[发明专利]一种半导体激光器的外延生长方法

说明书

本发明提供了一种半导体激光器的外延生长方法，包括：制备外延片，其中，外延片按照预设方向至少包括下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；依次对上限制层和欧姆接触层进行部分刻蚀，露出上波导层的上表面；在露出上波导层的上表面上外延生长掺杂材料层，得到外延生长后的外延片；对外延生长后的外延片进行预处理，得到预处理后的外延片，其中，预处理用于形成非吸收窗口；对预处理后的外延片进行刻蚀，刻蚀掉掺杂材料层，再次露出上波导层的上表面；在再次露出上波导层的上表面上再次依次外延生长上限制层和欧姆接触层；其中，外延生长方法发生在同一反应腔室内。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件技术领域，具体地，本发明涉及一种半导体激光器芯片的外延生长方法。

背景技术

半导体激光器具有体积小、功耗低、电光转换效率高等一系列优点，目前在互联网、光通信、信息存储、激光显示、成像、激光加工、检测、医疗诊断、激光武器等诸多领域得到广泛应用。随着半导体激光器在基础学科领域的不断研究深化，以及在应用领域的创新和开发，人们对大功率半导体激光器的需求也越来越大。

高输出功率和长期可靠性是大功率半导体激光器得以广泛应用的前提，但功率的增大，往往伴随器件可靠性的降低。因此，如何进一步制备可靠性高并且功率大的半导体激光器的问题有待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种半导体激光器的外延生长方法，以至少部分解决上述提及的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种半导体激光器的外延生长方法，包括：

制备外延片，其中，外延片按照预设方向至少包括下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层和欧姆接触层；

依次对上限制层和欧姆接触层进行部分刻蚀，露出上波导层的上表面；

在露出上波导层的上表面上外延生长掺杂材料层，得到外延生长后的外延片；

对外延生长后的外延片进行预处理，得到预处理后的外延片，其中，预处理用于形成非吸收窗口；

对所述预处理后的外延片进行刻蚀，刻蚀掉所述掺杂材料层，再次露出所述上波导层的上表面；

在再次露出上波导层的上表面上再次依次外延生长上限制层和欧姆接触层；

其中，外延生长方法发生在同一反应腔室内。

根据本发明的实施例，其中，对外延生长后的外延片进行预处理，得到预处理后的外延片，其中，预处理用于形成非吸收窗口包括：

在反应腔室内对外延生长后的外延片进行退火处理，通过杂质扩散的方式形成非吸收窗口，得到预处理后的外延片。

根据本发明的实施例，其中，退火处理的退火温度和退火时间根据外延片的材料以及量子阱有源区进行蓝移时所需蓝移量的大小确定。

根据本发明的实施例，其中，非吸收窗口位于下波导层、量子阱有源区和上波导层之中。

根据本发明的实施例，其中，外延生长的方法包括金属有机化合物化学气相沉积。

根据本发明的实施例，其中，制备外延片包括：

提供一衬底；

在衬底上依次生长缓冲层、下限制层、下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层以及欧姆接触层。

根据本发明的实施例，其中，制备外延片还包括：

在欧姆接触层上表面外延生长掩膜层，用于保护上限制层和欧姆接触层的除部分刻蚀之外的其他部分；其中，掩膜层的材料包括二氧化硅或氮化硅；掩膜层的厚度为50nm～500nm。