一种双有源区激光器芯片及制备方法与流程

文档序号:22839672发布日期:2020-11-06 16:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种双有源区激光器芯片,其特征在于,包括:依次设置的衬底、下有源区和上有源区;

所述上有源区中包括上有源区量子阱;所述下有源区中包括下有源区量子阱;

所述上有源区量子阱与所述下有源区量子阱的材料为inxga1-xas,且所述上有源区量子阱的inxga1-xas材料中的铟组分x大于所述下有源区量子阱的inxga1-xas材料中的铟组分x;所述上有源区量子阱的厚度大于所述下有源区量子阱的厚度。

2.根据权利要求1所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,还包括:隧道结;

所述上有源区和所述下有源区通过所述隧道结串联;

所述隧道结是高掺杂的pn结,包括p层与n层,p层与n层厚度分别为5~10nm,p层掺杂浓度大于1020cm-3,n层掺杂浓度大于3×1019cm-3

3.根据权利要求2所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,还包括:

隔离槽,所述隔离槽依次贯穿所述上有源区、隧道结及下有源区。

4.根据权利要求3所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,

所述隔离槽表面及所述上有源区部分表面覆盖有绝缘层;

所述上有源区表面未被所述绝缘层覆盖的部分被p面金属覆盖,形成电流注入区域。

5.根据权利要求4所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,

所述电流注入区域宽度大于或等于200μm。

6.根据权利要求4所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,

所述电流注入区域与所述隔离槽之间的距离大于或等于30μm。

7.根据权利要求1所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,

所述下有源区还包括下有源区n型载流子势垒层、下有源区n型波导层、下有源区p型波导层、下有源区p型载流子势垒层;

所述下有源区n型载流子势垒层位于所述衬底上方;

所述下有源区n型波导层位于所述下有源区n型载流子势垒层上方;

所述下有源区量子阱位于所述下有源区n型波导层上方;

所述下有源区p型波导层位于所述下有源区量子阱上方;

所述下有源区p型载流子势垒层位于所述下有源区p型波导层上方。

8.根据权利要求2所述的双有源区激光器芯片,其特征在于,

所述上有源区还包括上有源区n型载流子势垒层、上有源区n型波导层、上有源区p型波导层、上有源区p型载流子势垒层;

所述上有源区n型载流子势垒层位于所述隧道结上方;

所述上有源区n型波导层位于所述上有源区n型载流子势垒层上方;

所述上有源区量子阱位于所述上有源区n型波导层上方;

所述上有源区p型波导层位于所述上有源区量子阱上方;

所述上有源区p型载流子势垒层位于所述上有源区p型波导层上方。

9.一种双有源区激光器芯片制备方法,其特征在于,包括:

提供一衬底;

在所述衬底上生长下有源区,在所述下有源区中形成下有源区量子阱;

在所述下有源区上生长上有源区,在所述上有源区中形成上有源区量子阱;

所述上有源区量子阱与所述下有源区量子阱的材料为inxga1-xas,且所述上有源区量子阱的inxga1-xas材料中的铟组分x大于所述下有源区量子阱的inxga1-xas材料中的铟组分x;所述上有源区量子阱的厚度大于所述下有源区量子阱的厚度。

10.根据权利要求9所述的双有源区激光器芯片制备方法,其特征在于,在所述衬底上生长下有源区之后、在所述下有源区上生长上有源区之前,所述方法还包括,通过如下步骤在所述下有源区上生长隧道结:

在所述下有源区的上表面生长p层,所述p层的掺杂浓度大于1020cm-3

在所述p层的上表面生长n层,所述n层的掺杂浓度大于3×1019cm-3

通过如下步骤在所述p层的上表面生长n层:

在所述p层的上表面生长第一单原子层,所述第一单原子层为掺si的gaas;

通入ash3气体吹扫所述第一单原子层的表面;

通过si在所述第一单原子层的一侧表面生长第二单原子层;

通入ash3气体吹扫所述第二单原子层的表面;

在所述第二单原子层的一侧表面生长第三单原子层,所述第三单原子层为掺si的gaas;

判断当前的n层的厚度是否大于或等于预设阈值;

若当前的n层的厚度小于预设阈值,返回生长第一单原子层的步骤,直至所述n层的厚度大于或等于预设阈值。


技术总结
本发明提供了一种双有源区激光器芯片及制备方法,其中,双有源激光器芯片包括:依次设置的衬底、下有源区和上有源区;上有源区中包括上有源区量子阱;下有源区中包括下有源区量子阱;上有源区量子阱与下有源区量子阱的材料为InxGa1‑xAs,且上有源区量子阱的InxGa1‑xAs材料中的铟组分x大于下有源区量子阱的InxGa1‑xAs材料中的铟组分x;上有源区量子阱的厚度大于下有源区量子阱的厚度。本发明提供的双有源激光器芯片中,较少的铟组分和较小的厚度可以使下有源区的激射波长较短,实现了对下有源区因工作结温较高导致的激射波长较上有源区激射波长较高的补偿,使得双有源区激光芯片输出的光谱与单有源区激光芯片输出的光谱的展宽相差较小。

技术研发人员:周立;苟于单;王俊;程洋;郭银涛;肖啸
受保护的技术使用者:苏州长光华芯光电技术有限公司;苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司
技术研发日:2020.07.15
技术公布日:2020.11.06
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