专利名称：一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到半导体器件技术，属于半导体光电子器件技术领域。
背景技术：
传统条形半导体激光器因其自聚焦、空间烧孔等效应的影响，致使其输出光束呈 多阶模的传输特性，直接导致器件输出发散角大、光束质量差，不便于器件在泵浦、光纤耦 合、光通信等方面的应用。一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器是在传统条形 激光器的基础上，引入模式滤波器结构，使条形半导体激光器实现低发散角、高光束质量的 高亮度光束传输。本发明针对传统条形半导体激光器的缺点，在不改变传统外延片结构基础上，提 出了一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器新结构及相应制作方法。
发明内容
本发明的目的在于，设计一种制作带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的 结构及相应制作方法，该结构及相应制作方法具有工艺简单、效果好及成本低的优点。这种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的特征体现在以下制作步骤 (1)首先在传统激光器外延片上光刻出图1中4、6所标示区域的图形，4区域长为500，宽 为10-120um ；6区域长为50_500um，宽为4_200um ；图1中4、6所标示的区域被光刻胶保 护，未被光刻胶保护的所标示区域5被刻蚀0.3-lum。(2)在完成(1)的基础上，在整个做 光刻图形的激光器外延片上溅射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用传统liftoff工艺剥 离掉图1中4、6所标示区域的光刻胶及其上的掩蔽膜。(3)在完成步骤(2)的基础上，在 激光器的外延片上光刻出图1中所标示的4，即经过光刻后5、6上留有光刻胶，4上无光刻 胶，5区域的长为50-500um，宽为150_248um。(4)在完成步骤(3)的基础上，刻蚀掉图1 中4区域0-0. Sum,并在整个所做光刻图形的激光器外延片上溅射0. 2-0. 35um厚的掩蔽 膜。(5)在完成步骤(4)的基础上，使用传统lift off工艺剥离图1中5、6所标示区域的 光刻胶及其上的掩蔽膜。(6)在步骤(5)的基础上，在所制作的图形上制备15/25/350nm 的Ti/Pt/Au的P面电极。(7)在步骤(6)的基础上，N面减薄到90-130um后，在其上制备 20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面电极。(8)在步骤(7)的基础上，在合金炉 内450°C恒温10秒后急冷却至常温，取出解理，以图1中4和6的长度和及其结构作为解理 周期，即以2-10个4和6构成的周期结构长度解理半导体激光器外延片。(9)在步骤(8) 的基础上，装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98%的增透膜，后腔面镀反射率不小 于94%的高反射膜。
为了进一步说明本发明的技术特征，以下结合附图来进一步说明，其中图1是带 有三个模式滤波器的高亮度条形半导体激光器结构示意图。如说明书附图所示，1为器件有
3源区；2为后腔面；3为前腔面；4为模式滤波器区；5为刻蚀区；6为电注入区。以有源层为 界，如箭头所指方向，有源层以上是P型掺杂，有源层以下是η型掺杂。
具体实施例方式
结合图1所示，制作一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器制作方法 是(1)首先在传统激光器外延片上光刻出图1中4、6所标示区域的图形，4区域长为 500um,宽为10-120um ；6区域长为50_500um，宽为4_200um ；图1中4、6所标示的区域被光 刻胶保护，未被光刻胶保护的所标示区域5被刻蚀0. 3-lum。(2)在完成(1)的基础上，在整 个做光刻图形的激光器外延片上溅射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用传统lift off工 艺剥离掉图1中4、6所标示区域上的光刻胶及其上的掩蔽膜。(3)在完成步骤(2)的基础 上，在激光器的外延片上光刻出图1中所标示的4，即经过光刻后5、6上留有光刻胶，4上无 光刻胶，5区域的长为50-500um，宽为150_248um。(4)在完成步骤(3)的基础上，刻蚀掉图 1中4区域0-0. Sum,并在整个所做光刻图形的激光器外延片上溅射0. 2-0. 35um厚的掩蔽 膜。(5)在完成步骤(4)的基础上，使用传统lift off工艺剥离图1中5、6所标示区域上 的光刻胶及其上的掩蔽膜。(6)在步骤(5)的基础上，在所制作的图形上制备15/25/350nm 的Ti/Pt/Au的P面电极。(7)在步骤(6)的基础上，N面减薄到90-130um后，在其上制备 20/150/15/25/350nm的Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N面电极。(8)在步骤(7)的基础上，在合金炉 内450°C恒温10秒后急冷却至常温，取出解理，以图1中4与6的长度和及其结构作为解理 周期，即以2-10个4和6构成的周期结构长度解理半导体激光器外延片。(9)在步骤(8) 的基础上，装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98%的增透膜，后腔面镀反射率不小 于94%的高反射膜。
权利要求
一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作方法，其特征在于器件的结构和制作方法。
2.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在传统激光器外延片上光刻出图1中4、6所标示区域的图形，4区域长为 500um,宽为10-120um ；6区域长为50_500um，宽为4_200um ；图1中4、6所标示的区域被光 刻胶保护，未被光刻胶保护的所标示区域5被刻蚀0. 3-lum。
3.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制 作方法，其特征在于，在完成(1)的基础上，在整个做光刻图形的激光器外延片上溅射 0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜，然后使用传统lift off工艺剥离掉图1中4、6所标示区域上的光 刻胶及其上的掩蔽膜。
4.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制 作方法，其特征在于，在完成步骤(2)的基础上，在激光器的外延片上光刻出图1中所标 示的4，即经过光刻后5、6上留有光刻胶，4上无光刻胶，5区域的长为50-500um，宽为 150-248um。
5.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在完成步骤(3)的基础上，刻蚀掉图1中4区域0-0. Sum,并在整个所做 光刻图形的激光器外延片上溅射0. 2-0. 35um厚的掩蔽膜。
6.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在完成步骤(4)的基础上，使用传统lift off工艺剥离图1中5、6所标 示区域上的光刻胶及其上的掩蔽膜。
7.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在步骤(5)的基础上，在所制作的图形上制备15/25/350nm的Ti/Pt/Au 的P面电极。
8.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及 制作方法，其特征在于，在步骤(6)的基础上，N面减薄到90-130um后，在其上制备 20/150/15/25/350nm 的 Ni/AuGe/Ti/Pt/Au N 面电极。
9.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在步骤(7)的基础上，在合金炉内450°C恒温10秒后急速冷却至常温，取 出解理，以图1中4与6的长度和及其结构作为解理周期，即以2-10个4和6构成的周期 结构长度解理半导体激光器外延片。
10.根据权利要求1所述的带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器的结构及制作 方法，其特征在于，在步骤(8)的基础上，装架镀膜，在出光的前腔面镀透过率不小于98% 的增透膜，后腔面镀反射率不小于94%的高反射膜。
全文摘要
一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器属于半导体光电子器件技术领域。该领域已知条形半导体激光器不足之处是输出光束发散角大、发光亮度低等缺点，限制了此类器件在相关领域中的应用。本发明之一种带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器，是利用半导体激光器高、低阶模的不同传输特点，通过在传统半导体激光器外延片P面上，经过光刻、刻蚀等工艺制作带有模式滤波器的高亮度条形半导体激光器。该结构条形半导体激光器适合于任何波长、不同条宽的高亮度半导体激光器的制作，制备出的半导体激光器具有输出发散角小、发光亮度高等优点，对于促进这类高亮器件在相关领域中的应用具有重要意义。
文档编号H01S5/065GK101895059SQ201010224459
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者乔忠良, 刘国军, 张斯玉, 曲轶, 李占国, 李梅, 李辉, 王玉霞, 芦鹏, 薄报学, 高欣 申请人:长春理工大学