專利名稱：一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體器件技術(shù)，屬于半導(dǎo)體光電子器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)條形半導(dǎo)體激光器因其自聚焦、空間燒孔等效應(yīng)的影響，致使其輸出光束呈 多階模的傳輸特性，直接導(dǎo)致器件輸出發(fā)散角大、光束質(zhì)量差，不便于器件在泵浦、光纖耦 合、光通信等方面的應(yīng)用。一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器是在傳統(tǒng)條形 激光器的基礎(chǔ)上，引入模式濾波器結(jié)構(gòu)，使條形半導(dǎo)體激光器實現(xiàn)低發(fā)散角、高光束質(zhì)量的 高亮度光束傳輸。本發(fā)明針對傳統(tǒng)條形半導(dǎo)體激光器的缺點，在不改變傳統(tǒng)外延片結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提 出了一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器新結(jié)構(gòu)及相應(yīng)制作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，設(shè)計一種制作帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的 結(jié)構(gòu)及相應(yīng)制作方法，該結(jié)構(gòu)及相應(yīng)制作方法具有工藝簡單、效果好及成本低的優(yōu)點。這種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的特征體現(xiàn)在以下制作步驟 (1)首先在傳統(tǒng)激光器外延片上光刻出圖1中4、6所標示區(qū)域的圖形，4區(qū)域長為500，寬 為10-120um ；6區(qū)域長為50_500um，寬為4_200um ；圖1中4、6所標示的區(qū)域被光刻膠保 護，未被光刻膠保護的所標示區(qū)域5被刻蝕0.3-lum。(2)在完成(1)的基礎(chǔ)上，在整個做 光刻圖形的激光器外延片上濺射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用傳統(tǒng)liftoff工藝剝 離掉圖1中4、6所標示區(qū)域的光刻膠及其上的掩蔽膜。(3)在完成步驟(2)的基礎(chǔ)上，在 激光器的外延片上光刻出圖1中所標示的4，即經(jīng)過光刻后5、6上留有光刻膠，4上無光刻 膠，5區(qū)域的長為50-500um，寬為150_248um。(4)在完成步驟(3)的基礎(chǔ)上，刻蝕掉圖1 中4區(qū)域0-0. Sum,并在整個所做光刻圖形的激光器外延片上濺射0. 2-0. 35um厚的掩蔽 膜。(5)在完成步驟(4)的基礎(chǔ)上，使用傳統(tǒng)lift off工藝剝離圖1中5、6所標示區(qū)域的 光刻膠及其上的掩蔽膜。(6)在步驟(5)的基礎(chǔ)上，在所制作的圖形上制備15/25/350nm 的Ti/Pt/Au的P面電極。(7)在步驟(6)的基礎(chǔ)上，N面減薄到90-130um后，在其上制備 20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面電極。(8)在步驟(7)的基礎(chǔ)上，在合金爐 內(nèi)450°C恒溫10秒后急冷卻至常溫，取出解理，以圖1中4和6的長度和及其結(jié)構(gòu)作為解理 周期，即以2-10個4和6構(gòu)成的周期結(jié)構(gòu)長度解理半導(dǎo)體激光器外延片。(9)在步驟(8) 的基礎(chǔ)上，裝架鍍膜，在出光的前腔面鍍透過率不小于98%的增透膜，后腔面鍍反射率不小 于94%的高反射膜。


為了進一步說明本發(fā)明的技術(shù)特征，以下結(jié)合附圖來進一步說明，其中圖1是帶 有三個模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖。如說明書附圖所示，1為器件有
3源區(qū)；2為后腔面；3為前腔面；4為模式濾波器區(qū)；5為刻蝕區(qū)；6為電注入?yún)^(qū)。以有源層為 界，如箭頭所指方向，有源層以上是P型摻雜，有源層以下是η型摻雜。
具體實施例方式
結(jié)合圖1所示，制作一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器制作方法 是(1)首先在傳統(tǒng)激光器外延片上光刻出圖1中4、6所標示區(qū)域的圖形，4區(qū)域長為 500um,寬為10-120um ；6區(qū)域長為50_500um，寬為4_200um ；圖1中4、6所標示的區(qū)域被光 刻膠保護，未被光刻膠保護的所標示區(qū)域5被刻蝕0. 3-lum。(2)在完成(1)的基礎(chǔ)上，在整 個做光刻圖形的激光器外延片上濺射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用傳統(tǒng)lift off工 藝剝離掉圖1中4、6所標示區(qū)域上的光刻膠及其上的掩蔽膜。(3)在完成步驟(2)的基礎(chǔ) 上，在激光器的外延片上光刻出圖1中所標示的4，即經(jīng)過光刻后5、6上留有光刻膠，4上無 光刻膠，5區(qū)域的長為50-500um，寬為150_248um。(4)在完成步驟(3)的基礎(chǔ)上，刻蝕掉圖 1中4區(qū)域0-0. Sum,并在整個所做光刻圖形的激光器外延片上濺射0. 2-0. 35um厚的掩蔽 膜。(5)在完成步驟(4)的基礎(chǔ)上，使用傳統(tǒng)lift off工藝剝離圖1中5、6所標示區(qū)域上 的光刻膠及其上的掩蔽膜。(6)在步驟(5)的基礎(chǔ)上，在所制作的圖形上制備15/25/350nm 的Ti/Pt/Au的P面電極。(7)在步驟(6)的基礎(chǔ)上，N面減薄到90-130um后，在其上制備 20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面電極。(8)在步驟(7)的基礎(chǔ)上，在合金爐 內(nèi)450°C恒溫10秒后急冷卻至常溫，取出解理，以圖1中4與6的長度和及其結(jié)構(gòu)作為解理 周期，即以2-10個4和6構(gòu)成的周期結(jié)構(gòu)長度解理半導(dǎo)體激光器外延片。(9)在步驟(8) 的基礎(chǔ)上，裝架鍍膜，在出光的前腔面鍍透過率不小于98%的增透膜，后腔面鍍反射率不小 于94%的高反射膜。
權(quán)利要求
一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作方法，其特征在于器件的結(jié)構(gòu)和制作方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在傳統(tǒng)激光器外延片上光刻出圖1中4、6所標示區(qū)域的圖形，4區(qū)域長為 500um,寬為10-120um ；6區(qū)域長為50_500um，寬為4_200um ；圖1中4、6所標示的區(qū)域被光 刻膠保護，未被光刻膠保護的所標示區(qū)域5被刻蝕0. 3-lum。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制 作方法，其特征在于，在完成(1)的基礎(chǔ)上，在整個做光刻圖形的激光器外延片上濺射 0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用傳統(tǒng)lift off工藝剝離掉圖1中4、6所標示區(qū)域上的光 刻膠及其上的掩蔽膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制 作方法，其特征在于，在完成步驟(2)的基礎(chǔ)上，在激光器的外延片上光刻出圖1中所標 示的4，即經(jīng)過光刻后5、6上留有光刻膠，4上無光刻膠，5區(qū)域的長為50-500um，寬為 150-248um。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在完成步驟(3)的基礎(chǔ)上，刻蝕掉圖1中4區(qū)域0-0. Sum,并在整個所做 光刻圖形的激光器外延片上濺射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在完成步驟(4)的基礎(chǔ)上，使用傳統(tǒng)lift off工藝剝離圖1中5、6所標 示區(qū)域上的光刻膠及其上的掩蔽膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在步驟(5)的基礎(chǔ)上，在所制作的圖形上制備15/25/350nm的Ti/Pt/Au 的P面電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及 制作方法，其特征在于，在步驟(6)的基礎(chǔ)上，N面減薄到90-130um后，在其上制備 20/150/15/25/350nm 的 Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N 面電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在步驟(7)的基礎(chǔ)上，在合金爐內(nèi)450°C恒溫10秒后急速冷卻至常溫，取 出解理，以圖1中4與6的長度和及其結(jié)構(gòu)作為解理周期，即以2-10個4和6構(gòu)成的周期 結(jié)構(gòu)長度解理半導(dǎo)體激光器外延片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)及制作 方法，其特征在于，在步驟(8)的基礎(chǔ)上，裝架鍍膜，在出光的前腔面鍍透過率不小于98% 的增透膜，后腔面鍍反射率不小于94%的高反射膜。
全文摘要
一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器屬于半導(dǎo)體光電子器件技術(shù)領(lǐng)域。該領(lǐng)域已知條形半導(dǎo)體激光器不足之處是輸出光束發(fā)散角大、發(fā)光亮度低等缺點，限制了此類器件在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明之一種帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器，是利用半導(dǎo)體激光器高、低階模的不同傳輸特點，通過在傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器外延片P面上，經(jīng)過光刻、刻蝕等工藝制作帶有模式濾波器的高亮度條形半導(dǎo)體激光器。該結(jié)構(gòu)條形半導(dǎo)體激光器適合于任何波長、不同條寬的高亮度半導(dǎo)體激光器的制作，制備出的半導(dǎo)體激光器具有輸出發(fā)散角小、發(fā)光亮度高等優(yōu)點，對于促進這類高亮器件在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。
文檔編號H01S5/065GK101895059SQ201010224459
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者喬忠良, 劉國軍, 張斯玉, 曲軼, 李占國, 李梅, 李輝, 王玉霞, 蘆鵬, 薄報學(xué), 高欣 申請人:長春理工大學(xué)