一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器技术

本申请实施例提供了一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器，所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上依次形成缓冲层、光栅层和波导堆叠层；沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，以在所述波导堆叠层相对的两侧形成对接界面，且所述波导堆叠层两侧的对接界面呈镜像对称；在所述对接界面处外延形成波导材料层。本申请实施例提供的半导体发光器件的制备方法中，通过在波导堆叠层相对的两侧形成对接界面后，在对接界面处外延形成波导材料层，以提高半导体发光器件的COD阈值，进而提高半导体发光器件的可靠性。提高半导体发光器件的可靠性。提高半导体发光器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器


[0001]本申请实施例涉及半导体发光器件
，尤其涉及一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器。

技术介绍

[0002]高速、高可靠性以及低成本的半导体发光器件是现代高速光网络的核心器件。与铟镓砷磷/铟磷InGaAsP/InP材料体系相比较而言，铝镓铟砷/铟磷AlGaInAs/InP材料体系具有更大的导带偏移量，因此，使用AlGaInAs/InP材料体系制备得到的半导体发光器件具有更好的电子限制和空穴分配的性能。
[0003]灾变性光学镜面损伤(catastrophic optical damage，COD)是大功率激光器的一种故障模式。在高光功率密度工作情况下，腔面温度迅速升高引起腔面光输出位置材料的带隙收缩，致使其对光吸收增加从而温度剧增，温度剧增反过来又增加了光吸收。如此恶性循环下去，腔面区域最终可能会熔化、再结晶，受影响的腔面区域将产生大量的晶格缺陷，从而降低半导体发光器件的可靠性。
[0004]因此，如何提高半导体发光器件的可靠性，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器。
[0006]为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种半导体发光器件的制备方法，所述制备方法包括：
[0008]提供衬底；
[0009]在所述衬底上依次形成缓冲层、光栅层和波导堆叠层；
[0010]沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，以在所述波导堆叠层相对的两侧形成对接界面，且所述波导堆叠层两侧的对接界面呈镜像对称；
[0011]在所述对接界面处外延形成波导材料层。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述对接界面与所述衬底呈第一倾斜角度。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；所述有源层包括沿堆叠方向设置的第一波导层、量子阱层以及第二波导层；所述量子阱层的材料为铝镓铟砷AlGaInAs材料；所述沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，以在所述波导堆叠层相对的两侧形成对接界面，包括：
[0014]沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，刻蚀停止在所述波导堆叠层中的N型波导层。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层、第二P型限制
层、第一P型牺牲层和第一P型帽盖层；所述在所述对接界面处外延形成波导材料层，包括：
[0016]在所述对接界面处外延形成波导材料层，所述波导材料层的上表面与所述第一P型限制层的上表面齐平。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层、第二P型限制层、第一P型牺牲层和第一P型帽盖层；所述在所述对接界面处外延形成波导材料层之后，所述制备方法还包括：
[0018]在所述波导材料层上依次形成第三P型限制层、第二P型牺牲层和第二P型帽盖层；其中，
[0019]所述第三P型限制层的上表面与所述第二P型限制层的上表面齐平；
[0020]所述第二P型牺牲层的上表面与所述第一P型牺牲层的上表面齐平；
[0021]所述第二P型帽盖层的上表面与所述第一P型帽盖层的上表面齐平。
[0022]在本申请的一些实施例中，去除所述第一P型帽盖层和所述第二P型帽盖层；去除所述第一P型牺牲层和所述第二P型牺牲层。
[0023]在本申请的一些实施例中，所述制备方法还包括：
[0024]在所述第二P型限制层和所述第三P型限制层上外延形成顶部外延结构，以形成分布式反馈激光器DFB外延片，所述顶部外延结构包括第四P型限制层、P型抗腐蚀层、第五P型限制层和掺杂接触层。
[0025]在本申请的一些实施例中，所述制备方法还包括：
[0026]采用脊型波导形成工艺对所述顶部外延结构进行刻蚀以形成DFB激光器；其中，
[0027]将所述DFB激光器解理为多个条形激光器单管，解理方向平行于所述对接界面；其中，
[0028]所述条形激光器单管的出光方向与DFB激光器的脊部延伸方向基本平行。
[0029]第二方面，本申请实施例提供一种DFB外延片，所述DFB外延片包括：
[0030]衬底；形成堆叠在所述衬底上的缓冲层、光栅层和波导堆叠层；
[0031]形成在所述波导堆叠层相对的两侧的波导材料层，所述波导堆叠层和波导材料层通过所述对接界面对接；所述波导堆叠层两侧的对接界面呈镜像对称；
[0032]形成在所述波导堆叠层和所述波导材料层上的顶部外延结构，所述顶部外延结构包括第四P型限制层、P型抗腐蚀层、第五P型限制层和掺杂接触层。
[0033]在本申请的一些实施例中，所述对接界面与所述衬底呈第一倾斜角度。
[0034]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；所述有源层包括沿堆叠方向设置的第一波导层、量子阱层以及第二波导层；所述量子阱层的材料为铝镓铟砷AlGaInAs材料；所述形成在所述波导堆叠层相对的两侧的波导材料层，所述波导堆叠层和波导材料层通过所述对接界面对接，包括：
[0035]所述对接界面的最低点位于所述N型波导层。
[0036]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层和第二P型限制层；所述波导材料层的上表面与所述第一P型限制层的上表面齐平。
[0037]在本申请的一些实施例中，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源
层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层和第二P型限制层；所述DFB外延片还包括：
[0038]形成在所述波导材料层上的第三P型限制层；其中，
[0039]所述第三P型限制层的上表面与所述第二P型限制层的上表面齐平。
[0040]第三方面，本申请实施例提供一种DFB激光器，所述DFB激光器由如上述技术方案中所述的DFB外延片采用脊型波导形成工艺制备得到。
[0041]第四方面，本申请实施例提供一种条形激光器单管，所述条形激光器单管由如上述技术方案中所述的DFB激光器解理得到，解理方向平行于所述对接界面；其中，
[0042]所述条形激光器单管的出光方向与DFB激光器的脊部延伸方向基本平行。
[0043]本申请实施例提供了一种半导体发光器件的制备方法、DFB外延片及DFB激光器，所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上依次形成缓冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上依次形成缓冲层、光栅层和波导堆叠层；沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，以在所述波导堆叠层相对的两侧形成对接界面，且所述波导堆叠层两侧的对接界面呈镜像对称；在所述对接界面处外延形成波导材料层。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对接界面与所述衬底呈第一倾斜角度。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；所述有源层包括沿堆叠方向设置的第一波导层、量子阱层以及第二波导层；所述量子阱层的材料为铝镓铟砷AlGaInAs材料；所述沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，以在所述波导堆叠层相对的两侧形成对接界面，包括：沿堆叠方向对所述波导堆叠层进行刻蚀，刻蚀停止在所述波导堆叠层中的N型波导层。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层、第二P型限制层、第一P型牺牲层和第一P型帽盖层；所述在所述对接界面处外延形成波导材料层，包括：在所述对接界面处外延形成波导材料层，所述波导材料层的上表面与所述第一P型限制层的上表面齐平。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述波导堆叠层沿堆叠方向依次包括N型波导层、有源层和P型波导层；其中，所述P型波导层沿堆叠方向依次包括第一P型限制层、第二P型限制层、第一P型牺牲层和第一P型帽盖层；所述在所述对接界面处外延形成波导材料层之后，所述制备方法还包括：在所述波导材料层上依次形成第三P型限制层、第二P型牺牲层和第二P型帽盖层；其中，所述第三P型限制层的上表面与所述第二P型限制层的上表面齐平；所述第二P型牺牲层的上表面与所述第一P型牺牲层的上表面齐平；所述第二P型帽盖层的上表面与所述第一P型帽盖层的上表面齐平。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，去除所述第一P型帽盖层和所述第二P型帽盖层；去除所述第一P型牺牲层和所述第二P型牺牲层。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第二P型限制层和所述第三P型限制层上外延形成顶部外延结构，以形成分布式反馈激光器DFB外延片，所述顶部外延结构包括第四P型限制层、P型抗腐蚀层、第五P型限制层和掺杂接触层。8.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华容，吕军，曹明德，范驰骋，黄晓东，汤宝，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：