[發明專利]激光器芯片及制備方法

有效

• 申請號: 202110258774.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112636178B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張海超;潘彥廷;李馬惠;穆瑤;董延;陳發濤;劉鈿;曹凡;谷潤妍
• 申請（專利權）人: 陜西源杰半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/34
• 分類號: H01S5/34;H01S5/343
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 樊春燕

本發明公開了一種激光器芯片及制備方法，所述制備方法包括：提供基底；于所述基底的表面形成有源層；于所述基底上形成包括由下至上依次疊置的第一半絕緣層、第二半絕緣層及第三半絕緣層的疊層結構；于所述有源層上形成外延結構；其中，所述疊層結構位于所述有源層及所述外延結構相對的兩側。上述依次疊置的第一半絕緣層、第二半絕緣層及第三半絕緣層形成的疊層結構作為掩埋阻擋層替換傳統掩埋型結構中的PN結構，降低激光器芯片的結電容，從而提升激光器的高頻帶寬；除此之外，疊層結構在激光器芯片中形成窄電流注入通道，激光器芯片整體形成對稱波導結構，相較于傳統PN結掩埋結構的電流限制通道更小，有利于電流注入。

技術領域

本發明涉及半導體激光器技術領域，尤其涉及一種激光器芯片及制備方法。

背景技術

半導體激光器有掩埋型（Burried Heterostructure，BH）和脊波導（Ridged WaveGuide，RWG）兩種波導結構。脊波導結構具有工藝簡單，制作成本低的優點，但是其缺點亦很明顯，閾值電流大，發光效率低，橢圓光斑耦合效率低；而掩埋型結構具有高電流注入效率和光斑耦合效率高等優勢。

傳統的掩埋型結構的結構復雜，制作成本高，且由于其通常采用PN電流阻擋結構，掩埋型結構一般使用的反向PN結構實現電流局限，其原理是利用PN結反向不導通機制阻止電流通過，從而達到選擇性電流限制作用。但是，由于PN結構結存在較大的寄生結電容，限制激光器芯片的高速調制帶寬，難于應用到10Gb/s以上的高速激光器芯片制造。

發明內容

基于此，有必要針對上述背景技術中的問題，提供一種激光器芯片及制備方法。

為解決上述技術問題，本申請的第一一方面提出一種激光器芯片的制備方法，包括：

提供基底；

于所述基底的表面形成有源層；

于所述基底上形成包括由下至上依次疊置的第一半絕緣層、第二半絕緣層及第三半絕緣層的疊層結構；

于所述有源層上形成外延結構；其中，所述疊層結構位于所述有源層及所述外延結構相對的兩側。

在其中一個實施例中，所述第一半絕緣層、所述第二半絕緣層及所述第三半絕緣層均包括摻雜金屬的InP材料層，摻雜金屬包括Fe、Ru、Co或Ni。

在其中一個實施例中，所述于所述基底上形成包括依次疊置的第一半絕緣層、第二半絕緣層及第三半絕緣層的疊層結構，包括：

采用金屬有機氣相外延沉積技術于所述有源層相對兩側的基底上及所述有源層上依次形成所述第一半絕緣層、所述第二半絕緣層及所述第三半絕緣層；

去除所述有源層正上方的第一半絕緣層、第二半絕緣層及第三半絕緣層，沉積所述第一半絕緣層及所述第三半絕緣層時摻雜金屬源的氣體流量為均10sccm-20sccm，沉積所述第二半絕緣層時摻雜金屬源的氣體流量為20sccm-40sccm，所述第二半絕緣層摻雜金屬源的氣體流量為所述第一半絕緣層摻雜金屬源的氣體流量或所述第三半絕緣層摻雜金屬源的氣體流量的兩倍。

在其中一個實施例中，所述第一半絕緣層、所述第二半絕緣層及所述第三半絕緣層的厚度均為1um~2um。

在其中一個實施例中，所述于所述基底的表面形成有源層之后且于所述基底上形成疊層結構之前，還包括于所述有源層的表面形成光柵層；并于所述基底的表面及所述光柵層的表面形成刻蝕停止層的步驟；所述于所述有源層上形成外延結構之前還包括去除所述光柵層遠離所述有源層的表面的刻蝕停止層的步驟。

在其中一個實施例中，所述于所述有源層上形成外延結構，包括：

于所述光柵層遠離所述有源層的表面及所述刻蝕停止層的表面形成導電層；

于所述導電層遠離所述光柵層的表面形成電極接觸層。