一種半導體激光器芯片的脊條結構的制作方法

本實用新型涉及一種半導體激光器芯片的脊條，屬于半導體激光器技術領域。

背景技術：

脊的制備是半導體器件制造中必不可少的工藝，同時也是非常重要的工藝，其工藝的好壞，不僅僅影響半導體器件的光電轉換效率，還會直接影響器件的可靠性和壽命。

溫度對半導體激光器的特性影響很大，其主要影響激光器件的平均發送光功率、P-I特性的線性、工作波長及使用壽命。尤其是中大功率半導體激光器件熱耗約占總功耗的50％-75％，若不能及時散熱，會使芯片的溫度急劇升高，腔面被破壞，輸出功率嚴重下降，波長增加，壽命降低。所以散熱能力的好壞對半導體激光器的性能和穩定性尤為重要。

而對于半導體激光器，尤其是小光斑半導體激光器，一般脊的寬度比較小，僅有1-4μm，如圖1所示，現有激光器的脊條1在前腔面2和后腔面3之間都是直線型的，即從前腔面2到后腔面3的脊條寬度a是一致的，沒有變化。這種脊條注入的電流密度達到3～5×104A/cm²，在高電流密度下，激發的激光能量達到3～5×106W/cm²，這些激光集中到腔面上，會導致COD(catastrophic optical damage，光學災變損傷，半導體激光器是由有源區增益部分激發發射光并輸出,當輸出光功率逐漸升高時,腔面區域吸收光,從而產生熱,并引發“熱失控”t24],最終成為不可逆轉的光學破壞)現象。因此，業界想盡辦法提高腔面的可靠性，采取了優化腔面鍍膜工藝、腔面鈍化工藝等方式。

提高腔面的可靠性，可以解決有效解決COD問題，但是不能完全杜絕COD的發生。

中國專利文獻CN101047300公開了一種不對稱的脊形氮化鎵基半導體激光器及其制作方法，該方法通過改變脊條兩側的刻蝕深度，將普通的脊形GaN基激光器脊形兩邊相同的刻蝕深度，改為在遠離N電極的一邊增加一寬度大于3μm、高度為0.1-0.3μm的臺階，這種新型的脊形GaN基激光器，是利用刻蝕方法在平行于結的方向形成不對稱脊形波導GaN基激光器結構，該結構在脊形條寬較大時也可以實現激光器在基模下工作，這種結構的脊形寬度較普通脊形結構實現基模工作所允許的脊形寬度大，在注入電流密度相同的情況下，可以增加注入電流，從而提高激光器在基模工作時的輸出功率。但是這種結構對腔面無保護作用。

中國專利文獻CN103618212A公開了一種使用最對準技術制作脊條的方法，該方法可以同時解決目前脊型激光二極管電極窗口對準困難和絕緣層開窗口條件難于控制的兩大問題。但是對降低腔面的電流密度、改善腔面熱量沒有任何幫助。

技術實現要素：

針對現有半導體激光器芯片腔面存在的COD現象，本實用新型提供一種半導體激光器芯片的脊條結構，以降低腔面的電流密度，改善腔面熱量的積聚。

本實用新型的半導體激光器芯片的脊條結構，采用以下技術方案：

該脊條結構，是將脊條在靠近前腔面和后腔面的一段脊條的寬度增加，使脊條的形狀為中間窄兩頭寬。

所述寬度增加的一段脊條的長度為4-10μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度增加量為1-2μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度是漸變的，在前腔面或后腔面處的寬度最大。這種情況下，可在靠近前腔面或后腔面的小于4-10μm的長度范圍內，不制備金屬電極。也就是在遠離前腔面或后腔面為d的區域才制備金屬電極，d小于4-10μm。

所述寬度增加的一段脊條的寬度是突變的，這段脊條上的寬度是一致的。

本實用新型優化了脊條的形狀，將脊條在腔面處適當加寬，可以降低腔面處的電流密度，降低集中到腔面上的激光能量，改善了腔面熱量的積聚，杜絕了COD現象。

附圖說明

圖1是現有常規的半導體激光器芯片的脊條結構示意圖。

圖2是本實用新型的半導體激光器芯片的脊條的第一種結構示意圖。

圖3是本實用新型的半導體激光器芯片的脊條的第二種結構示意圖。

圖4是本實用新型的半導體激光器芯片的脊條的第三種結構示意圖。

圖中：1.脊條，2.前腔面，3.后腔面。

具體實施方式

實施例1

本實施例中半導體激光器芯片的脊條結構，如圖2所示，是將脊條1在靠近前腔面2和后腔面3的長度為b的一段脊條的寬度均由a增加到c，長度b為4-10μm，增加的寬度為1-2μm(c-a)，使脊條1的形狀為中間窄兩頭寬。該段長度為b的脊條寬度由a增加到c是漸變的，在前腔面2或后腔面3處的寬度最大。并在整個脊條上制備金屬電極。

實施例2

如圖3所示，本實施例中與實施例1的區別在于，寬度增加的那兩段脊條的寬度由a增加到c是突變的，也就是在長度為b的這段脊條的寬度都是一致的。并在整個脊條上制備金屬電極。

實施例3

如圖4所示，本實施例與實施例1的區別是在靠近前腔面2和后腔面3的長度為d的范圍內不制備金屬電極，也就是在遠離前腔面2和后腔面3為d的區域才制備金屬電極，d<b，即小于4-10μm。