混合波导结构EML激光器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及光通信激光器技术领域，提供了一种混合波导结构EML激光器的制作方法，包括如下步骤：S1，生长外延结构；S2，在所述外延结构的上表面划定LD激光器区和EA电吸收调制器区；S3，在所述LD激光器区制作掩埋异质结结构，在所述EA电吸收调制器区制作脊波导结构，所述掩埋异质结结构和所述脊波导结构一体成型制得。还提供一种混合波导结构EML激光器，包括掩埋异质结结构和脊波导结构，所述掩埋异质结结构和所述脊波导结构一体成型。本发明专利技术采用两种波导一体成型，避免两种波导的套刻偏差造成出光效率差问题，不需要高精度光刻对准设备，节约了昂贵设备投入成本。约了昂贵设备投入成本。约了昂贵设备投入成本。

【技术实现步骤摘要】
混合波导结构EML激光器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及光通信激光器
，具体为一种混合波导结构EML激光器及其制作方法。

技术介绍

[0002]半导体激光器具有体积小，重量轻，成本低，易于规模生产的优点，在光存储，光通信，国防等领域有广阔的发展前景。其中的EML 激光器是在同一半导体芯片上集成激光器和电吸收调制器，使其具有驱动电压低、功耗低、调制带宽高、体积小，结构紧凑等优点，比传统DFB激光器更适合于高速率、长距离的传输。
[0003]EML的波导结构主要有2种：1.脊波导结构，制作工艺简单，但激光器的阈值大，出光效率也低；2.掩埋异质结结构，采用PN或半绝缘掩埋，脊宽难以控制，中间与边缘的差异大，严重影响产出。CN1426138A刘国立等人将两种波导相结合可以降低激光器的阈值，提高激光器效率，同时，EA 区为脊波导结构，可以弥补掩埋异质结结构脊宽差异大、电容高和漏电问题，解决产出问题。但是不能解决两种波导的套刻问题，套刻偏差会严重影响出光效率。而且正常制作此结构需较高精度光刻设备，才能保证LD与EA波导结构误差小，降低二者间耦合偏差，需要昂贵设备投入成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种混合波导结构EML激光器及其制作方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种混合波导结构EML激光器的制作方法，包括如下步骤：S1，生长外延结构；S2，在所述外延结构的上表面划定LD激光器区和EA电吸收调制器区；S3，在所述LD激光器区制作掩埋异质结结构，在所述EA电吸收调制器区制作脊波导结构，所述掩埋异质结结构和所述脊波导结构一体成型制得。
[0006]进一步，生长外延结构包括两次外延生长：先在衬底上一次外延生长InP缓冲层、n型InP 层、下波导层、有源层、上波导层、p型InP 层以及光栅层，接着在LD激光器区进行光栅制作，然后二次外延生长整面生长光栅掩埋层、上腐蚀停止层、p型盖层以及接触层。
[0007]进一步，所述S3步骤具体包括：在所述LD激光器区中对所述外延结构进行腐蚀至所述上腐蚀停止层，腐蚀完毕后，对所述LD激光器区和所述EA电吸收调制器区进行掩膜保护，接着继续进行腐蚀，在所述LD激光器区和所述EA电吸收调制器区形成宽度不同的波导掩膜层，所述LD激光器区上的波导掩膜层与所述EA电吸收调制器区上的其中一波导掩
膜层连接，且所述LD激光器区上的该波导掩膜层的宽度大于所述EA电吸收调制器区上的该波导掩膜层的宽度，然后再掩膜保护所述LD激光器区，对所述EA电吸收调制器区进行腐蚀得到脊波导结构，接着再掩膜保护所述EA电吸收调制器区的所述脊波导结构，并在所述LD激光器区的波导掩膜层外进行腐蚀至所述InP缓冲层以下，接着再所述LD激光器区的波导掩膜层外进行异质结掩埋生长。
[0008]进一步，去掉所述LD激光器区的波导掩膜层，保留所述EA电吸收调制器区的波导掩膜层，并在所述LD激光器区再次生长与所述EA电吸收调制器区一致的p型盖层和接触层。
[0009]进一步，将所述LD激光器区与所述EA电吸收调制器区之间的接触层和部分高掺杂p型InP盖层去掉，形成电隔离区。
[0010]进一步，所述电隔离区长度在20~200um之间，所述电隔离区的电阻大于5000Ω。
[0011]进一步，连接的两条波导掩膜层中，从所述LD激光器区至所述EA电吸收调制器区，所述波导掩膜层的宽度逐渐变窄。
[0012]进一步，异质结的掩埋生长为半绝缘的InP，或者为P
‑
InP和N
‑
InP的组合，其中半绝缘的InP能够是掺铁或掺钌。
[0013]进一步，在所述EA电吸收调制器区除开所述脊波导结构的区域也制作掩埋异质结结构。
[0014]本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种混合波导结构EML激光器，包括掩埋异质结结构和脊波导结构，所述掩埋异质结结构和所述脊波导结构一体成型。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用两种波导一体成型，避免两种波导的套刻偏差造成出光效率差问题，不需要高精度光刻对准设备，节约了昂贵设备投入成本。
附图说明
[0016]图1a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的光栅掩埋生长后的外延结构示意图（主视视角）；图1b为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的光栅掩埋生长后的外延结构示意图（俯视视角）；图1c为图1b的A
‑
A向剖视图；图2a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区刻蚀到上腐蚀停止层的结构示意图（主视视角）；图2b为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区刻蚀到上腐蚀停止层的结构示意图（左视视角）；图2c为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区刻蚀到上腐蚀停止层的结构示意图（俯视视角）；图2d为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区刻蚀到上腐蚀停止层的结构示意图（立体视角）；图3a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的EA电吸收调制器区的脊波导结构示意图（主视视角）；
图3b为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的EA电吸收调制器区的脊波导结构示意图（左视视角）；图3c为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的EA电吸收调制器区的脊波导结构示意图（俯视视角）；图3d为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的EA电吸收调制器区的脊波导结构示意图（立体视角）；图4a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区的异质结掩埋生长结构示意图（主视视角）；图4b为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区的异质结掩埋生长结构示意图（左视视角）；图4c为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区的异质结掩埋生长结构示意图（俯视视角）；图4d为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区的异质结掩埋生长结构示意图（立体视角）；图5a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区生长盖层和接触层结构示意图（主视视角）；图5b为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区生长盖层和接触层结构示意图（左视视角）；图5c为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区生长盖层和接触层结构示意图（俯视视角）；图5d为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的LD激光器区生长盖层和接触层结构示意图（立体视角）；图6a为本专利技术实施例提供的一种混合波导结构EML激光器的制作方法的掩埋异质结结构的波导和脊波导成型结构示意图（主视视角）；图6b为本专利技术实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合波导结构EML激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，生长外延结构；S2，在所述外延结构的上表面划定LD激光器区和EA电吸收调制器区；S3，在所述LD激光器区制作掩埋异质结结构，在所述EA电吸收调制器区制作脊波导结构，所述掩埋异质结结构和所述脊波导结构一体成型制得。2.如权利要求1所述的混合波导结构EML激光器的制作方法，其特征在于，生长外延结构包括两次外延生长：先在衬底上一次外延生长InP缓冲层、n型InP 层、下波导层、有源层、上波导层、p型InP 层以及光栅层，接着在LD激光器区进行光栅制作，然后二次外延生长整面生长光栅掩埋层、上腐蚀停止层、p型盖层以及接触层。3.如权利要求2所述的混合波导结构EML激光器的制作方法，其特征在于，所述S3步骤具体包括：在所述LD激光器区中对所述外延结构进行腐蚀至所述上腐蚀停止层，腐蚀完毕后，对所述LD激光器区和所述EA电吸收调制器区进行掩膜保护，接着继续进行腐蚀，在所述LD激光器区和所述EA电吸收调制器区形成宽度不同的波导掩膜层，所述LD激光器区上的波导掩膜层与所述EA电吸收调制器区上的其中一波导掩膜层连接，且所述LD激光器区上的该波导掩膜层的宽度大于所述EA电吸收调制器区上的该波导掩膜层的宽度，然后再掩膜保护所述LD激光器区，对所述EA电吸收调制器区进行腐蚀得到脊波导结构，接着再掩膜保护所述EA电吸收调制器区的所述脊波导结构，并在所述LD激光器区的波导掩膜层外进行腐蚀至所述InP缓冲层以下，接着...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿建，郭娟，孔德谋，
申请(专利权)人：武汉云岭光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：