[实用新型]边发射激光器光束整形结构及激光器芯片

说明书

本实用新型边发射激光器光束整形结构及激光器芯片，属于半导体材料技术领域；提供了一种提高了激光光斑的功率密度、减少了光束发散角的边发射激光器光束整形结构及激光器芯片；技术方案为：边发射激光器光束整形结构为梯形台，梯形台凹陷在边发射激光器芯片内部的N型掺杂的波导层、有源层和P型掺杂的波导层中，梯形台的上底面位于边发射激光器芯片的前输出腔面上，梯形台围成的表面上依次镀有Si钝化膜和增透膜。

技术领域

本实用新型边发射激光器光束整形结构及激光器芯片，属于半导体材料技术领域。

背景技术

在半导体激光器光束质量改进方面，传统方法主要有几何光学整形方法和衍射光学整形方法。目前，国内外报道的光束整形方法主要有：柱面镜准直法、平面镜整形技术、非球面微透镜整形技术、微片棱镜堆整形法及衍射元件整形法等。这些方法都可实现光束整形，但这些方法都是在激光芯片外部设计光路进行光束整形，外部光路整形的方法不仅光路结构比较复杂、器件稳定性差，而且整形后的光束功率密度并未增加。

实用新型内容

本实用新型边发射激光器光束整形结构及激光器芯片，克服了现有技术存在的不足，提供了一种提高了激光光斑的功率密度、减少了光束发散角的边发射激光器光束整形结构及激光器芯片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种边发射激光器光束整形结构，其特征在于：光束整形结构为梯形台，梯形台凹陷在边发射激光器芯片内部的N型掺杂的波导层、有源层和P型掺杂的波导层中，梯形台的上底面位于边发射激光器芯片的前输出腔面上，梯形台围成的表面上依次镀有Si钝化膜和增透膜。

进一步，所述梯形台的上底面的长度为80～120μm，宽度为1000～1500 Å，所述梯形台的深度为1000～5000Å。

进一步，所述Si钝化膜的厚度为100～200Å，所述增透膜的材料为Si/ZnSe或Si/SiO₂，透射率为90%～95%。

一种激光器芯片，包括上述的光束整形结构、在衬底上依次生长的衬底、缓冲层、N型掺杂的限制层、N型掺杂的波导层、有源层、P型掺杂的波导层、P型掺杂的限制层、P型掺杂的顶层和P型高掺杂的电极接触层，该激光器芯片的前腔面依次镀有Si钝化膜和增透膜，在后腔面依次镀有Si钝化膜和高反射薄膜。

激光器芯片的制备方法，包括以下步骤：

S1.清洗外延片，在衬底上依次生长缓冲层、N型掺杂的限制层、N型掺杂的波导层、有源层、P型掺杂的波导层、P型掺杂的限制层、P型掺杂的顶层和P型高掺杂的电极接触层；

S2.外延片光刻形成周期性分布的平台图形，形成激光器芯片的尺寸形状，然后通过光刻工艺刻蚀P型高掺杂的电极接触层的两侧，中部未蚀刻的区域形成P电极；

S3.采用感应耦合等离子干法刻蚀，从P电极两旁的蚀刻区域上进行深沟刻蚀，蚀刻至缓冲层，深度约为40000～50000Å，形成深沟道；

S4.在深沟道中通过感应耦合等离子体-化学气相沉积，淀积一层SiO₂介质薄膜；

S5.在两个深沟道远离P电极的一旁刻蚀深度55000～60000 Å的切割道至衬底表面；

S6.在P电极上覆盖一层Ti/Pt/Au，作为P极欧姆接触电极，把衬底厚度减薄至1000000～1300000 Å，制备N面电极材料，在N面蒸发上一层厚度为3000～5000 Å Au/Ge/Ni和Au，形成N极欧姆接触电极；

S7.把外延片解理成需要的巴条；

S8.在激光器芯片的前腔面上涂光刻胶，采用纳米压印技术，刻蚀出长方形腔面图形，长方形的中心位于所述有源层，长方形的长和宽尺寸分别为80～120μm和1000～1500Å；