一种半导体激光器芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种半导体激光器芯片及其制备方法。

背景技术：

1、半导体激光器已逐渐应用于通信、显示、医疗及军事等多个领域。为了进一步提高半导体激光器的可靠性能和高能量转换效率，可以通过提高半导体掺杂的浓度和降低谐振腔的损耗来实现。

2、半导体掺杂会让晶体承受一定的晶格畸变。不同的晶体能承受的晶格畸变有一定的限度，因而掺杂是有一定的限度的；另外，半导体掺杂会改变费米能级的位置，会影响晶体的能带结构。而通过减小谐振腔的损耗来降低阈值电流，需要减少由于几何偏折、衍射、腔镜反射不完全所带来的的损耗，需对谐振腔重新设计，操作较为复杂。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，解决现有技术中半导体激光器性能不可靠性、转换效率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种半导体激光器芯片，半导体激光器芯片包括：有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间。

3、其中，功能层包括第一功能层和第二功能层，有源层设置于第一功能层和第二功能层之间，第一功能层包括电流注入区和非电流注入区，第一功能层远离有源层的表面设置有沟槽。

4、其中，电流注入区设置有脊形台，沟槽位于脊形台与非电流注入区之间，沟槽的长度方向与脊形台的长度方向平行。

5、其中，脊形台的宽度大于沟槽的宽度；脊形台的宽度等于电流注入区的宽度。

6、其中，电流注入区的两侧均设置有非电流注入区，电流注入区与两个非电流注入区之间均设置有沟槽。

7、其中，沟槽为从功能层的一端延伸至相对的另一端的通槽。

8、其中，脊形台的宽度为50μm～100μm、高度为1μm～2μm；沟槽的宽度为2μm～30μm、深度为0.4μm～1.5μm。

9、其中，沟槽的纵截面形状为长方形、正方形、梯形、平行四边形或半圆形。

10、为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种半导体激光器芯片的制备方法，半导体激光器芯片的制备方法包括：获取预处理基板，预处理基板包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；在功能层远离有源层的表面设置沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间。

11、其中，获取预处理基板，还包括：在功能层的电流注入区设置脊形台；在功能层远离有源层的表面设置沟槽，还包括：在脊形台和非电流注入区之间形成沟槽，沟槽的长度方向与脊形台的长度方向平行。

12、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，半导体激光器芯片包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间。本申请通过在功能层远离有源层的表面设置沟槽，通过沟槽间隔电流注入区和非电流注入区，使通入电流注入区的电流不会扩散至非电流注入区，使电流注入区的电流密度得到提升，进而降低了阈值电流，延长使用寿命，使半导体激光器性能更可靠性、转换效率更高。

技术特征：

1.一种半导体激光器芯片，其特征在于，所述半导体激光器芯片包括：

2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述功能层包括第一功能层和第二功能层，所述有源层设置于所述第一功能层和所述第二功能层之间，所述第一功能层包括所述电流注入区和所述非电流注入区，所述第一功能层远离所述有源层的表面设置有所述沟槽。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述电流注入区设置有脊形台，所述沟槽位于所述脊形台与所述非电流注入区之间，所述沟槽的长度方向与所述脊形台的长度方向平行。

4.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述脊形台的宽度大于所述沟槽的宽度；所述脊形台的宽度等于所述电流注入区的宽度。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述电流注入区的两侧均设置有所述非电流注入区，所述电流注入区与两个所述非电流注入区之间均设置有所述沟槽。

6.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述沟槽为从所述功能层的一端延伸至相对的另一端的通槽。

7.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述脊形台的宽度为50μm～100μm、高度为1μm～2μm；所述沟槽的宽度为2μm～30μm、深度为0.4μm～1.5μm。

8.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述沟槽的纵截面形状为长方形、正方形、梯形、平行四边形或半圆形。

9.一种半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种半导体激光器芯片及其制备方法，半导体激光器芯片包括有源层和功能层，有源层位于功能层中，功能层包括电流注入区和设置于电流注入区至少一侧的非电流注入区；功能层远离有源层的表面设置有沟槽，沟槽位于电流注入区和非电流注入区之间。本申请通过在功能层远离有源层的表面设置沟槽，通过沟槽间隔电流注入区和非电流注入区，使通入电流注入区的电流不会扩散至非电流注入区，进而使电流注入区的电流密度得到提升，进而降低了阈值电流，延长使用寿命，使半导体激光器性能更可靠性、转换效率更高。

技术研发人员：焦旺,丁新琪,廖桂波,王菊,郑兆祯
受保护的技术使用者：深圳市中光工业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15