[发明专利]半导体激光器阵列巴条制作方法及半导体激光器阵列巴条

说明书

本发明提供一种半导体激光器阵列巴条制作方法及半导体激光器阵列巴条，主要解决现有激光器阵列巴条存在光束质量较差以及容易烧毁的问题。该方法在外延晶体表面层进行刻蚀，形成表面脊条结构，脊条宽度控制在1‑5微米，两脊之间间距大于5微米，以上设置不仅提高了阵列巴条的功率，而且使其光束质量远超宽条单管器件的光束质量，同时本发明方法在巴条边缘形成多次台阶，并覆盖绝缘层氧化膜层，此台阶及绝缘介质层避免了焊料溢出引发的微短路而导致器件烧毁的问题。

技术领域

本发明属于半导体激光器领域，具体涉及一种半导体激光器阵列巴条制作方法及半导体激光器阵列巴条。

背景技术

随着半导体激光器技术的日趋成熟，高功率半导体激光器在材料加工、激光泵浦、光通信、医疗美容等领域有着较为广泛的应用。激光器的大规模使用对器件的功率提出了更高的要求，由瓦级的单管产品逐渐向百瓦级的阵列巴条发展。

目前，将单管器件按照空间水平方向进行简单平移复制，相当于多单管并列组合，以提高器件的功率。但是，该种方式却存在以下问题：

1)该种方式只是增加了阵列巴条的功率，而器件的光束质量相较于单管光束变得较差，这是由于单管是单点发光，高功率单管的半导体激光器光束是一个椭圆形，光束光斑质量较差，尤其是水平方向，甚至出现暗线或暗区；而阵列巴条是多单管组合，组合后，由于每个单点的光束质量各不相同，组合的光束光斑质量更差。此外，单管器件的光束整形目前比较成熟，而多个单管并列组合形成的阵列巴条光束质量较差，对巴条的光束整形提出了更高的要求。

2)现有阵列巴条器件在封装使用时，巴条由于受到挤压而出现焊料溢出的情况，阵列巴条器使用单管组合，引发巴条的边缘N型晶体材料与焊料接触形成微短路。由于焊料虚接将芯片短路掉，芯片不能正常工作，且虚接处电阻大。巴条器件使用需求电流比较大，随着使用电流的增大，百安培级的电流下很容易出现打火而发生器件烧毁。

发明内容

本发明的目的是解决现有激光器阵列巴条存在光束质量较差以及容易烧毁的问题，提供一种半导体激光器阵列巴条制作方法及半导体激光器阵列巴条。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：

一种半导体激光器阵列巴条制作方法，包括以下步骤：

步骤一、在N型衬底层表面使用MOCVD生长外延晶体材料，形成外延晶体层；

步骤二、在外延晶体层表面按照阵列巴条进行光刻刻蚀，形成多个依次排列的发光脊条，发光脊条的宽度为1～5um，相邻发光脊条之间的间距大于5um，刻蚀深度至N型衬底层的上表面；

步骤三、对N型衬底层边缘多次刻蚀形成多个台阶，各台阶深度为3～5um，宽度为50～100um，随后，在发光脊条表面、N型衬底层的上表面生长绝缘层氧化物，形成绝缘介质层；生长绝缘层氧化物时，在发光脊条的正上方开设电流注入窗口，电流注入窗口的宽度为2-5um；

步骤四、在发光脊条表面、N型衬底层的上表面制作导电金属层，随后将台阶区域的导电金属层去除；

步骤五、对N型衬底层的下表面进行厚度减薄，随后在N型衬底层的下表面制作导电金属层；

步骤六、解理巴条制作腔面膜层，阵列巴条制作完成，将制作的阵列巴条设置在热沉上方进行封装，且热沉上表面设置有焊料层。

进一步地，步骤二中，多个发光脊条之间的间距设置为相等或设置为不相等。

进一步地，步骤二中，发光脊条包括由下至上依次设置的N型限制层、量子阱波导层和P型限制层。

进一步地，步骤三中，对N型衬底层边缘进行多次湿法腐蚀或者干法刻蚀，从而形成多个台阶。

进一步地，步骤二中，在外延晶体层表面按照阵列巴条进行湿法腐蚀或者干法刻蚀，从而形成多个发光脊条。