盖层512，该Si02绝缘盖层512可以增强量子阱与势皇以及超晶格两种不同材料之间的组分相互扩散；在其他区域的上表面形成一层抑制混杂的Si3N4绝缘盖层511，该Si 3N4绝缘盖层511可以抑制量子阱与势皇以及超晶格两种不同材料之间的组分相互扩散；因而在Si02*缘盖层512下对应的第一波导层56和第二波导层58的材料性质发生了改变，而Si3N4绝缘盖层511下对应的第一波导层56和第二波导层58的材料不变，使得Si02*缘盖层512下的区域的光场分布由原来的高光功率密度变为较低的光功率密度分布。
[0055]将上步得到的产品在氮气保护下，在温度为800°C，退火时间为8s的条件下进行循环退火8次，得到如图7所示的外延结构。
[0056]对超晶格叠层结构经量子阱混杂工艺处理，将第一波导层56和第二波导层58划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区，其中量子阱混杂抑制区内的所述至少两种不同的材料的混杂程度小于所述量子阱混杂抑制区内的至少两种不同的材料的混杂程度。通过量子阱混杂工艺改变了量子阱混杂增强区中材料的性质，同时保持量子阱混杂抑制区的材料结构不变，进而实现对特定区域的光场分布的可调控。
[0057]在该实施例中，采用无杂质空位诱导的量子阱混杂技术(IFVD)对激光的腔面区域进行工艺处理，除此方法外，采用离子注入诱导量子阱混杂技术，杂质扩散量子阱混杂技术等工艺方法均可实现。
[0058]本发明提出一种外延生长后光斑可调的外延结构及其工艺实现方法。其中外延结构包含由两种不同组分形成的超晶格结构构成的第一波导层和第二波导层，以及第三波导层；从效果上来讲，首先，该第三波导层可以减小激光光束的发散角，降低散射损耗，降低阈值电流；其次，通过对第一波导层和第二波导层中特定区域内的超晶格结构中两种不同组分材料的混杂，进而调控光场分布，实现对器件内及腔面处的光功率密度的控制，提高器件的可靠性和可控性，提高外量子效率和电光转换效率；最后，通过降低器件内及腔面处的光功率密度，降低激光器晶格的破坏程度，减小非辐射复合而产生大量的热，延长器件的使用寿命ο
[0059]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种外延结构，其特征在于，所述外延结构包括衬底以及沿第一方向叠层设置于所述衬底上的第一波导层、量子阱层和第二波导层，其中在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述第一波导层和第二波导层划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区，其中所述量子阱混杂增强区用于扩大所述量子阱混杂抑制区的沿所述第二方向的出射光的光场分布。2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述第一波导层和第二波导层分别为由至少两种不同折射率的材料交替形成的超晶格叠层结构，所述超晶格叠层结构经量子阱混杂工艺处理形成所述量子阱混杂抑制区和所述量子阱混杂增强区，其中所述量子阱混杂抑制区内的所述至少两种不同折射率的材料的混杂程度小于所述量子阱混杂增强区内的所述至少两种不同折射率的材料的混杂程度。3.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于，所述第一波导层和第二波导层分别为由AlxGa: xAs和AlyGa: yAs两种材料交替形成的超晶格叠层结构；其中0 ^ X ^ 1, 0 ^ y ^ 1, y < Xo4.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于，所述外延结构进一步包括依次设置于所述第一波导层、量子阱层和第二波导层的叠层结构一侧的第一限制层、第一 N型包层、第三波导层和第二 N型包层以及依次设置于所述第一波导层、量子阱层和第二波导层的叠层结构另一侧的第二限制层和P型包层，其中所述第一限制层和第二限制层分别与所述第一波导层和所述第二波导层相邻设置。5.根据权利要求4所述的外延结构，其特征在于，所述第一限制层的折射率与所述第二限制层的折射率相同，且所述第一限制层和第二限制层的折射率介于所述至少两种不同折射率的材料的最高折射率和最低折射率之间，所述第三波导层的折射率介于所述至少两种不同折射率的材料的最高折射率和最低折射率之间，所述第三波导层的折射率大于所述第一 N型包层和第二 N型包层的折射率，所述第一限制层、第二限制层、第一 N型包层、第二N型包层和第三波导层的折射率为对应层的平均折射率。6.根据权利要求4所述的外延结构，其特征在于，所述第三波导层、所述第一限制层和所述第二限制层分别为由单一折射率材料形成的分别限制异质结结构。7.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述量子阱混杂增强区靠近所述外延结构的腔面设置，所述量子阱混杂抑制区远离所述外延结构的腔面设置。8.—种外延结构的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤: 提供衬底； 在所述衬底上形成沿第一方向叠层设置的第一波导层、量子阱层和第二波导层，其中所述第一波导层和第二波导层分别为由至少两种不同折射率的材料交替形成的超晶格叠层结构； 对所述超晶格叠层结构进行量子阱混杂工艺处理，以在垂直于所述第一方向的第二方向上将所述第一波导层和第二波导层划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区，其中所述量子阱混杂抑制区内的所述至少两种不同折射率的材料的混杂程度小于所述量子阱混杂增强区内的所述至少两种不同折射率的材料的混杂程度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成沿第一方向叠层设置的第一波导层、量子阱层和第二波导层的步骤之前进一步包括: 在所述衬底上依次形成第一 N型包层、第三波导层、第二 N型包层和第一限制层； 所述在所述衬底上形成沿第一方向叠层设置的第一波导层、量子阱层和第二波导层的步骤之后且所述对所述超晶格叠层结构进行量子阱混杂工艺处理之前进一步包括: 在所述第一波导层、量子阱层和第二波导层的叠层结构上依次形成的第二限制层和P型包层，其中所述第一限制层和第二限制层分别与所述第一波导层和所述第二波导层相邻设置。10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述对所述超晶格叠层结构进行量子阱混杂工艺处理的步骤包括: 在所述外延结构的对应于量子阱混杂抑制区的位置上覆盖第一介质膜，并在所述外延结构的对应于所述量子阱混杂增强区的位置上覆盖第二介质膜，其中所述第一介质膜能够抑制其下方覆盖区域内的量子阱混杂，所述第二介质膜能够增强其下方覆盖区域内的量子讲混杂； 将形成有所述第一介质膜和第二介质膜的所述外延结构在氮气保护下在退火炉中进行循环退火。
【专利摘要】本发明公开了一种外延结构及其制造方法。该外延结构包括衬底以及沿第一方向叠层设置于衬底上的第一波导层、量子阱层和第二波导层。在垂直于第一方向的第二方向上，第一波导层和第二波导层划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区。量子阱混杂增强区用于扩大量子阱混杂抑制区的沿第二方向的出射光的光场分布。通过上述方式，利用第一波导层和第二波导层的量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区的材料性质差异来改变光场分布，进而实现对光功率密度的控制，有助于提高器件的可靠性和可控性。
【IPC分类】H01S5/343
【公开号】CN105390936
【申请号】CN201510848100
【发明人】仇伯仓, 胡海
【申请人】深圳瑞波光电子有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月26日