系示意图；
图11为本公开实施例提供的再一种半导体激光器的脊波导结构与隔离槽的分布关系示意图；
图12为本公开实施例提供的一种半导体激光器的制备方法的结构示意图；
图13为本公开实施例提供的一种半导体激光器的制备方法中步骤S100对应结构示意图。
图标：100-衬底；101-反射腔面；102-出光腔面；
200-外延层；200a-扩展波导区；200b-波导区；200c-隔离槽；201-第二槽壁；210-第一半导体包层；220-第一半导体波导层；230-量子阱层；240-第二半导体波导层；250-第二半导体包层；250a-脊波导结构；250b-脊波导沟槽；250c-扩展波导结构；250d-侧波导结构；260-欧姆接触层；
300-导电功能层；310-介质层；320-金属层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本公开所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本公开的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。这里使用的 措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
如图1和图2所示，本公开实施例提供了一种半导体激光器，包括：衬底100以及依次层叠设置在衬底100上的外延层200以及导电功能层300。
在本公开的一些实施例中，外延层200可以包括至少一个扩展波导区200a以及被扩展波导区200a分隔的多个波导区200b。为了便于描述，本实施例中将外延层200上对应于扩展波导结构250c的区域定义为扩展波导区200a，将外延层200上对应于脊波导结构250a的区域定位为波导区200b，相邻的波导区200b被扩展波导区200a分隔开，使得多个波导区200b沿着第一方向呈间断式分布。其中，第一方向为半导体激光器的腔长方向，即平行于出光腔面102(AR腔面)指向反射腔面101(HR腔面)的方向。
本实施例中的外延层200形成于衬底100上，外延层200主要用于光模式的限制与传输，可以具体地包括依次层叠设置在衬底100上的第一半导体包层210、第一半导体波导层220、量子阱层230、第二半导体波导层240、第二半导体包层250以及欧姆接触层260。
可选地，第一半导体包层210可以为N型包层，第一半导体波导层220可以为N型波导层；第二半导体波导层240可以为P型波导层，第二半导体包层250可以为P型包层。
在本公开的一些实施例中，第二半导体包层250包括沿第一方向延伸且间断设置的多个脊波导结构250a、以及连接相邻脊波导结构250a的扩展波导结构250c，第二半导体波导层240为完整的膜层结构；或者，层叠的第二半导体包层250和第二半导体波导层240包括沿第一方向延伸且间断设置的多个脊波导结构250a、以及连接相邻脊波导结构250a的扩展波导结构250c，即脊波导结构250a包括了至少部分层叠设置的第二半导体波导层240和第二半导体包层250。扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸(即扩展波导结构250c的宽度)大于脊波导结构250a沿第二方向的尺寸(即脊波导结构250a的宽度)；其中，第二方向为半导体激光器的腔宽方向(即平行于AR腔面或者HR腔面的方向)。
外延层200可以包括至少一个隔离槽200c，隔离槽200c在衬底上的正投影与扩展波导结构250c在衬底上的正投影重叠，即隔离槽200c具体设置在扩展波导结构250c所在的扩展波导区，隔离槽200c将欧姆接触层隔断并延伸至第二半导体包层250；或者，当脊波导结构250a和扩展波导结构250c属于层叠设置的第二半导体包层250和第二半导体波导层240时，隔离槽200c可以延伸至第二半导体包层250，也可以延伸至第二半导体波导层240。
在本公开的一些实施例中，导电功能层300位于欧姆接触层260远离衬底100的一侧，导电功能层300覆盖隔离槽200c，导电功能层300便于将欧姆接触层260与外部施加电压的装置进行电连接。
可选地，导电功能层300可以包括依次设置的介质层310和金属层320，介质层310覆盖在欧姆接触层260上。其中，介质层310主要用于电隔离，介质层的部分区域被刻蚀， 从而选择性的进行电注入。
本实施例中的外延层200包括至少一个隔离槽200c，隔离槽200c位于扩展波导区200a，这样每个隔离槽200c都可以对应设置在扩展波导区200a。同时，由于隔离槽200c的位置去除了欧姆接触层260，即隔离槽200c的槽底向下延伸至扩展波导结构250c的上表面(扩展波导结构250c的上表面相当于第二半导体包层250位于扩展波导区200a且远离衬底100一侧的表面)，这样的隔离槽200c相当于在相邻波导区200b之间起到了电隔离的作用。
需要说明的是，隔离槽200c除了隔断导电功能层300之外，隔离槽200c的槽底所在的平面还可以低于扩展波导结构250c的上表面所在的平面(即隔离槽的槽底延伸至扩展波导结构250c的内部)，这样可以进一步提升隔离效果。其中，扩展波导结构250c可以包括单层的第二半导体包层250，也可以是第二半导体包层250与第二半导体波导层240的叠层结构。
本实施例提供的半导体激光器，在外延层对应于扩展波导结构的位置设置隔离槽，使得隔离槽延伸至下方的脊波导结构，由于隔离槽不直接在脊波导结构上加工，而是在连接脊波导结构的扩展波导上加工，且扩展波导结构的宽度大于脊波导结构的宽度，从而降低了隔离槽的加工工艺难度；隔离槽设置在相邻脊波导结构之间，起到了降低电流到腔面的扩展作用，减少了由腔面载流子吸收引起的发热和加速退化，从而提高了COMD可靠性；同时，这种激光器结构通过扩展波导结构增加了高阶模损耗，使得基模更加稳定，提高了激光器的功率。
在一些实施例中，继续参阅图2，本实施例中的隔离槽200c沿第二方向的尺寸大于脊波导结构250a沿第二方向的尺寸(相当于脊波导结构250a的宽度)，便于刻蚀工艺的实施。
在本公开的一些实施例中，隔离槽200c沿第二方向的尺寸小于或者等于扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸，即隔离槽200c沿第二方向的尺寸不超过扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸，这样可以避免扩展波导结构250c外侧的区域被二次刻蚀而影响基模稳定性。
本实施例中，由于隔离槽200c形成于扩展波导区200a，不受波导区200b的脊波导结构250a自身宽度的限制，这样可以将隔离槽200c的宽度制备成大于脊波导结构250a，降低了刻蚀工艺的制备难度，同时也能够进一步降低激光器端部区域内的局部电流密度，从而提升激光器的性能，同时将隔离槽200c限制在扩展波导结构250c所在的区域内。
在一些实施例中，继续参阅图2，本实施例综合考虑光的传输效率和电隔离效果，将隔离槽200c沿第一方向的尺寸控制在一定的范围内。
可选地，隔离槽200c沿第一方向的尺寸为大于5微米，且小于20％的半导体激光器的腔长。其中，腔长为出光腔面与反射腔面沿第一方向的距离。
可选地，隔离槽200c沿第一方向的尺寸一般为20微米～100微米。
本实施例中，通过将隔离槽200c沿第一方向的尺寸限制在一定的范围内，可以兼顾传输效率和电隔离效果，隔离槽200c沿第一方向的尺寸太小会影响电隔离的效果，隔离槽200c沿第一方向的尺寸过大会增加损耗，影响光传输效率。
在一些实施例中，继续参阅图1和图2，外延层200还可以包括：两个脊波导沟槽250b，两个脊波导沟槽250b均沿第一方向延伸、且对称设置在脊波导结构250a的两侧。脊波导沟槽250b可以通过刻蚀工艺在第二半导体包层250上制备得到，从而形成夹在脊波导沟槽250b中间的脊波导结构250a。
在本公开的一些实施例中，脊波导沟槽250b的槽底延伸至第二半导体包层250内或者延伸至第二半导体波导层240内，相当于去除了部分的第二半导体包层250或者同时去除部分的第二半导体包层250和第二半导体波导层240。
在本公开的一些实施例中，脊波导沟槽250b沿第一方向贯通或者被扩展波导结构250c隔断，隔离槽的槽底所在的平面高于脊波导沟槽的槽底所在的平面，避免对基模造成影响。在本公开的一些实施例中，隔离槽200c沿第二方向的尺寸小于脊波导结构与两个脊波导沟槽250b沿第二方向的尺寸之和。
在一个可选的实施例中，脊波导沟槽250b与对应位置的脊波导结构250a沿第一方向的尺寸相同，即脊波导沟槽250b与扩展波导区200a不重叠。
在一个可选的实施例中，如图3所示，脊波导沟槽250b延伸至半导体激光器沿第二方向的边沿。
可选地，如图4所示，在形成脊波导沟槽250b时预留侧波导结构250d不被刻蚀即可，侧波导结构250d突出于脊波导沟槽250b的槽底。侧波导结构分布在扩展波导结构250c沿第二方向的两侧，并且与扩展波导之间具有预设的间距，起到进一步增加高阶模发散，降低高阶模损耗，不影响基模，使得基模更稳定。
可选地，侧波导结构与对应侧的扩展波导结构250c之间的间距可以为0～10微米，间距过大会影响高阶模损耗。需要说明的是，当侧波导结构与对应侧的扩展波导结构250c之间的间距为0时，侧波导结构与扩展波导结构250c为一个整体，相当于增加了扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸。
在一个可选的实施例中，继续参阅图2，当隔离槽200c沿第二方向的尺寸小于扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸时，隔离槽包括沿第二方向相对设置的两个第一槽壁(图中未示出)，两个第一槽壁可以为自隔离槽的槽底向上逐渐扩开的斜面结构，这样在保证良好电隔离的基础上，减少对光场的扰动和对光模式的损耗。
在一个可选的实施例中，如图5所示，当隔离槽200c沿第二方向的尺寸等于扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸时，隔离槽200c与脊波导沟槽250b贯通，且隔离槽200c的 槽底所在的平面一般高于脊波导沟槽250b的槽底所在的平面，避免影响基模。
在一个可选的实施例中，如图6所示，当隔离槽200c沿第二方向的尺寸大于扩展波导结构250c沿第二方向的尺寸时，隔离槽200c与脊波导沟槽250b贯通并且延伸至脊波导沟槽250b的部分区域，延伸至脊波导沟槽250b所在区域的隔离槽200c会进一步刻蚀脊波导沟槽250b。
需要说明的是，隔离槽200c位于扩展波导区200a的槽底所在的平面一般高于脊波导沟槽250b的槽底所在的平面，避免影响基模，同时隔离槽200c部分可以延伸至脊波导沟槽250b所在的区域，可以进一步提高COMD。
在一个可选的实施例中，参阅图7，隔离槽200c包括沿第一方向相对设置的两个第二槽壁201，两个第二槽壁201对称设置且均为阶梯状结构，其中一个第二槽壁201靠近反射腔面101这一端的脊波导结构250a，另一个第二槽壁201靠近出光腔面102的脊波导结构250a。
在本公开的一些实施例中，每个第二槽壁201的结构类似于楼梯，这样两个第二槽壁201的不同台阶之间的宽度自隔离槽200c的槽底向上的方向可以依次增大，即两个第二槽壁201在槽底的位置间距最小。
本实施例中将隔离槽200c的第二槽壁201设置成阶梯状结构，可以减少对基模光的损耗，从而提升发光效率。
在一个可选的实施例中，继续参阅图2和图8，本实施例中的扩展波导区200a的数量为一个，扩展波导区200a靠近反射腔面101(HR腔面)设置且位于两个波导区200b之间，其中一个波导区200b靠近AR腔面，另一个波导区200b靠近HR腔面，且靠近HR腔面的波导区200b的面积较小。
在本公开的一些实施例中，由于扩展波导区200a设置有一个扩展波导结构250c，相当于仅设置一个扩展波导结构250c。扩展波导结构250c靠近反射腔面101(HR腔面)设置，并分隔出两个脊波导结构250a，扩展波导结构250c将两侧的脊波导结构250a连接为一个整体结构。
可选地，如图9和图10所示，本实施例中的扩展波导区200a以及对应的扩展波导结构250c的数量为一个，扩展波导区200a靠近反射腔面101(HR腔面)设置。图9中所示的扩展波导结构250c延伸出脊波导结构250a的部分为梯形结构，图10中所示的扩展波导结构250c延伸出脊波导结构250a的部分为半圆形结构，这两种结构都有利于基模的稳定。
在本公开的一些实施例中，在图10的基础上，扩展波导结构250c与脊波导结构250a的衔接处可以采用平滑过渡的方式实现连接，这样更有利于提升基模的稳定性。
在另一个可选的实施例中，如图11所示，本实施例中的扩展波导区200a为两个，两 个扩展波导区200a沿第一方向分隔出三个扩展波导区200b，其中一个扩展波导区200a靠近AR腔面，另一个扩展波导区200a靠近HR腔面。
在本公开的一些实施例中，由于每个波导区200a设置有一个扩展波导结构250c，相当于设置有两个扩展波导结构250c。两个扩展波导结构250c分隔出三个脊波导结构250a，每个扩展波导结构250c将相邻两侧的脊波导结构250a连接。由于两个隔离槽200c分别布置在相邻的脊波导结构250a之间，从而将相邻的脊波导结构250a隔离，并且两个隔离槽200c沿第二方向的尺寸均超出了扩展波导结构250c沿第二方向的宽度，有利于进一步提高COMD。
可选地，当波导区200a以及对应的脊波导结构250a为三个时，靠近出光腔面设置的脊波导结构的宽度与靠近反射腔面设置的脊波导结构的宽度可以相等，这样可以避免光模式损耗，从而保证激光的传输效果。
可选地，位于中间波导区的脊波导结构的两端的宽度可以设置成相同或者不同的结构形式(例如：两端的宽度可以采用渐变的设计或者等宽的设计)，只要保证靠近AR腔面和HR腔面的脊波导结构的宽度相等即可。
本实施例采用渐变和/或多段的波导结构设计，进行脊波导结构到腔面的波导设计，实现更稳定更高的耦合效率，保证波导区与扩展波导区之间良好的电隔离。
基于同一发明构思，如图12所示，本公开实施例提供了一种半导体激光器的制备方法，用于制备前述实施例中的半导体激光器，该方法包括以下步骤：
S100，提供一衬底。
S200，在衬底的一侧制备外延层。
在本公开的一些实施例中，外延层覆盖整个衬底的表面，外延层具体包括依次层叠设置在衬底上的第一半导体包层、第一半导体波导层、量子阱层、第二半导体波导层、第二半导体包层以及欧姆接触层，外延层的扩展波导区和波导区的位置参照图13所示，图13中仅示意扩展波导区和波导区的相对位置关系，具体的尺寸可以根据实际的激光器设计要求进行调整。
S300，图形化外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构。
在本公开的一些实施例中，脊波导结构和扩展波导结构可以通过对第二半导体包层和欧姆接触层进行刻蚀得到，或者可以通过对欧姆接触层、第二半导体包层以及部分第二半导体波导层进行刻蚀得到。
S400，在扩展波导结构所在的区域形成暴露出第二半导体包层或者暴露出第二半导体波导层的隔离槽。
S500，在外延层上形成覆盖隔离槽的导电功能层。
在本公开的一些实施例中，导电功能层可以形成于欧姆接触层上，通过与欧姆接触层接触实现电性连接，并且覆盖隔离槽的开口区域。
本实施例提供的半导体激光器的制备方法，通过导电功能层300对应于扩展波导区的位置制备隔离槽，在外延层对应于扩展波导结构的位置设置隔离槽，使得隔离槽延伸至下方的脊波导结构，由于隔离槽不直接在脊波导结构上加工，而是在连接脊波导结构的扩展波导上加工，且扩展波导结构的宽度大于脊波导结构的宽度，从而降低了隔离槽的加工工艺难度；隔离槽设置在相邻脊波导结构之间，起到了降低激光器端部区域内的局部电流密度，减少了由激光器的局部加热引起和加速的退化，从而提高了COMD可靠性；同时，这种激光器结构通过扩展波导结构增加了高阶模损耗，使得基模更加稳定，提高了激光器的功率。
本技术领域技术人员可以理解，本公开中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本公开中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本公开中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体状况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执 行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。
工业实用性
本公开实施例提供的半导体激光器及其制备方法，该半导体激光器在外延层对应于扩展波导结构的位置设置隔离槽，使得隔离槽延伸至下方的脊波导结构，由于隔离槽不直接在脊波导结构上加工，而是在连接脊波导结构的扩展波导上加工，且扩展波导结构的宽度大于脊波导结构的宽度，从而降低了隔离槽的加工工艺难度；隔离槽设置在相邻脊波导结构之间，起到了降低电流到腔面的扩展作用，减少了由腔面载流子吸收引起的发热和加速退化，从而提高了COMD可靠性；这种激光器结构增加高阶模损耗，使得基模更加稳定，提高了激光器的功率。

Claims (18)

  1. 一种半导体激光器，包括：
    衬底；
    外延层，所述外延层形成于所述衬底上；所述外延层包括依次层叠设置的第一半导体包层、第一半导体波导层、量子阱层、第二半导体波导层、第二半导体包层以及欧姆接触层；所述第二半导体包层或者层叠的所述第二半导体包层和所述第二半导体波导层包括沿第一方向延伸且间断设置的多个脊波导结构、以及连接相邻所述脊波导结构的扩展波导结构，所述扩展波导结构沿第二方向的尺寸大于所述脊波导结构沿第二方向的尺寸；其中，所述第一方向为所述半导体激光器的腔长方向，所述第二方向为所述半导体激光器的腔宽方向；
    所述外延层包括至少一个隔离槽，所述隔离槽在所述衬底上的正投影与所述扩展波导结构在所述衬底上的正投影重叠，所述隔离槽将所述欧姆接触层隔断并延伸至所述第二半导体包层或者所述第二半导体波导层；以及
    导电功能层，所述导电功能层位于所述欧姆接触层远离所述衬底的一侧，并覆盖所述隔离槽。
  2. 根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽沿第二方向的尺寸大于所述脊波导结构沿第二方向的尺寸；和/或，所述隔离槽沿第二方向的尺寸小于或者等于所述扩展波导结构沿第二方向的尺寸。
  3. 根据权利要求1或2所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽沿第一方向的尺寸大于5微米，且小于20％的所述半导体激光器的腔长；其中，所述腔长为所述半导体激光器的出光腔面与反射腔面之间的距离。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的半导体激光器，其中，所述外延层还包括两个脊波导沟槽，两个所述脊波导沟槽均沿所述第一方向延伸、且对称设置在所述脊波导结构的两侧；
    所述脊波导沟槽的槽底延伸至所述第二半导体包层内或者延伸至所述第二半导体波导层内；
    所述脊波导沟槽沿所述第一方向贯通或者被所述扩展波导结构隔断，所述隔离槽的槽底所在的平面高于所述脊波导沟槽的槽底所在的平面。
  5. 根据权利要求4所述的半导体激光器，其中，所述脊波导沟槽延伸至所述半导体激光器沿所述第二方向的边沿；
    所述脊波导沟槽的槽底设有侧波导结构，所述侧波导结构分布在所述扩展波导结构沿 所述第二方向的两侧。
  6. 根据权利要求5所述的半导体激光器，其中，所述侧波导结构与对应侧的所述扩展波导结构之间的间距为0～10微米。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽沿第二方向的尺寸小于所述扩展波导沿第二方向的尺寸时，所述隔离槽包括沿第二方向相对设置的两个第一槽壁，两个所述第一槽壁为自所述隔离槽的槽底向上逐渐扩开的斜面结构。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽包括沿第一方向相对设置的两个第二槽壁，两个所述第二槽壁对称设置且均为阶梯状结构；
    两个所述第二槽壁的不同台阶之间的宽度自所述隔离槽的槽底向上的方向依次增大。
  9. 根据权利要求3所述的半导体激光器，其中，所述扩展波导结构的数量为一个，所述扩展波导结构靠近所述反射腔面设置；所述扩展波导结构分隔出两个间隔设置的所述脊波导结构；
    或者，所述扩展波导结构的数量为两个，其中一个所述扩展波导结构靠近所述出光腔面设置，另一个所述扩展波导结构靠近所述反射腔面设置；两个所述扩展波导结构分隔出三个间隔设置的所述脊波导结构。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的半导体激光器，其中，所述第一方向平行于所述半导体激光器的出光腔面指向所述半导体激光器的反射腔面的方向，以及所述第二方向平行于所述出光腔面或者所述反射腔面的方向。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽的槽底所在的平面低于所述扩展波导结构的上表面所在的平面。
  12. 根据权利要求4至6中任一项所述的半导体激光器，其中，所述脊波导沟槽通过刻蚀工艺在所述第二半导体包层上制备得到，从而形成夹在所述脊波导沟槽中间的脊波导结构。
  13. 根据权利要求4至6中任一项所述的半导体激光器，其中，所述隔离槽沿所述第二方向的尺寸小于所述脊波导结构与两个所述脊波导沟槽沿所述第二方向的尺寸之和。
  14. 根据权利要求9所述的半导体激光器，其中，两个所述隔离槽沿第二方向的尺寸均超出了所述扩展波导结构沿所述第二方向的宽度。
  15. 一种半导体激光器的制备方法，用于制备如权利要求1至14中任一项所述的半导体激光器，所述方法包括：
    提供一衬底；
    在所述衬底的一侧制备外延层；
    图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构；
    在所述扩展波导结构所在的区域形成所述隔离槽；以及
    在所述外延层上形成覆盖所述隔离槽的导电功能层。
  16. 根据权利要求15所述的制备方法，其中，所述在所述衬底的一侧制备外延层包括：将所述外延层制备成覆盖整个所述衬底的表面，所述外延层具体包括依次层叠设置在所述衬底上的第一半导体包层、第一半导体波导层、量子阱层、第二半导体波导层、第二半导体包层以及欧姆接触层。
  17. 根据权利要求16所述的制备方法，其中，所述图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构包括：通过对所述第二半导体包层和所述欧姆接触层进行刻蚀得到所述脊波导结构和所述扩展波导结构。
  18. 根据权利要求16所述的制备方法，其中，所述图形化所述外延层以形成脊波导结构和扩展波导结构包括：通过对所述欧姆接触层、所述第二半导体包层以及部分所述第二半导体波导层进行刻蚀得到所述脊波导结构和所述扩展波导结构。
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