[發明專利]光電二極管芯片及制作方法

在審

• 申請號: 202010538227.7
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111786258A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 楊彥偉;劉宏亮;李瑩;鄒顏
• 申請（專利權）人: 芯思杰技術（深圳）股份有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/12;H01S5/22
• 代理公司: 深圳智匯遠見知識產權代理有限公司 44481
• 代理人: 李雪鵑;牛悅涵

本申請涉及一種光電二極管芯片及制作方法，該芯片在襯底上方包括光柵層、以及位于光柵層上方的脊波導層，脊波導層包括多個脊波導，光柵層包括多列光柵，每個脊波導的下方對應一列光柵，多列光柵中至少兩列光柵具有不同的光柵周期間距。通過本申請的芯片能夠激射出不同中心波長的激光，并且能夠制作出可以激射出不同中心波長的激光的光電二極管芯片，不需要采用多個光電二極管芯片和TO器件，從而減少了安裝、組合的復雜度，同時節省了成本。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，尤其涉及一種光電二極管芯片及制作方法。

背景技術

光電二極管芯片包括接收光的光探測器芯片、發射光的芯片，激光發射器包含了發射光的芯片，是用于發射激光的器件。現有的激光發射器通常是單激光發射器，即發射一束或一條相同波長的激光，即出射單一波長的激光。在光傳輸領域，光傳輸通常采用波分復用。波分復用是將兩種或多種不同波長的光載波信號(攜帶各種信息)在發送端經復用器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術。為了實現波分復用，發射端需要多個單波長激光發射器。而每個單波長激光發射器都需要單獨進行封裝、耦合。例如，若要發射出40種不同波長的光，通常的做法是采用40個單獨封裝成的單波長激光發射器構成，而每個單獨封裝成的單波長激光發射器由激光器芯片封裝而成；因此，40個不同波長意味著需要40個不同的激光器芯片和TO器件進行分別封裝、耦合。這樣會造成整個系統體積大，成本昂貴，且安裝耗時耗力。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種光電二極管芯片及制作方法。

第一方面，本申請實施例提供了一種光電二極管芯片，包括襯底，該芯片在襯底上方包括光柵層、以及位于光柵層上方的脊波導層，脊波導層包括多個脊波導，光柵層包括多列光柵，每個脊波導的下方對應一列光柵，多列光柵中至少兩列光柵具有不同的光柵周期間距。

可選地，多列光柵中任意兩列光柵的光柵周期間距不同。

可選地，多列光柵的光柵周期間距依據預設的激射波長與溫度的變化曲線依次設置。

可選地，芯片還包括覆蓋脊波導層的電極、覆蓋電極的第一絕緣介質膜、以及設于第一絕緣介質膜層上的電極連線；其中，第一絕緣介質膜在每個脊波導上方開設有第一開孔，電極連線通過第一開孔與電極連接。

可選地，每個脊波導上方的第一開孔與相鄰的脊波導上方的第一開孔彼此錯開。

可選地，芯片還包括設于脊波導與電極之間的第二絕緣介質膜，第二絕緣介質膜包裹覆蓋脊波導，第二絕緣介質膜在每個脊波導上方開設第二開孔，電極通過第二開孔與脊波導接觸。

可選地，芯片還包括多個焊盤，焊盤與脊波導層上的第一開孔一一對應，電極連線通過一個第一開孔將該開孔處的電極與對應的一個焊盤連接。

可選地，在光柵層下方芯片還包括：在襯底上方由下往上依次分布的緩沖層、下波導層、量子阱層、上波導層；在光柵層與脊波導層之間芯片還包括：腐蝕截止層。

第二方面，本申請實施例提供了一種光電二極管芯片的制作方法，該方法包括：

在襯底上方生長光柵基層；

在光柵基層進行光柵的刻蝕以制作出多列光柵，多列光柵形成光柵層，多列光柵中至少兩列光柵具有不同的光柵周期間距；

在光柵層上方生長出脊波導基層；

在脊波導基層刻蝕出多個脊波導，多個脊波導形成脊波導層，每個脊波導與一列光柵對應、且位于對應光柵上方。

可選地，在在襯底上方生長光柵基層之前，該方法還包括：

在襯底上方采用第一生長法沉積生長由下往上依次分布的緩沖層、下波導層、量子阱層、上波導層；

在襯底上方生長光柵基層，包括：