[发明专利]具有高可制造性的多条激光二极管设计

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光装置和激光装置的制造方法。

背景技术

单模、单件、边缘发射激光二极管的产量比脊波导法-布激光器的产量低得多。这有个原因：这种装置的一般可靠性和它们的制造所要求的容差。

这些单模装置的可靠性差的一个原因，是它们的制造通常需要几个外延生长步骤。在第一个外延生长之后，在片的表面上用光刻技术形成一个光栅。这意味着第二个片生长步骤是在一个被损坏的不平整的晶体表面上开始的。其结果，以此方式制作的激光器具有较高的缺陷密度，因而固有地不如在单一的外延生长步骤中制成的器件可靠。

这些装置的产量比法-布激光器低的第二个原因，是无法以足够的精度把片切成激光器条。这意味着，在很大部分的这些器件中，切出的小面相对于波长选择滤色器(在DFB的情况下是光栅)定位是不正确的。这种不正确的定位又导致了大量的器件的旁模抑制率不能令人满意或在有用的温度范围内不能在单一的纵模上工作。

减轻激光装置制作过程中的这些影响，是非常需要的。

发明内容

本发明利用了这样的事实，即，在单条激光二极管中，器件的有源区只有很小的一部分被用于产生光，因而有空间容纳一个以上的激光器件，并可在一个随后的步骤中选择最佳的激光器件。应该注意的是，某些单模、单件器件不要求两个重新生长步骤，以下所讨论的内容至适用于这样的器件。

因此，本发明提供了一种在一片半导体材料上制作的激光装置，该激光装置至少包括一个第一激光器件和一个第二激光器件，从而使得这些激光器件中的至少一个可被用作冗余。以下结合附图对此作进一步的说明。

附图说明

图1显示了包括两个相邻的脊波导的一种结构，该两个波导彼此错开一个四分之一波长。

图2显示了不同器件上的对应特征与任何一个小面之间的垂直距离如何在相邻的器件之间变化。

图3显示了具有同样的槽图案的三个激光二极管。

图4显示了，在器件的谱属性适合于所需要的应用的各个优化位置周围，有一个位置范围。

图5显示了一种双条激光器。

图6显示了一种示例性的芯片布局。

图7显示了可利用的一种偏离对准的情况。

图8显示了一种示例性的双条激光器。

图9显示了一种示例性的接合台设置。

图10显示了采用两种不同的激光器件的一种示例性配置。

图11显示了具有五十个以上的相邻双型激光器件的一个样品的实验结果。

具体实施方式

如上所述且如图1所示，本发明提供了在一片半导体材料上制作的一种激光装置1，该激光装置包括至少一个第一激光器件和一个第二激光器件，从而使这些激光器件中的至少一个可以被作为冗余。在制作过程或随后的测量或校准过程中，较好的一个激光器件得到选用且冗余的激光器件被禁止或被去激活。采用光刻或电子束刻蚀的、在相邻的脊波导7、9上限定的布拉格光栅或任何其他类型的波长选择滤光器3、5，可以彼此错开一个四分之一波长。在上述条件下，可以构造出包含两或更多个激光发射条的激光二极管芯片，其每一个条在光学上是彼此隔离的。通过在这些条的每一个上设定彼此相差的波长选择滤光器7、9，这些滤光器中的至少一个相对于小面处于正确位置的可能性要大得多。应该理解的是，通常只有这两个器件中较好的一个被采用且另一个器件将是冗余的。例如，两个器件都得到测试，且最好的器件通过接合导线而与外部连接，而剩下的一个不那样好的器件将不会得到连接，即被有效禁止。由于不太好的器件不被连接，它在测试之后不被使用并从此成为冗余的。以下，我们描述影响波长选择滤光器相对于激光器小面的对准的某些因素，并讨论使多条器件的产量优化的方法。在本申请中，术语“波长选择滤光器”既可以是指如爱尔兰专利第S83622(其全部内容在此被引用)中所描述的蚀刻槽特征构成的图案，也可以指其他的波长选择结构，且任何通常的槽类型都与本发明相相容。进一步应该注意的是，以下讨论的结论也同样适用于可以用光刻或电子束印刷形成在半导体中的任何波长选择滤光器。