[实用新型]一种带有指示光的半导体激光器芯片结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有指示光的半导体激光器芯片结构，属于半导体激光技术领域。 

背景技术

由于半导体激光器具有体积小、重量轻、光电转换效率高等优点，其在激光加工领域中的应用越来越广泛。在激光加工中，所用到的半导体激光多为不可见光。因此，必须先用可见的指示光完成调焦后才能用激光进行加工。 

目前最常用的得到指示光的方法是在半导体激光器中加入一个指示光发生器，并且使指示光与半导体激光器发出的光同光路。但在实际运用中，此方法有一些缺点。例如，指示光调焦比较困难，指示光的焦点与半导体激光器发出光的焦点经常不重合等。这为半导体激光器在激光加工中的应用带来许多不便。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种带有指示光的半导体激光器芯片结构及其制备方法，将光谱中包含可见光的发光单元与光谱中只包含不可见光的发光单元集成在同一个半导体激光器芯片上。即在一个半导体激光器芯片上，既有光谱中只包含不可见光的发光单元，也有光谱中包含可见光的发光单元。光谱中包含可见光的发光单元可取代指示光发生器，发出可见光做为激光加工的指示光，克服了半导体激光器用于激光加工时必须用指示光发生器产生指示光所带来的缺点，使得半导体激光器在激光加工中的运用更加方便。 

为得到上述结构，本实用新型采取了如下制备方法：在光谱中只包含不可见光的半导体激光器芯片结构的基础上，选择一个或多个不发光单元区域，采用二次生长技术在这些区域生长光谱中包含可见光的外延结构，得到一个或多个光谱中包含可见光的发光单元。  

具有此种结构的半导体激光器芯片的制备步骤如下： 

1）采用金属有机化合物化学气象沉积（MOCVD）的方法，在衬底上生长光谱中只包含不可见光的外延层，如图2（1）所示； 

2）选择一个或多个不发光单元，采用标准半导体光刻工艺，去掉这些区 域的外延层，如图2（2）所示； 

3）在外延层及去掉外延层的区域上生长一层SiO₂，如图2（3）所示； 

4）采用标准湿刻工艺，将去掉外延层的区域上的SiO₂除去，如图2（4）所示； 

5）采用金属有机化合物化学气象沉积（MOCVD）的方法，在SiO₂及去掉外延层的区域上生长光谱中包含可见光的外延层，如图5（5）所示； 

6）采用标准湿刻工艺，去掉芯片上所有SiO₂层及SiO₂层上部的光谱中包含可见光的外延层，如图2（6）所示； 

7）完成腐蚀V型槽、制作金属化电极等半导体激光芯片前工艺步骤，得到一种其上既有光谱中包含可见光的发光单元，又有光谱中只包含不可见光的发光单元，且各个发光单元之间电学并联、光学隔离的半导体激光器芯片。 

本实用新型适用于所有以GaAs材料为衬底的半导体激光器芯片。  

附图说明

图1  带有指示光的半导体激光器芯片，其中 

图2  （1）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（1）示意图 

图2  （2）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（2）示意图 

图2  （3）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（3）示意图 

图2  （4）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（4）示意图 

图2  （5）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（5）示意图 

图2  （6）带有指示光的半导体激光器芯片制备步骤（6）示意图 

其中 

具体实施方式：

为了进一步说明本实用新型的结构，现结合实施例对本实用新型做进一 步说明。 

首先，采用金属有机化合物化学气象沉积（MOCVD）的方法，在GaAs衬底上生长光谱中只包含不可见光的中心波长为980nm的外延层。980nm外延层结构如表1： 

表1  980nm外延层结构 

然后选择一个不发光单元，采用标准半导体光刻工艺，去掉这些区域的外延层。 

接下来在外延层及去掉外延层的区域上生长一层SiO₂。完成后，将去掉外延层的区域上的SiO₂除去。 

再采用金属有机化合物化学气象沉积（MOCVD）的方法，在SiO₂及去掉外延层的区域上生长光谱中包含可见光的中心波长为808nm的外延层。808nm外延层结构如表2。 

表2  808nm外延层结构 

然后采用标准湿刻工艺，去掉芯片上所有SiO₂层及SiO₂层上部的光谱中包含可见光的外延层。最后完成腐蚀V型槽、制作金属化电极等半导体激光芯片前工艺步骤，得到一种其上既有光谱中包含可见光的发光单元，又有光谱中只包含不可见光的发光单元，且各个发光单元之间电学并联、光学隔离的半导体激光器芯片。