[发明专利]一种半导体激光器芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体激光器芯片及其制作方法，其中半导体激光器芯片包括：双面抛光衬底、激光器外延结构以及太阳能电池外延结构；激光器外延结构设置于双面抛光衬底的正面；太阳能电池外延结构设置于双面抛光衬底的背面；金属热沉，设置于激光器外延结构远离双面抛光衬底的一侧，与激光器外延结构的电极连接；太阳能电池外延结构的P面电极通过金线与金属热沉连接，双面抛光衬底为N型掺杂的GaAs或InP，厚度为300‑400μm，且其掺杂浓度大于1E19cm³。在双面抛光衬底的正反面分别生长半导体激光器外延结构与太阳能电池外延结构，用金线和热沉实现电气连接，使半导体激光器芯片能够依靠自身结构中的太阳能电池供电，提高器件的集成度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体激光器芯片及其制作方法。

背景技术

由于其能带结构和化学稳定性，为诸如Al、Ga或In的III族元素和V族元素N的化合物的氮化物半导体对于发光元件和功率元件等是有前途的半导体材料。因此，已经尝试了氮化物半导体的各种应用，这些应用之一是用作诸如光盘驱动器的光学信息记录装置的光源的氮化物半导体激光器元件。近年来，由于GaN基板的使用、晶体生长技术的进步、良好设计的元件结构、改善的晶片处理技术以及其他因素，氮化物半导体激光元件已经实现了可靠性和成本降低，并且已经产生了作为商用产品的市场。

由于氮化物半导体的短振荡波长，对于氮化物半导体作为荧光材料激发光源的期望也是非常高的。荧光材料激发光源的典型应用是使用氮化物半导体的白光LED。近年来，由氮化物半导体制造的高功率激光器在需要方向性和高功率的下一代定向灯(directionallight)和电视机等中的使用也引起了人们的注意。在这些应用中，半导体激光器需要额外的外部电源供电，这样不利于分离器件的集成化。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中激光器芯片工作需要额外的外部电源供电，导致器件集成化程度较低的缺陷，从而提供一种半导体激光器芯片及其制作方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

根据第一方面，本发明实施例提供了一种半导体激光器芯片，包括：

双面抛光衬底；

激光器外延结构，设置于所述双面抛光衬底的正面；

太阳能电池外延结构，设置于所述双面抛光衬底的背面；

金属热沉，设置于所述激光器外延结构远离所述双面抛光衬底的一侧，与所述激光器外延结构的电极连接；

金线，所述太阳能电池外延结构的P面电极通过金线与所述金属热沉连接；

其中，所述双面抛光衬底为N型掺杂的GaAs或InP，厚度为300μm至400μm，且其掺杂浓度大于1E19cm³。

可选地，太阳能电池外延结构和激光器外延结构的外延层的晶格常数与双面抛光衬底的晶格常数一致。

可选地，在双面抛光衬底为GaAs衬底时，激光器外延结构为AlGaAs结构的半导体激光器。

可选地，太阳能电池外延结构为GaAs子电池和GaInP子电池组成的多结太阳能电池。

可选地，在激光器外延结构表面形成脊形波导区。

可选地，在太阳能电池外延结构上层形成减反射膜。

可选地，半导体激光器芯片与太阳能电池外延结构的尺寸一致。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种半导体激光器芯片的制作方法，包括如下步骤：

选取双面抛光衬底；