半導(dǎo)體激光器是指以半導(dǎo)體材料為工作物質(zhì)的激光器，因其波長的擴展、高功率激光陣列的出現(xiàn)以及可兼容的光纖導(dǎo)光和激光能量參數(shù)微機控制的出現(xiàn)而迅速發(fā)展。半導(dǎo)體激光器的體積小、重量輕、成本低、波長可選擇，其應(yīng)用遍布臨床、加工制造、軍事，其中尤以大功率半導(dǎo)體激光器方面取得的進(jìn)展Z為突出。

半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)

　　半導(dǎo)體激光器外形及大小與小功率半導(dǎo)體三極管差不多，僅在外殼上多一個激光輸出窗口。夾著結(jié)區(qū)的p區(qū)與n區(qū)做成層狀，結(jié)區(qū)厚為幾十微米，面積約小于1mm²。

　　半導(dǎo)體激光器的光學(xué)諧振腔是利用與p-n結(jié)平面相垂直的自然解理面(110面)構(gòu)成，它有35的反射率，已足以引起激光振蕩。若需增加反射率可在晶面上鍍一層二氧化硅，再鍍一層金屬銀膜，可獲得95%以上的反射率。

　　一旦半導(dǎo)體激光器上加上正向偏壓時，在結(jié)區(qū)就發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而進(jìn)行復(fù)合。

半導(dǎo)體激光器工藝

　　半導(dǎo)體激光器的制造工藝從原理上與半導(dǎo)體電子器件的工藝有很多相似之處。半導(dǎo)體激光器的誕生需要經(jīng)過很多的制造工藝步驟才能實現(xiàn)。盡管各種半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，制造工藝存在較大的差別，但都大同小異。半導(dǎo)體激光器的基本工藝：襯底的選擇和制備;外延生長;腐蝕;擴散、電極制作;解理或劃片;裝架制管;老化篩選;封裝耦合;總測。

　　1、襯底的選擇和制備

　　襯底的選擇是半導(dǎo)體激光器制造的diyi步。襯底就是用于外延生長的基片。由于外延生長的質(zhì)量明顯地受襯底結(jié)晶質(zhì)量的影響，襯底必須考慮與形成異質(zhì)結(jié)材料的晶格匹配(有時也加緩沖層);具有規(guī)定的晶向及一定的偏離范圍;要有適當(dāng)?shù)膿诫s濃度;一定的厚度;表面和內(nèi)部的缺陷密度要低，表面平整光亮，無劃痕。

　　2、外延生長

　　外延生長工藝是半導(dǎo)體激光器制造中的核心工藝，它是決定器件性能和成品率的關(guān)鍵步驟。外延生長就是在襯底片上生長多層的-元或多元化合物或合金(固溶體)，以使其形成同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)。常用外延生長工藝有LPE、MOCVD、MBE等。

　　3、腐蝕

　　腐蝕是根據(jù)半導(dǎo)體激光器設(shè)計的結(jié)構(gòu)和所用材料來制備所需各種形狀的重要工藝環(huán)節(jié)。它分濕法(化學(xué))腐蝕和干法腐蝕(等離子刻蝕，反應(yīng)離子刻蝕，磁回旋共振刻蝕等)兩種，各有自己的使用范圍。千法腐蝕主要用作微小尺寸的精細(xì)刻蝕。

　　4、擴散

　　擴散是半導(dǎo)體激光器制造中十分成熟而又日益重要的一項技術(shù)。利用擴散技術(shù)可以改變半導(dǎo)體材料的電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)。

　　5、電極制作

　　電極制作又稱歐姆接觸，它的好壞不僅影響半導(dǎo)體激光器的功率轉(zhuǎn)換，而且。直接影響器件的可靠性和壽命。

　　6、解理

　　解理技術(shù)是將金屬化(歐姆接觸制作)后外延芯片解理成單個芯片，并獲得平行反射腔面(即F-P腔)的一項技術(shù)。

　　7、燒焊

　　燒焊是將檢測合格的管芯用焊料燒結(jié)在熱沉上。燒焊方法有真空燒焊和成形氣體燒焊兩種，主要根據(jù)焊料的性質(zhì)及工藝來選擇。燒焊時既要保持粘結(jié)牢固，粘潤要均勻，但所用焊料又不能太多，溫度不能太高，以防止焊料溢出底面破壞解理面，甚至玷污有源區(qū)。

　　8、鍵合

　　鍵合是將金絲或金箔帶用超聲焊或熱壓焊，或兩者兼有的方法將電極連接在管芯上，以作電流注入的引線。

　　9、封裝

　　為了提高可靠性，封裝應(yīng)是全金屬化的，密封不漏氣。某些情況下，管殼內(nèi)還裝有溫控、光控傳感器及半導(dǎo)體制冷器，有時還裝有驅(qū)動電路，這些都視具體要求而定。

　　通過上述工藝即可得到實際應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器。