光通信O波段硅基高速半导体激光芯片及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种光通信O波段硅基高速半导体激光芯片及其制造方法，通过采用不同的缓冲层来形成InP材料低位错密度的生长表面；在能带结构上采用N

【技术实现步骤摘要】
光通信O波段硅基高速半导体激光芯片及其制造方法


[0001]本专利技术涉及激光芯片
，尤其涉及一种光通信O波段硅基高速半导体激光芯片及其制造方法。

技术介绍

[0002]高速光芯片是大容量数据中心、5G网、大容量接入网的关键发光芯片。与常规的InP衬底相比，硅衬底具有导电和导热性良好、成本低、坚硬度好、与常规半导体工艺兼容等优点，在硅衬底上制备InP激光芯片是光通信下一步发展和集成化的关键；通常在硅衬底上由于晶格常数等不匹配使得在硅衬底上无法直接生长InP材料系。
[0003]此外，应变量子阱采用压缩应变可以将最高空穴带转为类轻空穴带，使得Auger符合和价带间吸收率大幅降低，压缩应变可以有效的减小空穴的有效质量和态密度，从而使得激光器的增益和弛豫频率提高；1990年，研究人员发现同压应变相比，采用张应变量子阱可以进一步的降低激光器阈值，使得出光功率和弛豫频率更高（Tanban
‑
EK T et al．Performance enhancement of InGaAs／InP quantum well laser本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：在Si衬底上，采用不同的缓冲层形成的低位错密度的生长表面；在材料结构上采用N
‑
InAlGaAs取代N
‑
InAlAs电子阻挡层，并采用超晶格结构量子垒结构。2.根据权利要求1所述的光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：所述缓冲层包括：N
‑
GaP缓冲层、N
‑
GaAs缓冲层和N
‑
InP缓冲层。3.一种光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：其外延层包括在Si衬底上依次形成的：N
‑
GaP缓冲层、N
‑
GaAs缓冲层、N
‑
InP缓冲层、N
‑
InAlGaAs过渡层、InAlGaAs下波导层、InAlGaAs下分别限制层、InGaAlAs应变多量子阱和垒、InAlGaAs上分别限制层、P
‑
InAlAs电子阻挡层、P
‑
InP间隔层、P
‑
InGaAsP光栅层、P
‑
InP光栅盖层、P
‑
InGaAsP腐蚀停止层、P
‑
InP空间层、P
‑
InGaAsP过渡层、P
‑
InGaAs电接触层以及掺杂Fe的绝缘InP层。4.根据权利要求3所述的光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：芯片前后出光端面解离在再生长区域，再生长区域填充有再生长形成的P
‑
InP层、N
‑
InGaAsP层和P
‑
InP层。5.根据权利要求4所述的光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：还包括在外延层上腐蚀形成的脊型波导。6.根据权利要求5所述的光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：所述脊型波导腐蚀至P
‑
InGaAsP腐蚀停止层。7.根据权利要求3所述的光通信O波段硅基高速半导体激光芯片，其特征在于：在所述InGaAlAs应变多量子阱和垒中，垒层由3层2nm InGaAlAs垒和2层2nm InGaAlAs阱超晶格结构组成。8.一种光通信O波段硅基高速半导体激光芯片的制造方法，其特征在于：其外延层的制作过程包括以下步骤：步骤S1：缓冲层生长：将N
‑
Si衬底放入MOCVD生长腔体，在高温下通氮气烘烤15min，接着生长300nm N
‑
GaP缓冲层；在高温下通磷烷烘烤15mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛正群，黄惠莺，张长平，林泽磊，方瑞禹，苏辉，
申请(专利权)人：福建中科光芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：