【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体激光器的，尤其涉及一种抑制激光器端面失效的方法。
技术介绍
1、1962年以半导体材料作为工作物质成功激射激光，经过多次工艺、设计升级后，半导体激光器逐渐发展为体积小、重量轻、效率高、价格低的激光光源。现在，半导体激光器广泛应用于光纤通信、数据中心、激光雷达、医疗美容、激光测距、激光打印机等领域。
2、可靠性是激光器能否能够被应用的关键指标，是激光器能否顺利导入市场的决定性指标。对于边发射激光器(如：dfb、fp)，工艺过程复杂、每个工艺都有可能成为可靠性失效的风险点。工艺制备过程中，巴条划裂工艺，会将半导体的晶体结构破坏，在端面造成大量的悬挂键、缺陷中心、复合中心；排巴过程中，端面暴露到空气中会造成端面被氧化、脏污；上述问题是导致边发射激光器cod(catastrophicopticaldamage，光学灾变损伤)阈值降低、可靠性失效的主要原因之一。专利公开号cn115051238a公开了一种可靠性优化的激光器芯片及其制备方法，该专利在激光器靠近端面的波导区域，上表面有绝缘介质层，在靠近端面区域无载流子注入、光子密度降低，达到提高cod水平、提升可靠性的目的。但是该方法较为复杂，制备过程不够简便。
3、专利公开号cn109193338a公开了一种半导体激光器腔面镀钝化膜的方法，步骤为s1：将半导体激光芯片在空气中解理成腔长为500μm-2000μm的巴条；s2：将解理好的巴条固定到芯片镀膜专用夹具上并放入真空镀膜机，抽真空至真空镀膜机内压强低于1×10-4pa；s4：在巴条的腔面上蒸
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提出一种抑制激光器端面失效的方法，将激光器外延材料和光学镀膜材料交界处的电场强度降低为零，零电场强度设计减少了电场激发的非辐射复合，达到提高端面损伤阈值、提升可靠性的目的。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种抑制激光器端面失效的方法，包括以下步骤：
4、(1)将半导体激光器晶圆解理成巴条，分别在巴条的前腔面和后腔面蒸镀第一膜层；
5、(2)在巴条的前腔面蒸镀增透膜，在巴条的后腔面蒸镀高反膜；
6、所述第一膜层的厚度为激光器外延材料和光学镀膜材料交界处的电场强度降低为零时的厚度。
7、所述步骤(1)中半导体激光器晶圆在空气中解理、排巴，并用等离子体清洗巴条的前腔面和后腔面后再蒸镀第一膜层。
8、所述等离子体清洗中所使用气体为ar、n2、h2或nh3中的一种或两种以上。
9、所述第一膜层的材料为介电常数在(x-1)-(x+1)之间的材料，x为激光器外延材料的介电常数。
10、所述激光器外延材料为inp，所述第一膜层的材料为硅。当两层材料的介电常数接近时，它们的折射率差也会减小，从而减弱界面处的反射。这种情况类似于使用折射率渐变的过渡层，以缓解入射光在界面上的剧烈反射。对于材料如inp，其介电常数较高(通常约为12.5)，如果第一层膜的介电常数也较高且接近inp的介电常数，那么在界面处产生的反射会显著减小，这样能够降低界面处的电场强度，使电场在第一层膜和基板之间尽量趋于平滑过渡，经计算机模拟最适合第一层膜最适合的介电常数为12.5±1以内，越接近基板的介电常数，效果会越好，常见镀膜材料的介电常数如图1所示，考虑到可用于光学镀膜材料有限，及折射率、膜层质量和镀膜工艺，因此选择第一层膜材料为硅。
11、所述第一膜层的厚度为计算机模拟确定，模拟步骤为：
12、s1使用膜系设计软件，输入除第一膜层外的其他膜层材料及厚度信息，查看该膜系每一层间的电场强度分布；
13、s2输入第一膜层的材料信息，通过改变第一层膜的厚度，观察外延材料与第一层膜交界处电场强度最小时第一层膜的厚度。
14、优选的，通过膜系设计软件进行，通过软件分析中run的coupute efi可查看该膜系每一层间的电场强度分布，第一膜层的厚度通过工具栏的run中的interactiveanalysis可进行交互分析。确定第一膜层最合适的厚度后，将该薄膜厚度锁定，通过优化其他层的薄膜厚度，可将光谱优化至需求水平。
15、所述增透膜和高反膜均由若干层高折射率层和低折射率层交替组成。
16、所述高折射率层的材料为tio2、ta2o5、hfo2或si中的任意一种；低折射率层的材料为sio2或al2o3。
17、所述增透膜的厚度为200-300nm，高反膜的厚度为500-800nm。
18、本专利技术的有益效果：由于激光器外延材料和光学镀膜材料交界处电场强度过大，会导致电场激发的非辐射复合增加，降低了激光器的发光效率和稳定性，本专利技术通过改变光学镀膜设计，通过选择与外延材料匹配的材料并精确控制膜层结构和厚度，优化激光器内部的电场分布，将激光器外延材料和光学镀膜材料交界处的电场强度降低为零，零电场强度设计减少了电场激发的非辐射复合，达到提高端面损伤阈值、提升可靠性的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述步骤(1)中半导体激光器晶圆在空气中解理、排巴，并用等离子体清洗巴条的前腔面和后腔面后再蒸镀第一膜层。
3.根据权利要求2所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述等离子体清洗中所使用气体为Ar、N2、H2或NH3中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述第一膜层的材料为介电常数在(x-1)-(x+1)之间的材料，x为激光器外延材料的介电常数。
5.根据权利要求4所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述激光器外延材料为InP，所述第一膜层的材料为硅。
6.根据权利要求1所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述第一膜层的厚度为60-120nm；所述第一膜层的厚度计算机模拟确定，模拟步骤为：
7.根据权利要求1所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述增透膜和高反膜均由若干层高折射率层和低折射率层交替组成
8.根据权利要求7所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述高折射率层的材料为TiO2、Ta2O5、HfO2或Si中的任意一种；低折射率层的材料为SiO2或Al2O3。
9.根据权利要求8所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述增透膜的厚度为200-300nm，高反膜的厚度为500-800nm。
10.权利要求1-9任一项所述方法制备的激光器。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述步骤(1)中半导体激光器晶圆在空气中解理、排巴，并用等离子体清洗巴条的前腔面和后腔面后再蒸镀第一膜层。
3.根据权利要求2所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述等离子体清洗中所使用气体为ar、n2、h2或nh3中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述第一膜层的材料为介电常数在(x-1)-(x+1)之间的材料，x为激光器外延材料的介电常数。
5.根据权利要求4所述的抑制激光器端面失效的方法，其特征在于，所述激光器外延材料为inp，所述第一膜层的材料为硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓光，崔志栋，吴保君，张文超，焦山明，
申请(专利权)人：河南仕佳光子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。