本實(shí)用新型涉及的是半導(dǎo)體激光器結(jié)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是一種半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體激光器因?yàn)槠潴w積小，光電轉(zhuǎn)換效率高，可以直接調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)在光纖通訊、光信息存儲(chǔ)、激光顯示等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。具有圓對(duì)稱光斑的半導(dǎo)體激光器在實(shí)際應(yīng)用極為重要。使用圓對(duì)稱光斑的半導(dǎo)體激光器，可以提高激光器與光纖耦合的效率、提高光信息存儲(chǔ)的容量、提高激光打印的分辨率以及激光加工的精度。圓對(duì)稱的半導(dǎo)體激光器光斑經(jīng)針孔濾波和準(zhǔn)直后可形成均勻亮度的圓光斑，應(yīng)用于光學(xué)信息獲取和處理系統(tǒng)。

目前，半導(dǎo)體激光器獲得圓對(duì)稱光斑的方法有兩類，一類是利用光的折射或衍射，經(jīng)復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)將半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑整形為圓光斑，這一類技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，出現(xiàn)過(guò)多種技術(shù)方案，但是并沒(méi)有形成一種通用有效的技術(shù)方案。這一類后處理的方法普遍存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、調(diào)整困難、體積比半導(dǎo)體激光器本身還要大許多、且其價(jià)格并不像半導(dǎo)體激光器那樣隨時(shí)間快速降低而是逐年攀升，限制了這一類技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器圓對(duì)稱光斑的另一類方法是垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)，但由于其腔長(zhǎng)短、發(fā)光面積小使其難以實(shí)現(xiàn)較大的光功率輸出，制備技術(shù)難度也相對(duì)較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種半導(dǎo)體激光器，該方案在低光損耗的n型部分設(shè)置一個(gè)非對(duì)稱的厚波導(dǎo)，并在激光器芯片后腔面蒸鍍高反膜，前腔面蒸鍍抗反射膜，然后在出光前腔面的第二波導(dǎo)處刻蝕形成布拉格反射鏡，利用包含多量子阱有源區(qū)的第二波導(dǎo)與第一波導(dǎo)的耦合，實(shí)現(xiàn)第一波導(dǎo)處的出射光斑的圓對(duì)稱分布。

本方案是通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種半導(dǎo)體激光器，包括有從下至上依次設(shè)置的n型襯底、n型第一下光學(xué)限制層、n型第一波導(dǎo)層、n型第二下光學(xué)限制層、n型第二下波導(dǎo)層、多量子阱有源區(qū)、p型第二上波導(dǎo)層、p型第二上光學(xué)限制層和p型接觸層；n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸大于n型第二波導(dǎo)層的平面尺寸；n型襯底、n型第一下光學(xué)限制層和n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸相同；n型第二下波導(dǎo)層、多量子阱有源區(qū)、p型第二上波導(dǎo)層、p型第二上光學(xué)限制層和p型接觸層的平面尺寸相同；n型第二下光學(xué)限制層下端面的平面尺寸與n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸相同；n型第二下光學(xué)限制層上端面的平面尺寸與n型第二下波導(dǎo)層的平面尺寸相同。

作為本方案的優(yōu)選：激光器的后腔面上鍍有高反射膜。

作為本方案的優(yōu)選：激光器的前腔面上鍍有抗反射膜。

作為本方案的優(yōu)選：從n型第二波導(dǎo)層到p型接觸層的區(qū)間靠近出光區(qū)的區(qū)域刻蝕成布拉格光柵。

一種半導(dǎo)體激光器的制作方法，包括有以下步驟：

a.使用n型材料作為襯底、第一下光學(xué)限制層、第一波導(dǎo)層、第二下光學(xué)限制層、第二下波導(dǎo)層；使用量子阱或量子點(diǎn)做為有源區(qū)；使用p型材料作為第二上波導(dǎo)層、第二上光學(xué)限制層、接觸層；依次從下至上安裝為脊型波導(dǎo)激光器芯片；

b. 激光器芯片后腔面蒸鍍高反射膜；

c. 激光器芯片前腔面蒸鍍抗反射膜；

d. 在激光器芯片的出光前腔面的第二波導(dǎo)處刻蝕形成布拉格反射鏡。

作為本方案的優(yōu)選：步驟a中各層材料的制備具體參數(shù)要求為：

生長(zhǎng)2.0 μm的n型GaN層襯底，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為2.5 μm/h，摻Si濃度為3×1018/cm3；

生長(zhǎng)900 nm的n型AlGaN第一下光學(xué)限制層，Al組分為8%，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為1 μm/h，摻Si濃度為3×1018/ cm3；

生長(zhǎng)1.0 μm的n型InGaN第一下波導(dǎo)層,In組分為2%，生長(zhǎng)溫度為750℃，生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Si濃度為1×1018/ cm3；

生長(zhǎng)500 nm的AlGaN第二下光學(xué)限制層，Al組分為2%，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為1μm/h，摻Si濃度為2×1018/ cm3；

生長(zhǎng)100 nm的n型InGaN第二下波導(dǎo)層，生長(zhǎng)溫度為750℃，In組分為6%,生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Si濃度為1×1018/ cm3；

生長(zhǎng)多量子阱有源區(qū)，生長(zhǎng)壓力為400 mbar，壘層厚度15 nm，生長(zhǎng)溫度850℃，阱層厚度2.5 nm，生長(zhǎng)溫度730℃，阱層InGaN的組分為16%，總共2對(duì)；

生長(zhǎng)100 nm的p型InGaN第二上波導(dǎo)層，生長(zhǎng)溫度為760℃，In組分為3%,生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Mg濃度為1×1017/ cm3；

生長(zhǎng)700 nm的p型AlGaN/GaN超晶格第二上光學(xué)限制層，超晶格周期為5nm，Al組分為16%，生長(zhǎng)溫度為950℃，生長(zhǎng)壓力為200 mbar，生長(zhǎng)速率為1.0 μm/h，摻Mg濃度為3×1019/ cm3；

生長(zhǎng)20nm的p型GaN接觸層，生長(zhǎng)溫度為950℃，生長(zhǎng)壓力為200 mbar，生長(zhǎng)速率為1.0 μm/h，摻Mg濃度為1×1020/ cm3。

作為本方案的優(yōu)選：步驟d中，布拉格反射鏡刻蝕參數(shù)為：刻蝕深度1.3 μm，周期270 nm，對(duì)數(shù)5對(duì)。

作為本方案的優(yōu)選：步驟c和步驟d中，前腔面鍍高反射膜反射率不低于98%，后腔面鍍抗反射膜反射率不高于1%。

本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中在低光損耗的n型部分設(shè)置一個(gè)非對(duì)稱的厚波導(dǎo)，并在激光器芯片后腔面蒸鍍高反膜，前腔面蒸鍍抗反射膜，然后在出光前腔面的第二波導(dǎo)處刻蝕形成布拉格反射鏡，利用包含多量子阱有源區(qū)的第二波導(dǎo)與第一波導(dǎo)的耦合，實(shí)現(xiàn)第一波導(dǎo)處的出射光斑的圓對(duì)稱分布。

由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖中，1為n型襯底，2為n型第一下光學(xué)限制層，3為n型第一波導(dǎo)層，4為n型第二下光學(xué)限制層，5為n型第二下波導(dǎo)層，6為多量子阱有源區(qū)，7為p型第二上波導(dǎo)層，8為p型第二上光學(xué)限制層，9為p型接觸層。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

通過(guò)附圖能夠看出，本方案的激光器結(jié)構(gòu)包括有從下至上依次設(shè)置的n型襯底、n型第一下光學(xué)限制層、n型第一波導(dǎo)層、n型第二下光學(xué)限制層、n型第二下波導(dǎo)層、多量子阱有源區(qū)、p型第二上波導(dǎo)層、p型第二上光學(xué)限制層和p型接觸層；n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸大于n型第二波導(dǎo)層的平面尺寸；n型襯底、n型第一下光學(xué)限制層和n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸相同；n型第二下波導(dǎo)層、多量子阱有源區(qū)、p型第二上波導(dǎo)層、p型第二上光學(xué)限制層和p型接觸層的平面尺寸相同；n型第二下光學(xué)限制層下端面的平面尺寸與n型第一波導(dǎo)層的平面尺寸相同；n型第二下光學(xué)限制層上端面的平面尺寸與n型第二下波導(dǎo)層的平面尺寸相同。激光器的后腔面上鍍有高反射膜。激光器的前腔面上鍍有抗反射膜。從n型第二波導(dǎo)層到p型接觸層的區(qū)間靠近出光區(qū)的區(qū)域刻蝕成布拉格光柵。

本方案的制作方法包括有以下步驟：

a.使用n型材料作為襯底、第一下光學(xué)限制層、第一波導(dǎo)層、第二下光學(xué)限制層、第二下波導(dǎo)層；使用量子阱或量子點(diǎn)做為有源區(qū)；使用p型材料作為第二上波導(dǎo)層、第二上光學(xué)限制層、接觸層；依次從下至上安裝為脊型波導(dǎo)激光器芯片；

b. 激光器芯片后腔面蒸鍍高反射膜；

c. 激光器芯片前腔面蒸鍍抗反射膜；

d. 在激光器芯片的出光前腔面的第二波導(dǎo)處刻蝕形成布拉格反射鏡。

步驟a中各層材料的制備具體參數(shù)要求為：

生長(zhǎng)2.0 μm的n型GaN層襯底，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為2.5 μm/h，摻Si濃度為3×1018/cm3；

生長(zhǎng)900 nm的n型AlGaN第一下光學(xué)限制層，Al組分為8%，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為1 μm/h，摻Si濃度為3×1018/ cm3；

生長(zhǎng)1.0 μm的n型InGaN第一下波導(dǎo)層,In組分為2%，生長(zhǎng)溫度為750℃，生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Si濃度為1×1018/ cm3；

生長(zhǎng)500 nm的AlGaN第二下光學(xué)限制層，Al組分為2%，生長(zhǎng)溫度為1050℃，生長(zhǎng)壓力為150 mbar，生長(zhǎng)速率為1μm/h，摻Si濃度為2×1018/ cm3；

生長(zhǎng)100 nm的n型InGaN第二下波導(dǎo)層，生長(zhǎng)溫度為750℃，In組分為6%,生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Si濃度為1×1018/ cm3；

生長(zhǎng)多量子阱有源區(qū)，生長(zhǎng)壓力為400 mbar，壘層厚度15 nm，生長(zhǎng)溫度850℃，阱層厚度2.5 nm，生長(zhǎng)溫度730℃，阱層InGaN的組分為16%，總共2對(duì)；

生長(zhǎng)100 nm的p型InGaN第二上波導(dǎo)層，生長(zhǎng)溫度為760℃，In組分為3%,生長(zhǎng)壓力為400 mbar，生長(zhǎng)速率為0.07 μm/h，摻Mg濃度為1×1017/ cm3；

生長(zhǎng)700 nm的p型AlGaN/GaN超晶格第二上光學(xué)限制層，超晶格周期為5nm，Al組分為16%，生長(zhǎng)溫度為950℃，生長(zhǎng)壓力為200 mbar，生長(zhǎng)速率為1.0 μm/h，摻Mg濃度為3×1019/ cm3；

生長(zhǎng)20nm的p型GaN接觸層，生長(zhǎng)溫度為950℃，生長(zhǎng)壓力為200 mbar，生長(zhǎng)速率為1.0 μm/h，摻Mg濃度為1×1020/ cm3。

作為本方案的優(yōu)選：步驟d中，布拉格反射鏡刻蝕參數(shù)為：刻蝕深度1.3 μm，周期270 nm，對(duì)數(shù)5對(duì)。

步驟c和步驟d中，前腔面鍍高反射膜反射率不低于98%，后腔面鍍抗反射膜反射率不高于1%。

本方案的加工工藝流程為：

1) 上電極制作；

2）光刻圖形；

3）脊型刻蝕，脊型寬度3μm;

4）布拉格反射鏡刻蝕，刻蝕深度1.3μm，周期270 nm，對(duì)數(shù)5對(duì)；

5）襯底減?。?/p>

6）下電極制作；

7）解理腔面，腔長(zhǎng)600μm；

8) 腔面鍍膜，前腔面鍍高反射膜反射率為98%，后腔面鍍抗反射膜反射率為1%；

9）裂片。

本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。