[发明专利]利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器及其制作方法

权利要求书

1.利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器，其特征在于，包括外延片，外延片上设置有条形发光区域(9)，外延片的上表面生长有氧化锌薄膜层，氧化锌薄膜层分为两部分，其中第一部分氧化锌薄膜层诱导量子阱混杂后在激光器两端的出光腔面处形成非吸收窗口(10)，非吸收窗口(10)的深度超过外延片中的有源区，第二部分氧化锌薄膜层诱导量子阱混杂后在激光器条形发光区域(9)的两端形成折射率光波导区域；

所述外延片的具体结构从下到上依次设置为：衬底(1)、缓冲层(2)、下限制层(3)、下波导层(4)、量子阱和量子垒区(5)组成的有源区、上波导层(6)、上限制层(7)和上欧姆接触层(8)，所述条形发光区域(9)设置在上欧姆接触层(8)的纵向中心线处；

所述的氧化锌薄膜层生长在腐蚀掉上欧姆接触层(8)后的条形发光区域(9)四周，氧化锌薄膜层的厚度与上欧姆接触层(8)的厚度相等，所述的第一部分氧化锌薄膜层为氧化锌薄膜层a(11)，所述的第二部分氧化锌薄膜层为氧化锌薄膜层b(12)，氧化锌薄膜层a(11)邻接条形发光区域(9)并且位于条形发光区域(9)纵向的两端处，氧化锌薄膜层b(12)邻接条形发光区域(9)并且位于条形发光区域(9)横向的两端处。

2.根据权利要求1所述的利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器，其特征在于，所述的非吸收窗口(10)的中心区域与条形发光区域(9)的中心区域重合，非吸收窗口(10)的宽度大于或等于条形发光区域(9)的宽度，非吸收窗口(10)的深度为依次穿过部分上波导层(6)、整个量子阱和量子垒区(5)组成的有源区以及部分下波导层(4)。

3.根据权利要求1所述的利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器，其特征在于，所述衬底(1)的底面制作有N面电极，在条形发光区域(9)、氧化锌薄膜层a(11)及氧化锌薄膜层b(12)上同时制作有P面电极，氧化锌薄膜层a(11)及氧化锌薄膜层b(12)的N型掺杂和上限制层(7)以及衬底(1)、缓冲层(2)、下限制层(3)形成阻挡电流通过的NPN结构。

4.利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器的制作方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、选定衬底(1)；

步骤2、采用金属有机化学气相沉积法在衬底(1)上依次生长缓冲层(2)、下限制层(3)、下波导层(4)、量子阱和量子垒区(5)、上波导层(6)、上限制层(7)和上欧姆接触层(8)，即形成激光器的外延片；

步骤3、利用溅射方法在步骤2中形成的激光器外延片表面生长氧化锌薄膜层a(11)及氧化锌薄膜层b(12)；

步骤4、制作非吸收窗口(10)及折射率光波导区域；

步骤5、采用溅射工艺制作P面电极，然后对衬底(1)进行减薄抛光后，再采用蒸发工艺在衬底(1)的底面制作N面电极，然后再进行激光器巴条解理，最后再采用蒸发工艺对激光器进行腔面镀膜，即完成该半导体激光器的制作。

5.根据权利要求4所述的利用氧化锌量子阱混杂制作的半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、在激光器外延片的上欧姆接触层(8)上表面生长一层致密的二氧化硅介质薄膜；

步骤3.2、采用光刻技术在上欧姆接触层(8)的纵向中心线处形成条形发光区域(9)，然后用氢氟酸溶液腐蚀条形发光区域(9)外的二氧化硅介质薄膜；

步骤3.3、采用湿法腐蚀的方法腐蚀掉条形发光区域(9)四周的上欧姆接触层(8)，并控制好腐蚀深度确保其为上欧姆接触层(8)的厚度；

步骤3.4、将经过以上步骤处理的激光器外延片放入到溅射室中，在氩气和氧气的混合气氛下溅射氧化锌靶材，在外延片表面生长氧化锌薄膜，并控制氧化锌薄膜层a(11)及氧化锌薄膜层b(12)的厚度等于上欧姆接触层(8)的厚度200纳米；

步骤3.5、利用光刻胶做保护层，采用盐酸溶液腐蚀掉条形发光区域(9)上面生长的氧化锌薄膜，并且保留氧化锌薄膜层a(11)及氧化锌薄膜层b(12)。