半导体光子器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体光子器件及其制作方法，其中，该半导体光子器件包括：衬底；以及在衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；其中，中间层包括顺次连接的激光器有源材料区和第一模斑转换器波导材料区，所述第一模斑转换器波导材料区的带隙波长小于所述激光器有源材料区的带隙波长。本发明专利技术提供的该半导体光子器件及其制作方法，通过集成模斑转换器结构，可以有效的提高半导体光子器件与光纤的耦合效率，同时器件的模斑转换器波导核心材料采用对接生长技术制作，有利于降低模斑转换器光损耗。

【技术实现步骤摘要】
半导体光子器件及其制作方法
本专利技术涉及光电子器件领域，特别涉及一种半导体光子器件及其制作方法。
技术介绍
随着光电子技术的快速发展，越来越多具有不同功能的激光器件逐渐深入各个领域。在相关技术中，半导体光子器件成为光通信的重要组件。在实现本专利技术构思的过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题，基于化合物半导体材料的波导的近场光斑小且不对称，导致远场发散角大且不对称。当半导体器件与光纤直接耦合时，由于光纤和半导体波导的模场不匹配，耦合损耗可高达10dB，同时对准容差较小，这无疑增加了封装难度和成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种半导体光子器件及其制作方法，以至少部分解决以上技术问题。本专利技术在一方面提供了一种半导体光子器件，包括：衬底；以及在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；其中，所述中间层包括顺次连接的激光器有源材料区和第一模斑转换器波导材料区，所述第一模斑转换器波导材料区的带隙波长小于所述激光器有源材料区的带隙波长。可选地，所述上脊波导层包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体光子器件，包括：/n衬底；以及/n在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；/n其中，所述中间层包括顺次连接的激光器有源材料区和第一模斑转换器波导材料区，所述第一模斑转换器波导材料区的带隙波长小于所述激光器有源材料区的带隙波长。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体光子器件，包括：
衬底；以及
在所述衬底上依次生长的下脊波导层、中间层和上脊波导层；
其中，所述中间层包括顺次连接的激光器有源材料区和第一模斑转换器波导材料区，所述第一模斑转换器波导材料区的带隙波长小于所述激光器有源材料区的带隙波长。


2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述上脊波导层包括：
具有渐变波导宽度的第一模斑转换器脊波导，设置于所述第一模斑转换器波导材料区之上，所述第一模斑转换器脊波导的渐变波导宽度为由第一波导宽度减小至第二波导宽度，具有所述第二波导宽度的端面为激光器发光端面。


3.根据权利要求2所述的器件，其中，所述中间层还包括第二模斑转换器波导材料区，连接于所述激光器有源材料区的另一侧，且所述第二模斑转换器波导材料区的带隙波长小于所述激光器有源材料区的带隙波长，所述上脊波导层还包括：
具有渐变波导宽度的第二模斑转换器脊波导，设置于所述第二模斑转换器波导材料区之上，所述第二模斑转换器脊波导的渐变波导宽度为由第一波导宽度减小至所述第二波导宽度或第三波导宽度，具有所述第二波导宽度或所述第三波导宽度的端面为激光器发光端面。


4.根据权利要求2或3中任一项所述的器件，其中，所述上脊波导层还包括：
具有所述第一波导宽度的有源器件区脊波导，设置于部分或全部的所述激光器有源材料区之上，并与所述第一模斑转换器脊波导和/或所述第二模斑转换器脊波导的具有所述第一波导宽度的端面相连接。


5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述上脊波导层的宽度小于所述下脊波导层的宽度。


6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述激光器有源材料区自所述下脊波导层至上依次包括下限制层、量子阱层、上限制层和光栅层。


7.一种半导体光子器件的制作方法，包括：
在衬底上依次生长缓冲层、远场缩减层、间隔层和激光器有源材料层；
将所述激光器有源材料层进行区域划分，得到激光器有源材料区和用于制作模斑转换器波导材料区的区域；
将所述激光器有源材料层中的用于制作所述模斑转换器波导材料区的区域进行腐蚀，将未腐蚀的所述激光器有源材料层作为所述激光器有源材料区；
基于所述激光器有源材料区在用于制作所述模斑转换器波导材料区的区域对接生长波导材料，得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁松，剌晓波，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11