[发明专利]一种半导体激光器腔面钝化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，特别是涉及一种半导体激光器腔面钝化方法及装置。

背景技术

半导体激光器的寿命主要受外延材料质量影响及腔面COD（灾变性光学损伤，Catastrophic Optical Damage）限制。高功率、高亮度的半导体激光器光源在使用过程中会出现功率退化、失效等可靠性问题，尤其是腔面部分，腔面COD的产生会使激光器突然失效。因此，为了提高半导体激光器的可靠性，腔面镀膜工艺成为半导体激光器的关键核心技术之一。

而在腔面镀膜之前，需要进行腔面钝化。腔面钝化是指为了提高器件COD水平，采用特殊技术手段对腔面进行处理。常规的方法有两类，一类是真空解理，另一类是用氩气离子对腔面进行离子清洗。真空解理室是在高真空环境中进行激光器巴（Bar）条的解理和镀膜，以达到消除界面态的效果。但是这种真空解理技术复杂，操作设备昂贵。氩气离子对腔面的清洗工艺比较简单，但是效果不佳，不能有效的去除腔面表面的界面态和杂质。

由此可以看出，现有的半导体激光器腔面钝化工艺复杂，钝化效果差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器腔面钝化方法及装置，能够解决半导体激光器腔面钝化工艺复杂，钝化效果差等问题，且重复性好，适合工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种半导体激光器腔面钝化方法，包括：

将半导体激光器巴条送入真空室，并进行抽真空；

往真空室中通入预定流量和比例的氢气和氮气混合气；

使氢气和氮气混合气形成等离子体，以利用等离子体对半导体激光器巴条的腔面进行离子钝化处理；

在离子钝化处理后的半导体激光器巴条的腔面上镀设一层阻挡层。

其中，氢气和氮气混合气中氢气与氮气的比例在1:4至1:20之间。等离子体的离子能量在20ev至500ev之间。离子钝化处理的时间为30秒至30分钟。阻挡层为非氧化物层。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种半导体激光器的腔面钝化装置，包括：

真空室，用于容纳半导体激光器巴条，并进行抽真空；

气体源，用于往真空室中通入预定流量和比例的氢气和氮气混合气；

霍尔离子源，用于使氢气和氮气混合气形成等离子体，以对半导体激光器巴条的腔面进行离子钝化处理；

镀膜设备，用于在离子钝化处理后的半导体激光器巴条的腔面上镀设一层阻挡层。

其中，氢气和氮气混合气中的氢气与氮气比例在1:4至1:20之间。等离子体的离子能量在20ev至500ev之间。离子钝化处理的时间在30秒至30分钟。阻挡层为非氧化物层。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过用带霍尔离子源的离子辅助电子束蒸发设备进行腔面钝化，并采用非氧化物作为阻挡层，能够解决半导体激光器腔面钝化工艺复杂，钝化效果差等问题，且重复性好，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明第一实施例的半导体激光器腔面钝化方法流程图；

图2是本发明第二实施例的半导体激光器腔面钝化装置示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明第一实施例的半导体激光器腔面钝化方法流程图。本实施例的半导体激光器腔面钝化方法包括以下步骤：

步骤101：将半导体激光器巴条送入真空室，并进行抽真空。在本实施例中，真空室内的真空度需要抽至10^-4Pa以上。

步骤102：往真空室中通入预定流量和比例的氢气和氮气混合气。在本实施例中，氢气和氮气混合气中氢气和氮气的比例在1:4至1:20之间，混合气体流量在1sccm（standard-state cubic centimeter per minute，标况毫升每分）至100sccm之间。氢气和氮气混合气体形成的等离子体既有氢离子又有氮离子，其中，氢离子能去除半导体腔面面上的O离子及其他杂质离子，氮离子能减少腔面的悬挂键，降低腔面的表面态。