一种DFB激光器的外延结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种DFB激光器的外延结构，包括InP衬底，在InP衬底上自下而上依次设置有缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、第二缓冲层、腐蚀阻挡层、包层和光栅层；在光栅层上面设置有二次外延层，所述二次外延层自下而上包括光栅包层、势垒渐变层和欧姆接触层，所述光栅包层包括光栅覆盖层和过渡层，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大1.5nm‑8nm。进一步，所述欧姆接触层的上端面为单脊波导结构；优选所述光栅层的波长为1100nm。本实用新型专利技术能防止光栅层被刻蚀，提升DFB激光器外延结构品质，降低DFB激光器的应用成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及DFB激光器制造
，尤其是一种DFB激光器的外延结构。
技术介绍
光通信网络采用光作为信号传输的载体，相比于采用铜缆作为传输介质的电通信网络，信息互联的速度、容量和抗干扰能力得到显着提高，因而得到广泛应用。半导体激光器是光通信网络的主要光源，包括法布里-珀罗激光器（FP激光器），分布反馈激光器（DFB）和垂直腔面发射激光器（VCSEL）三种类型。其中，DFB激光器在半导体内部建立起布拉格光栅，依靠光的分布反馈实现单纵模的选择，具有高速、窄线宽及动态单纵模工作特性，且DFB激光器能在更宽的工作温度与工作电流范围内抑制普通FP激光器的模式跳变，极大地改善器件的噪声特性，在光通信领域具有广泛的应用。光通信用的DFB激光器波长一般为1310 nm和1550 nm,一般采用InP为生长衬底，采用AlGaInAs或InGaAsP的量子阱为有源层。DFB光栅的制作一般采用全息光刻或电子束光刻的方法，在InGaAsP光栅层制作层上形成宽约200nm，高约40-50nm的光栅层,然后在此基础上生长二次外延层。现有技术中，二次外延层通常只设置光栅包层和欧姆接触层等，由于光栅层中P的平衡蒸汽压较高，在光栅层上面进行二次外延层生长过程中，P会挥发出来并被载气带走，使In原子发生迁移，导致光栅层的厚度与组分发生变化。此外，晶格改变会导致器件表面形成高密度的点缺陷，从而恶化器件性能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种DFB激光器的外延结构，其能防止光栅层被刻蚀，提升DFB激光器外延结构品质，降低DFB激光器的应用成本。为达到上述目的，本技术的技术方案是：一种DFB激光器的外延结构，包括InP衬底，在InP衬底上自下而上依次设置有缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、第二缓冲层、腐蚀阻挡层、包层和光栅层；在光栅层上面设置有二次外延层，所述二次外延层自下而上包括光栅包层、势垒渐变层和欧姆接触层，所述光栅包层自下而上包括光栅覆盖层和过渡层，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大1.5nm-8nm。优选所述光栅层的厚度为40 nm -50 nm，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大2nm-4nm；优选所述光栅覆盖层的平均生长速度为0.002 nm/s-0.003 nm/s，所述光栅覆盖层的生长温度为530-570°C；所述过渡层的平均生长速度为0.15 nm/s-0.55 nm/s，所述过渡层的生长温度为650-690°C。这样由于所述光栅覆盖层在低温、慢速下生长，可获得较好的晶体质量且保证光栅不会被刻蚀，而所述过渡层是在高温下且较快速生长，二次外延层的质量也能较好的得到保障。优选所述过渡层的厚度是所述光栅覆盖层厚度的10倍-20倍。优选所述光栅层的厚度为43 nm；光栅层中光栅周期为210 nm；所述光栅覆盖层的厚度为47 nm。进一步，所述势垒渐变层自下而上包括波长为1300nm的第一势垒渐变层和波长为1500nm的第二势垒渐变层。进一步，所述欧姆接触层的上端面为单脊波导结构。优选所述光栅层的波长为1100nm。本技术的外延结构由于二次外延层中的光栅包层包括有光栅覆盖层和过渡层，光栅覆盖层的厚度大于光栅层1.5nm-8nm，光栅覆盖层可以给光栅层提供较好的保护作用，特别是让所述光栅覆盖层在低温、脉冲式且慢速下生长，能获得较好的晶体质量和稳定结构，保证光栅层不会被刻蚀，利于对所述过渡层采用不同条件的方式生长，让所述过渡层在高温下且较快速生长，二次外延层的质量也能较好的得到保障。采用这种结构提升了DFB激光器外延结构品质，降低DFB激光器的应用成本。附图说明图1是本技术DFB激光器的外延结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本技术作进一步详细说明。图1所示，一种DFB激光器的外延结构，包括InP衬底1，在InP衬底1上自下而上依次设置有缓冲层2、下限制层3、下波导层4、有源层5、上波导层6、上限制层7、第二缓冲层8、腐蚀阻挡层9、包层10和光栅层11；在光栅层11上面设置有二次外延层，所述二次外延层自下而上依次包括光栅包层12、第一势垒渐变层13、第二势垒渐变层14和欧姆接触层15，所述光栅包层12自下而上包括光栅覆盖层121和过渡层122，优选所述光栅覆盖层121厚度比光栅层11厚度大1.5nm-8nm。优选所述光栅层的厚度为40 nm -50 nm；所述光栅覆盖层121厚度比光栅层11厚度大2nm-4nm；优选所述光栅覆盖层121的平均生长速度为0.002 nm/s-0.003 nm/s，所述过渡层122的平均生长速度为0.15 nm/s-0.55 nm/s；所述光栅覆盖层121的生长温度为530-570°C，所述光栅覆盖层121的生长温度进一步优选为550°C；所述过渡层122的生长温度为650-690°C，所述过渡层122的生长温度进一步优选为670°C。优选所述过渡层122的厚度为所述光栅覆盖层121厚度的10倍-20倍。进一步优选所述光栅层11的厚度为43 nm；光栅层11中光栅周期为210nm；所述光栅覆盖层121的厚度为47 nm。所述欧姆接触层15的上端面为单脊波导结构。所述第一势垒渐变层13的波长为1300nm，所述第二势垒渐变层14的波长为1500nm；所述光栅层的波长为1100nm。以上仅是本技术一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DFB激光器的外延结构，包括InP衬底，在InP衬底上自下而上依次设置有缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、第二缓冲层、腐蚀阻挡层、包层和光栅层；在光栅层上面设置有二次外延层，其特征在于：所述二次外延层自下而上包括光栅包层、势垒渐变层和欧姆接触层，所述光栅包层自下而上包括光栅覆盖层和过渡层，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大1.5nm‑8nm。

【技术特征摘要】
1.一种DFB激光器的外延结构，包括InP衬底，在InP衬底上自下而上依次设置有缓冲层、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、上限制层、第二缓冲层、腐蚀阻挡层、包层和光栅层；在光栅层上面设置有二次外延层，其特征在于：所述二次外延层自下而上包括光栅包层、势垒渐变层和欧姆接触层，所述光栅包层自下而上包括光栅覆盖层和过渡层，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大1.5nm-8nm。2.根据权利要求1所述的一种DFB激光器的外延结构，其特征在于：所述光栅层的厚度为40 nm -50 nm，所述光栅覆盖层厚度比光栅层厚度大2nm-4nm。3.根据权利要求1所述的一种DFB激光器的外延结构，其特征在于：所述光栅覆盖层的平均生长速度为0.002 nm/s-0.003 nm/s，所述光栅覆盖层的生长温度为530-570°C；所述过渡层的平均生长速度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：单智发，
申请(专利权)人：单智发，
类型：新型
国别省市：福建;35