电吸收调制激光器的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种电吸收调制激光器的制作方法，包括：在同一衬底上依次生长缓冲层和有源层，有源层包括第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层；刻蚀掉第一有源层，并对接生长调制器区有源层；在作为激光器区有源层的第二有源层内制作光栅；在调制器区有源层上、作为激光器区有源层的第二有源层上和作为波长稳定区有源层的第三有源层上依次生长包层和接触层；刻蚀部分包层和接触层制作脊型波导；刻蚀掉调制器区与激光器区之间、激光器区与波长稳定区之间的接触层，并注入氦离子形成电隔离沟；制作调制器区、激光器区和波长稳定器区的P型电极；对衬底进行背面减薄，并在衬底背面制作大面积N型电极。作大面积N型电极。作大面积N型电极。

【技术实现步骤摘要】
电吸收调制激光器的制作方法


[0001]本专利技术涉及光电子器件领域，特别涉及一种带有波长稳定的电吸收调制激光器的制作方法。

技术介绍

[0002]电吸收调制激光器(EML)已经广泛应用在光纤通信系统中。为了降低功耗和应用成本，无制冷EML激光器芯片已经开始被大量使用，无制冷EML激光器芯片在使用过程中，会出现随着激光器连续工作下芯片温度的升高，导致激光器芯片激射波长的漂移，进而使得激光在光纤中的传输性能受到影响。通常的解决方式是改变激光器的电流强度控制波长的漂移，但是通过改变激光器电流强度控制波长漂移的方式存在诸多缺点，比如电流强度调节波长的漂移范围有限；电流强度改变将改变输出光强度，进而影响光的传输和接收。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了解决通过改变激光器的电流强度控制波长漂移引起的一系列不利影响，本专利技术提供了一种电吸收调制激光器的制作方法，通过在电吸收调制激光器中加入波长稳定器，实现激射波长的稳定。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电吸收调制激光器的制作方法，包括：在同一衬底上依次生长缓冲层和有源层，有源层包括第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层；刻蚀掉第一有源层，并对接生长调制器区有源层；在作为激光器区有源层的第二有源层内制作光栅；在调制器区有源层上、作为激光器区有源层的第二有源层上和作为波长稳定区有源层的第三有源层上依次生长包层和接触层；刻蚀部分包层和接触层制作脊型波导；刻蚀掉调制器区与激光器区之间、激光器区与波长稳定区之间的接触层，并注入氦离子形成电隔离沟；制作调制器区、激光器区和波长稳定器区的P型电极；对同一衬底进行背面减薄，并在衬底背面制作大面积N型电极。
[0005]根据本专利技术的实施例，其中，第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层依次相邻设置。
[0006]根据本专利技术的实施例，其中，调制器区有源层的带隙波长小于作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层的带隙波长。
[0007]根据本专利技术的实施例，其中，有源层包括在缓冲层上依次生长的多量子阱和光栅层。
[0008]根据本专利技术的实施例，其中，光栅层用以制作光栅。
[0009]根据本专利技术的实施例，其中，光栅层材料为InGaAsP；多量子阱为相同的材料，为InGaAsP或者InGaAlAs。
[0010]根据本专利技术的实施例，其中，多量子阱包括第一分别限制层、第二分别限制层及第一分别限制层和第二分别限制层之间的多量子阱层。
[0011]根据本专利技术的实施例，其中，调制器区有源层包括多个层叠设置的量子阱，量子阱
为相同的材料，为InGaAsP或者InGaAlAs。
[0012]根据本专利技术的实施例，其中，量子阱包括第三分别限制层、第四分别限制层及第三分别限制层和第四分别限制层之间的多量子阱层。
[0013]根据本专利技术的实施例，其中，包层为P型掺杂的InP层，厚度为1.5～1.8μm；接触层为P型掺杂的InGaAs层，厚度为180～220nm。
[0014]从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的电吸收调制激光器的制作方法具有以下有益效果：
[0015]通过在由调制器和激光器集成的电吸收调制激光器中加入波长稳定器，不改变激光器区电流的情况下，通过改变波长稳定器的注入电流，进而达到改变相位和波长稳定器波导折射率的大小，有效地调节波长，并把波长稳定在目标区域，实现激光器波长的改变和稳定；避免电流调控带来的不利影响，提高光在光纤中传输的各项性能。
附图说明
[0016]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的电吸收调制激光器的制作方法的流程示意图；
[0017]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的电吸收调制激光器的三维结构示意图。
具体实施方式
[0018]为了控制电吸收调制激光器芯片在使用过程中。由于芯片温度的升高而导致激光器芯片激射波长的漂移，使得激光在光纤中的传输性能不受影响，本专利技术提供了一种电吸收调制激光器的制作方法，以能够实现激射波长的稳定，提高激光在光纤中传输的各项性能。
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0020]图1和图2分别示意性示出了根据本专利技术实施例的电吸收调制激光器的制作方法的流程示意图及其三维结构示意图。结合图1及图2对该制作方法作具体说明。
[0021]结合图1和图2所示，该制作方法包括操作S101～S108。
[0022]在操作S101，在同一衬底上依次生长缓冲层和有源层，有源层包括第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层。
[0023]根据本专利技术的实施例，电吸收调制激光器是由调制器部分(EAM)、激光器部分(LD)和波长稳定器部分(SW)集成的器件。在同一衬底10上分别制作调制器、激光器和波长稳定器的掩膜生长图形，再在掩膜生长图形上依次外延生长缓冲层20和有源层30。其中，衬底10可以包括InP基材料体系，缓冲层20可以为InP层。
[0024]根据本专利技术的实施例，有源层包括第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层30和作为波长稳定区有源层的第三有源层依次相邻设置，其中，第一有源层为激光器区和波长稳定区之外的有源层，包括调制器区部分和调制器与激光器之间的部分。
[0025]根据本专利技术的实施例，第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层30和作为波长稳定区有源层的第三有源层为同一有源层，包括在缓冲层上依次生长的多量子阱和光栅层。其中，光栅层可以为InGaAsP层，用于制作光栅；多量子阱为相同的材料，可以为
InGaAsP或者InGaAlAs。多量子阱有源层至少包括一层量子阱有源层和势垒层。
[0026]根据本专利技术的实施例，光栅层下为多量子阱，包括第一分别限制层、第二分别限制层及第一分别限制层和第二分别限制层之间的多量子阱层。其中，第一分别限制层为量子阱中上分别限制层，第二分别限制层为量子阱中下分别限制层。
[0027]根据本专利技术的实施例，通过在电吸收调制激光器中加入波长稳定器所在的区域，使得通过调节波长稳定器的电流有效调节波长的稳定，从而控制了器件在工作时因温度过高而引起的波长漂移。
[0028]在操作S102，刻蚀掉第一有源层，并对接生长调制器区有源层。
[0029]根据本专利技术的实施例，通过二氧化硅掩膜选择性腐蚀去掉激光器区和波长稳定区以外的有源层，即第一有源层之后，利用对接技术进行调制器区的外延生长，与激光器区对接生长调制器区有源层40。
[0030]根据本专利技术的实施例，调制器区有源层40的带隙波长小于作为激光器作为激光器区有源层的第二有源层30和作为波长稳定区有源层的第三有源层的带隙波长。
[0031]根据本专利技术的实施例，调制区有源层40为多量子阱有源层，多量子阱有源层至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电吸收调制激光器的制作方法，包括：在同一衬底上依次生长缓冲层和有源层，所述有源层包括第一有源层、作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层；刻蚀掉所述第一有源层，并对接生长调制器区有源层；在所述作为激光器区有源层的第二有源层内制作光栅；在所述调制器区有源层上、所述作为激光器区有源层的第二有源层上和所述作为波长稳定区有源层的第三有源层上依次生长包层和接触层；刻蚀部分所述包层和接触层制作脊型波导；刻蚀掉调制器区与激光器区之间、激光器区与波长稳定区之间的接触层，并注入氦离子形成电隔离沟；制作所述调制器区、激光器区和波长稳定器区的P型电极；对所述同一衬底进行背面减薄，并在所述衬底背面制作大面积N型电极。2.根据权利要求1所述的电吸收调制激光器的制作方法，其中，所述第一有源层、所述作为激光器区有源层的第二有源层和所述作为波长稳定区有源层的第三有源层依次相邻设置。3.根据权利要求1所述的电吸收调制激光器的制作方法，其中，所述调制器区有源层的带隙波长小于所述作为激光器区有源层的第二有源层和作为波长稳定区有源层的第三有源层的带隙波长。4.根据权利要求1所述的电吸收调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周代兵，梁松，赵玲娟，王圩，
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：