激光器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种激光器及其制备方法。该激光器的制备方法包括：提供硅衬底；于所述硅衬底上形成有源层，所述有源层包括III

【技术实现步骤摘要】
激光器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电子器件，特别是涉及一种激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的高速激光器多采用分布式负反馈式设计，为了实现光栅的精确相位转换刻蚀，业界通常选择电子束曝光法，其非常耗时，且良率也受到限制。此外，传统的高速激光器通常采用磷化铟衬底的量子阱发射结构设计。然而，磷化铟衬底的外延成本高昂，且流片工艺良率低；并且量子阱发射结构对位错非常敏感，难以实现高发光效率的硅基集成。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对传统的分布式负反馈激光器制备工艺耗时、对位错敏感等问题，提供一种新的激光器及其制备方法。
[0004]一种激光器的制备方法，包括：提供硅衬底；于所述硅衬底上形成有源层，所述有源层包括III
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V族量子点材料；于所述有源层的上表面形成上波导层；采用等效啁啾技术于所述上波导层中形成光栅。
[0005]上述激光器的制备方法，通过将传统的量子阱有源层替换为量子点有源层，充分利用量子点对位错不敏感的特性，提升激光器的发光效率；并且，通过采用等效啁啾技术形成波导层中的光栅，降低了制造成本，提高了效率，适合低成本规模化制造。此外，等效啁啾技术可灵活调整光栅中子光栅的间距，使得制备得到的光栅具有极强的波长选择性。
[0006]在其中一个实施例中，于所述硅衬底上形成有源层之前，还包括：于所述硅衬底上表面依次外延生成缓冲层、下接触层、下限制层和下波导层；其中，所述有源层位于所述下波导层的上表面。缓冲层可以进一步过滤位错，降低位错对发光效率的影响。
[0007]在其中一个实施例中，所述III
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V族量子点材料与所述硅衬底之间形成有第一角度的位错。
[0008]在其中一个实施例中，所述III
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V族量子点材料包括砷化铟量子点。
[0009]在其中一个实施例中，于所述硅衬底上制备多个具有不同波长的激光器。
[0010]本申请还公开了一种激光器，包括：硅衬底；有源层，位于所述硅衬底上方，所述有源层包括III
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V族量子点材料；上波导层，位于所述有源层的上表面，所述上波导层中形成有光栅；其中，所述光栅采用等效啁啾技术形成。
[0011]上述激光器采用III
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V族量子点材料制作有源层，以进行发光，相比于传统的量子阱有源层，可以减小位错对于发光效率的影响。并且，上波导层中的光栅采用等效啁啾技术制备，使得上述激光器的制备成本大幅降低。
[0012]在其中一个实施例中，所述硅衬底与所述有源层之间还包括：从下到上依次叠置的缓冲层、下接触层、下限制层和下波导层。缓冲层可以过滤位错，降低位错对发光效率的影响。
[0013]在其中一个实施例中，所述III
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V族量子点材料包括：包括砷化铟量子点。
[0014]在其中一个实施例中，所述III
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V族量子点材料与所述硅衬底之间具有第一角度的位错。
[0015]一种多波长阵列型激光器，包括多个上述任一项实施例中所述的激光器，各激光器具有不同的波长。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0017]图1为本申请一实施例中激光器的制备方法的流程框图。
[0018]图2为本申请一实施例中激光器的截面结构示意图。
[0019]图3为本申请另一实施例中激光器的截面结构示意图。
[0020]附图标号说明：1、硅衬底；2、有源层；3、上波导层；4、缓冲层；5、下接触层；6、下限制层；7、下波导层；9、上限制层；10、上接触层；11、N型电极；12、P型电极。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0024]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0025]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0026]本申请中的激光器可以是分布式负反馈激光器(DFB)，传统的分布式负反馈激光器通常基于磷化铟衬底上的量子阱方案，通过电子束曝光工艺制作光栅，以实现波长的选择和窄线宽激射。然而，目前业界能够提供的磷化铟衬底普遍在4英寸以下，磷化铟衬底的制作和外延成本都很高，并且磷化铟流片工艺良率低，再加上电子束曝光工艺的生产效率低下，无法满足大规模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器的制备方法，其特征在于，包括：提供硅衬底；于所述硅衬底上形成有源层，所述有源层包括III
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V族量子点材料；于所述有源层的上表面形成上波导层；采用等效啁啾技术于所述上波导层中形成光栅。2.根据权利要求1所述的激光器的制备方法，其特征在于，于所述硅衬底上形成有源层之前，还包括：于所述硅衬底上表面依次外延生成缓冲层、下接触层、下限制层和下波导层；其中，所述有源层位于所述下波导层的上表面。3.根据权利要求1所述的激光器的制备方法，其特征在于，所述III
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V族量子点材料与所述硅衬底之间形成有第一角度的位错。4.根据权利要求1所述的激光器的制备方法，其特征在于，所述III
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V族量子点材料包括：砷化铟量子点。5.根据权利要求1
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4任一项所述的激光器的制备方法，其特征在于，于所述硅衬底上制备多个具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振普，倪健，薛聪，
申请(专利权)人：埃特曼北京半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：