一种边射型半导体激光器芯片结构_CN209233160U
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920099157 .2
(22)申请日 2019 .01 .21
(73)专利权人 陕西源杰半导体技术有限公司咸 阳分公司
地址 712000 陕西省咸阳市西咸新区沣西 新城总部经济园9号楼1311室
(72)发明人 师宇晨 王兴 罗俊岗 张西璐 刘虎强 刘晨 赵小亮 刘阿娟 李登科 席人杰 李长超
2 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InP包覆层 生长面的宽度为15微米。
3 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InP包覆层 生长面由 InGaAsP量子阱 层 (2)的 端部通过等离子刻蚀后形成 ，蚀刻后的 InGaAsP量子阱 层 (2)厚度为40纳米。
实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的在于提供一种边射型半导体激光器芯片结构，以解决上述问 题。 [0004] 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： [0005] 一种边射型半导体激光器芯片结构，包括InGaAsP量子阱层、InP包覆层、金属接触 层铟镓砷层和P型掺杂InP层；InGaAsP量子阱层的一端设置有InP包覆层生长面，InP包覆层 生长面的上表面低于InGaAsP量子阱层的上表面；InP包覆层设置在InP包覆层生长面，InP 包覆层的上表面与InGaAsP量子阱层上表面齐平；P型掺杂InP层设置在InGaAsP量子阱层和 InP包覆层的上表面；金属接触层铟镓砷层设置在P型掺杂InP层的上表面。 [0006] 进一步的，InP包覆层生长面的宽度为15微米。 [0007] 进一步的，InP包覆层生长面由InGaAsP量子阱层的端部通过等离子刻蚀后形成， 蚀刻后的InGaAsP量子阱层厚度为40纳米。 [0008] 进一步的，InGaAsP量子阱层的下表面设置N型掺杂InP层；N型掺杂InP层的下表面 设置N型电极。 [0009] 进一步的，金属接触层铟镓砷层上表面设置P型电极。 [0010] 与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果： [0011] 本实用新型将传统激光器距出光端面15um的量子阱区刻蚀至剩余40nm，从而在传 统激光器端面形成一层长15um、厚40nm的量子阱尖角结构，在端面量子阱尖角结构处，由于 量子阱区厚度被缩小，导致在这一区域量子阱对光的束缚能力减弱，从而达到减小激光器 芯片的发散角的目的。 [0012] 同时，由于只是在距离出光端面15um的位置对量子阱区进行刻蚀减薄，远小于整 个量子阱区长度，即量子阱区对光的束缚能力并未减少，所以激光器芯片的阈值电流并没 有增加 ，因此 ，根据这一结构 ，达到了在减小出光发散 角的同时 ，又不增加激光器芯片的阈 值电流的目的。
(10)授权公告号 CN 209233160 U (45)授权公告日 2019.08.09
权利要求书1页 说明书2页 附图2页
CN 209233160 U
CN 209233160 U
Leabharlann Baidu权 利 要 求 书
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1 .一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，包括InGaAsP量子阱层(2)、InP包 覆层(6) 、金属接触层铟镓砷层(8) 和P型掺杂InP层(7) ；InGaAsP量子阱层(2)的一端设置有 InP包覆层生长面，InP包覆层生长面的上表面低于InGaAsP量子阱层(2)的上表面；InP包覆 层 (6) 设置在InP包覆层生长面 ，InP包覆层 (6) 的 上表面与InGa AsP量子阱 层 (2) 上表面齐 平；P型掺杂InP层(7)设置在InGaAsP量子阱层(2)和InP包覆层(6)的上表面；金属接触层铟 镓砷层(8)设置在P型掺杂InP层(7)的上表面。
4 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InGaAsP量 子阱层(2)的下表面设置N型掺杂InP层(11) ；N型掺杂InP层(11)的下表面设置N型电极 (10)。
5 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，金属接触层 铟镓砷层(8)上表面设置P型电极(9)。
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CN 209233160 U
说 明 书
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附图说明 [0013] 图1为本实用新型结构示意图； [0014] 图2为本实用新型端面具有15um铟镓砷磷(InGaAsP)的边射型半导体激光器出光 端光场模拟图 ； [0015] 图3为传统半导体激光器出光端光场模拟图。 [0016] 其中 ：2-InGaAsP量子阱层，6-InP包覆层，7-P型掺杂InP，8-金属接触层铟镓砷 (InGaAs) ，9-P型电极 ，10-N型电极 ，11-N型掺杂InP层。
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说 明 书
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一种边射型半导体激光器芯片结构
技术领域 [0001] 本实用新型属于半导体激光器技术领域，特别涉及一种边射型半导体激光器芯片 结构。
背景技术 [0002] 传统边射型半导体激光器芯片为实现低的阈值电流，通常会使光尽可能多的被束 缚在量子阱区(铟镓砷磷材料) ，即量子阱区的光局限因子需要尽可能大。但光在量子阱区 被束缚的 越强 烈 ，在激光器出光端面 ，形成的发散 角就会越大 ，远场光场就越大 ，引起耦光 率降低。为了减小发散角，理论上可以通过减小量子阱区对光场的局限来实现，但也同时会 增加激光器芯片的阈值电流。
(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200
代理人 徐文权
(51)Int .Cl . H01S 5/343(2006 .01) H01S 5/06(2006 .01)
( 54 )实用新型名称 一种边射型半导体激光器芯片结构
( 57 )摘要 一种边射型半导体激光器芯片结构 ，包括
InGaAsP量子阱层、InP包覆层、金属接触层铟镓 砷层和P型掺 杂InP层 ；InGa AsP量子阱 层的 一端 设置有InP包覆层生长面，InP包覆层生长面的上 表面低于InGaAsP量子阱层的上表面；InP包覆层 设置在InP包覆层生长面，InP包覆层的上表面与 InGa AsP量子阱 层上表面齐平 ；P型掺杂InP层设 置在InGaAsP量子阱层和InP包覆层的上表面；金 属接触层铟镓砷层设置在P型掺杂InP层的上表 面。本实 用新型在端面量子阱 尖 角结构处 ，由 于 量子阱区厚度被缩小，导致在这一区域量子阱对 光的束缚能力减弱，从而达到减小激光器芯片的 发散角的目的。
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920099157 .2
(22)申请日 2019 .01 .21
(73)专利权人 陕西源杰半导体技术有限公司咸 阳分公司
地址 712000 陕西省咸阳市西咸新区沣西 新城总部经济园9号楼1311室
(72)发明人 师宇晨 王兴 罗俊岗 张西璐 刘虎强 刘晨 赵小亮 刘阿娟 李登科 席人杰 李长超
2 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InP包覆层 生长面的宽度为15微米。
3 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InP包覆层 生长面由 InGaAsP量子阱 层 (2)的 端部通过等离子刻蚀后形成 ，蚀刻后的 InGaAsP量子阱 层 (2)厚度为40纳米。
实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的在于提供一种边射型半导体激光器芯片结构，以解决上述问 题。 [0004] 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： [0005] 一种边射型半导体激光器芯片结构，包括InGaAsP量子阱层、InP包覆层、金属接触 层铟镓砷层和P型掺杂InP层；InGaAsP量子阱层的一端设置有InP包覆层生长面，InP包覆层 生长面的上表面低于InGaAsP量子阱层的上表面；InP包覆层设置在InP包覆层生长面，InP 包覆层的上表面与InGaAsP量子阱层上表面齐平；P型掺杂InP层设置在InGaAsP量子阱层和 InP包覆层的上表面；金属接触层铟镓砷层设置在P型掺杂InP层的上表面。 [0006] 进一步的，InP包覆层生长面的宽度为15微米。 [0007] 进一步的，InP包覆层生长面由InGaAsP量子阱层的端部通过等离子刻蚀后形成， 蚀刻后的InGaAsP量子阱层厚度为40纳米。 [0008] 进一步的，InGaAsP量子阱层的下表面设置N型掺杂InP层；N型掺杂InP层的下表面 设置N型电极。 [0009] 进一步的，金属接触层铟镓砷层上表面设置P型电极。 [0010] 与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果： [0011] 本实用新型将传统激光器距出光端面15um的量子阱区刻蚀至剩余40nm，从而在传 统激光器端面形成一层长15um、厚40nm的量子阱尖角结构，在端面量子阱尖角结构处，由于 量子阱区厚度被缩小，导致在这一区域量子阱对光的束缚能力减弱，从而达到减小激光器 芯片的发散角的目的。 [0012] 同时，由于只是在距离出光端面15um的位置对量子阱区进行刻蚀减薄，远小于整 个量子阱区长度，即量子阱区对光的束缚能力并未减少，所以激光器芯片的阈值电流并没 有增加 ，因此 ，根据这一结构 ，达到了在减小出光发散 角的同时 ，又不增加激光器芯片的阈 值电流的目的。
(10)授权公告号 CN 209233160 U (45)授权公告日 2019.08.09
权利要求书1页 说明书2页 附图2页
CN 209233160 U
CN 209233160 U
Leabharlann Baidu权 利 要 求 书
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1 .一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，包括InGaAsP量子阱层(2)、InP包 覆层(6) 、金属接触层铟镓砷层(8) 和P型掺杂InP层(7) ；InGaAsP量子阱层(2)的一端设置有 InP包覆层生长面，InP包覆层生长面的上表面低于InGaAsP量子阱层(2)的上表面；InP包覆 层 (6) 设置在InP包覆层生长面 ，InP包覆层 (6) 的 上表面与InGa AsP量子阱 层 (2) 上表面齐 平；P型掺杂InP层(7)设置在InGaAsP量子阱层(2)和InP包覆层(6)的上表面；金属接触层铟 镓砷层(8)设置在P型掺杂InP层(7)的上表面。
4 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，InGaAsP量 子阱层(2)的下表面设置N型掺杂InP层(11) ；N型掺杂InP层(11)的下表面设置N型电极 (10)。
5 .根据权利要求1所述的一种边射型半导体激光器芯片结构，其特征在于，金属接触层 铟镓砷层(8)上表面设置P型电极(9)。
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CN 209233160 U
说 明 书
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附图说明 [0013] 图1为本实用新型结构示意图； [0014] 图2为本实用新型端面具有15um铟镓砷磷(InGaAsP)的边射型半导体激光器出光 端光场模拟图 ； [0015] 图3为传统半导体激光器出光端光场模拟图。 [0016] 其中 ：2-InGaAsP量子阱层，6-InP包覆层，7-P型掺杂InP，8-金属接触层铟镓砷 (InGaAs) ，9-P型电极 ，10-N型电极 ，11-N型掺杂InP层。
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CN 209233160 U
说 明 书
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一种边射型半导体激光器芯片结构
技术领域 [0001] 本实用新型属于半导体激光器技术领域，特别涉及一种边射型半导体激光器芯片 结构。
背景技术 [0002] 传统边射型半导体激光器芯片为实现低的阈值电流，通常会使光尽可能多的被束 缚在量子阱区(铟镓砷磷材料) ，即量子阱区的光局限因子需要尽可能大。但光在量子阱区 被束缚的 越强 烈 ，在激光器出光端面 ，形成的发散 角就会越大 ，远场光场就越大 ，引起耦光 率降低。为了减小发散角，理论上可以通过减小量子阱区对光场的局限来实现，但也同时会 增加激光器芯片的阈值电流。
(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200
代理人 徐文权
(51)Int .Cl . H01S 5/343(2006 .01) H01S 5/06(2006 .01)
( 54 )实用新型名称 一种边射型半导体激光器芯片结构
( 57 )摘要 一种边射型半导体激光器芯片结构 ，包括
InGaAsP量子阱层、InP包覆层、金属接触层铟镓 砷层和P型掺 杂InP层 ；InGa AsP量子阱 层的 一端 设置有InP包覆层生长面，InP包覆层生长面的上 表面低于InGaAsP量子阱层的上表面；InP包覆层 设置在InP包覆层生长面，InP包覆层的上表面与 InGa AsP量子阱 层上表面齐平 ；P型掺杂InP层设 置在InGaAsP量子阱层和InP包覆层的上表面；金 属接触层铟镓砷层设置在P型掺杂InP层的上表 面。本实 用新型在端面量子阱 尖 角结构处 ，由 于 量子阱区厚度被缩小，导致在这一区域量子阱对 光的束缚能力减弱，从而达到减小激光器芯片的 发散角的目的。