[发明专利]半导体激光器、巴条及制作方法

说明书

本发明公开了半导体激光器、巴条及制作方法，其中，半导体激光器，包括：衬底；外延结构，覆盖于所述衬底的上表面；第一绝缘层，覆盖于所述外延结构的上表面，并在厚度方向开设有贯穿的电流注入窗口；第一电极，覆盖于所述第一绝缘层的上表面以及所述外延结构通过所述电流注入窗口外露的部分的上表面；第二绝缘层，在对应所述电流注入窗口位置处覆盖于所述第一电极的上表面，在所述第一绝缘层上的投影的外轮廓与所述电流注入窗口的边缘相对应，以使得所述第二绝缘层可以部分或全部地抵消所述第一绝缘层在所述电流注入窗口的边缘处对所述外延结构产生的应力。通过上述方式，本发明能够减小工艺过程中引入的应力对半导体材料造成的影响。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，特别是涉及一种半导体激光器、巴条及制作方法。

背景技术

水平发散角的大小和光斑的强度分布是影响光纤耦合效率的重要因素之一。在沉积绝缘层限制电流注入的半导体激光器中，光弹性波导是其一种重要的光传导特性。在半导体激光器电流注入窗口下，有源区折射率出现的微小变化都会导致光弹性波导形成，而该区域折射率的变化则受电流注入窗口下半导体材料应力场分布的影响。由于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料普遍具有较大的光弹性系数，因此引入较小的应力就会导致材料折射率发生明显变化。

半导体激光器的电流注入窗口的制作方法是：p型接触层上通过PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)或者CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积法)沉积绝缘层；在绝缘层上涂覆光刻胶，在光刻胶的掩蔽下，利用腐蚀液体在绝缘层的中间处开设出电流注入窗口。由于绝缘层与半导体材料的热膨胀系数不同，在后续热处理过程中，绝缘层在半导体材料表面会引入应力，尤其是在电流注入窗口的边缘处，电流注入窗口的边缘处引入的应力通常会将半导体材料的介电常数改变10^-3数量级，进而形成新的波导。正波导或负波导的形成则是由绝缘层内部应力、电流注入窗口宽度和有源区深度决定。

请参见图1和图2，图1是沉积氮化硅绝缘层后砷化镓半导体材料表面不同深度处的应力场分布示意图，图2是沉积氮化硅绝缘层后砷化镓半导体材料表面不同深度处的介电常数变化分布示意图。其中，砷化镓半导体材料厚度为150um，宽度为400um，氮化硅绝缘层设置有70μm宽的开口(电流注入窗口)，开口的宽度方向与砷化镓半导体材料宽度一致，砷化镓半导体材料表面上沉积氮化硅绝缘层时的温度为300℃，图1和图2分别模拟沉积氮化硅绝缘层的砷化镓半导体材料在温度从300℃冷却至室温时的应力场和介电常数变化分布。图1和图2中的不同深度分别指砷化镓半导体材料与氮化硅绝缘层接触表面的下方0.5um、1um、2um和4um处。

由图1和图2可知，砷化镓半导体材料在对应开口边缘位置处应力集中，导致在对应开口边缘位置处介电常数发生较大改变。

因此，使用氮化硅绝缘层的半导体激光器在形成电流注入窗口后，电流注入窗口边缘处引入的应力增大了对应该区域的半导体材料的折射率，形成新的正波导，导致激光在谐振腔中振荡时，部分光集中在此处，进而在远场水平发散角对称两侧显现出旁峰，造成发散角角度过大和光斑强度分布不均匀问题。

减小工艺过程中引入的应力是亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器、巴条及制作方法，可以减小工艺过程中引入的应力对半导体材料造成的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种半导体激光器，包括：

衬底；

外延结构，覆盖于所述衬底的上表面；

第一绝缘层，覆盖于所述外延结构的上表面，并在厚度方向开设有贯穿的电流注入窗口；

第一电极，覆盖于所述第一绝缘层的上表面以及所述外延结构通过所述电流注入窗口外露的部分的上表面；