[发明专利]一种真空解理大功率半导体激光器腔面氮钝化方法

摘要

一种真空解理大功率半导体激光器腔面氮钝化方法，属于半导体光电子器件工艺技术领域。本发明意义在于在保证半导体激光器输出功率不变的情况下，提高光学灾变阈值，降低激光器退化速率，延长激光器使用寿命。此方法先在真空解理机中把半导体激光器芯片解理成Ba条，此过程通入高纯氮气作为保护气体，使整个解理过程处在高纯氮气的氛围中，减少解理后新鲜腔面悬挂键。解理后，迅速把激光器芯片Bar条放入真空镀膜机，用氮离子进行腔面深度钝化，形成GaN钝化层，再用氢离子去除氮钝化生成无用杂质。在半导体激光器形成GaN钝化层后在前后腔面分别进行增透膜和高反膜镀制。此技术方案可应用于各类大功率半导体激光器制造。

主权项

一种真空解理大功率半导体激光器腔面氮钝化方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)半导体激光器放在带有离子源真空解理机中解理台上，从离子源通入氮气，通入流量20至40sccm，离子源能量60至100ev，在解理室里形成N+离子，在纯氮的环境下进行解理时，解理后半导体激光器新鲜腔面悬挂键在N+离子作用下减少，把解理出的半导体激光器Bar条装入镀膜专用夹具，然后迅速放入电子束蒸发真空镀膜机行星式转盘上；(2)氮离子深度钝化，把真空镀膜机用冷泵抽至高真空，开通氮气源，通入流量40至60sccm，用100ev到200ev范围氮离子束轰击半导体激光器腔面，钝化温度100至250℃，钝化时间不小于10min，在除去腔面的氧化物和腔面吸附的杂质同时，减小表面态缺陷，形成GaN钝化层；(3)氢离子去杂，关闭镀膜机氮气源，通入氢气源，通入流量20至50sccm，用80至100ev范围H+离子束轰击半导体激光器腔面，轰击时间不少于6min，基体加热温度200℃以上，去除步骤(2)反应后残留在腔面上无用As单质；(4)用电子束蒸发离子辅助沉积方法，在GaN钝化层进行光学厚度为半导体激光器激射中心波长四分之一增透膜镀制；(5)专用夹具翻面后，用电子束蒸发离子辅助沉积方法，在另一面GaN钝化层进行低折射率介质膜和高折射率介质膜交替生长高反膜镀制，低折射率膜和高折射率介质膜的光学厚度均为半导体激光器激射中心波长四分之一。