[發明專利]有源反饋分布式反饋激光器及其制作方法

有效

• 申請號: 202111595855.X
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114284865B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 朱旭愿;剌曉波;梁松
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/125
• 分類號: H01S5/125;H01S5/12;H01S5/22;H01S5/343
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張博

1.一種有源反饋分布式反饋激光器的制作方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成掩膜層；

對所述掩膜層執行圖形化工藝，以形成兩個掩膜條、位于所述兩個掩膜條中間的生長窗口，每個所述掩膜條包括有源區掩膜和反饋區掩膜，所述有源區掩膜的寬度大于所述反饋區掩膜的寬度；

在所述生長窗口上依次形成緩沖層、有源層、光柵層、光柵覆蓋層；

對所述光柵層和所述光柵覆蓋層進行刻蝕，以由所述光柵層形成橫向延伸的均勻光柵；

在所述光柵覆蓋層上依次形成包層、電接觸層；

由所述包層形成縱向延伸的倒臺型脊波導、以及位于所述倒臺型脊波導兩側的溝槽；

在所述倒臺型脊波導上形成電隔離區；

在所述電接觸層上形成電隔離層，在所述電隔離層、所述倒臺型脊波導和所述溝槽上形成BCB覆層；

刻蝕BCB覆層，使BCB覆層僅存在于方形掩膜區域內，和倒臺型脊波導的兩側的溝槽內；以及

在所述方形掩膜區域上制備Pad電極。

2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，還包括：在位于所述倒臺型脊波導上的所述電接觸層上形成P型金屬電極層，在所述襯底背面形成N型金屬電極層。

3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述P型金屬電極層為Ti/Au或Ti/Pt/Au，所述N型金屬電極層為AuGeNi/Au。

4.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，在沉積所述N型金屬電極層之前先對所述襯底減薄拋光，所述襯底減薄厚度控制在小于130μm。

5.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述緩沖層為n型InP，所述緩沖層的厚度為500~1000nm；

所述有源層為300nm的InGaAlAs量子阱有源層；

所述光柵層為60nm的InGaAsP；

所述光柵覆蓋層為20nm的InP；

所述電隔離層為350nm的SiO₂。

6.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，由所述光柵層形成橫向延伸的均勻光柵包括：

采用全息曝光技術和反應離子刻蝕法由所述光柵層形成均勻光柵。

7.根據權利要求6所述的制作方法，其特征在于，采用1.2Q并在所述光柵層上深刻蝕50~60nm。

8.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述光柵覆蓋層上依次形成包層、電接觸層之前，利用氫氟酸腐蝕去除所述掩膜層。

9.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，由所述包層形成縱向延伸的倒臺型脊波導、以及位于所述倒臺型脊波導兩側的溝槽包括：

在所述電接觸層上制作波導掩膜條；

利用第一腐蝕液，腐蝕去除所述波導掩膜條外側的所述電接觸層；

利用第二腐蝕液，在所述包層上腐蝕出倒臺型脊波導、以及位于所述倒臺型脊波導兩側的溝槽。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一腐蝕液為溴水；

所述第二腐蝕液為磷酸與氫溴酸的混合液，磷酸與氫溴酸的質量比為1:1。

11.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述倒臺型脊波導的上脊寬度為3.5~3.7μm，下脊寬度為2μm。

12.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述倒臺型脊波導上形成電隔離區包括：利用溴水腐蝕部分所述倒臺型脊波導，形成電隔離區。

13.一種利用權利要求1~12中任一項所述的方法制作得到的有源反饋分布式反饋激光器，其特征在于，包括：

襯底；

依次形成在生長窗口上的緩沖層、有源層、光柵層、光柵覆蓋層，所述有源層包括有源區和反饋區，所述有源區材料的帶隙寬度小于所述反饋區材料的帶隙寬度，所述光柵層包括橫向延伸的均勻光柵；

依次形成在所述光柵覆蓋層上的包層、電接觸層；

由所述包層形成的縱向延伸的倒臺型脊波導，所述倒臺型脊波導兩側具有溝槽；

形成在所述倒臺型脊波導上的電隔離區；

形成在所述電接觸層上的電隔離層，形成在所述電隔離層的方形掩膜區域內和所述溝槽上的BCB覆層；以及

形成在所述方形掩膜區域上的Pad電極。