一种抗反射半导体激光器芯片的制作方法

技术领域

本发明涉及光通信的半导体激光器芯片技术领域，更具体地说，它涉及一种抗反射半导体激光器芯片的制作方法。

背景技术

随着后互联网及5G时代的到来，信息的传递越来越依赖通信网络，如在线教育，远程工作，在线视频及购物等。这也对光通信激光器的芯片的速率的挑战越来越大。激光器芯片目前已经开始大量应用，为了保证芯片的稳定性能，对封装和模块的要求也越来越高。为了减小在系统链路中的反射光，需要加入昂贵的隔离器，以保证光通信传输链路的畅通。因此也是增加了光模块的成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗反射半导体激光器芯片的制作方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种抗反射半导体激光器芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：在n-InP衬底上采用金属有机物化学气相沉积系统依次外延生长InP缓冲层、AlGaInAs下波导层、量子阱有源区、AlGaInAs上波导层、InP-spacer层和InGaAsP光栅层；

步骤二：采用电子束曝光和干法刻蚀的方法制在InGaAsP光栅层中制作等节距周期调制光栅；

步骤三：在等节距周期调制光栅上二次外延InP覆盖层及接触层；

步骤四：在接触层上生长氧化硅掩膜，之后光刻定义出电流注入区，其前端面采用弯曲波导，并刻蚀掉电流注入区以外的材料；

步骤五：在接触层上沉积P面金属；

步骤六：在n-InP衬底上沉积N面金属。

进一步的，所述InGaAsP光栅层采用CPM光栅。

进一步的，步骤四中光刻定义的电流注入区的弯曲波导长度为30-70um，弯曲角度为2-10°。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明采用金属有机物化学气相沉积生长有源区及波导结构，并使用EBL制作光栅，最终形成完整工艺外延片，之后通过光刻，刻蚀，金属生长等工艺形成芯片，通过简单易实现的芯片制造工艺即可达到抗反射的效果，该芯片的光栅采用EBL写的CPM光栅，具有较好的锁模效果，在出射端面采用了弯曲波导可以减少光路中返回的光，以免对出射光形成干扰，达到去隔离器的效果，可以极大的降低成本。

附图说明

图1为一种抗反射半导体激光器芯片的结构示意图；

图2为一种抗反射半导体激光器芯片的光栅示意图；

图3为一种抗反射半导体激光器芯片的二次外延结构示意图；

图4为图3的立体图；

图5为图4的俯视图。

1、n-InP衬底；2、InP缓冲层；3、AlGaInAs下波导层；4、量子阱有源区；5、AlGaInAs上波导层；6、InP-spacer层；7、InGaAsP光栅层；8、等节距周期调制光栅；9、InP覆盖层；10、接触层；12、P面金属；13、N面金属。

具体实施方式

实施例1

参照图1至图5，一种抗反射半导体激光器芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：在n-InP衬底1上采用金属有机物化学气相沉积系统依次外延生长InP缓冲层2、AlGaInAs下波导层3、量子阱有源区4、AlGaInAs上波导层5、InP-spacer层6和InGaAsP光栅层7；

步骤二：采用电子束曝光和干法刻蚀的方法制在InGaAsP光栅层7中制作等节距周期调制光栅8；

步骤三：在等节距周期调制光栅8上二次外延InP覆盖层9及接触层10；

步骤四：在接触层10上生长氧化硅掩膜，之后光刻定义出电流注入区，其前端面采用弯曲波导，并刻蚀掉电流注入区以外的材料，弯曲波导可以有效抑制激光器激射发光时反射回来的光，以达到抗反射的效果；

步骤五：在P型表面沉积上沉积P面金属12；

步骤六：将N型表面减薄后，沉积N面金属13。

InGaAsP光栅层7采用CPM光栅。

步骤四中光刻定义的电流注入区的弯曲波导长度为30um，弯曲角度为2°。

实施例2

在实施例1的基础上，步骤四中光刻定义的电流注入区的弯曲波导长度为70um，弯曲角度为10°。其中制作光栅结构时，需要采用CPM光栅，以达到较好的波长锁定和一定的抗反射效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本模板的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。