[发明专利]一种边发射半导体激光器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种边发射半导体激光器件，所述激光器件包括衬底(1)、沉积于所述衬底(1)上的半导体外延层及设于所述半导体外延层的侧面的反射端面(8)和出射端面(9)；所述半导体外延层自下而上包括第一导电包覆层(2)、发光层(3)及第二导电包覆层(4)；所述第二导电包覆层(4)一端设置有第二电极(6)，所述衬底(1)底部或所述第一导电包覆层(2)一端设置有第一电极(7)；所述反射端面(8)上设置有周期介质复合层(10)，所述周期介质复合层(10)由三维的周期性排列介质层(11)和低折射率材料层(12)组成；本发明还公开了一种边发射半导体激光器件的制造方法。本发明器件具有高的反射率，可有效减少谐振腔的腔面损耗。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件领域，尤其涉及边发射半导体激光器件结构及其制造方法。

背景技术

激光器的谐振腔用于提供正反馈和控制腔内振荡光束的特征，是激光器的必要组成部分。谐振腔通常由两块与激活介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。半导体激光器的谐振腔腔面通常通过高真空镀膜形成高反射的镜面，以获得共振所需的受激能量。光子晶体结构，作为一种可具备光子带隙的材料被广泛用于光电子器件的设计当中。具有光子带隙的光子晶体结构本身便是一种完美的反射镜面结构，在光波导、发光二极管和激光器中得到了应用。例如，专利文献1公开了一维的光子晶体结构作为量子级联激光器的谐振腔的后腔面，减少了腔面损耗；专利文献2和3均公开了一种带有二维光子晶体反射面的激光器结构。反射镜面一维光子晶体结构的制作都需要昂贵的真空设备，二维光子晶体的制作也需要电子束光刻或全息光刻或纳米压印等工艺技术，使得激光器的工艺制作成本较高。具体参考中国发明专利，授权号CN 100461558C、中国发明专利，授权号CN 101867148 B和美国专利US Patent No.WO2016062998-A1。

因此，开发一种成本低廉的高质量激光谐振腔的制作工艺具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种边发射半导体激光器件及相应的成本低廉的制备技术。

本发明所采用的技术方案：一种边发射半导体激光器件，所述激光器件包括衬底(1)、沉积于所述衬底(1)上的半导体外延层及设于所述半导体外延层的侧面的反射端面(8)和出射端面(9)；

所述半导体外延层自下而上包括第一导电包覆层(2)、发光层(3)及第二导电包覆层(4)；所述第二导电包覆层(4)一端设置有第二电极(6)，所述衬底(1)底部或所述第一导电包覆层(2)一端设置有第一电极(7)；

所述反射端面(8)上设置有周期介质复合层(10)，所述周期介质复合层(10) 由三维的周期性排列介质层(11)和低折射率材料层(12)组成。

优选的，位于所述反射端面(8)上的周期性排列介质层(11)为高折射率介质材料与低折射率介质材料周期排列的三维结构，其周期在亚微米量级，具体为0.1λ～10λ之间，其中λ为器件发光的峰值波长。

优选的，所述高折射率介质材料为III族氮化物或金属氧化物介质材料，所述低折射率材料为空气、金属氧化物介质材料。

优选的，所述周期性排列介质层(11)的厚度在亚微米量级，具体为10nm～100 μm。

优选的，所述低折射率材料层(12)的厚度在亚微米量级，具体为0.1～10 μm。

优选的，所述第二电极(6)与第二导电包覆层(4)之间还由下往上依次设有电流阻挡层(5)及加厚电极。

优选的，所述发光层(3)由III-V族氮化物半导体材料构成，或由AlGaAs 类半导体材料构成，或由AlGaInP类半导体材料构成。

一种边发射半导体激光器件的制造方法，包括如下步骤：