一种半导体激光器芯片的脊条结构的制作方法

本实用新型涉及一种半导体激光器芯片的脊条，属于半导体激光器技术领域。

背景技术：

脊的制备是半导体器件制造中必不可少的工艺，同时也是非常重要的工艺，其工艺的好坏，不仅仅影响半导体器件的光电转换效率，还会直接影响器件的可靠性和寿命。

温度对半导体激光器的特性影响很大，其主要影响激光器件的平均发送光功率、P-I特性的线性、工作波长及使用寿命。尤其是中大功率半导体激光器件热耗约占总功耗的50％-75％，若不能及时散热，会使芯片的温度急剧升高，腔面被破坏，输出功率严重下降，波长增加，寿命降低。所以散热能力的好坏对半导体激光器的性能和稳定性尤为重要。

而对于半导体激光器，尤其是小光斑半导体激光器，一般脊的宽度比较小，仅有1-4μm，如图1所示，现有激光器的脊条1在前腔面2和后腔面3之间都是直线型的，即从前腔面2到后腔面3的脊条宽度a是一致的，没有变化。这种脊条注入的电流密度达到3～5×104A/cm²，在高电流密度下，激发的激光能量达到3～5×106W/cm²，这些激光集中到腔面上，会导致COD(catastrophic optical damage，光学灾变损伤，半导体激光器是由有源区增益部分激发发射光并输出,当输出光功率逐渐升高时,腔面区域吸收光,从而产生热,并引发“热失控”t24],最终成为不可逆转的光学破坏)现象。因此，业界想尽办法提高腔面的可靠性，采取了优化腔面镀膜工艺、腔面钝化工艺等方式。

提高腔面的可靠性，可以解决有效解决COD问题，但是不能完全杜绝COD的发生。

中国专利文献CN101047300公开了一种不对称的脊形氮化镓基半导体激光器及其制作方法，该方法通过改变脊条两侧的刻蚀深度，将普通的脊形GaN基激光器脊形两边相同的刻蚀深度，改为在远离N电极的一边增加一宽度大于3μm、高度为0.1-0.3μm的台阶，这种新型的脊形GaN基激光器，是利用刻蚀方法在平行于结的方向形成不对称脊形波导GaN基激光器结构，该结构在脊形条宽较大时也可以实现激光器在基模下工作，这种结构的脊形宽度较普通脊形结构实现基模工作所允许的脊形宽度大，在注入电流密度相同的情况下，可以增加注入电流，从而提高激光器在基模工作时的输出功率。但是这种结构对腔面无保护作用。

中国专利文献CN103618212A公开了一种使用最对准技术制作脊条的方法，该方法可以同时解决目前脊型激光二极管电极窗口对准困难和绝缘层开窗口条件难于控制的两大问题。但是对降低腔面的电流密度、改善腔面热量没有任何帮助。

技术实现要素：

针对现有半导体激光器芯片腔面存在的COD现象，本实用新型提供一种半导体激光器芯片的脊条结构，以降低腔面的电流密度，改善腔面热量的积聚。

本实用新型的半导体激光器芯片的脊条结构，采用以下技术方案：

该脊条结构，是将脊条在靠近前腔面和后腔面的一段脊条的宽度增加，使脊条的形状为中间窄两头宽。

所述宽度增加的一段脊条的长度为4-10μm。

所述宽度增加的一段脊条的宽度增加量为1-2μm。

所述宽度增加的一段脊条的宽度是渐变的，在前腔面或后腔面处的宽度最大。这种情况下，可在靠近前腔面或后腔面的小于4-10μm的长度范围内，不制备金属电极。也就是在远离前腔面或后腔面为d的区域才制备金属电极，d小于4-10μm。

所述宽度增加的一段脊条的宽度是突变的，这段脊条上的宽度是一致的。

本实用新型优化了脊条的形状，将脊条在腔面处适当加宽，可以降低腔面处的电流密度，降低集中到腔面上的激光能量，改善了腔面热量的积聚，杜绝了COD现象。

附图说明

图1是现有常规的半导体激光器芯片的脊条结构示意图。

图2是本实用新型的半导体激光器芯片的脊条的第一种结构示意图。

图3是本实用新型的半导体激光器芯片的脊条的第二种结构示意图。

图4是本实用新型的半导体激光器芯片的脊条的第三种结构示意图。

图中：1.脊条，2.前腔面，3.后腔面。

具体实施方式

实施例1

本实施例中半导体激光器芯片的脊条结构，如图2所示，是将脊条1在靠近前腔面2和后腔面3的长度为b的一段脊条的宽度均由a增加到c，长度b为4-10μm，增加的宽度为1-2μm(c-a)，使脊条1的形状为中间窄两头宽。该段长度为b的脊条宽度由a增加到c是渐变的，在前腔面2或后腔面3处的宽度最大。并在整个脊条上制备金属电极。

实施例2

如图3所示，本实施例中与实施例1的区别在于，宽度增加的那两段脊条的宽度由a增加到c是突变的，也就是在长度为b的这段脊条的宽度都是一致的。并在整个脊条上制备金属电极。

实施例3

如图4所示，本实施例与实施例1的区别是在靠近前腔面2和后腔面3的长度为d的范围内不制备金属电极，也就是在远离前腔面2和后腔面3为d的区域才制备金属电极，d<b，即小于4-10μm。