[發明專利]光通信半導體激光器及其含鋁量子阱有源層對接生長方法

在審

• 申請號: 202011037195.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112217097A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 陳志標
• 申請（專利權）人: 武漢云嶺光電有限公司
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 代嬋

1.一種光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一次外延：在襯底上生長包含無鋁無源波導層的第一半導體外延層完成第一次外延，獲得一次外延片；

第二次外延：將一次外延片上預設的第一含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，進行第二次外延，生長包含第一含鋁量子阱有源層的第二半導體外延層，獲得二次外延片；

第三次外延：繼續將二次外延片上預設的第二含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，進行第三次外延，生長包含第二含鋁量子阱有源層的第三半導體外延層，獲得三次外延片，其中，三次外延片上的第一含鋁量子阱有源層與第二含鋁量子阱有源層之間間隔有無鋁無源波導層。

2.如權利要求1所述的光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：在襯底上生長包含無鋁無源波導層的第一半導體外延層完成第一次外延，具體包括：在N型襯底上生長N型緩沖層，然后在N型緩沖層上依次生長無鋁無源波導層、InP限制層、接觸層，完成第一次外延。

3.如權利要求1所述的光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：將一次外延片上預設的第一含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，進行第二次外延，生長包含第一含鋁量子阱有源層的第二半導體外延層，具體包括：

在一次外延片的上表面生長SiO2層，利用光刻工藝將一次外延片上預設的第一含鋁量子阱有源層區域的SiO2去除，利用SiO2做掩膜，將第一含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，此時第一含鋁量子阱有源層區域外的地方仍然覆蓋有SiO2層，用該SiO2做掩膜進行選擇外延，僅僅在無鋁無源波導層去除的地方生長包含第一含鋁量子阱有源層的第二半導體外延層；

第二半導體外延層包括自下而上依次生長的N型緩沖層、第一含鋁量子阱有源層、P型InP上限制層、接觸層，第二半導體外延層的總厚度與第一含鋁量子阱有源層區域的腐蝕深度相同；

第一含鋁量子阱有源層包括自下而上依次生長的N型下限制層、下波導層、第一應變多量子阱層、上波導層、P型上限制層；

第一含鋁量子阱有源層的總厚度與無鋁無源波導層的厚度相同。

4.如權利要求1所述的光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：繼續將二次外延片上預設的第二含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，進行第三次外延，生長包含第二含鋁量子阱有源層的第三半導體外延層，獲得三次外延片，具體包括：

將二次外延片上表面的SiO2層去除，重新生長SiO2層，利用光刻工藝將二次外延片上預設的第二含鋁量子阱有源層區域的SiO2去除，利用SiO2做掩膜，將第二含鋁量子阱有源層區域的無鋁無源波導層去除，此時第二含鋁量子阱有源層區域外的地方仍然覆蓋有SiO2層，用該SiO2做掩膜進行選擇外延，僅僅在無鋁無源波導層去除的地方生長包含第二含鋁量子阱有源層的第三半導體外延層；

第三半導體外延層包括自下而上依次生長的N型緩沖層、第二含鋁量子阱有源層、P型InP上限制層、接觸層，第二半導體外延層的總厚度與第一含鋁量子阱有源層區域的腐蝕深度相同；

第二含鋁量子阱有源層包括自下而上依次生長的N型下限制層、下波導層、第二應變多量子阱層、上波導層、P型上限制層；

第二含鋁量子阱有源層的總厚度與無鋁無源波導層的厚度相同。

5.如權利要求1所述的光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：重復第三次外延的步驟，在三次外延片上繼續生長更多的包含含鋁量子阱有源層的半導體外延層，其中含鋁量子阱有源層互相之間間隔無鋁的無鋁無源波導層；各含鋁量子阱有源層的總厚度均與無鋁無源波導層的厚度相同。

6.如權利要求1或3或4或5所述的光通信半導體激光器含鋁量子阱有源層對接生長方法，其特征在于：半導體襯底上的各個含鋁量子阱有源層的發光波長不同。

7.一種光通信半導體激光器，包括襯底，其特征在于：襯底上同一水平面內并排設置有無鋁無源波導層以及至少兩個含鋁量子阱有源層，各含鋁量子阱有源層互相之間通過無鋁無源波導層對接耦合。