[发明专利]宽面808nm分立模式半导体激光器结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，特别是针对于实现808nm单模的分立模式半导体激光器(DMLD)结构的制备方法。

技术背景

808nm半导体激光器作为一种固体激光器的泵浦源而被广泛地应用，然而随着半导体激光器bar条的工作电流和功率的不断提高，会导致中心波长的漂移，这对于具有较小吸收带宽的泵浦应用来说是一个很大的障碍。因而为确保在整个工作范围内实现稳定、有效的泵浦，有效控制泵浦半导体激光器的光谱，改善半导体激光器的光谱纯度及波长稳定等光谱特性是十分迫切和重要的。

目前实现单模波长稳定比较常规的方法包括有DFB和DBR、VCSEL以及外腔反馈等方法，但由于分布反馈结构对光刻精度要求高、制造工艺复杂需二次以上外延，而垂直腔面发射激光器的波长对于外延生长厚度高度敏感，同时利用外置光栅的光反馈来实现波长锁定的方法对于准直光束高度敏感，稳定性差。

然而相对于上述方法而言，分立模式半导体激光器(DMLD)是一种制备工艺更简单、成本更低，且能获得窄带宽、高的边模抑制比、波长稳定特性更优异的新型半导体激光器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、带宽窄、边模抑制比高且波长稳定特性更优的新型半导体激光器结构的制备方法。该结构成本相对较低、无需二次外延，因而在可靠性、成品率等方面优于其它同类功能的单模激光器。

本发明一种宽面808nm分立模式半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一镓砷衬底；

步骤2：在镓砷衬底上依次制备N型铝镓砷下限制层、下波导层、量子阱层、上波导层、第一P型上限制层、刻蚀截至层、第二P型上限制层和P型帽层；

步骤3：采用光刻技术，在P型帽层的表面制备出刻蚀的掩膜图形；

步骤4：在P型帽层上向下刻蚀，形成凸起的宽面结构，同时在凸起的宽面结构上面的一侧沿纵向刻蚀形成多个非周期分布的刻槽结构，刻槽结构的刻蚀深度到达刻蚀截至层的表面，完成器件的制备。

其中下波导层为非掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为Al_0.33-0.35Ga_0.65-0.67As。

其中量子阱层为非掺杂的铝镓铟砷材料。

其中上波导层为非掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为Al_0.33-0.35Ga_0.65-0.67As。

其中第一P型上限制层为高掺杂的铝镓砷材料，其组份比例为Al_0.53-0.55Ga_0.45-0.47As，厚度为0.1-0.3μm。

其中刻蚀截至层为高掺杂的P型铟镓磷材料，其组份比例为In_0.49Ga_0.51P，厚度为18-22nm。

其中第二P型上限制层为高掺杂的P型铝镓砷材料，其组份比例为Al_0.33-0.35Ga_0.65-0.67As，厚度为1.2-1.4μm。

其中P型帽层为重掺杂的P型镓砷材料。

其中凸起的宽面结构的宽度为50-200μm，分布在凸起的宽面结构一侧上的非周期刻槽结构的宽度为0.8-1.2μm。

其中多个非周期分布的刻槽结构的数量为3-20个。

本发明涉及到的结构是一种建立在普通的法布里-珀罗谐振腔(Fabry-Perot)激光器之上，沿谐振腔方向引入少量的折射率微扰分布，以此作为散射中心来实现对激射光谱的调制，以改进光谱特性的新型半导体激光器结构。

附图说明

以下通过结合附图对具体实施例的详细描述，进一步说明本发明的结构、特点和技术内容，其中：

图1是本发明提出的宽面808nm分立模式半导体激光器结构的纵向剖面示意图。

图2是本发明提出的宽面808nm分立模式半导体激光器结构的横向剖面示意图。

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

请参阅图1、图2及图3，本发明提供一种宽面808nm分立模式半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一镓砷衬底1；