[發明專利]一種DFB半導體激光器制備方法及制得的激光器

有效

• 申請號: 201710031147.0
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106711761B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 薛正群;蘇輝;王凌華;陳陽華;林琦;林中晞
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/22;H01S5/343
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;張祖萍

1.一種DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S11、制備外延片：外延片采用波導和有源區結構；

步驟S12、制備基片：在外延片表面的光柵層上制備均勻的部分光柵，并對光柵進行掩埋生長；

步驟S13、制備脊型波導：對基片進行脊型控制腐蝕，制備多個脊型波導；

其中，步驟S11包括如下步驟：

在N-InP襯底上，通過MOCVD外延生長N-InP緩沖層；

在N-InP緩沖層生長禁帶寬度和折射率漸變的InAlGaAs下波導層，其中，所述InAlGaAs下波導層越靠近有源區禁帶寬度越窄，折射率越大；

在InAlGaAs下波導層上生長AlGaInAs多量子阱有源層；

在AlGaInAs多量子阱有源層上生長InAlGaAs上波導層；

在InAlGaAs上波導層上依次生長低摻雜的P-InP過渡層和P-InGaAsP過渡層；

在P-InGaAsP過渡層上生長低摻雜P-InP空間層；

在P-InP空間層上依次生長InGaAsP光柵層和InP保護層，從而完成一次生長；

步驟S12包括以下步驟：

采用部分光柵光刻板，將靠近出光端面和背光端面一段區域內的光刻膠去掉；

采用雙光束全息方法制備均勻光柵，采用攪拌腐蝕方法形成周期均勻光柵；

對光柵表面進行清洗處理；

放入MOCVD外延爐中在光柵表面依次生長InP光柵覆蓋層、P-InP過渡層和P-InGaAsP過渡層和P-InGaAs重摻雜層，從而完成二次生長；

步驟S13包括以下步驟：

采用PECVD沉積SiO2介質層，光刻；

采用H2SO4:H2O2:H2O腐蝕液腐蝕基片表面的P-InGaAs重摻雜層和P-InGaAsP過渡層，接著采用H3PO4:HCl腐蝕至InP光柵覆蓋層，形成多個脊型波導；

去除表面SiO2介質層，再次PECVD沉積SiO2鈍化層。

2.根據權利要求1所述的DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，還包括：

步驟S14、制備芯片：將步驟S13制得的樣品依次經脊型波導區域開孔、P面金屬鍍膜、物理研磨減薄、N面金屬鍍膜、合金后進行解離，然后在出光端面和背光端面蒸鍍光學膜。

3.根據權利要求1?所述的DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，所述InAlGaAs下波導層的折射率和禁帶寬度呈線性變化。

4.根據權利要求2所述的DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，所述InAlGaAs下波導層的折射率和禁帶寬度呈線性變化。

5.根據權利要求1所述的DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，所述多個脊型波導為四個脊型波導。

6.根據權利要求1所述的DFB半導體激光器制備方法，其特征在于，對每個脊型波導采用單獨供電的方式進行供電。

7.一種根據如權利要求1至6中任一項所述的方法制得的DFB半導體激光器，其特征在于，所述DFB半導體激光器為包含多個激光器的單顆管芯，多個激光器各自的脊型波導相互獨立，每個脊型波導由對應的激光器焊盤單獨供電。

8.根據權利要求7所述的DFB半導體激光器，其特征在于，所述多個脊型波導位于管芯的中間位置。

9.根據權利要求7所述的DFB半導體激光器，其特征在于，所述管芯還包括金屬覆蓋區域，金屬覆蓋區域位于脊型波導的上表面。

10.根據權利要求8所述的DFB半導體激光器，其特征在于，所述管芯還包括金屬覆蓋區域，金屬覆蓋區域位于脊型波導的上表面。