专利名称：一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法。
背景技术：
未来移动互联技术3C集成的发展，对传输速率的要求越来越高。光通信传输速度从2.5Gb/s到100Gb/s，对光通信用芯片的要求也越来越高。集成化，高速化和低功耗成为光通信芯片发展的一个趋势。传统直接调制激光器随着传输速率的增加，啁啾影响越来越大，使得其传输距离受到限制。电吸收调制激光器采用分布反馈激光器(DFB)和电吸收调制器(EA)单片集成的方式，具有啁啾小，功耗低，传输距离远等优点，广泛应用于40Km，80Km接入网及干线网。对于电吸收调制激光器，主要问题在保证光信号在从分布反馈激光器(DFB)传输到电吸收调制器(EA)时具有较小的光损耗，同时加在分布反馈激光器(DFB)和电吸收调制器(EA)上的电信号不发生串扰。如图1所示:通常采用刻蚀掉分布反馈激光器(DFB)和电吸收调制器(EA)之间连接区域的方法来提高集成光芯片之间的隔离电阻，该方法具有工艺简单、隔离电阻大的等优点，但是刻蚀掉分布反馈激光器(DFB)和电吸收调制器(EA)之间连接区域后由于该连接区域的波导层被破坏，导致光在芯片间传输时功率传输损耗较大，因此如何提高隔离电阻又不影响芯片性能成为电吸收调制激光器的一个核心问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法。本发明提供一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，包括以下几个步骤:步骤一:在激光器、调制器的InP衬底表面分别外延生长有源层、波导层，在有源层、波导层的表面均外延生产InP层；步骤二:在InP层的表面沉积隔离层；步骤三:在隔离层的表面旋涂光刻胶；步骤四:采用曝光显影的方法，利用光刻板在光刻胶和隔离层的表面进行光刻，去除部分隔离层；步骤五:打开扩散源进行元素扩散，对应去除隔离层的部分形成元素扩散，保留有隔离层的部分未形成元素扩散。进一步地，所述步骤一中InP层为不掺杂的InP层；所述InP层的厚度为Iym 1.5 μ m ;所述步骤四中选择正型光刻板进行光刻，在调制器和激光器之间相连接区域内保留隔离层，其余位置去除隔离层，所述步骤五中扩散源为P型掺杂的Zn源或C源。进一步地，所述保留隔离层的长度为30 μ m 180 μ m,去除隔离层的InP层中元素扩散浓度为I X IO18 8 X IO18个/cm3,扩散深度为0.5 1.0 μ m。。进一步地，所述步骤一中InP层为掺杂的InP层时，所述InP层的厚度为Iym 1.5μπι;步骤四中选择反型光刻板进行光刻，在调制器和激光器之间相连接区域内去除隔离层，其余位置保留隔离层，所述步骤五中扩散源为N型掺杂的S源或Si源。进一步地，所述去除隔离层的长度为30 μ m 180 μ m,去除隔离层的InP层中元素扩散浓度为I X IO18 8 X IO18个/cm3,扩散深度为0.5 1.0 μ m。进一步地，所述步骤二中隔离层的厚度为600nm lOOOnm，所述的隔离层为氧化硅层与氮化硅层形成的复合层或氧化硅层。进一步地，所述的步骤三中光刻胶的厚度为800nm 1200nm。本发明具有以下的优点:本发明提出一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，采用扩散方法改善电吸收调制激光器的隔离电阻特性，可以通过扩散深度和长度来调节隔离电阻值，对光波导层没有损伤，传输损耗低，具有高可靠性。
图1是现有技术中采用刻蚀掉分布反馈激光器和电吸收调制器之间连接区域的方法示意图；图2 图7是本发明中提供的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法中各步骤对应的结构示意图；图8是本发明中1-1nP层的厚度与隔离区域的电阻值之间的关系图；图9是本发明的步骤一中采用在外延生长掺杂的InP层的示意图；图10是本发明中采用反型光刻板进行曝光显影后隔离区域的示意图；图11是本发明中形成PNP结的示意图。图中:1:激光器；2:调制器；3:1-1nP层；4:隔尚层；5:光刻I父；6:转变后的P-1nP 层；7 =P-1nP 层；8:n_InP 层。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。本发明通过采用金属有机物化学气相外延生长设备M0CVD，采用区域扩散方法形成隔离，进而使光传输损耗相比于米用刻蚀方法的光传输损耗大幅降低。MOCVD和MBE均是由技术发展出来的设备，目前均有商用设备及生产厂家，如Veeco, Aixtron。本发明实现了一种在提高隔离电阻的同时不影响芯片其他性能的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，具体包括以下几个步骤:步骤一:采用MOCVD金属有机物化学气相外延生长设备在DFB激光器1、调制器2的InP衬底表面分别生长有源层、波导层，该有源层和波导层的对应需要生长的各层成分及厚度分别如表I和表2所示:表1:有源层的成分及厚度表
权利要求
1.一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:包括以下几个步骤: 步骤一:在激光器、调制器的InP衬底表面分别外延生长有源层、波导层，在有源层、波导层的表面均外延生产InP层； 步骤二:在InP层的表面沉积隔离层； 步骤三:在隔离层的表面旋涂光刻胶； 步骤四:采用曝光显影的方法，利用光刻板在光刻胶和隔离层的表面进行光刻，去除部分隔离层； 步骤五:打开扩散源进行元素扩散，对应去除隔离层的InP层形成元素扩散，保留有隔离层的InP层未形成元素扩散。
2.根据权利要求1所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述步骤一中InP层为不掺杂的InP层；所述InP层的厚度为IMm 1.5Mm ;所述步骤四中选择正型光刻板进行光刻，在调制器和激光器之间相连接区域内保留隔离层，其余位置去除隔离层，所述步骤五中扩散源为P型掺杂的Zn源或C源。
3.根据权利要求2所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述保留隔离层的长度为30Mm ISOMffl，去除隔离层的InP层中元素扩散浓度为I X IO18 8 X IO18 个 /cm3,扩散深度为 0.5Mm 1.0Mm0
4.根据权利要求1所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述步骤一中InP层为掺杂的InP层时，所述InP层的厚度为IMm 1.5Mm ;步骤四中选择反型光刻板进行光刻，在调制器和激光器之间相连接区域内去除隔离层，其余位置保留隔离层，所述步骤五中扩散源为N型掺杂的S源或Si源。
5.根据权利要求4所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述去除隔离层的长度为30Mm ISOMffl，去除隔离层的InP层中元素扩散浓度为I X IO18 8 X IO18 个 /cm3,扩散深度为 0.5Mm 1.0Mm0
6.根据权利要求1所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述步骤二中隔离层的厚度为600 nm lOOOnm，所述的隔离层为氧化硅层与氮化硅层形成的复合层或氧化硅层。
7.根据权利要求1所述的提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，其特征在于:所述的步骤三中光刻胶的厚度为800 nm 1200nm。
全文摘要
本发明提供一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，包括在激光器、调制器的InP衬底表面分别外延生长有源层、波导层，在有源层、波导层的表面均外延生产InP层；在InP层的表面沉积隔离层；在隔离层的表面旋涂光刻胶；采用曝光显影的方法，利用光刻板在光刻胶和隔离层的表面进行光刻，去除部分隔离层；打开扩散源进行元素扩散，对应去除隔离层的InP层形成元素扩散，保留有隔离层的InP层未形成元素扩散。本发明提出一种提高电吸收调制激光器隔离电阻的方法，采用扩散方法改善电吸收调制激光器的隔离电阻特性，可以通过扩散浓度和扩散区域长度来调节隔离电阻值，对光波导层没有损伤，传输损耗低，具有高可靠性。
文档编号H01S5/20GK103094835SQ20131001231
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者熊永华, 余向红, 王任凡 申请人:武汉电信器件有限公司