[发明专利]一种减少半导体激光器封装应力的芯片结构及减少封装应力的方法

权利要求书

1.一种减少半导体激光器封装应力的芯片结构，包括半导体基片，该芯片结构是在上述半导体基片上通过金属有机气相外延法形成的具有电流注入区域和发光增益区域的增益波导型半导体激光器结构；具有沿激光振荡方向延伸的2个沟槽，上述发光增益区域设置于2个沟槽中间位置；其特征在于，通过适当加大沟槽的开口宽度及调控开口宽度和深度比，使后续封装时的焊料充分进入和浸润到沟槽内并减少了发光增益区域两侧的焊料；

所述2个沟槽开口的宽度之和占芯片宽度的总比例控制在5-30％，所述沟槽的开口宽度和深度的比例在2-50。

2.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于所述半导体激光器芯片的宽度为100-500μm，发光增益区域的宽度为芯片宽度的20％-80％。

3.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于所述沟槽的截面形状为方形、梯形或半圆形。

4.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于所述的2个沟槽形状、尺寸相同。

5.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于沟槽开口的宽度为5-50μm，占芯片宽度的总比例控制在5-30％。

6.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于所述沟槽的深度为0.5-5μm，沟槽的宽度和深度的比例在2-50；优选沟槽的宽度和深度的比例在10-20。

7.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于沟槽的开口宽度为15-30μm，深度为1-2μm。

8.如权利要求1所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于是在半导体基片上采用金属有机气相外延法顺次生长第一包覆层、第一光波导层、发光活性层、第二光波导层和第二包覆层；利用光刻工艺在芯片表面进行刻蚀形成2个沟槽，沟槽之间余留部分形成发光增益区域；再利用气相外延生长的方法沉积阻隔层，中间部分不沉积，以留出发光增益区域的电注入窗口，即发光增益区域正上方为电流注入区域；最后沉积P面电接触层和N面电接触层，形成芯片结构；优选的，所述沟槽是利用光刻工艺在芯片表面进行刻蚀，至少刻蚀掉所述沟槽区域的第二包覆层和适当厚度的第二光波导层；或者刻蚀到发光活性层、第一光波导层、第一包覆层中的任一层，或者刻蚀到半导体基片层。

9.如权利要求1-8任一项所述的减少半导体激光器封装应力的芯片结构，其特征在于所述半导体基片选自GaAs基片、SiC基片、InP基片或GaN基片。

10.一种减少半导体激光器封装应力的方法，包括采用权利要求1-8任一项所述的芯片结构，通过适当加大沟槽的开口宽度及调控开口宽度和深度比，使后续封装时的焊料充分进入和浸润到沟槽内并减少了发光增益区域两侧的焊料，以保证芯片烧结面的导电导热能力，从而降低烧结封装后产生的残余应力，使得通过焊料烧结到热沉上后的激光器芯片的发光峰位单一且波长稳定。