一种倒台型高速半导体激光器芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及激光器技术领域，提供了一种倒台型高速半导体激光器芯片及其制备方法，其中方法包括：在外延片表面生长SiNx掩膜层，刻出双沟图形；利用化学腐蚀得到倒台型脊条，并去除外延片表面剩余的SiNx掩膜层；在外延片表面生长第一SiO2保护层，再填充BCB层，光刻固化后留下双沟与压焊电极区域的BCB，再继续生长第二SiO2保护层；去除所述脊条表面的SiO2，完成电极制作。通过填充BCB，解决了倒台电极容易发生断裂以及在倒角容易形成空洞的问题，还减小激光器寄生电容，有利于激光器获得更大的调制带宽，可调制带宽达25Ghz以上；在BCB上还覆盖一层二氧化硅，避免电极直接制作在BCB上容易掉金。

A Inverted High Speed Semiconductor Laser Chip and Its Fabrication Method

The invention relates to the field of laser technology, and provides an inverted high-speed semiconductor laser chip and a preparation method thereof. The methods include: growing SiNx mask layer on the surface of epitaxial wafer and carving double-channel patterns; obtaining inverted ridges by chemical etching and removing the remaining SiNx mask layer on the surface of epitaxial wafer; growing the first SiO2 protective layer on the surface of epitaxial wafer and filling the BCB layer. After photolithography solidification, the BCB in the area of double grooves and pressure welding electrodes is left, and then the second SiO 2 protective layer is continued to grow, and the SiO 2 on the ridge surface is removed to complete the electrode fabrication. By filling BCB, the problem that the inverted electrode is easy to break and void at the chamfer is solved, and the parasitic capacitance of the laser is reduced, which is conducive to the larger modulation bandwidth of the laser. The modulation bandwidth can reach more than 25 Ghz. A layer of silicon dioxide is also covered on the BCB to avoid gold dropping easily when the electrode is directly fabricated on the BCB.

【技术实现步骤摘要】
一种倒台型高速半导体激光器芯片及其制备方法
本专利技术涉及激光器
，提供了一种倒台型高速半导体激光器芯片及其制备方法。
技术介绍
随着高速光通信系统的发展，低损耗、大容量、长距离已成为光纤传输系统的发展方向，而高速半导体激光器芯片是系统中的核心。半导体激光器芯片根据对侧向载流子和光场限制方式，主要有脊波导(RWG)和掩埋异质结(BH)两种结构。BH结构由于侧向大的折射率差，形成强的折射引导率，可以对有源区载流子和光场进行更好的限制，制作出的芯片具有低的阈值电流，稳定的基横模工作和良好的温度特性等优点。但BH结构需要多次进行外延生长，制作工艺复杂、可靠性风险大、成本高，不利于批量生产；而RWG结构只需一次外延生长，工艺简单，不用刻蚀有源区，制作周期和成本较低，在宽工作温度范围、低寄生电容和高可靠性等方面也存在潜在优势，因此受到众多公司的广泛研究和关注。根据腐蚀工艺的不同，RWG结构的激光器可形成直台和倒台的脊形结构，经过实验研究表明，采用倒台脊波导结构的激光器芯片具有更小的阈值电流、串联电阻、热电阻以及波导损耗等优点。传统方案中，通常由选择性化学腐蚀液腐蚀形成倒台结构，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倒台型高速半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，包括：在外延片(1)表面生长SiNx掩膜层(2)，并刻出双沟图形；利用化学腐蚀得到倒台型的脊条(6)，并去除剩余的SiNx掩膜层(2)；在外延片(1)表面生长第一SiO2保护层(3)，再填充一层BCB层(4)，光刻固化后留下双沟与压焊电极区域的BCB，继续生长第二SiO2保护层(5)；去除所述脊条(6)表面的SiO2，完成电极制作。

【技术特征摘要】
1.一种倒台型高速半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，包括：在外延片(1)表面生长SiNx掩膜层(2)，并刻出双沟图形；利用化学腐蚀得到倒台型的脊条(6)，并去除剩余的SiNx掩膜层(2)；在外延片(1)表面生长第一SiO2保护层(3)，再填充一层BCB层(4)，光刻固化后留下双沟与压焊电极区域的BCB，继续生长第二SiO2保护层(5)；去除所述脊条(6)表面的SiO2，完成电极制作。2.根据权利要求1所述的倒台型高速半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，所述方法还包括所述外延片(1)的制作，具体为：利用金属气相有机气相沉积技术，在InP衬底(11)上依次生长n-InP缓冲层(12)、n-InAlAs层(13)、多量子阱有源层(14)、p-Inp层(15)、InGaAsP腐蚀阻挡层(16)和InGaAs阻挡层(17)，形成所述外延片(1)。3.根据权利要求2所述的倒台型高速半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，所述在外延片(1)表面生长SiNx掩膜层(2)，并刻出双沟图形具体为：利用等离子体化学气相沉积技术在外延片(1)表面生长一层SiNx掩膜层(2)，通过光刻留下双沟图形；其中，留下双沟图形后，利用反应离子刻蚀技术，去除双沟表面的InGaAs阻挡层(17)。4.根据权利要求1所述的倒台型高速半导体激光器芯片的制备方法，其特征在于，所述去除所述脊条(6)表面的SiO2，完成电极制作，具体为：利用反...

【专利技术属性】
技术研发人员：程宗鸿，李亮，熊永华，吴倩，余斯佳，岳爱文，
申请(专利权)人：武汉电信器件有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42