[发明专利]锥形半导体激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种锥形半导体激光器，其特征在于，包括：

衬底(10)；

依次覆盖于所述衬底(10)表面的N型限制层(20)、N型波导层(30)、有源层(40)、P型波导层(50)和P型刻蚀阻挡层(60)；

N型反型层(70)，覆盖于所述P型刻蚀阻挡层(60)表面，所述N型反型层(70)中间开设有凹陷且使所述P型刻蚀阻挡层(60)暴露的脊形单模区(1)和锥形放大区(2)，所述锥形放大区(2)与脊形单模区(1)相连且沿背离所述脊形单模区(1)方向的宽度逐渐增大；

P型限制层(90)，覆盖于所述N型反型层(70)表面，所述P型限制层(90)上靠近所述N型反型层(70)一侧设有与所述N型反型层(70)的凹陷侧面和凹陷底面匹配的脊形凸台结构；

欧姆接触层(100)，覆盖于所述P型限制层(90)表面；

P面电极(101)和N面电极(102)。

2.根据权利要求1所述的锥形半导体激光器，其特征在于，所述锥形放大区(2)的锥角全角小于10°。

3.根据权利要求1所述的锥形半导体激光器，其特征在于，所述衬底(10)覆盖于所述N面电极(102)表面，所述P面电极(101)覆盖于所述欧姆接触层(100)表面。

4.根据权利要求1所述的锥形半导体激光器，其特征在于，所述N型限制层(20)、N型波导层(30)和N型反型层(70)的掺杂物质均为硅或磷，所述P型限制层(90)、P型波导层(50)和P型刻蚀阻挡层(60)的掺杂物质均为碳或锌。

5.一种基于权利要求1所述锥形半导体激光器的制作方法，其特征在于，包括：

步骤S1，选择一衬底(10)，在所述衬底(10)表面依次生长N型限制层(20)、N型波导层(30)、有源层(40)、P型波导层(50)、P型刻蚀阻挡层(60)和第一N型反型层(701)，形成晶圆；

步骤S2，在所述第一N型反型层(701)表面完整旋涂光刻胶(80)，在所述光刻胶(80)上光刻出与所述脊形单模区(1)和锥形放大区(2)结构相同的锥形电流注入区域；

步骤S3，在所述第一N型反型层(701)上刻蚀去除未被光刻胶(80)覆盖的区域，形成所述N型反型层(70)；

步骤S4，去除所述N型反型层(70)表面残余的光刻胶(80)，并清洗晶圆；

步骤S5，在晶圆表面依次生长P型限制层(90)和欧姆接触层(100)；

步骤S6，减薄衬底(10)后，在衬底(10)上背离所述N型限制层(20)的一面生长N面电极(102)，在所述欧姆接触层(100)表面生长P面电极(101)。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述衬底(10)采用GaAs、InP、GaN或Si材料。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤S1中，采用金属有机物化学气相沉积或分子束外延方法在所述衬底(10)表面依次生长N型限制层(20)、N型波导层(30)、有源层(40)、P型波导层(50)、P型刻蚀阻挡层(60)和第一N型反型层(701)。

8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述N型限制层(20)、N型波导层(30)、P型波导层(50)和第一N型反型层(701)均采用AlGaAs材料，所述有源层(40)采用InGaAs材料，所述P型刻蚀阻挡层(60)采用GaInP材料。

9.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤S5中，所述P型限制层(90)采用AlGaAs或GaAs材料，所述欧姆接触层(100)采用P型掺杂的GaAs材料，掺杂浓度大于10¹⁸cm^-3。

10.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，步骤S6中，所述P面电极(101)为采用溅射方式沉积的Ti/Pt/Au三层金属，所述N面电极(102)采用溅射方式沉积的Au/Ge/Ni合金，然后再次溅射一层Au材料。