一种脊型波导器件及其制备方法
阅读：260发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种脊型波导器件及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种脊型 波导 器件，包括 半导体 本体，包括用于产生电磁 辐射 的有源层，半导体本体的第一表面向外凸出形成的脊型部；脊型部具有顶部表面以及两个竖向壁面；绝缘层，避开脊型部的顶部表面 覆盖 脊型部的两个竖向壁面和半导体本体的第一表面；覆盖第一表面的绝缘层由第一绝缘介质层和第二绝缘介质层交替层叠形成；金属 电极 包括位于顶部表面的第一电极及向竖向壁面的外侧延伸至第一表面上方的金属连接部。脊型波导器件通过层叠设置的绝缘层使位于第一表面上绝缘层的厚度增加，相对减小了脊型部的高度，提高了金属电极在竖向壁面外侧延伸的连续性。本发明还公开了脊型波导器件的制备方法，适于制备上述成本低、连接良率高的器件。，下面是一种脊型波导器件及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种脊型波导器件，其特征在于，包括：
半导体本体，包括用于产生电磁辐射的有源层，所述半导体本体的第一表面向外凸出形成的脊型部；所述脊型部具有与所述第一表面平行的顶部表面，以及分别与所述顶部表面两端连接的两个竖向壁面；
绝缘层，位于所述半导体本体形成所述脊型部的一侧，所述绝缘层避开所述脊型部的顶部表面覆盖所述脊型部的两个竖向壁面和所述半导体本体的第一表面；其中，覆盖所述第一表面的所述绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成；
金属电极，包括位于所述脊型部的顶部表面的第一电极和由所述第一电极表面向所述竖向壁面的外侧延伸的金属连接部，所述金属连接部延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
2.根据权利要求1所述的脊型波导器件，其特征在于，所述金属连接部由所述第一电极表面向连接于所述顶部表面一端的竖向壁面的外侧延伸。
3.根据权利要求1或2所述的脊型波导器件，其特征在于，所述金属电极还包括覆盖所述第一表面的绝缘层上的第二电极，所述金属连接部延伸至所述第二电极的表面与所述第二电极接触连接。
4.根据权利要求1－3任一项所述的脊型波导器件，其特征在于，覆盖所述竖向壁面的所述绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成。
5.根据权利要求1－4任一项所述的脊型波导器件，其特征在于，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层由不同的材料形成；
优选地，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层的材料分别选自SiO2和SiNx中的任一种。
6.根据权利要求1－5任一项所述脊型波导器件，其特征在于，所述半导体本体包括层叠设置的衬底、第一限制层、有源层、第二限制层和电极接触层，所述脊型部由所述第二限制层和所述电极接触层向远离所述衬底的方向凸出形成。
7.一种脊型波导器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在半导体本体上刻蚀形成脊型部，所述半导体本体形成所述脊型部的一侧表面为第一表面，所述脊型部具有与所述第一表面平行的顶部表面，以及与所述顶部表面两端连接的两个竖向壁面；
S2，在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧制备绝缘层，其中，位于所述第一表面上的所述绝缘层由所需数量的第一绝缘介质层和第二绝缘介质层交替沉积形成；对所述绝缘层进行刻蚀处理，使所述脊型部的顶部表面完整露出；
S3，在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧沉积金属材料，得到金属电极；所述金属电极包括位于所述脊型部的顶部表面的第一电极和由所述第一电极表面向所述竖向壁面的外侧延伸的金属连接部，所述金属连接部延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧沉积金属材料，使所述金属连接部由所述第一电极表面向连接于所述顶部表面一端的竖向壁面外侧延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：将所述半导体本体倾斜，使与所述脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面朝向金属材料沉积方向，在所述朝向金属材料沉积方向的竖向壁面的外侧制备金属连接部。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
将所述半导体本体倾斜，与所述脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面的外侧涂覆有光刻胶，以外侧未涂覆光刻胶的竖向壁面作为所述朝向金属材料沉积方向的竖向壁面。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31，将半导体本体倾斜至与水平方向成小于90°的夹角，以竖直方向作为金属材料沉积方向；
S32，所述半导体本体倾斜后，以外侧未涂覆光刻胶的竖向壁面朝向金属材料沉积方向，然后在所述半导体本体形成脊型部的一侧表面沉积金属材料；
S34，金属材料沉积完成后，剥离所述光刻胶，得到位于脊型部顶部表面的第一电极，位于覆盖第一表面的绝缘层上的第二电极，以及由所述第一电极表面延伸至所述第二电极表面的金属连接部。
一种脊型波导器件及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 以半导体激光器、半导体光放大器等为代表的半导体光学器件，采用半导体材料形成有源区，有源区受激发生电磁辐射，以激射出激光，实现其光学性能。由于半导体光学器件具有功耗小、使用寿命长、电光转换效率高、覆盖波段范围广等方面的优势，可以广泛使用于纤通信、激光存储、激光显示、激光打标、机械加工、生物医学和军事等领域。
[0003] 在半导体光学器件的设计与制作中，为更好的实现对有源区内载流子及光波的限制，常在半导体外延片上刻蚀出脊型波导，以脊型波导作为电流注入位置。如图1所示，在脊型波导的顶部表面制备第一电极41，脊型波导的竖向壁面上包覆有绝缘层3；金属连接部42由脊型波导顶部表面的第一电极41向两侧的竖向壁面外部延伸，直至与位于半导体外延片水平面的绝缘层上的第二电极43接触连接，第二电极43位于打线区域，连通第一电极41与第二电极43以实现器件内的线路互连。然而，受脊型波导的高度影响，金属连接部42在脊型波导的竖向壁面外部延伸时易产生断裂，使金属连接部42不能连续延伸至位于位于打线区域的第二电极43，造成线路连接不良，影响后续封装测试。为避免产生上述问题，现有技术中通常制备加厚的金属电极，通过提高金属电极覆盖率的方式以提高线路接触良率。加厚金属电极虽然减小了金属在脊型波导的竖向侧壁面外延伸时的断裂率，但也会导致半导体激光器的制备成本增加，不利于半导体激光器的工业生产、应用。
发明内容
[0005] 为此，本发明提供如下技术方案：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种脊型波导器件，包括：
[0007] 半导体本体，包括用于产生电磁辐射的有源层，所述半导体本体的第一表面向外凸出形成的脊型部；所述脊型部具有与所述第一表面平行的顶部表面，以及分别与所述顶部表面两端连接的两个竖向壁面；
[0008] 绝缘层，位于所述半导体本体形成所述脊型部的一侧，所述绝缘层避开所述脊型部的顶部表面覆盖所述脊型部的两个竖向壁面和所述半导体本体的第一表面；其中，覆盖所述第一表面的所述绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成；
[0009] 金属电极，包括位于所述脊型部的顶部表面的第一电极和由所述第一电极表面向所述竖向壁面的外侧延伸的金属连接部，所述金属连接部延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
[0010] 可选地，上述的脊型波导器件，所述金属连接部由所述第一电极表面向连接于所述顶部表面一端的竖向壁面的外侧延伸。
[0011] 可选地，上述的脊型波导器件，所述金属电极还包括覆盖所述第一表面的绝缘层上的第二电极，所述金属连接部延伸至所述第二电极的表面与所述第二电极接触连接。
[0012] 可选地，上述的脊型波导器件，覆盖所述竖向壁面的所述绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成。
[0013] 可选地，上述的脊型波导器件，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层由不同的材料形成；
[0014] 优选地，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层的材料分别选自SiO2和SiNx中的任一种。
[0015] 可选地，上述的脊型波导器件，所述半导体本体包括层叠设置的衬底、第一限制层、有源层、第二限制层和电极接触层，所述脊型部由所述第二限制层和所述电极接触层向远离所述衬底的方向凸出形成。
[0016] 第二方面，本发明提供了一种脊型波导器件的制备方法，包括以下步骤：
[0017] S1，在半导体本体上刻蚀形成脊型部，所述半导体本体形成所述脊型部的一侧表面为第一表面，所述脊型部具有与所述第一表面平行的顶部表面，以及与所述顶部表面两端连接的两个竖向壁面；
[0018] S2，在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧制备绝缘层，其中，位于所述第一表面上的所述绝缘层由所需数量的第一绝缘介质层和第二绝缘介质层交替沉积形成；对所述绝缘层进行刻蚀处理，使所述脊型部的顶部表面完整露出；
[0019] S3，在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧沉积金属材料，得到金属电极；所述金属电极包括位于所述脊型部的顶部表面的第一电极和由所述第一电极表面向所述竖向壁面的外侧延伸的金属连接部，所述金属连接部延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
[0020] 可选地，上述的制备方法，所述步骤S3包括：在所述半导体本体形成所述脊型部的一侧沉积金属材料，使所述金属连接部由所述第一电极表面向连接于所述顶部表面一端的竖向壁面外侧延伸至覆盖所述第一表面的绝缘层上。
[0021] 进一步可选地，上述的制备方法，所述步骤S3包括：将所述半导体本体倾斜，使与所述脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面朝向金属材料沉积方向，在所述朝向金属材料沉积方向的竖向壁面的外侧制备金属连接部。
[0022] 进一步可选地，上述的制备方法，所述步骤S3包括：
[0023] 将所述半导体本体倾斜，与所述脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面的外侧涂覆有光刻胶，以外侧未涂覆光刻胶的竖向壁面作为所述朝向金属材料沉积方向的竖向壁面。
[0024] 进一步可选地，上述的制备方法，所述步骤S3包括：
[0025] S31，将半导体本体倾斜至与水平方向成小于90°的夹角，以竖直方向作为金属材料沉积方向；
[0026] S32，所述半导体本体倾斜后，以外侧未涂覆光刻胶的竖向壁面朝向金属材料沉积方向，然后在所述半导体本体形成脊型部的一侧表面沉积金属材料；
[0027] S34，金属材料沉积完成后，剥离所述光刻胶，得到位于脊型部顶部表面的第一电极，位于覆盖第一表面的绝缘层上的第二电极，以及由所述第一电极表面延伸至所述第二电极表面的金属连接部。
[0028] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0029] 1.本发明提供的脊型波导器件，脊型波导器件在半导体本体形成脊型部的一侧表面设置绝缘层，绝缘层避开脊型部的顶部表面设置，以实现金属电极与脊型部的电连接，脊型部的顶部表面能够作为电流注入的窗口，使外接电流经脊型部的顶部表面向半导体本体注入。脊型部的第一竖向壁面和第二竖向壁面上覆盖有绝缘层，能够避免电流由脊型部两侧的竖向壁面向外泄露。
[0030] 金属电极包括位于脊型部顶部表面的第一电极，以及由第一电极表面向脊型部竖向壁面外侧延伸至第一表面上方的金属连接部。覆盖第一表面的绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成，位于第一表面上的绝缘层的厚度增加。第一表面上绝缘层的厚度增加使金属连接部由第一电极的表面向第一表面延伸的距离缩短，也即，相对减小了脊型部的高度。在制备由第一电极表面向第一竖向壁面和/或第二竖向壁面外侧延伸至第一表面的金属连接部时，由于脊型部的相对高度减小，在第一竖向壁面和/或第二竖向壁面外侧延伸的金属连接部发生断裂的概率显著降低，使金属连接部能够连续延伸至第一表面上放用于线路连接的打线区域，与打线区域的金属有效连接，实现线路互连。上述结构的脊型波导器件在不增加金属电极厚度的情况下降低金属连接部在脊型部上延伸的断裂发生率、提高线路接触良率，有效降低了金属电极的制备成本。
[0031] 2.本发明提供的脊型波导器件，金属连接部由第一电极表面向连接于与顶部表面一端的竖向壁面外侧延伸至第一表面的上方，得到覆盖于脊型部单侧的金属连接部，进一步降低了金属电极的制作成本。
[0032] 3.本发明提供的脊型波导器件，金属电极还包括位于覆盖第一表面的绝缘层上的第二电极，金属连接部延伸至第二电极表面，与第二电极接触连接。金属连接部连通第一电极和第二电极，第二电极作为打线金属，实现脊型波导器件内的线路互连。
[0033] 4.本发明提供的脊型波导器件，覆盖第一竖向壁面和第二竖向壁面的绝缘层由至少一个第一绝缘介质层和至少一个第二绝缘介质层交替层叠形成，使覆盖第一竖向壁面和第二竖向壁面上的绝缘层与覆盖第一表面的绝缘层具有相同的结构，适于同步制备，以简化绝缘层的制备步骤，提高制备效率。
[0034] 5.本发明提供的脊型波导器件，第一绝缘介质层和第二绝缘介质层由不同的材料形成。在增加绝缘层的厚度时，也会使绝缘层的材料应力提高，若应力过大会造成绝缘层产生开裂等缺陷，造成向脊型部注入的电流外露，产生漏电流。通过以不同的材料形成第一绝缘介质层和第二绝缘介质层，使第一绝缘介质层和第二绝缘介质层的应力可以互相补偿，有效缓解由于应力过大造成的缺陷。
[0035] 6.本发明提供的脊型波导器件，半导体本体包括层叠设置的衬底、第一限制层、有源层、第二限制层和电极接触层，脊型部由第二限制层和电极接触层向外凸出形成。以第二限制层和电极接触层形成脊型部，能够实现对有源层内载流子与光线的有效限制，有利于降低器件阈值电流，减轻光场模式损耗。
[0036] 7.本发明提供的脊型波导器件的制备方法，制备过程简单，适于制备上述兼具高的线路接触良率以及低制作成本的脊型波导器件。
[0037] 8.本发明提供的脊型波导器件的制备方法，将半导体本体倾斜，使与脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面朝向金属材料沉积方向，在朝向金属材料沉积方向的竖向壁面的外侧制备金属电极的金属连接部。通过倾斜半导体本体，在朝向金属材料沉积方向的竖向壁面外侧制备金属电极，能够形成位于顶部表面的第一电极以及由第一电极表面向脊型部单侧的竖向壁面外延伸的金属连接部，得到金属电极。制备金属连接部的竖向壁面与半导体本体的倾斜方向同侧，能够得到各种形状、厚度的单侧金属电极。
[0038] 9.本发明提供的脊型波导器件的制备方法，与脊型部的顶部表面一端连接的竖向壁面的外侧涂覆有光刻胶，以外侧未涂覆光刻胶的竖向壁面作为朝向金属材料沉积方向的竖向壁面。在金属材料沉积完成后，仅需将光刻胶剥离，即能得到形成于脊型部顶部表面的第一电极以及由第一电极表面向脊型部单侧竖向壁面外延伸的金属连接部，上述制备过程简单，使单侧金属电极的制备难度降低，有利于提高制备效率。附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040] 图1为本发明的背景技术中提供的脊型波导器件的结构示意图；
[0041] 图2为本发明的实施例1中提供的一种脊型波导器件的结构示意图；
[0042] 图3为本发明的实施例1中提供的另一种脊型波导器件的结构示意图；
[0043] 图4为本发明的实施例2中提供的脊型波导器件的制备过程示意图；
[0044] 附图标记说明：
[0045] 1－半导体本体，1A－连接第一竖向壁面的第一表面，1B－连接第二竖向壁面的第一表面；2－脊型部，21－顶部表面，22－第一竖向壁面，23－第二竖向壁面；3－绝缘层，31－第一绝缘介质层，32－第二绝缘介质层；4－金属电极，41－第一电极，42－金属连接部，43－第二电极；5－光刻胶；
具体实施方式
[0046] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0050] 实施例1
[0051] 本实施例提供一种脊型波导器件，如图2所示，包括半导体本体1、绝缘层3和金属电极4。其中，半导体本体1形成脊型部2的一侧表面为第一表面，脊型部2具有与第一表面平行的顶部表面21，以及分别与顶部表面21两端连接的两个竖向壁面。为了便于表述，将两个竖向壁面分别命名为第一竖向壁面22和第二竖向壁面23，第一表面中连接第一竖向壁面22的为第一表面1A，连接第二竖向壁面23的为第一表面1B。绝缘层3位于半导体本体1形成脊型部2的一侧，避开脊型部2的顶部表面21覆盖脊型部2的两个竖向壁面和半导体本体1的第一表面。金属电极4包括位于脊型部2的顶部表面21的第一电极41，以及由顶部表面21向竖向壁面的外侧延伸至覆盖第一表面的绝缘层上方的金属连接部42。
[0052] 需要说明的是，在现有具有脊型波导的半导体器件中，受脊型波导的高度的影响，在脊型波导上制备金属电极4时，金属电极4的金属连接部42在由位于脊型波导顶部表面21的第一电极41向竖向壁面外侧延伸至第一表面上方的打线区域时，易在延伸过程中发生断裂，使金属连接部42无法有效连通第一电极与位于打线区域上的金属，导致半导体器件内线路接触不良，影响后续的封装测试。为避免金属断裂、提高金属电极4的线路连接良率，通常需要制备加厚的金属电极4，由于金属电极4经常使用Au等贵金属形成，导致半导体器件的制备成本增加。特别地，在边发射的半导体激光器中，为了维持对横向模式的广场的限制，通常需要将限制层的厚度设置为激光器在真空条件下发射激光的波长，因此，激光器发射的激光波长越长，其限制层厚度越大，而由限制层形成的脊型波导的高度也越大，导致金属电极4的金属连接部42在上述脊型波导上延伸时越容易产生断裂。
[0053] 为解决上述问题，在本实施例提供的脊型波导器件中，设置覆盖第一表面的绝缘层3由至少一个第一绝缘层3和至少一个第二绝缘层3交替层叠形成，以增加位于第一表面上的绝缘层3厚度。第一表面上绝缘层3厚度的增加可以减小金属连接部42由顶部表面21的第一电极41向第一表面上绝缘层3延伸时所经过的竖向距离，也即，相对减小了脊型部2的高度，从而实现了在不增加金属电极4厚度的情况下提高金属连接部42在脊型部2上的延伸连续性，使金属电极4的金属连接部42能够由顶部表面21的第一电极41连续延伸至位于第一表面的绝缘层3上的打线区域。进一步的，金属电极4还包括位于第一表面的绝缘层上的第二电极43，第二电极43位于打线区域，金属连接部43延伸至第二电极43的表面，与第二电极43实现接触连接，第一电极41和第二电极43通过金属连接部42实现相互连通，进而实现器件内的线路连通，为后续封装测试提供便利。由于形成绝缘层3的材料价格低廉，在保证金属电极4的金属连接部42在脊型部2上延伸连续性的同时，能够降低脊型波导器件的成本。对于激光发射波长越长的半导体器件，其脊型波导的高度越大，金属电极4的金属连接部42在脊型波导上延伸时产生断裂的概率越高，应用本实施例提供的脊型波导器件的优势也愈加明显。
[0054] 绝缘层3避开脊型部2的顶部表面21，以脊型部2的顶部表面21作为电流注入的窗口。第一电极41设置于脊型部2的顶部表面21上，两者通过欧姆接触使电流经脊型部2的顶部表面21向半导体本体1注入，在半导体本体1内激发自由移动的载流子。覆盖于脊型部2两个竖向壁面上的绝缘层3能够避免电流经脊型部2的两侧向外泄露，覆盖于第一表面上的绝缘层3能够保持在第一表面上方延伸的金属连接部42以及第二电极43与半导体本体1绝缘，防止发生漏电。
[0055] 在一具体的实施方式中，如图2所示，覆盖脊型部2两个竖向壁面和半导体本体1第一表面的绝缘层3均由第一绝缘介质层31和第二绝缘层3介质层交替层叠。第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32的个数可以是1、2、3等等；形成第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32的材料分别可以选择SiO2、SiNx等等；第一绝缘介质层31、第二绝缘层3介质层和金属电极4的厚度可以根据实际需要设置，在此不作具体限制。此种结构的绝缘层3由于位于脊型部2竖向壁面和半导体本体1的第一表面的绝缘层3为相同结构，适于在半导体本体1上连续制备上述的绝缘层3，简化制备过程、提高制备效率。作为优选的实施方式，第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32选择以不同材料的形成，例如，第一绝缘介质层31选择以SiO2形成，第二绝缘层3介质层选择以SiNx形成。若第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32选择以相同材料形成，使绝缘层3厚度增加的同时，也会导致绝缘层3的材料应力提高，若应力过高将使绝缘层3产生开裂等缺陷，向脊型部注入的电流易从缺陷处外露产生漏电流。选择以不同材料形成的第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32，两者之间的应力可以互相补偿，避免绝缘层3因应力过高造成的缺陷。
[0056] 在另一具体的实施方式中，如图3所示，仅覆盖第一表面1A和第一表面1B上的绝缘层3由第一绝缘层3和第二绝缘层3交替层叠形成，覆盖第一竖向壁面和第二竖向壁面的绝缘层3为单层的第一绝缘层3。上述结构的绝缘层3同样能够相对减小金属电极4的金属连接部42在脊型部2外侧延伸时所需经过的脊型部2的高度，在不增加金属电极4厚度的情况下减小金属连接部42延伸时的断裂概率。
[0057] 在一具体的实施方式中，如图2和图3所示，金属电极4的金属连接部42由第一电极41表面经与顶部表面21连接的一个竖向壁面的外侧延伸至覆盖第一表面的绝缘层3上，与位于覆盖第一表面的绝缘层3上的第二电极43接触连接。例如，金属连接部42由第一电极41表面经第一竖向壁面22的外侧连续延伸至覆盖第一表面1A的绝缘层3上，且与覆盖第一表面1A的绝缘层3上的第二电极43接触连接，通过单侧延伸的金属连接部42连通第一电极41和第二电极43，实现器件内部的线路连通。
[0058] 在一具体的实施方式中，脊型波导器件为半导体激光器，半导体激光器的半导体本体1包括层叠设置的衬底、第一限制层、有源层、第二限制层和金属接触层，脊型部2由第二限制层向远离衬底的方向凸出形成。例如，衬底由n型的半导体材料形成，第一限制层由n型的半导体材料形成，第二限制层由p型的半导体材料形成，金属接触层由p型的半导体材料形成，有源层基于半导体材料的量子异质结构，量子异质结构可以选择量子点(Quantum dot)、量子线(Quantum wire)、量子肼(Quantum well)和体结构(Bulk)中的至少一种。半导体材料可以选择III－V族化合物，例如GaAs基材料或InP基材料等等。以第二限制层和电极接触层形成脊型部2，能够实现对有源层内载流子与光线的有效限制，以降低器件阈值电流、减轻光场模式损耗。
[0059] 实施例2
[0060] 本实施例提供一种脊型波导器件的制备方法，脊型波导器件具有实施例1中提供的结构，制备方法具体包括以下步骤：
[0061] S1，在半导体本体1上刻蚀形成脊型部2，半导体本体1形成脊型部2的的一侧表面为第一表面，脊型部2具有与第一表面平行的顶部表面21，以及与顶部表面21两端连接的两个竖向壁面；具体如下：
[0062] 在衬底上依次外延生长第一限制层、有源层、第二限制层和电极接触层，得到半导体外延片。以半导体外延片作为半导体本体1，对半导体本体1的第二限制层和电极接触层进行光刻处理，将掩膜板上的特征图形转移到第二限制层上，在第二限制层上刻蚀出远离衬底方向的凸起，上述凸起即为形成于半导体本体1上的脊型部2，半导体本体1形成脊型部2的一侧表面作为第一表面。脊型部2垂直于半导体本体1，具有与半导体本体1的第一表面平行的顶部面部，以及连接于顶部表面21的两端且垂直于第一表面的第一竖向壁面22和第二竖向壁面23。在第一表面中，连接第一竖向壁面22的第一表面1A，连接第二竖向壁面23的为第二表面1B。
[0063] S2，在半导体本体1形成脊型部2的一侧制备绝缘层3，其中，位于第一表面上的绝缘层3由所需数量的第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32交替沉积形成；对绝缘层3进行刻蚀处理，使脊型部2的顶部表面21完整露出；具体如下：
[0064] S21，通过等离子增强气相沉积(PECVD)等沉积方法在半导体本体1形成脊型部2的一侧交替沉积第一绝缘介质层31材料和第二绝缘介质层32材料作为绝缘层3，绝缘层3中第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32的数量可以根据实际需要设置，形成第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32的材料可以分别选择使SiO2、SiNx等介质材料。作为优选的实施方式，第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32选择以不同的材料形成，通过两者的应力互相补偿，避免由于绝缘层3厚度增加造成应力过高而使绝缘层3产生缺陷。绝缘层3覆盖于半导体本体1的第一表面，以及脊型部2的顶部表面21、第一竖直壁面和第二竖直壁面上，且均由第一绝缘介质层31和第二绝缘介质层32交替沉积形成。
[0065] S22，在绝缘层3上涂覆光刻胶5，光刻胶5在背对第一表面的一侧形成一平面。对光刻胶5进行曝光和显影处理，使对应于脊型部2顶部表面21的光刻胶5被去除。然后通过干法刻蚀工艺，去除覆盖于脊型部2顶部表面21的绝缘层3，以使脊型部2的顶部表面21完整露出，然后剥离覆盖于第一竖向壁面和第一表面1A外侧的光刻胶5，得到图4中所示结构的半导体器件。
[0066] S3，在半导体本体1形成脊型部2的一侧沉积金属电极4，金属电极4包括位于脊型部2的顶部表面21的第一电极41，以及由第一电极41表面向竖向壁面的外侧延伸的金属连接部42，金属连接部42延伸至覆盖第一表面的绝缘层上。具体如下：
[0067] S31，如图4所示，将半导体本体1倾斜至与水平面呈小于90°的夹角，以竖直方向作为金属沉积反向，半导体本体1倾斜的夹角可根据实际需要金属电极4厚度、形状设置；
[0068] S32，半导体本体1倾斜后，以外侧未涂覆光刻胶5的脊型部2的第一竖向壁面22朝向金属材料沉积方向，然后在半导体本体1形成脊型部2的一侧表面沉积金属材料，沉积方法可以选择电子枪真空蒸镀、热蒸镀、溅射、旋涂等等。
[0069] S33，金属材料沿竖直方向沉积于位于第一竖向壁面22和第一表面1A外侧的绝缘层3上、脊型部2的顶部表面21以及涂覆于第二竖向壁面23和第一表面1B外侧的光刻胶5上。金属材料沉积完成后，剥离光刻胶5，得到位于脊型部2的顶部表面21的第一电极41，位于覆盖第一表面1A的绝缘层3上的第二电极43，以及由第一电极41表面向第一竖向壁面22外侧延伸至第二电极43表面的金属连接部42。
[0070] 上述的制备方法，通过倾斜半导体本体1，使半导体本体1的倾斜方向与金属材料沉积的竖向壁面同侧，适于制备在脊型部2上制备第一电极41、位于脊型部竖向壁面单侧的第二电极43以及单侧延伸的金属连接部42，得到单侧的金属电极4。上述单侧金属电极4的制备过程简单，通过改变半导体本体1倾斜的角度，适于制备各种厚度、形状的金属电极4。此外，与脊型部2的顶部表面21一端连接的竖向壁面的外侧涂覆有光刻胶5，以外侧未涂覆光刻胶5的竖向壁面作为朝向金属材料沉积方向的竖向壁面。在金属材料沉积完成后，仅需将光刻胶5剥离，即能得到形成于脊型部2单侧的金属电极4，制备过程简单，适于制备断裂发生率低、连接良率高的金属电极4。
[0071] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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