[发明专利]半导体激光器及其制作方法

说明书

本发明提供一种半导体激光器及其制作方法，所述半导体激光器包括衬底、设置于所述衬底上的下限制层及设置于所述下限制层上的下波导层、第一掩膜波导、第二掩膜波导，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导分别位于所述下波导层的两侧，所述半导体激光器还包括依次叠层设置于所述下波导层上的有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层及接触层，所述接触层分别延伸至所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的上表面。本发明提供的半导体激光器，能够增加接触层的接触面积，减小接触电阻，降低热损耗，提升半导体激光器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体激光器及其制作方法。

背景技术

作为第三代半导体，氮化镓(GaN)及其系列材料(包括氮化铝、铝镓氮、铟镓氮、氮化铟)以其禁带宽度大、光谱范围宽(覆盖了从紫外到红外全波段)、耐高温性和耐腐蚀性好，在光电子学和微电子学领域内有巨大的应用价值。GaN基激光器是一种非常重要的GaN基光电子器件，由于其发射的光波在可见光波段，GaN基激光器在高密度光信息存储、投影显示、激光打印、水下通信、生物化学试剂的感应和激活以及医疗方面具有重要的应用价值。

传统的氮化镓基半导体激光器主要包括衬底、下N型限制层、下N型波导层、有源区、上P型波导层、P型电子阻挡层、上P型限制层和P型接触层的脊形波导结构。传统的氮化镓基半导体激光器采用脊形波导结构设计主要是为了降低阈值电流密度，增加横向光场限制，而脊形波导结构P型接触层的接触面积小，又接触电阻与接触面积成反比，故P型层具有较大接触电阻。在这种情况下，P型层会产生大的热损耗。大的热损耗会恶化氮化物激光器的性能，使得激光器阈值电流密度增大、斜率效率降低、寿命降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种半导体激光器及其制作方法，能够减小接触电阻，降低热损耗，提升性能。

本发明提出的具体技术方案为：提供一种半导体激光器，包括衬底、设置于所述衬底上的下限制层及设置于所述下限制层上的下波导层、第一掩膜波导、第二掩膜波导，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导分别位于所述下波导层的两侧，所述半导体激光器还包括依次叠层设置于所述下波导层上的有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层及接触层，所述接触层分别延伸至所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的上表面。

进一步地，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导为条形掩膜波导。

进一步地，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的材质为氮化硅；和/或所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导之间的间隔为2～10μm。

进一步地，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的厚度均为200～500nm；和/或所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的宽度均为100μm。

进一步地，所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导对称设置于所述下波导层的两侧。

进一步地，所述下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层均延伸至所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的上表面。

进一步地，还包括设置于所述下波导层与所述下限制层之间的第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导之间并延伸至所述第一掩膜波导和所述第二掩膜波导的上表面。

进一步地，还包括设置于所述掩膜层与所述下限制层之间的过渡层及设置于所述下限制层与所述衬底之间的第二缓冲层。

进一步地，所述衬底的材质为N型氮化镓，所述第二缓冲层的材质为N型掺杂的氮化镓，所述下限制层的材质为N型掺杂的氮化铝镓，所述过渡层的材质为N型氮化镓，所述第一缓冲层的材质为N型掺杂的氮化镓，所述下波导层的材质为N型掺杂的氮化铟镓，所述上波导层的材质为P型掺杂的氮化铟镓，所述电子阻挡层的材质为P型掺杂的氮化铝镓，所述上限制层的材质为P型掺杂的氮化铝镓，所述接触层的材质为P型掺杂的氮化镓，所述有源层为量子阱，其包括交替生长的掺杂的氮化镓量子垒层和掺杂的氮化铟镓量子阱层。