一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法技术

本公开提供了一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，包括：S1，将多个半导体激光器放置于真空环境中，并对多个半导体激光器的衬底进行加热处理后保持恒温；S2，采用磁控溅射设备在预置参数下对经过S1步骤处理后的每个半导体激光器的两端腔面上分别生长增透膜和高反膜，增透膜为氮化硅层，高反膜由二氧化硅层和氮化硅层交替生长形成；其中，预置参数包括单材料硅靶源的溅射功率为50W～200W，氮化硅层的生长条件：氮气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa，二氧化硅层的生长条件：氧气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa；通过调节氮气流量的大小以使生成不同折射率的氮化硅层，得到反射率可调节的增透膜和高反膜。调节的增透膜和高反膜。调节的增透膜和高反膜。

【技术实现步骤摘要】
一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法


[0001]本公开涉及半导体光电子器件领域，具体涉及一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法。

技术介绍

[0002]半导体激光器的两个端面需要分别镀制增透膜和高反膜，同时由于半导体激光器的种类繁多，不同种类的半导体激光器激射波长和折射率不同，而自然界可选的镀膜材料又非常有限，所以给端面镀膜带来很大的困难和挑战。常规的做法是根据半导体激光器的激射波长和折射率，选用两种或者两种以上的镀膜材料，通过多层膜系设计，进行镀膜。常用的镀膜方法有：电子束蒸发、等离子体增强化学的气相沉积法和磁控溅射等。
[0003]电子束蒸发的缺点为蒸发过程中，由于干锅内材料间隙的不均性，容易在半导体激光器端面产生颗粒状缺陷，这些缺陷使得半导体激光器端面的抗激光损伤能力大大降低，影响激光器的可靠性。等离子体增强化学的气相沉积的优点是能够灵活控制反应生成薄膜的成分和折射率，精确地得到所需的反射率膜层；缺点是等离子场的能量和方向性不足够强，反应生成的膜层致密性差，抗激光损伤能力差。磁控溅射的方法溅射两种后者两种以上的材料进行半导体激光器腔面膜层的制备，由于溅射的材料折射率固定，所以不能满足某些波长或者折射率的激光器材料所需的反射率。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本公开实施例提供的一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，利用单材料硅靶源，通过改变氮气的流量，加以离子源增强反应离子的能量和方向性，能够制备出满足半导体激光器腔面膜层所需的可变的折射率氮化硅材料，灵活镀制出满足不同激射波长和折射率半导体激光器所需的膜层。
[0005]本公开提供了一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，包括：S1，将多个半导体激光器放置于真空环境中，并对多个半导体激光器的衬底进行加热处理后保持恒温；S2，采用磁控溅射设备在预置参数下对经过所述S1步骤处理后的每个半导体激光器的两端腔面上分别生长增透膜和高反膜，增透膜为氮化硅层，高反膜由二氧化硅层和氮化硅层交替生长形成；其中，预置参数包括单材料硅靶源的溅射功率为50W～200W，氮化硅层的生长条件：氮气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa，二氧化硅层的生长条件：氧气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa；通过调节氮气流量的大小以使生成不同折射率的氮化硅层，得到反射率可调节的增透膜和高反膜。
[0006]进一步地，交替生长的二氧化硅层和氮化硅层的对数与其形成的高反膜的反射率呈正相关。
[0007]进一步地，二氧化硅层和所述氮化硅层的层厚d满足以下关系：
[0008][0009]其中，λ表示每个半导体激光器的激射波长；n表示每个半导体激光器的等效折射率。
[0010]进一步地，磁控溅射设备还包括离子源，离子源用于增强反应离子的能量和方向性。
[0011]进一步地，将多个半导体激光器放置于真空环境中，包括：将多个半导体激光器排列整齐地装入镀膜夹具中，并水平置于磁控溅射设备中；将磁控溅射设备进行抽真空处理，以使多个半导体激光器放置于真空环境中。
[0012]进一步地，真空环境的真空度小于1
×
10
‑1帕斯卡。
[0013]进一步地，恒温为25℃～300℃。
[0014]进一步地，在膜层沉积过程中，所述氮气还可以为氮气和氩气的混合气体。
[0015]进一步地，将多个半导体激光器放置于真空环境中之前，该方法还包括：将周期性的半导体激光器进行解理处理，得到所述多个半导体激光器。
[0016]进一步地，每个半导体激光器的两端腔面为激光器的出光面和位于所述出光面对面的反射面，在所述出光面上生长所述增透膜，在所述反射面上生长所述高反膜。
[0017]本公开提供了一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，利用单材料硅靶源，通过改变氮气和氧气的流量，加以离子源增强反应离子的能量和方向性，能够制备出满足半导体激光器腔面膜层所需的可变的折射率材料，灵活镀制出满足不同激射波长和折射率半导体激光器所需的膜层。该方法制备具有材料简单、折射率可控、膜层抗激光损伤效果好等优势。
附图说明
[0018]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0019]图1示意性示出了根据本公开一实施例的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法的流程图；
[0020]图2示意性示出了根据本公开另一实施例的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0021]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0022]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0023]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0024]图1示意性示出了根据本公开实施例的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
[0025]S1，将多个半导体激光器放置于真空环境中，并对多个半导体激光器的衬底进行加热处理后保持恒温。
[0026]S2，采用磁控溅射设备在预置参数下对经过所述S1步骤处理后的每个半导体激光器的两端腔面上分别生长增透膜和高反膜，所述增透膜为氮化硅层，所述高反膜由二氧化硅层和氮化硅层交替生长形成。
[0027]其中，该预置参数包括单材料硅靶源的溅射功率为50W～200W，所述氮化硅层的生长条件：氮气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa，所述二氧化硅层的生长条件：氧气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa；通过调节氮气流量的大小以使生成不同折射率的氮化硅层，得到反射率可调节的所述增透膜和所述高反膜。
[0028]根据本公开的实施例，交替生长的二氧化硅层和氮化硅层的对数与其形成的高反膜的反射率呈正相关，即交替生长的二氧化硅层和氮化硅层的对数越多，对应的高反膜的反射率越大。以及，二氧化硅层和氮化硅层的层厚d满足以下关系：
[0029][0030]其中，λ表示每个半导体激光器的激射波长；n表示每个半导体激光器的等效折射率。本公开提供的方法根据半导体激光器要求的反射率、激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，其特征在于，包括：S1，将多个半导体激光器放置于真空环境中，并对所述多个半导体激光器的衬底进行加热处理后保持恒温；S2，采用磁控溅射设备在预置参数下对经过所述S1步骤处理后的每个半导体激光器的两端腔面上分别生长增透膜和高反膜，所述增透膜为氮化硅层，所述高反膜由二氧化硅层和氮化硅层交替生长形成；其中，所述预置参数包括单材料硅靶源的溅射功率为50W～200W，所述氮化硅层的生长条件：氮气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa，所述二氧化硅层的生长条件：氧气流量为5sccm～200sccm、压强为0.05Pa～10.00Pa；通过调节所述氮气流量的大小以使生成不同折射率的所述氮化硅层，得到反射率可调节的所述增透膜和所述高反膜。2.根据权利要求1所述的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，其特征在于，交替生长的所述二氧化硅层和所述氮化硅层的对数与其形成的所述高反膜的反射率呈正相关。3.根据权利要求1所述的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅层和所述氮化硅层的层厚d满足以下关系：其中，λ表示每个半导体激光器的激射波长；n表示每个半导体激光器的等效折射率。4.根据权利要求1所述的反射率可调节的半导体激光器腔面膜的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射设备还...

【专利技术属性】
技术研发人员：周代兵，赵玲娟，梁松，王圩，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：