[发明专利]一种半导体激光器及其制备方法

说明书

本申请提供一种半导体激光器及其制备方法，涉及半导体技术领域，包括衬底以及依次层叠于衬底上的底部DBR层、多量子阱层和顶部DBR层，在顶部DBR层背离多量子阱层的一侧设置具有出光孔的接触金属，在接触金属上设置有覆盖接触金属和出光孔的MXene薄膜，通过在顶部DBR的接触金属上设置覆盖接触金属和出光孔的MXene薄膜，并且MXene薄膜为Tisubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;薄膜，以便利用Tisubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;薄膜的高透明度和高导电性，不仅在器件的接触金属覆盖区域能够形成电场，还能够在器件的出光孔也覆盖电场，使得该区域电流流通，由此，使得器件的电场分布较为均匀，能够匀化电流导向，优化光形，使得器件发光所形成的光斑较为均匀。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体激光器及其制备方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)是一种出光方向垂直与谐振腔表面的激光器，具有阈值电流小，发散角小且光斑呈现圆形对称性，易二维集成等优点，目前被广泛应用于光互连、光存储、光通信等领域。

现有VCSEL器件中通常采用氧化或者离子注入的方式限制电流，以达到电流局限的效果，搭配使用环状电极，这会使得器件电场分布不均匀，导致界面处载流子分布不均匀，使得激光发光的光斑不均匀。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种半导体激光器及其制备方法，以解决现有激光器件中因为电场分布不均匀，所以激光发光的光斑不均匀的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种半导体激光器，包括衬底以及依次层叠于衬底上的底部DBR层、多量子阱层和顶部DBR层，在顶部DBR层背离多量子阱层的一侧设置具有出光孔的接触金属，在接触金属上设置有覆盖接触金属和出光孔的MXene薄膜，在MXene薄膜上设置有适配出光孔的顶部电极，MXene薄膜为Ti₂CT_x薄膜。

可选的，MXene薄膜满足：d＝kλ/4n，其中，d为MXene薄膜的厚度，n为MXene薄膜的折射率，λ为半导体激光器的波长，k＝2n+1。

可选的，在顶部DBR层靠近多量子阱层的一侧形成具有氧化限制孔的氧化层，氧化限制孔与出光孔对应。

可选的，在顶部DBR层内形成具有电流限制孔的离子注入区，电流限制孔的孔径小于氧化限制孔的孔径。

本申请实施例的另一方面，提供一种半导体激光器制备方法，方法包括：

在衬底上外延生长外延结构，外延结构包括依次层叠于衬底上的底部DBR层、多量子阱层和顶部DBR层；

在顶部DBR层背离多量子阱层的一侧形成具有出光孔的接触金属；

在接触金属上旋涂MXene薄膜，MXene薄膜覆盖接触金属和出光孔，MXene薄膜为Ti₂CT_x薄膜；

在MXene薄膜上形成有适配出光孔的顶部电极。

可选的，MXene薄膜满足：d＝kλ/4n，其中，d为MXene薄膜的厚度，n为MXene薄膜的折射率，λ为半导体激光器的波长，k＝2n+1。

可选的，在在衬底上外延生长外延结构之后，方法还包括：

通过台面刻蚀在衬底上形成台面；

通过侧向氧化在顶部DBR层靠近多量子阱层的一侧形成具有氧化限制孔的氧化层，氧化限制孔与出光孔对应。