[实用新型]一种半导体激光器

说明书

本实用新型实施例公开了一种半导体激光器，激光器包括：激光器外延结构，激光器外延结构包括衬底以及位于衬底一侧的多层外延层，多层外延层包括中间外延层以及依次位于中间外延层远离衬底一侧的上光场限制层和上接触层；位于上接触层远离衬底一侧的第一电极层；其中，第一电极层、上接触层和部分上光场限制层形成脊形结构；覆盖剩余上光场限制层以及脊形结构侧壁的第一介质层；位于脊形结构两侧且位于第一介质层远离衬底一侧的第二电极层；位于衬底远离激光器外延结构一侧的第三电极层。本实用新型解决了现有技术中激光器中电流横向扩展的问题，提高载流子的注入效率，减低阈值电流、提高斜率效率，有效提升激光器器件性能和可靠性。

技术领域

本实用新型实施例涉及半导体光电技术领域，尤其涉及一种半导体激光器。

背景技术

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料，如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)等作为工作物质的激光器，具有体积小、效率高和寿命长等优点，在激光通信、激光存储、激光打印、激光陀螺、激光显示、激光测距和激光雷达等各方面都有重要应用，受到产业界和学术界的广泛关注。

为了增强电流限制和光场限制，半导体激光器通常采用脊形波导结构，即在脊形两侧采用干法刻蚀的方法将部分外延层去除，从而形成对电流和光场的限制，以减小半导体激光器的阈值电流，提升器件性能。然而由于干法刻蚀会产生刻蚀损伤，如悬挂键、表面态等，这些刻蚀损伤会引起光吸收损耗，从而影响半导体激光器的阈值电流等器件性能，因此脊形波导结构激光器通常采用浅刻蚀结构，刻蚀深度很浅，只刻蚀到上光场限制层内部，使刻蚀损伤远离激光器的光场分布区，从而减少刻蚀损伤引起的光吸收损耗。

在半导体激光器中，通常脊形和脊形两侧的上光场限制层和上波导层中电势相等，而脊形两侧还剩余较厚的上光场限制层和上波导层，由于上光场限制层和上波导层的横向电阻较小，从脊形上方注入的载流子会在未刻蚀掉的上波导层和上光场限制层里发生横向扩展，扩展到脊形以外的区域，注入到这些区域的载流子会在脊形以外的有源区复合，这些复合产生的光子在激光器的波导之外，对激光器工作所需的受激辐射几乎没有贡献，使得激光器的注入效率很低，阈值电流很高、斜率效率较低，最终严重影响了激光器的器件性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种半导体激光器，以解决现有技术中从脊形结构上方注入的载流子易扩展到脊形结构以外的区域，使得激光器的注入效率低、阈值电流高、斜率效率低，最终严重影响激光器的器件性能的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种半导体激光器，包括：

激光器外延结构，所述激光器外延结构包括衬底以及位于所述衬底一侧的多层外延层，多层所述外延层包括中间外延层以及依次位于所述中间外延层远离所述衬底一侧的上光场限制层和上接触层；

位于所述上接触层远离所述衬底一侧的第一电极层；其中，所述第一电极层、所述上接触层和部分所述上光场限制层形成脊形结构；

覆盖剩余部分所述上光场限制层以及所述脊形结构侧壁的第一介质层；

位于所述脊形结构两侧且位于所述第一介质层远离所述衬底一侧的第二电极层；

位于所述衬底远离所述激光器外延结构一侧的第三电极层。

可选的，所述半导体激光器还包括位于所述第一电极层远离所述衬底一侧的连接电极；

所述连接电极的厚度大于所述第一电极层的厚度，且所述连接电极在所述衬底所在平面上的垂直投影覆盖所述脊形结构在所述衬底所在平面上的垂直投影。

可选的，所述半导体激光器还包括位于所述第二电极层与所述连接电极之间的第二介质层。

可选的，所述中间外延层包括依次设置于所述衬底一侧的缓冲层、下光场限制层、下波导层、有源区和上波导层。