一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的高速半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)如圖1。該高速半導(dǎo)體激光器包括一襯底0，一緩沖層1，一第一漸變限制層2，一第一波導(dǎo)層3，一第二波導(dǎo)層4，一第一量子講皇層5，一量子講有源層6，一第二量子阱皇層7，一第三波導(dǎo)層8，一腐蝕停止層9，一第四波導(dǎo)層10，一第二漸變限制層11，一歐姆接觸層12，一絕緣介質(zhì)層13，一P型上電極14，一N型下電極15。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中高速半導(dǎo)體激光器的缺點(diǎn)是，其脊型雙溝臺(tái)面容易產(chǎn)生大量漏電流，其漏電流產(chǎn)生示意圖如圖3所示，激光器的閾值增加，同時(shí)也會(huì)增加電容C，影響激光器的頻響特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法。
[0005]為達(dá)成上述目的，一方面本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)，包括腐蝕停止層3，具體的:
[0006]所述腐蝕停止層3位于所述第一漸變限制層2和第一波導(dǎo)層4之間；
[0007]其中，所述第一漸變限制層2位于緩沖層1上，所述緩沖層位于襯底0上。
[0008]優(yōu)選的，所述高速激光器芯片結(jié)構(gòu)還包括:
[0009]—襯底0，其為N型InP層；
[0010]一緩沖層1，其為N型InP層并形成于襯底0上；
[0011 ]—第一漸變限制層2，其為N型InAlxGai—xAs層并形成于緩沖層1上，x = 0.5-0.1;
[0012]一腐蝕停止層3，其為N型InGaAsP層并形成于第一漸變限制層2上；
[0013]一第一波導(dǎo)層4，其為N型InP層并形成于腐蝕停止層3上；
[00? 4]一第二限制層5，其為N型InAl0.sGa0.sAs層并形成于第一波導(dǎo)層4上；
[0015]—第一量子阱皇層6，其為非摻雜Al0.3Ga0.7InAS層并形成于第二限制層5上；
[0016]一量子阱有源層7，其為非摻雜10對(duì)6nm厚壓應(yīng)變AlGalnAs阱層并形成于第一量子阱皇層6上；
[0017]一第二量子阱皇層8，其為非摻雜Al0.3GaQ.7InAs層并形成于量子阱有源層7上；
[0018]一第二波導(dǎo)層9，其為P型Al0.5Ga0.5As層并形成于第二量子阱皇層8上；
[0019]—光柵層10，其為P型Al0.5Ga0.5As層并形成于第二波導(dǎo)層9上；
[0020]一第三漸變限制層11，其為P型AlxGai—xAs層并形成于光柵層10上χ = 0.5-0.1;
[0021]一歐姆接觸層12，其為Ρ型InGaAs層并形成于第三漸變限制層11上；
[0022]一絕緣介質(zhì)層13，其為Si02層并形成于歐姆接觸層12上；
[0023]一 P型上電極14，其為T(mén)iPtAu層并形成于歐姆接觸層12上；
[0024]一 N型下電極15，其為Au-Sn層并形成于襯底0的下面。
[0025]優(yōu)選的，所述腐蝕停止層3的厚度為lOOnm。
[0026]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)，在所述腐蝕停止層3上形成脊型雙溝臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述脊型雙溝臺(tái)結(jié)構(gòu)具體包括:
[0027]由定向腐蝕所述歐姆接觸層12、第三漸變限制層11、光柵層10、第二波導(dǎo)層9、第二量子阱皇層8、量子阱有源層7、第一量子阱皇層6、第二限制層5和第一波導(dǎo)層4，形成的第一溝道和第二溝道；
[0028]所述第一溝道和第二溝道之間存在由所述定向腐蝕后形成的第二脊柱，所述第一溝道和第二溝道另外兩側(cè)分別由第一脊柱和第二脊柱構(gòu)成;其中，所述第一脊柱、第二脊柱和第三脊柱位于所述腐蝕停止層3上，依次由所述第一波導(dǎo)層4、第二限制層5、第一量子阱皇層6、量子阱有源層7、第二量子阱皇層8、第二波導(dǎo)層9、光柵層10、第三漸變限制層11和歐姆接觸層12各層組合形成。
[0029]優(yōu)選的，所述第一波導(dǎo)層4、第二限制層5、第一量子阱皇層6、量子阱有源層7、第二量子阱皇層8、第二波導(dǎo)層9、光柵層10、第三漸變限制層11和歐姆接觸層12在所述定向腐蝕過(guò)程中形成的截面上還覆蓋有絕緣介質(zhì)層13。
[°03°]優(yōu)選的，所述腐蝕停止層3的厚度為lOOnm。
[0031 ]優(yōu)選的，所述絕緣介質(zhì)層13的厚度為250nm，折射率為1.5。
[0032]優(yōu)選的，所述脊型雙溝臺(tái)結(jié)構(gòu)表面還覆蓋有P型上電極14。
[0033]優(yōu)選的，所述腐蝕停止層3位于第一漸變限制層2上，所述第一漸變限制層2位于緩沖層1上，所述緩沖層位于襯底0上，襯底0表面還覆蓋有N型下電極15。
[0034]還有一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種高速激光器芯片的制作方法，該方法包括以下步驟:
[0035]1)在襯底0上依次生成的緩沖層1、第一漸變限制層2、腐蝕停止層3、第一波導(dǎo)層4、第二限制層5、第一量子阱皇層6、量子阱有源層7、第二量子阱皇層8、第二波導(dǎo)層9、第光柵層10、第三漸變限制層11、歐姆接觸層12;
[0036]2)在歐姆接觸層12上涂覆光刻膠并于88_92°C范圍內(nèi)進(jìn)行烘烤，再通過(guò)曝光顯影于歐姆接觸層12上作出光刻膠圖形并于118-122°C范圍內(nèi)進(jìn)行烘烤，在該光刻膠掩蔽下，腐蝕掉歐姆接觸層12、漸變限制層11、波導(dǎo)層10、第二波導(dǎo)層9、第二量子阱皇層8、量子阱有源層7、第一量子阱皇層6、第二限制層5，再腐蝕第一波導(dǎo)層4，直至腐蝕停止層3之上，以加工成脊型雙溝臺(tái)面結(jié)構(gòu)，在脊型雙溝臺(tái)面結(jié)構(gòu)上淀積絕緣介質(zhì)層13，并利用光刻方法和腐蝕方法在臺(tái)面歐姆接觸層12上開(kāi)設(shè)出窗口；
[0037]3)在歐姆接觸層12上制作P型上電極14;
[0038]4)在襯底0上制作N型下電極15，得到所述激光器芯片結(jié)構(gòu)。
[0039]優(yōu)選的，步驟1中所述外延生成的方法為分子束外延法或金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積法。
[0040]優(yōu)選的，步驟2)中的所述腐蝕掉歐姆接觸層12、漸變限制層11、波導(dǎo)層10、第二波導(dǎo)層9、第二量子阱皇層8、量子阱有源層7、第一量子阱皇層6、第二限制層5的腐蝕液具體為飽和溴水腐蝕液。
[0041]優(yōu)選的，步驟2)中所述光刻膠圖形的寬度為2_3μπι。
[0042]優(yōu)選的，步驟2)中腐蝕第一波導(dǎo)層4的腐蝕液具體為:體積比為1:2的HC1和H3P04的混合液。
[0043]優(yōu)選的，步驟2中所述窗口的寬度為3-4μηι。
[0044]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0045]本發(fā)明重新設(shè)計(jì)腐蝕層的結(jié)構(gòu)位置。如圖2-3所示，它的漏電原理圖見(jiàn)圖5，與傳統(tǒng)比較，漏電流會(huì)減少，電容也會(huì)相應(yīng)減少，對(duì)整個(gè)高速激光器的光電特性有明顯提高。
【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1為本發(fā)明提供的一種現(xiàn)有的激光器芯片結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器芯片結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0048]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器芯片結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0049]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的現(xiàn)有的激光器芯片漏電原理示意圖；
[0050]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器芯片漏電原理示意圖；
[0051]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的現(xiàn)有一種激光器芯片的性能曲線圖示意圖；
[0052]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器芯片的性能曲線圖示意圖；
[0053]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的現(xiàn)有一種激光器芯片的頻響曲線圖；
[0054]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光器芯片的頻響曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。
[0056]實(shí)施例一
[0057]本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種高速激光器芯片結(jié)構(gòu)，所述激光器芯片結(jié)構(gòu)的剖面示意圖如圖2所示。所述高速激光器芯片結(jié)構(gòu)包括腐蝕停止層3，具體的:
[0058]所述腐蝕停止層