掩埋DFB激光器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掩埋DFB激光器，其包括：依次层叠的第一导电层、有源层和第二导电层，部分第一导电层与所述有源层、所述第二导电层形成一凸台结构，所述第二导电层远离所述有源层的表面为所述凸台结构的顶面；一阻挡层，所述阻挡层,设置于所述凸台结构的顶面，所述阻挡层的中心部分经刻蚀形成一凹槽，且所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；一第一掩埋层，所述第一掩埋层形成于所述凸台结构的侧面，并覆盖所述凸台结构的侧面和所述第一导电层；一第二掩埋层，所述第二掩埋层形成于所述第一掩埋层的表面；一第三导电层，所述第三导电层通过所述凹槽形成于所述凸台结构的顶面，且形成于所述第二掩埋层的表面。本发明专利技术还涉及所述掩埋激光器的制备方法。

Buried DFB Laser and Its Preparation Method

The invention relates to a buried DFB laser, which comprises: a first conductive layer, an active layer and a second conductive layer which are stacked in sequence, a part of the first conductive layer and the active layer and the second conductive layer form a convex platform structure, the surface of the second conductive layer far from the active layer is the top surface of the convex platform structure, and a barrier layer which is arranged in the convex platform structure. On the top surface, the central part of the barrier layer is etched to form a groove, and the groove leads to the top surface of the convex structure; a first burial layer, the first burial layer, is formed on the side of the convex structure and covers the side of the convex structure and the first conductive layer; a second burial layer, the second burial layer is formed on the surface of the first burial layer; The third conductive layer is formed on the top surface of the convex platform structure through the groove and on the surface of the second burial layer. The invention also relates to the preparation method of the buried laser.

【技术实现步骤摘要】
掩埋DFB激光器及其制备方法
本专利技术涉及一种掩埋DFB激光器及其制备制备方法。
技术介绍
随着高速光通信的发展，对通信的激光源提出了更高的要求。相对于FP(Fabry-perot)激光器，DFB(DistributedFeedback)激光器具有良好的模式选择能力，可以实现更窄的线宽，目前已经在光通信系统中得到广泛的应用。为了得到更高性能的DFB激光器，激光器的条形结构起了非常重要的作用。目前掩埋异质结结构(以下简称BH结构)通过在有源区两侧外延生长较低折射率的材料并且设计反偏PN结，可以实现对载流子和光子的限制，从而实现低的阈值和高的注入密度。为了进一步提高激光发射效率，需要进一步增大有源区内的载流子的注入密度，可以通过减小脊条的宽度来实现，然而这受到工艺一定程度的限制，同时在光学特性上，也会改变光场分布，出现模式不稳定，光束不对称分布等缺点。目前，现有技术中为了增大BH结构中载流子的注入密度，往往在完成有源区的掩埋之后，通过缩小二氧化硅(SiO2)掩膜来实现。请参见图1，其具体操作步骤为：(1)依次生长第一导电层11、有源层12、第二导电层13，形成具有功能的半导体叠层，然后在第二导电层13远离有源层的表面制作第一掩膜层14；(2)通过干法或湿法刻蚀出一凸台结构15，所述凸台结构具有一顶面T15，刻蚀深度超过有源层12，到达第一导电层11；(3)保留掩膜层14，在MOCVD设备下外延生长第一掩埋层16，所述第一掩埋层16在第一导电层11经刻蚀出的表面及台面结构15的侧面外延生长，且第一掩埋层16的高度高于有源层12；(4)通过湿法刻蚀除去部分第一掩膜层14，使其宽度变窄，形成第二掩膜层141，掩膜宽度小于顶面T15的宽度，从而露出部分顶面T15；(5)在第一掩埋层16上及露出的部分顶面T15的正上方外延生长第二掩埋层17，随后去除第二掩膜层141，露出顶面T15的剩余表面；(6)最后在顶面T15的剩余表面上生长第三导电层18，形成完整的外延结构，该第三导电层18覆盖所述第二掩埋层17。上述技术方案在生长第一掩埋层16之后，随后再生长第二掩埋层17，最后生长第三导电层18。由于第三导电层18具有与第二导电层13相同的导电特性，并且与第二掩埋层17的导电特性相反，电流被限制在第二导电层13和第三导电层18之间的界面注入有源区。该方案由于在第(4)步时缩小了SiO2掩膜尺寸，使得第二掩埋层17部分生长于顶面T15的上方，减少了第二导电层13和第三导电层18之间的界面的宽度，使得电流的注入密度得到提高，并且该方案维持了原脊条的形貌和宽度不变。然而，在外延生长中，刻蚀台面往往具有较高的生长速率，因此在生长第一掩埋层16的时候，第一掩埋层16中沿着刻蚀台面方向较竖直方向往往具有较高的生长速率，第一掩埋层16往往高于顶面T15。第二掩埋层17需要生长较厚的厚度来覆盖第一掩埋层16。在生长第二掩埋层17之前，由于缩小了掩膜的宽度，露出了部分顶面T15，因此，生长完第二掩埋层17之后，在顶面T15的正上方存在厚度较厚的第二掩埋层17，所以需要生长更厚的第三导电层18来填平露出的顶面T15，这将不可避免的增加载流子输运过程中的串联电阻。虽然通过提高第三导电层的掺杂浓度可以降低串联电阻，但也容易造成杂质扩散至有源区，从而降低器件的发射效率。因此，如何在不改变脊条宽度的条件下，实现增大载流子注入密度，同时避免增加串联电阻是本专利技术需要解决的技术问题。
技术实现思路
因此，有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种掩埋DFB激光器及其的制备方法，不仅能够增大载流子的注入密度，而且能够避免增加串联电阻。一种掩埋DFB激光器，其包括：依次层叠的第一导电层、有源层和第二导电层，部分第一导电层与所述有源层、所述第二导电层形成一凸台结构，所述第二导电层远离所述有源层的表面为所述凸台结构的顶面；一阻挡层，所述阻挡层,设置于所述凸台结构的顶面，所述阻挡层的中心部分经刻蚀形成一凹槽，且所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；一第一掩埋层，所述第一掩埋层形成于所述凸台结构的侧面，并覆盖所述凸台结构的侧面和所述第一导电层；一第二掩埋层，所述第二掩埋层形成于所述第一掩埋层的表面；一第三导电层，所述第三导电层通过所述凹槽形成于所述凸台结构的顶面，且形成于所述第二掩埋层的表面。一种掩埋DFB激光器，其包括一衬底、一凸台结构、一掩埋结构、一阻挡层及一及一电极接触层；所述凸台结构设置于衬底表面，所述凸台结构远离所述衬底的表面为所述凸台结构的顶面；所述掩埋结构生长于所述衬底的表面，并围绕在所述凸台结构的侧面；所述阻挡层设置于所述凸台结构的顶面，且所述阻挡层的中心部分经刻蚀形成一凹槽，所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；所述电极接触层通过所述凹槽形成于所述凸台结构的顶面，并覆盖所述阻挡层和所述掩埋结构。一种掩埋DFB激光器的制备方法，其具体包括以下步骤：S1，提供一半导体结构，所述半导体结构由第一导电层、有源层、第二导电层依次层叠设置而成，在所述第二导电层远离所述有源层的表面形成一阻挡层；S2，在所述阻挡层远离所述第二导电层的表面形成一掩膜层，在所述掩膜层的保护下，刻蚀所述半导体结构和所述阻挡层，刻蚀深度超过有源层，到达第一导电层，得到一凸台结构；S3，在所述凸台结构的侧面依次外延生长第一掩埋层及第二掩埋层；S4，刻蚀所述掩膜层和所述阻挡层的中心部分，得到一凹槽，所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；S5，去除剩余部分的掩膜层；以及S6，在凸台结构的顶面外延生长第三导电层，所述第三导电层覆盖所述第二掩埋层，形成完整的外延结构。与现有技术相比，本专利技术的优点为：本专利技术在第二导电层上面设计了导电类型相反的阻挡层，在不减少脊条宽度的情况下，通过控制阻挡层的开孔凹槽的宽度来提升载流子的密度。同时，由于外延生长第一、第二掩埋层时，凸台结构的顶面上方始终存在掩膜，避免了顶面的正上方外延生长掩埋层，从而使顶面上方外延生长得到的第三导电层的厚度较小，在提高载流子注入密度的同时，可以避免串联电阻的增大，有利于提高器件的性能。附图说明图1为现有技术中掩埋DFB激光器的制备工艺流程图。图2为本专利技术第一实施例提供的掩埋DFB激光器的制备工艺流程图。图3为本专利技术第一实施例提供的掩埋DFB激光器的截面结构示意图。图4为本专利技术第二实施例提供的掩埋DFB激光器的制备工艺流程图。图5为本专利技术第二实施例提供的掩埋DFB激光器的截面结构示意图。以下将结合附图详细说明本专利技术提供的技术方案。符号说明具体实施方式以下将结合具体实施方式详细说明本专利技术所提供的掩埋DFB激光器及其制备方法。请参见图2，本专利技术第一实施例提供一种掩埋DFB激光器20的制备方法，其具体包括以下步骤：S1，提供一半导体结构21，所述半导体结构由第一导电层21a、有源层21b、第二导电层21c依次层叠设置而成，在所述第二导电层21c远离所述有源层21b的表面形成一阻挡层22；S2，在所述阻挡层22远离所述第二导电层21c的表面形成一掩膜层23，在所述掩膜层23的保护下，刻蚀所述半导体结构21和所述阻挡层22，刻蚀深度超过有源层21b，到达第一导电层21a，得到一凸台结构24；S3，在所述凸台结构24的侧面依次外延生长第一掩埋层25及第二掩埋层26；S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掩埋DFB激光器，其特征在于，具体包括：依次层叠的第一导电层、有源层和第二导电层，部分第一导电层与所述有源层、所述第二导电层形成一凸台结构，所述第二导电层远离所述有源层的表面为所述凸台结构的顶面；一阻挡层，所述阻挡层,设置于所述凸台结构的顶面，所述阻挡层的中心部分经刻蚀形成一凹槽，且所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；一第一掩埋层，所述第一掩埋层形成于所述凸台结构的侧面，并覆盖所述凸台结构的侧面和所述第一导电层；一第二掩埋层，所述第二掩埋层形成于所述第一掩埋层的表面；一第三导电层，所述第三导电层通过所述凹槽形成于所述凸台结构的顶面，且形成于所述第二掩埋层的表面。

【技术特征摘要】
1.一种掩埋DFB激光器，其特征在于，具体包括：依次层叠的第一导电层、有源层和第二导电层，部分第一导电层与所述有源层、所述第二导电层形成一凸台结构，所述第二导电层远离所述有源层的表面为所述凸台结构的顶面；一阻挡层，所述阻挡层,设置于所述凸台结构的顶面，所述阻挡层的中心部分经刻蚀形成一凹槽，且所述凹槽通至所述凸台结构的顶面；一第一掩埋层，所述第一掩埋层形成于所述凸台结构的侧面，并覆盖所述凸台结构的侧面和所述第一导电层；一第二掩埋层，所述第二掩埋层形成于所述第一掩埋层的表面；一第三导电层，所述第三导电层通过所述凹槽形成于所述凸台结构的顶面，且形成于所述第二掩埋层的表面。2.如权利要求1所述的掩埋DFB激光器，其特征在于，所述第一导电层表面的中心部分向上凸起，形成条状凸起结构，该条状凸起结构与所述有源层、所述第二导电层共同形成所述凸台结构。3.如权利要求1所述的掩埋DFB激光器，其特征在于，所述凸台结构为一梯形凸台结构。4.如权利要求1所述掩埋DFB激光器，其特征在于，所述部分第一导电层的侧面、所述有源层的侧面及所述第二导电层的侧面共同形成所述凸台结构的侧面。5.如权利要求1所述的掩埋DFB激光器，其特征在于，所述凹槽的宽度为4微米～8微米。6.如权利要求1所述的掩埋DFB激光器，其特征在于，所述凹槽的底面与所述凸台结构的顶面相重合。7.如权利要求1所述的掩埋DFB激光器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：单智发，张永，
申请(专利权)人：全磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35