[发明专利]一种单片垂直集成多波长半导体激光器及其制造方法

权利要求书

1.一种单片垂直集成多波长半导体激光器，其特征在于，包括：在垂直于衬底方向上依次设有的散热装置和至少两个基本单元，相邻的两个基本单元之间设有进行电隔离的氧化绝缘层；每个所述基本单元包括：

衬底区，用于承载基本单元中的各层材料，其中最下层的基本单元中的衬底区与所述散热装置相连；

核心区，用于实现某一波长激光发射的完整激光器结构；

电极区，包括与所述核心区相连的正电极和与所述衬底区相连的负电极。

2.根据权利要求1所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述衬底区为N型衬底区，其材料为N型重掺杂衬底材料。

3.根据权利要求2所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述衬底区的材料具体为GaAs或者InP。

4.根据权利要求2或3所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述核心区按照外延生长的顺序依次包括：N型限制层，N型波导层、有源层、P型波导层、P型限制层和P型盖层。

5.根据权利要求4所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述核心区的外延材料为GaAs、AlGaAs、InAs、InGaAs、GaInP、GaInAsP、AlGaInP等半导体材料中的任意一种或者几种。

6.根据权利要求4所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述有源层的材料为体材料、异质结、量子阱、量子线、量子点和量子级联结构中的任意一种或者几种。

7.根据权利要求4所述的多波长半导体激光器，其特征在于，所述正电极连接在核心区的P型盖层上；所述负电极连接在N型衬底区上。

8.一种权利要求1所述的多波长半导体激光器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据激光器波长的个数n确定基本单元的个数为n，氧化绝缘层的个数为n-1，n为大于1的自然数；

步骤2：按照基本单元-高铝组分层-基本单元的顺序，间隔的依次外延生长n个基本单元和n-1个高铝组分区；

步骤3：在每个基本单元的核心区和衬底区上分别制备电流注入窗口，并使高铝组分区的侧面暴露出来；

步骤4：通过侧向湿氧化方法，把高铝组分区氧化为氧化绝缘层；

步骤5：在基本单元的侧面生长绝缘介质膜；在每个基本单元的核心区和衬底区的预留位置分别形成正、负电极；

步骤6：对最下层基本单元的衬底区进行减薄和抛光，根据需求进行多波长半导体激光器芯片的解离；

步骤7：将解离得到的多波长半导体激光器芯片的最下层基本单元的衬底区焊接封装在散热装置上，并通过键合引线将每个基本单元的正、负电极分别连接到电源。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述高铝组分层的材料为AlAs、AlGaAs、AlInAs和AlAsSb中的任意一种或者几种。