[發(fā)明專利]一種降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811583566.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109659810B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昭宇;劉秀;方鉉;周陶杰;項(xiàng)國(guó)洪;項(xiàng)博媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港中文大學(xué)（深圳）
• 主分類號(hào): H01S5/028
• 分類號(hào): H01S5/028;H01S5/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

1.一種降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，應(yīng)用于基于GaAs基、InP基和GaSb基的III-V族化合物的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，包括：

制備微腔半導(dǎo)體激光器器件；

將制備得到的微腔半導(dǎo)體激光器器件通入惰性氣體啟輝；

通入等離子氣體進(jìn)行電離，使所述等離子氣體附著于所述微腔半導(dǎo)體激光器器件的微腔腔體上，形成表面鈍化，以便于降低所述微腔半導(dǎo)體激光器器件的激光器閾值；

所述“制備微腔半導(dǎo)體激光器器件”包括：

對(duì)基片進(jìn)行清洗處理，得到清洗后基片；

將所述清洗后基片置于PECVD腔體中掩膜生長(zhǎng)，得到掩膜基片；

將所述掩膜基片進(jìn)行EBL圖案書(shū)寫，并依次進(jìn)行RIE硬掩模刻蝕、ICP-RIE刻蝕、懸空微腔刻蝕，得到微腔半導(dǎo)體激光器器件；

所述懸空微腔刻蝕，為將刻好的基片浸泡在0.2％的氫氟酸中實(shí)現(xiàn)柱狀架空結(jié)構(gòu)刻蝕，即得到所述微腔半導(dǎo)體激光器器件；

所述等離子氣體包括氮?dú)?、硫化氫和氖氣的一種或多種；

所述“將制備得到的所述微腔半導(dǎo)體激光器器件通入惰性氣體啟輝”包括：

將制備得到的所述微腔半導(dǎo)體激光器器件置于ICP-RIE的腔體中；

通入惰性氣體氣啟輝；其中，

所述惰性氣體啟輝的流速控制在5sccm；并且，將ICP功率穩(wěn)定控制在300W-400W。

2.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，所述等離子氣體為氮?dú)?、硫化氫和氖氣中的兩種或三種組合而成的混合氣體；其中，所述混合氣體中各個(gè)組分所占的比例相等。

3.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，所述等離子氣體的流速為10-15sccm。

4.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，所述惰性氣體為Ar氣。

5.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，所述“對(duì)基片進(jìn)行清洗處理，得到清洗后基片”包括：

將所述基片分別在去離子水、丙酮以及異丙醇中分別清洗，最后用氮?dú)獯蹈刹⒂肞lasma處理，即得到所述清洗后基片。

6.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，所述“將所述清洗后基片置于PECVD腔體中掩膜生長(zhǎng)，得到掩膜基片”包括：

將所述清洗后基片，置于所述PECVD腔體中，在300℃條件下生長(zhǎng)120nm二氧化硅硬掩膜，得到所述掩膜基片；

所述“EBL圖案書(shū)寫”包括：

將所述掩膜基片放于旋圖機(jī)上旋涂電子膠并進(jìn)行電子束曝光寫圖案；

利用乙酸戊酯顯影，異丙醇定影，并進(jìn)行加熱烘烤。

7.如權(quán)利要求1所述降低微腔半導(dǎo)體激光器閾值的方法，其特征在于，

所述“RIE硬掩?？涛g”包括：

將EBL圖案書(shū)寫后的所述掩膜基片置于ICP-RIE腔體中，并設(shè)定氯氣、六氟化氰和氮?dú)饣旌蠚怏w進(jìn)行圖案刻蝕；

通過(guò)氧氣/氮?dú)馊コ砻媸Ｓ嗟碾娮幽z；

所述“ICP-RIE刻蝕”包括：

取完成RIE硬掩?？涛g的所述掩膜基片，利用氯氣、三氯化硼和氮?dú)饣旌蠚怏w進(jìn)行有源區(qū)的圖案刻蝕；

通過(guò)氯氣、六氟化氰和氮?dú)饣旌蠚怏w去除剩余的硬掩模。