[發(fā)明專利]一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610514060.4
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN106410606B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單智發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州全磊光電有限公司
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/343
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務(wù)所(普通合伙)32251
• 代理人: 劉計成

1.一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)，包括InP襯底，在InP襯底上自下而上依次設(shè)置有緩沖層、下限制層、下波導(dǎo)層、有源層、上波導(dǎo)層、上限制層、第二緩沖層、腐蝕阻擋層、包層和光柵層；在光柵層上面設(shè)置有二次外延層，其特征在于：所述二次外延層自下而上包括光柵包層、勢壘漸變層和歐姆接觸層，所述光柵包層自下而上包括光柵覆蓋層和過渡層，所述光柵覆蓋層厚度大于光柵層厚度；所述光柵覆蓋層的平均生長速度為0.002 nm/s-0.003 nm/s，所述光柵覆蓋層的生長溫度為530-570°C；所述過渡層的平均生長速度為0.15 nm/s-0.55 nm/s，所述過渡層的生長溫度為650-690°C。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述光柵覆蓋層厚度比光柵層厚度大2nm-6nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述光柵層的厚度為40 nm；光柵層中光柵周期為210 nm；所述光柵覆蓋層的厚度為42.3 nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述緩沖層為InP層；所述下限制層為AlInAs層；所述下波導(dǎo)層為AlGaInAs層；所述有源層為AlGaInAs層；所述上波導(dǎo)層為AlGaInAs層；所述上限制層為AlInAs層；所述第二緩沖層為InP層，所述腐蝕阻擋層為波長1100nm 的InGaAsP層；所述包層為InP層，所述光柵層為波長1100nm的 InGaAsP層；所述光柵覆蓋層為InP層，所述過渡層為InP層；所述勢壘漸變層為InGaAsP層；所述歐姆接觸層為InGaAs層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種DFB激光器的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述勢壘漸變層自下而上包括第一勢壘漸變層和第二勢壘漸變層，第一勢壘漸變層由波長為1300nm的InGaAsP層構(gòu)成，所述第二勢壘漸變層由波長為1500nm的InGaAsP層構(gòu)成。

6.一種DFB激光器外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、選用InP作為襯底，把InP襯底放入到MOCVD 系統(tǒng)反應(yīng)室中，以H₂為載氣，通入相應(yīng)反應(yīng)源氣體，在InP襯底上面依次生長InP緩沖層、AlInAs下限制層、AlGaInAs下波導(dǎo)層、AlGaInAs有源層、AlGaInAs上波導(dǎo)層、AlInAs上限制層、InP第二緩沖層、InGaAsP腐蝕阻擋層、InP包層和InGaAsP光柵制作層；

步驟二、取出步驟一生長完成的半成品外延片，在半成品外延片上采用全息光刻或電子束光刻的方式在InGaAsP光柵制作層上形成光柵層；

步驟三、把步驟二制作完光柵層的半成品外延片清洗后再放入MOCVD 系統(tǒng)反應(yīng)室，給反應(yīng)室通入流量為850sccm -950 sccm 的PH₃氣體以保護半成品外延片，讓反應(yīng)室升溫至530℃-570℃，然后在t₁=1秒-8秒內(nèi)往反應(yīng)室通入流量為8 sccm -15 sccm的TMIn反應(yīng)源氣體在光柵層上面生長InP光柵覆蓋層的形核層，接著在t₂=2秒-5秒內(nèi)關(guān)閉進入反應(yīng)室的TMIn反應(yīng)源氣體，給已生長InP光柵覆蓋層的形核層中的原子遷移提供時間，穩(wěn)定已生長InP光柵覆蓋層的形核層，再接著在t₃=12秒-24秒內(nèi)往反應(yīng)室通入流量為8 sccm -15 sccm的TMIn反應(yīng)源氣體在已生長的InP光柵覆蓋層的形核層上繼續(xù)生長InP光柵覆蓋層的基體層，再接著在t₄=2秒-5秒內(nèi)關(guān)閉進入反應(yīng)室的TMIn反應(yīng)源氣體，穩(wěn)定后面生長InP光柵覆蓋層的基體層，如此以t₁+t₂+t₃+t₃= t₅作為一個生長周期循環(huán)生長InP光柵覆蓋層至InP光柵覆蓋層的總厚度大于光柵層厚度2nm-6nm后停止InP光柵覆蓋層的生長；

步驟四、讓反應(yīng)室的溫度升高至650℃-690℃，保持PH₃氣體通入反應(yīng)室的流量為850sccm -950 sccm ，然后往反應(yīng)室通入流量為600sccm -800sccm的TMIn反應(yīng)源氣體，在已生長完成的InP光柵覆蓋層上生長InP過渡層，InP過渡層生長至設(shè)定厚度后停止生長；

步驟五、保持反應(yīng)室溫度為650-690℃，以H₂為載氣，通入相應(yīng)反應(yīng)源氣體，在生長完成的InP過渡層上依次生長InGaAsP勢壘漸變層和InGaAs歐姆接觸層。