[发明专利]一种半导体激光器材料钝化方法

摘要

本发明公开了一种半导体激光器材料钝化方法。该方法适用于对半导体激光器谐振腔腔面材料进行钝化处理，具体包括用离子束对半导体激光器谐振腔腔面材料进行轰击清洗和采用ALD技术对半导体激光器谐振腔腔面沉积AlN钝化层实现。本发明公开的这种半导体激光器材料钝化方法，在真空环境中用离子束轰击谐振腔表面后有效去除腔面的氧化层、腔面污染、表面态、表面材料位错、表面材料的悬挂键，获得洁净的半导体激光器谐振腔腔面，在等离子体辅助条件下实现ALD装置中低温沉积获得AlN钝化层对谐振腔腔面进行保护。本发明公开的这种方法通过对谐振腔腔面进行工艺处理，提高了半导体激光器的腔面损伤阈值，实现器件的输出功率、寿命和性能稳定性的提高。

主权项

1.一种半导体激光器材料钝化方法，其特征在于，该方法适用于对半导体激光器谐振腔腔面材料进行钝化，该方法采用可提供优于1×10‑4Torr真空环境的一种装置对半导体激光器谐振腔腔面进行工艺处理，所述装置包括离子束轰击清洗处理部分和原子层沉积AlN钝化层部分，所述离子束轰击清洗处理部分在1×10‑4Torr真空环境下用于对半导体激光器谐振腔腔面进行清洗，清洗时将半导体激光器Bar条罗列激光器谐振腔腔面紧密排列在竖直的同一平面上，谐振腔一侧的腔面罗列成一个平面，然后用夹具固定将谐振腔腔面构成的平面朝上放置，在离子束轰击下去除谐振腔表面的氧化层、腔面污染、表面态、表面材料位错、表面材料的悬挂键，有效提高腔面材料辐射复合效率，降低腔面非辐射复合中心和表面态密度，实现洁净的半导体激光器谐振腔腔面，然后清洗激光器另一个腔面，离子束轰击清洗谐振腔腔面后提高了腔面材料的光学性能，该半导体激光器谐振腔腔面即为半导体激光器Bar条的解理面，半导体激光器谐振腔腔面在离子束轰击清洗处理后用导轨小车传送至ALD沉积AlN钝化层装置，所述ALD沉积AlN钝化层装置配有射频源用于产生等离子体，所述等离子体用于将沉积AlN的反应源活化提高反应源的活性，使得生成AlN的反应能够在低温下进行，当ALD装置中真空优于1×10‑4Torr时开始在谐振腔腔面进行AlN钝化层制备，制备所述AlN钝化层所用的反应源为三甲基铝和氨气，在谐振腔腔面沉积1nm～10nm的AlN钝化层，AlN生长温度100℃～300℃，半导体激光器谐振腔腔面钝化处理完成后从本发明所述装置中取出进行谐振腔腔面光学膜制备及后续器件制备工艺完成激光器器件制作，本发明提出的这种对半导体激光器谐振腔腔面处理的方法，提高了半导体激光器的腔面损伤阈值，实现器件的输出功率、寿命和性能稳定性的提高。