專利名稱：一種用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層的結(jié)構(gòu)，更確切地說，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器后腔面高反射涂層的膜系結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體激光器器件工藝技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明采用的激光器后腔面高反膜涂層結(jié)構(gòu)為λ/4n厚氧化物薄膜/80-100nm厚Ag膜/40-50nm厚相同組成和結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜，其中λ為激光器激射波長，n為氧化物薄膜折射率。這里第一層氧化物起著防止器件短路和增加Ag膜粘附力等雙重作用，厚度嚴(yán)格控制在λ/4n，主要目的是增透。當(dāng)激光器后腔面發(fā)出的光經(jīng)該氧化膜時(shí)，得到一次增透，到達(dá)Ag膜被全反射，在經(jīng)該膜時(shí)，得到一次增透，最后從前腔面射出，從而提高了激光輸出功率。最后一層氧化物起著保護(hù)Ag膜和增加機(jī)械強(qiáng)度等作用，其厚度控制無需嚴(yán)格。氧化物薄膜可以從ZrO2、SiO、Al2O3、Y2O3等機(jī)械強(qiáng)度高，折射率又接近1.8的氧化物膜料中選擇一種。
由上所述，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器后腔面技術(shù)相比，本發(fā)明專利有以下四大優(yōu)點(diǎn)第一膜系結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施容易，成本低，更適合于生產(chǎn)應(yīng)用。
第二由于銀在可見光區(qū)到紅外區(qū)都有很高反射率，因而該膜系結(jié)構(gòu)適合于不同波段半導(dǎo)體激光器后腔面高反射鍍膜。
第三雖然銀本身硬度和粘附力等都很差，但把它夾雜在兩個(gè)介質(zhì)膜之間，使得該膜系有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和牢固性，能有效保護(hù)半導(dǎo)體激光器后腔面。
第四采用該膜可以提高半導(dǎo)體激光器功率60％左右，視不同類型的激光器，其閾值電流減小20％50％。
圖2為實(shí)施例1所述RWG結(jié)構(gòu)1.3μm半導(dǎo)體激光器后腔面高反射涂層鍍膜前后I-P特性曲線。
圖3為實(shí)施例1所述BH結(jié)構(gòu)1.3μm半導(dǎo)體激光器后腔面高反射涂層鍍膜前后I-P特性曲線。
圖4為實(shí)施例2所述808nm半導(dǎo)體激光器后腔面高反射涂層鍍膜前后I-P特性曲線。
圖2、3、4中的橫坐標(biāo)為電流，單位mA；縱坐標(biāo)為光功率，單位為mW。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和先進(jìn)性，但絕非限制本發(fā)明，也即本發(fā)明絕非局限于實(shí)施例。實(shí)施例11.3μm半導(dǎo)體激光器后腔面高反射膜系結(jié)構(gòu)膜系結(jié)構(gòu)層序 膜料 厚度(nm)1ZrO21642Ag 803ZrO250實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別以脊波導(dǎo)(RWG)和掩埋異質(zhì)界(BH)結(jié)構(gòu)兩種1.3μm激光器做為樣品，在單個(gè)管芯后腔面上用電子束蒸鍍制備上述膜系結(jié)構(gòu)，通過測試鍍膜前后電流—功率特性，可看出各激光器功率提高60-65％，閾值電流減小20-50％，如圖2和3。實(shí)施例2808nm AlGaAs/GaAs激光器后腔面高反射膜系結(jié)構(gòu)膜系結(jié)構(gòu)層序 膜料 厚度(nm)1 Al2O32002 Ag 803 Al2O350實(shí)驗(yàn)結(jié)果以808nm分別限制單量子阱(SCH)結(jié)構(gòu)AlGaAs/GaAs激光器做為樣品，在單個(gè)管芯后腔面電子束蒸鍍該膜系之后，激光器功率提高60％以上，閾值電流減小20％左右，如圖4。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于它由λ/4n厚氧化物薄膜/80-100nm厚Ag膜/40-50nm厚相同組成和結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜構(gòu)成。式中λ為激光器激射波長，n為氧化物薄膜折射率，其值接近1.8。
2.按權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的氧化物薄膜為Al2O3、ZrO2、SiO、Y2O3膜料中的一種。
3.按權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于1.3μm半導(dǎo)體激光器后腔面高反射膜系結(jié)構(gòu)為164nm ZrO2/80nmAg/50nm ZrO2。
4.按權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體激光器腔面反射涂層的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于808nmAlGaAs/GaAs半導(dǎo)體激光器后腔面高反射膜系結(jié)構(gòu)為200nm Al2O3/80nmAg/50nm Al2O3。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器后腔面高反射涂層的膜系結(jié)構(gòu)，目的是提高激光器輸出功率，減小閾值電流，改善激光器各方面性能。其特征在于本發(fā)明采用既廉價(jià)又容易蒸發(fā)的金屬銀(Ag)做為高反射鍍膜材料，以其它折射率接近1.8的氧化物介質(zhì)膜，如ZrO
文檔編號H01S5/10GK1400698SQ0213662
公開日2003年3月5日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者吳根柱, 齊鳴, 張永剛, 李愛珍 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所