半导体激光芯片及半导体激光装置的制作方法

本公开涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体激光芯片及半导体激光装置。

背景技术：

半导体激光装置是以半导体材料为基础而产生激光的器件，具有体积小、重量轻、驱动功率和电流低、效率高、工作寿命长且易于与各种光电子器件实现光电子集成等优点，因而获得了广泛的应用。其中，半导体激光芯片(半导体激光器)是半导体激光装置的重要部件，半导体激光装置一般包括半导体激光芯片驱动电路、温控、光控电路和热沉等，半导体激光芯片位于热沉上。

目前，半导体激光芯片的制造程序较复杂，例如，就各个层的生长而言，可能需要进行多个沉积过程，而对于每个沉积过程，由于设备精度及工艺参数等原因，沉积的结果可能与预期的效果存在差异，这可能造成半导体激光芯片的良品率低的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种半导体激光芯片及半导体激光装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种半导体激光芯片，包括：

基板；

设于所述基板上的有源层；

设于所述有源层上的限制层，其中，隔断面将所述有源层和所述限制层分别隔断；

设于所述隔断面上的P型层以及设于所述P型层上的N型层；

设于所述P型层和所述N型层上方且与所述P型层、所述N型层和所述限制层均接触的包层；

设于所述包层上的电接触层；以及

隔离槽，所述隔离槽位于被隔断的所述有源层之间，并且所述隔离槽将所述电接触层、所述包层、所述N型层和所述P型层隔断。

根据本公开的另一方面，提供一种半导体激光装置，所述半导体激光装置包括上述半导体激光芯片。

由上述技术方案可知，一方面，本公开可以在现有技术的单个半导体激光芯片尺寸上形成两个或更多个半导体激光芯片，对所述两个或更多个半导体激光芯片进行测试后，可以选择性能较好的半导体激光芯片进行封装，从而能够提高单位尺寸上半导体激光芯片的良品率；另一方面，通过设置隔离槽，减小了半导体激光芯片的寄生电容，可以减小半导体激光芯片的漏电流，从而提高了半导体激光芯片的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的半导体激光芯片的剖面图；

图2示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的双半导体激光芯片的俯视图；

图3示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的一种三半导体激光芯片的剖面图；

图4示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的三半导体激光芯片的俯视图；以及

图5示出了相邻的两个半导体激光芯片B和C的电极交叉处的结构剖面图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“前”“后”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在本公开的示例性实施方式中，半导体激光芯片可以包括芯片单元和形成在芯片单元上的电极。图1示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的半导体激光芯片的芯片单元的剖面图。参考图1，根据本公开的示例性实施方式的半导体激光芯片的芯片单元可以包括基板1、有源层2、限制层3、P型层5、N型层6、包层7、电接触层8以及隔离槽9。

根据本公开的一些实施例，构成基板1的材料可以是具有良好的结晶质量且与其上生长的材料具有良好的晶格匹配的半导体材料。本公开的实施方式可以以长波长激光装置为例，在这种情况下，基板1的材料可以是N型InP，本领域技术人员容易理解的是，基板1的材料还可以是其它半导体材料，例如，对于GaAs激光器而言，基板1的材料可以是N型GaAs。此外，基板1的表面应当平整、无缺陷，以有助于其上各层的生长。

根据本公开的一些实施例，基板1上可以形成有有源层2，并且在本公开的示例性实施方式中，有源层2的材料可以是InGaAsP，此外，有源层2还可以是InGaAlAs与InGaAs构成的叠层。另外，根据另外一些实施例，为了实现有源层2与基板1更好的晶格匹配，还可以在基板1与有源层2之间形成一缓冲层。

有源层2上可以形成有限制层3，限制层3可以用于将光场最大限度地限制在有源层2的周围，在本公开的示例性实施方式中，限制层3可以例如是P型InGaAsP与P型InP构成的叠层。

在本公开的示例性实施方式中，有源层2和限制层3可以被隔断而形成有隔断面，并且在隔断面上可以依次形成有P型层5和N型层6。根据本公开的一些实施例，可以将隔断面理解为有源层2和限制层3与P型层5形成的接触面。此时，P型层5和N型层6可以构成一反向PN结，用于限制电流从有源区2通过。根据本公开的一些实施例，构成P型层5和N型层6的材料可以分别为P型InP和N型InP。

在P型层5和N型层6的上方可以形成有用于光限制的包层7，并且在包层7与P型层5、N型层6和限制层3均接触。此外，在包层7上可以形成有用于形成电极的电接触层8。

在被隔断的有源层2之间可以形成有隔离槽9，隔离槽9可以将电接触层8、包层7、N型层6和P型层5隔断，以减小寄生电容。

图2示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的半导体激光芯片的俯视图。参考图2，本公开的示例性实施方式的半导体激光芯片还可以包括电极10。本领域技术人员应当注意的是，电极10的形状不限于图2所示，本示例性实施方式中对电极的形状不做特殊限定。

此外，根据本公开的半导体激光芯片还可以包括绝缘层(未示出)，其中，通过绝缘层对应的绝缘台面来将有源层2和限制层3隔断以形成隔断面，并在形成N型层6后，去除绝缘台面上的绝缘层。具体的，可以通过对绝缘层进行刻蚀而形成绝缘台面，借助于绝缘台面并以化学腐蚀的方式将所述有源层和所述限制层隔断。此外，构成绝缘层的材料可以例如是二氧化硅和/或氮化硅。

由图2所示的结构可以看出，因为一个单独的有源层对应的结构构成一个芯片单元，所以可以在现有技术的单个半导体激光芯片尺寸上形成两个或更多个半导体激光芯片，对所述两个或更多个半导体激光芯片进行测试后，可以选择性能较好的半导体激光芯片进行封装，以提高单位尺寸上半导体激光芯片的良品率。另外，通过设置隔离槽，减小了半导体激光芯片的寄生电容，可以减小半导体激光芯片的漏电流，从而提高了半导体激光芯片的性能。

进一步的，本示例实施方式中还提供了一种半导体激光装置，该半导体激光装置包括上述半导体激光芯片。

此外，半导体激光装置还可以通过一测试比较单元对半导体激光芯片尺寸上形成的两个或更多个半导体激光芯片进行测试，并比较各半导体激光芯片的测试结果，以得到性能最佳的半导体激光芯片或者得到性能达到一预设标准的半导体激光芯片，并对性能最佳的半导体激光芯片或者性能达到一预设标准的半导体激光芯片进行封装处理。

图3示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的一种三半导体激光芯片的剖面图。图3中所示的结构与上文描述的双半导体激光芯片的结构类似，在此不再赘述。

图4示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的三半导体激光芯片的俯视图。参考图4，三个半导体激光芯片分别为激光芯片A、激光芯片B和激光芯片C，其中，激光芯片A、激光芯片B和激光芯片C对应的电极分别为电极11、电极12和电极13。

从图4中可以看出，电极12与电极13在激光芯片C上存在叠压的情况，这会导致电极12与电极13连通，无法实现激光芯片B与激光芯片C的分离。

为了解决该问题，可以在电极12与电极13之间形成一绝缘层，以防止电极12与电极13连通。具体的结构如图5所述，参考图5，形成电极13之后，可以在电极13待与电极12叠压的部分上形成绝缘层15，随后在绝缘层15上形成电极12。其中，绝缘层15所采用的材料以及形成方法可以与上述绝缘层所采用的材料以及形成方法相同，在此不再赘述。

此外，本公开还包括对制造出的所述半导体激光芯片进行测试比较的过程，以得到所述半导体激光芯片中性能最佳的半导体激光芯片或者性能达到一预设标准的半导体激光芯片，并对性能最佳的半导体激光芯片或者性能达到一预设标准的半导体激光芯片进行封装处理。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方式。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。