[發(fā)明專利]FP半導體激光器的磊晶制造方法及FP半導體激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210504243.3
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN115021082A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐政宜;林志遠;潘德烈
• 申請（專利權(quán)）人: 兆勁科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/32
• 分類號: H01S5/32;H01S5/323;H01S5/22
• 代理公司: 深圳市中科云策知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44862
• 代理人: 章明美;陳科恒

本申請?zhí)峁┝艘环NFP半導體激光器的磊晶制造方法及FP半導體激光器，通過在基板上磊晶生成雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)中包覆有主動層。主動層上方依序生成P型材料區(qū)及穿隧接面(TJ)層，且P型材料區(qū)中具有蝕刻停止層。蝕刻停止層下、上分別鄰接下隔離層與上隔離層，上隔離層鄰接TJ層。通過蝕刻TJ層及上隔離層并止于蝕刻停止層而形成脊柱，使主動層未受蝕刻從而未縮小發(fā)光范圍后，再一次性依序成長形成N型披覆層及N型接觸層，且N型披覆層掩埋包覆脊柱，N型接觸層設(shè)于N型披覆層上。從而形成兼具脊狀與掩埋制程特性的FP半導體激光器。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及激光元件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種FP半導體激光器的磊晶制造方法及FP半導體激光器。

背景技術(shù)

提供本背景技術(shù)部分是為了大體上呈現(xiàn)本申請的上下文，當前所署名的申請人的工作、在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上的工作以及本部分描述在申請時尚不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既非明示地也非暗示地被承認是本申請的現(xiàn)有技術(shù)。

光通訊為采用光源作為信號媒介傳播的通訊技術(shù)，而隨著FTTH(Fiber To TheHome,光纖到戶)的快速發(fā)展，市場對于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)或LD光源的需求亦越來越大。光纖通訊中，一般多采用InGaAsP/InP材料制成的LD作為光源，而LD大致可分為三類：FP激光器、分布反饋式(DFB)激光器、垂直共振腔面射型激光器(VCSEL)，其中邊射型激光器主要多采用RWG及BH兩種制程方式及對應生成結(jié)構(gòu)。FP LD一般由磊晶形成，其由下而上大致包含：基板(Substrate)、N型緩沖層(Buffer)、N型批覆層(n-Cladding)、主動層(Active)、P型披覆層(p-Cladding)及接觸層(Contact)。而在RWG結(jié)構(gòu)中，P型披覆層中埋設(shè)有蝕刻停止層(Etching Stop)而區(qū)分為上下兩部份，透過蝕刻方式將一部份的接觸層及上部份的P型披覆層去除并止于蝕刻停止層，以形成脊柱(Ridge)構(gòu)造；在BH結(jié)構(gòu)中，將一部份的P型披覆層及主動層去除后，一次再成長p/n InP及二次再成長InGaAsP/p InP，以完整P型披覆層及形成P型接觸層。

RWG LD結(jié)構(gòu)明顯特性是保持主動層的完整性，且具有前期磊晶制程相對簡單且穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但是卻有后期蝕刻Ridge工藝稍復雜及光斑呈橢圓形而較不利于光纖耦合等問題；BH LD結(jié)構(gòu)則是將主動層部分蝕刻去除，并利用P型批覆層疊置，包覆主動層以局限發(fā)光區(qū)域，該結(jié)構(gòu)具有臨界電流(Ith)小、串聯(lián)電阻較小、發(fā)光效率較高且光斑近似圓形等優(yōu)點，但是卻因P型披覆層及主動層除脊柱部份外皆被去除而涉及有選擇性區(qū)域磊晶成長需求，造成制程復雜，且受p-n-p-n型電流限制作用影響而有穩(wěn)定性較差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種FP半導體激光器的磊晶制造方法及FP半導體激光器，基于參酌主動層范圍影響量子效率與調(diào)變速度性能、及P型披覆層比N型披覆層具有較高阻值等因素下，思索如何利用上述兩結(jié)構(gòu)的特性進行截長補短而提供一種結(jié)合兩結(jié)構(gòu)優(yōu)點的混合式結(jié)構(gòu)，進而改善傳統(tǒng)FP結(jié)構(gòu)的不足，以解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)公開的一個方面，提供了一種FP半導體激光器的磊晶制造方法，所述FP半導體激光器的磊晶制造方法包括：在基板上磊晶生成雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)中包覆有主動層，且所述主動層與所述基板之間生成N型材料區(qū)，所述主動層上方生成P型材料區(qū)；其中所述P型材料區(qū)中具有蝕刻停止層，所述蝕刻停止層下、上分別鄰接下隔離層與上隔離層；形成穿隧接面層鄰接在所述上隔離層上后，涂布一條狀光阻在所述穿隧接面層上；其中所述穿隧接面層包含重摻雜P型層及重摻雜N型層，且所述重摻雜P型層鄰接所述上隔離層，所述重摻雜N型層鄰接在所述重摻雜P型層上；向下蝕刻未覆蓋在所述條狀光阻的所述穿隧接面層及所述上隔離層并止于所述蝕刻停止層而形成脊柱后，去除所述條狀光阻；其中所述主動層未受蝕刻而未縮小發(fā)光范圍；及一次性再成長依序形成N型披覆層及N型接觸層，其中所述N型披覆層掩埋包覆所述脊柱，所述N型接觸層設(shè)于所述N型披覆層上。