偏振可控光电子器件的制备方法

专利名称：偏振可控光电子器件的制备方法
技术领域：
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种偏振可控光电子器件的制备方法。
偏振可控的半导体光电子器件涉及如下内容按材料来分包括铟磷、铟镓砷以及铟镓砷磷为代表的铟磷系材料；按波长来分包括1.3μm-1.63μm；按应变来分包括张应变、压应变以及晶格匹配；按器件功能来分包括发光管、激光器、放大器、探测器和调制器；按生长方式来分包括有机金属化学气相沉积(MOCVD)、气相分子束外延(GSMBE)或化学束外延(CBE)。
随着大容量信息的传输、交换和接收的迫切需求，以光电子为信息载体的光网络正在逐步兴起和发展，对发射、接收、放大和调制光的光电子器件的要求也逐步加强。偏振性是光电子的重要本征特性之一，但是由于光电子器件中材料增益与电流相关，而非对称的波导结构与电流无关的特性，使得实现偏振可控的光电子器件成为一大难题。特别是对于被动的光电子器件，如半导体光学放大器(SOA)、探测器和调制器，偏振不灵敏是主要性能指标之一，尤其当这些器件用于DWDM(密集波分复用)、OADM(光学上下路复用)等系统时，更加要求其能够在大的波长范围内可以获得偏振不灵敏。迄今为止，设计SOA偏振不灵敏的方法包括1)厚有源区结构该种结构采用厚体材料有源区、短腔长可以非常有效地实现偏振不灵敏，但是由于其有源区体积大，因而操作电流大，热耗散太大，器件的工作可靠性差，且能耗也大。不能成为全光网中的理想部件。
2)几个器件的串并联该种方式采用部件组装实现偏振不灵敏，但几个器件串并联过程中，他们之间的自对准比较困难，并且对器件本身结构并无任何改进。
3)应变量子阱有源层由于应变量子阱具有小的阶梯形态密度，因而可获得低的透明载流子密度，高的微分量子效率以及低的噪声因子和高的饱和输出。特别是压应变材料的导入可改善半导体激光器的性能。但压应变导致TE模增益增大(TE模指电矢量平行于结平面的偏振光)。为了增大TM模增益(TM模指磁矢量平行于结平面的偏振光)，就要尽量实现电子与轻空穴之间的复合跃迁，为此，张应变量子阱是一种有效的方法。但是，使用张应变很难实现1.5μm附近的增益材料。为此，要获得偏振不灵敏光学放大器通常采用以下材料及结构的量子阱有源层(1)压应变和张应变的交叉混合型量子阱材料；(2)低张应变量量子阱材料；(3)与铟磷(InP)晶格匹配的量子阱材料伴有张应变的势垒的结构；(4)无耦合阱、垒之间的应变补偿；(5)耦合量子阱和互扩散量子阱。尽管这些方法通过优化设计可以在某一点获得极佳的偏振不灵敏，但是由于轻重空穴在平行和垂直于生长方向的有效质量区别较大，使得它们对注入电流的响应程度不同，而且，量子阱的偏振性质随外加注入电流不断改变，但是，其波导几何结构的偏振性却与注入电流无关，这种材料增益和光场限制因子变化的不一致性使得模式增益很难在大范围内获得偏振不灵敏。因而很难通过量子阱结构获得大工作电流范围内的偏振不灵敏。此外，对于第五种采用量子阱的方法，无论理论设计和材料生长都比较困难。
4)近四方体的材料有源区结构这是近年来兴起的制备光开关半导体光学放大器(SOA)的一种普遍采用的方法。其一，采用无应变体材料。为了实现偏振不灵敏，分别利用刻蚀技术和选择生长技术实现窄的条宽，其条宽＜0.5μm，尽管这样可获得较为优良的SOA性能，但是对于窄条宽，利用刻蚀技术存在条宽容差小，技术要求苛刻；同时还存在与其它器件的集成或耦合的困难；而利用选择外延技术，尽管可以通过生长可均匀地实现窄条宽，同时也可一步实现与相关器件的集成，但存在窄条宽选择生长的困难。特别是为了减轻镀膜的负担，需要采用斜角窗口结构，或为了提高器件的消光比，需要采用弯曲波导结构，而达到这些要求，需要在(110)方向和非(110)方向同时生长，由于窄条宽选择生长的各向异性，不易得到各个方向生长的平整界面。即该种方法对材料的生长技术要求苛刻。实现比较困难。其二，采用应变体材料。尽管对SOA的条宽要求有所放宽(大约1μm)，但是对于应变体材料，生长厚度受到其临界厚度的限制，生长高质量的张应变厚体材料(＞0.1μm)，本身对生长技术的要求很苛刻。
5)利用结构补偿实现偏振不灵敏该种方法是利用无应变体材料为有源区的SOA与无源光斑变换结构(SSC)集成，通过SSC的本征偏振吸收来补偿SOA中的偏振放大。用该方法所制器件偏振不灵敏度高，同时克服了为了实现偏振不灵敏需要窄条宽的弱点，使条宽容差增加，可采用传统的光刻工艺，并且SSC可改善光斑的远场特性使耦合效率提高，且性能可靠。但制作中采用butt-joint(对接)实现SOA与SSC的集成，SOA与SSC波导芯层的完全对接很困难，而且对接部位的晶体质量很难保证，同时工艺复杂，需五次外延。此外，即使器件制备质量相当高，由于SOA的偏振性是动态变化的，而SSC由于是无源器件，它只能静态补偿某一小范围内的偏振性，因此器件很难获得大范围内的偏振不灵敏。从而限制了它在全光网中的应用。
6)垂直腔面发射结构由于面发射结构的出光端面为圆形，不存在波导本身的偏振灵敏性，因而可以较轻松的利用应变补偿量子阱或体材料获得大范围内的偏振不灵敏，同时由于其可获得圆形的远场光斑，因而耦合效率高。但是由于垂直腔面发射是微腔结构，对于制备行波放大器来说，其增益会很小，此外，制备垂直腔面发射结构，需要底部分布布拉格反射镜(DBR)对泵浦光增透，对输入光高反，对于用于光纤通信中的光电子器件，其输入光波长都在1.3-1.4，1.5-1.6μm，而用于制备该波段器件的材料基本是铟磷(InP)基系列，InP基系列的材料折射率差较小，结果用其制备DBR反射镜其反射率很难达到要求，目前，有采用GaAs(镓砷)衬底，以GaAs/AlGaAs(铝镓砷)作为器件的DBR反射镜，然后将铟镓砷磷/铟磷(InGaAsP/InP)有源区bonding(键合)到该DBR反射镜上，从而实现对该范围内光的高反。但是对于将InP系列材料与GaAs基材料的bonding技术本身亦不成熟，因此，制备该种器件的技术难度较大。
本发明的目的在于，提供一种偏振可控光电子器件的制备方法，其是要解决光电子器件对入射光的偏振态的灵敏性，即得到宽带的偏振不灵敏的被动型光电子器件，如放大器、调制器和探测器。
为了达到上述目的，本发明采用一种偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤1)在n型铟磷衬底上一次性外延生长n型铟磷缓冲层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层、应变渐变的有源层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层以及铟镓砷层；2)长二氧化硅层；3)光刻腐蚀出条形有源区，以获得良好的基横模、增加光场对称性，提高器件的稳定性和可靠性；4)二次外延电流阻挡层，用以形成掩埋异质结构减少电流泄漏；5)光刻腐蚀出窗口区，用以生长铟磷窗口区以减少有源区光反馈；6)利用化学腐蚀去掉顶层铟镓砷层；7)三次外延p型铟磷层和掺锌的铟镓砷电流接触层；8)利用等离子体化学气相沉积生长二氧化硅；9)开二氧化硅窗口；10)作电极；11)解理，在器件的两个端面上镀介质膜。
其步骤1中应变渐变有源层是指波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料，依次采用多种应变层，比如在同一有源区中，包括应变量为0.005％厚度为20nm、应变量为-0.005％的厚度为15nm和应变量为-0.01％的厚度为10nm的材料。
其步骤1中在这种波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料渐变应变有源区中，可将不同应力的材料层进行不同顺序排列，使其对应光场分布在不同位置；比如可以先长10nm厚、应变为-0.005％的铟镓砷(磷)，然后再长晶格匹配铟镓砷(磷)20nm，最后再长应变为-0.005％的铟镓砷(磷)15nm。
其步骤1中该应变渐变有源层材料可以是体材料，也可以是量子阱材料。
其步骤3中光刻腐蚀出条形有源区可以是沿(110)方向的直条、与(110)方向成某一角度的斜条，也可以是弯曲波导。
其步骤4中二次外延电流阻挡层可以是p-InP/n-InP/p-InP晶闸管结构，也可以是p-InP结构，还可以在这些电流阻挡层进行离子注入。
其步骤5中光刻腐蚀出窗口区可以是直条窗口区，也可以是斜角窗口区，还可以是椎形或喇叭口形窗口区。
其步骤1中对于这种渐变应变1.3-1.63μm的渐变应变有源区材料，可以调节应变量、应变层的厚度以及应变层的位置，从而灵活调节有源区的偏振态，制备出TE模偏振、TM模偏振或TE、TM模偏振不灵敏的激光器、放大器、发光管、调制器和探测器。
其步骤11中镀介质膜可根据实际需要镀反射膜或透射膜或一面高反，一面增透。
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作一详细的描述，其中

图1为本发明的制备方法流程图；图2为有源层结构及其能带结构示意图；图3为图二变形后的有源层结构及其能带结构的示意图；图4另一种变形渐变应变有源区能带示意图；图5是掩埋腔面放大器剖面示意图；图6是操作电流为100mA时TE模、TM模的放大自发发射谱；图7中(a)是信号波长为1.53μm时，信号增益随操作电流的变化，(b)是信号波长为1.57μm时，信号增益随操作电流的变化。
首先请参阅图1所示。可通过下述方法和步骤实现1)在n型铟磷衬底上一次性外延生长n型铟磷缓冲层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层、应变渐变的有源层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层以及铟镓砷层；2)长二氧化硅层；3)光刻腐蚀出条形有源区，使光场对称性增加，有利于降低器件的阈值电流和工作电流，改善器件的可靠性和稳定性；4)二次外延电流阻挡层，用以形成掩埋异质结，减少电流泄漏；5)光刻腐蚀出窗口区，用以生长铟磷窗口区，以减少有源区光反馈；6)利用化学腐蚀去掉顶层铟镓砷层；7)三次外延p型铟磷层和掺锌的铟镓砷电流接触层；8)利用等离子体化学气相沉积生长二氧化硅；9)开二氧化硅窗口；
10)作电极；11)解理，在器件的两个端面上镀介质膜。
其步骤1中应变渐变有源层是指波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料，依次采用多种应变层，比如在同一有源区中，包括应变量为0.005％厚度为20nm、应变量为-0.005％的厚度为15nm和应变量为-0.01％的厚度为10nm的材料。
其步骤1中在这种波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料渐变应变有源区中，可将不同应力的材料层进行不同顺序排列，使其对应光场分布在不同位置；比如可以先长10nm厚、应变为-0.005％的铟镓砷(磷)，然后再长晶格匹配铟镓砷(磷)20nm，最后再长应变为-0.005％的铟镓砷(磷)15nm。
其步骤1中该应变渐变有源层材料可以是体材料，也可以是量子阱材料。
其步骤3中光刻腐蚀出条形有源区可以是沿(110)方向的直条、与(110)方向成某一角度的斜条，也可以是弯曲波导。
其步骤4中二次外延电流阻挡层可以是p型铟磷/n型铟磷/p型铟磷晶闸管结构，也可以是p型铟磷结构，还可以在这些电流阻挡层进行离子注入。
其步骤5中光刻腐蚀出窗口区可以是直条窗口区，也可以是斜角窗口区，还可以是椎形或喇叭口形窗口区。
其步骤1中对于这种渐变应变1.3-1.63μm的渐变应变有源区材料，可以调节应变量、应变层的厚度以及应变层的位置，从而灵活调节有源区的偏振态，制备出TE模偏振、TM模偏振或TE、TM模偏振不灵敏的激光器、放大器、发光管、调制器和探测器。
其步骤11中镀介质膜可根据实际需要镀反射膜或透射膜或一面高反，一面增透。
本发明采用特殊的有源层结构，图2为有源层结构及其能带结构示意图。如图所示，此结构为应变渐变有源层结构。有源层中心为压应变(正失配，即晶格常数大于InP衬底的晶格常数)或与InP衬底晶格匹配的InGaAs(P)层，此层主要用来获得TE模(电矢量平行于结平面的偏振光)增益。随着向有源层两边靠近，逐渐改变InGaAs(P)的组份使之过渡到张应变(负失配，即晶格常数小于InP衬底的晶格常数)。其能带结构为导带和轻空穴能带均呈现中间低两边高的凹型结构，并且导带的谷型和轻空穴谷型呈平行状分布，而价带重空穴呈中间高两边低的凸型结构。为了提高光限制，在有源层两侧有光限制层。
图3为图2所示有源层结构的一种变形结构。此结构为在大张应变层之间嵌入无应变或压应变材料层。
另外，如图4所示，在考虑到TE模和TM模的模式增益相同的前提条件下，可将张应变层、无应变层及压应变层进行无规则排列。
使用如上所述材料可获得波长为1.3μm-1.63μm的偏振可控的半导体光电子器件。
采用图2至图4所示有源层结构制作光电子器件，可具有以下特点和优越性使用渐变应变有源材料，由于压应变材料主要对TE模增益有贡献，无应变材料对TE模和TM模产生相同增益，而张应变材料主要对TM模增益有贡献，故可以通过调整压应变层、无应变层及张应变层的各层的厚度和应变量而获得不同的TE模和TM模的材料增益(giTE，giTM，i代表各层序号)。
通过改变各层的厚度达到调节各层光限制因子(ΓiTE，ΓiTM，i代表各层序号)的目的，从而达到分别调节TE模和TM模的模式增益(ΓiTE×giTE，ΓiTM×giTM，i代表各层序号)的目的，使其对TE模和TM模具有相同放大增益效果，即∑ΓiTE×giTE＝∑ΓiTM×giTM。
由于可将不同应力的材料层进行不同的顺序排列，使其对应光场分布的不同位置，从而达到调节各层TE模和TM模的光限制因子大小，进一步达到调节TE模和TM模模式增益的目的。
通过将不同应力的材料进行不同顺序排列，并可通过改变应力大小改变各层之间的价带、轻空穴带和重空穴带的相对位置，而改变电子、轻空穴和重空穴在能带中的分布，从而局部调整TE模和TM模增益。
虽然轻、重空穴能带分离，但是可通过调节各层应变大小，控制同一层中TE模和TM模的增益。
由于采用应变渐变结构，从能带上讲，可形成倒梯形态密度，该种形式的态密度小，因而可获得小的透明载流子密度和高的电光转换效率。
采用该种有源区，使主跃迁波长(如电子与轻空穴之间的跃迁，电子与重空穴之间的跃迁)固定在一个值(如1.55μm)，随着张应变量的增加，电子与重空穴之间的禁带宽度在逐渐增加，对于只提供TE模的重空穴而言，其峰值波长在逐渐兰移，综合效果使TE模的带宽增加，而对于TM模，由于提供大部分TM模的轻空穴在平行于结的方向上的态密度比重空穴的大，因而增益谱较平坦，即可获得较宽的TM模带宽。因此采用该种有源区可在大带宽范围内获得偏振不灵敏。另外，通过调节各层应变大小，使轻、重空穴能带分离程度改变，从而增加偏振不灵敏的波长范围。
采用该种有源区，可使线宽增强因子减小，微分量子效率增加，同时由于态密度呈倒梯形分布，在k(为波矢)空间集中在k矢量很小的区域，因而可有效地降低价带间吸收和俄歇复合，从而有助于器件噪声指数的减小。
在制备这种偏振可控的半导体光电子器件时，使用有机金属化学气相(MOCVD)生长法，在宽能带InGaAs(P)光限制层上连续生长应力渐变InGaAs(P)有源材料，之后用宽能带InGaAs(P)光限制层进行掩埋。
由于同时引进张应变、无应变和压应变层，从而使失配得以相互补偿，降低失配材料生长的困难，可获得较厚有源层。
几乎完全与BH结构FP腔激光器的制作工艺兼容，对制备技术无任何苛刻要求，便于实现。
由于有源区引入张应变材料层，可实现TM模材料增益大于TE模的材料增益，从而使获得偏振不灵敏所需要的有源区条宽大大增加(1.5-3.0μm)，使制备容差增加，制备难度下降，同时也容易实现该种器件与其它器件的集成，特别是实现放大器与横向模斑转换器的集成，这对于提高放大器与光纤的耦合效率、减小插损、改善输出光斑的远场特性均有明显好处。
采用此种有源区，不仅可获得偏振不灵敏的光学放大器，而且可获得偏振可控的发光管、激光器、探测器以及调制器。
实施例，请参阅图5所示为该类器件的结构。可通过下述方法和步骤实现1)采用普通的LP-MOCVD(低压金属有机化学气相沉积)生长技术在n型Inp缓冲层(约2μm)、InGaAsP下波导层、应变渐变有源区、上波导层(同下波导层)、InGaAs保护层；2)用等离子化学气相沉积或热氧化化学气相沉积技术沉积300nm厚的SiO2；3)用传统的光刻腐蚀技术腐蚀出台条(宽约1.5-3.0μm)；4)采用LP-MOCVD生长技术进行电流限制区的二次外延(如p型Inp、n型Inp、p型Inp)形成掩埋异质结(BH)结构；5)采用传统的光刻技术光刻出Inp窗口区；6)采用LP-MOCVD生长技术进行p型Inp层，高p型掺杂的InGaAs和InAs层及InP窗口的三次外延；7)用等离子化学气相沉积或热氧化化学气相沉积技术沉积300nm厚的SiO2；8)采用传统的光刻技术，开出SiO2窗口；9完成电极制作；10)待解离之后，对前后两端面度膜，对于半导体光学放大器，需要镀增透膜，使其剩余反射率为10-4以下。
在此给出图2所示结构的应用实例。其结构为InGaAsP上、下波导层的波长为1.20μm，主跃迁波长(电子与轻空穴之间的跃迁和电子与重空穴之间的跃迁)为1.55μm，有源区中心为厚度为30nm的晶格匹配的InGaAsP四元层(电子与重空穴之间的跃迁为主跃迁，即TE模增益层)，向两边延伸分别为晶格失配度及厚度为-0.3％，25nm、-0.5％，20nm、-0.7％，15nm的张应变InGaAsP四元层(电子与轻空穴之间的跃迁为主跃迁，即TM模增益和TE模增益共有层)。随着张应变程度的增加，相应地层的厚度在减小，依此保证我们所生长的有源层的晶体质量。
有源区条宽为3μm，尽管严重的不对称(横向与垂直方向)，但由于采用了张应变结构，仍能达到偏振不灵敏。InP窗口区的长度为30μm，放大器的总长为660μm。由于两端镀增透膜，是单程放大。
图6为TE、TM模的放大自发辐射谱(ASE)。从这里可看出，TE模和TM模的强度基本相同，并且均有大的带宽(1.51μm-1.59μm)，而且，在偏振不灵敏带宽范围内，增益波动小。
图7为光纤到光纤的增益和工作电流关系。由图可见，它的无损工作电流极低，尽管有源区体积不小，但由于倒梯形态密度，使得透明载流子密度减小，因此无损工作电流也不大。TE模和TM模的增益差仅为0.3dB。图中分别给出了不同波长情况下的增益曲线。由此可见，可在1.53μm-1.57μm内获得相近的偏振不灵敏增益特性。
通过此项发明，可以达到以下几方面的效果1、提出一种新型的有源区结构(如图2、图3、图4)，通过该种类型的有源区结构，使体材料有源区偏振性调整的自由度增加，包括体材料应变、厚度、不同应变层的顺序以及有源区宽度，此外，注入电流对该有源区结构的偏振性更加敏感。如图2，当注入电流低时，应该是TE偏振，当注入电流大时，应是TM模偏振，适当调整其工作电流，可获得偏振不灵敏。因此，采用该种有源区结构和相应的波导结构，应可制得各种不同偏振的光电子器件，如发光管、激光器、放大器和探测器以及调制器。
2、克服利用体材料有源区制备半导体光学放大器(SOA)需要窄条宽的瓶颈，制备工艺简单，与传统的FP腔掩埋异质结激光器制备工艺兼容。由于采用该种有源区结构，可以保证在相应层的临界厚度以内生长各种应变的体材料，并且可在应变层之间嵌入适当的无应变层以缓冲应变，这样，尽管TE、TM模光学限制因子减小，但可适当生长大失配的张应变，从而使TM模材料增益》TE模材料增益，半导体光学放大器的条宽大大增加，可达3μm。
3、对于此种有源区结构制备的半导体光学放大器，可在大的电流和波长范围内获得偏振不灵敏。根据图2、图3的有源区能带结构可以发现，对于仅提供TE模偏振的e-hh复合，随着注入电流的变化，其带边复合波长范围从1.496-1.55μm，而对于主要提供TM偏振的e-1h复合而言，尽管其带边复合波长控制在1.55μm，但是由于轻空穴的平面内有效质量大，因而同样可在较大的电流范围内获得偏振不灵敏。
4、制备容差大，便于与其它器件集成。由于此种有源区制备的SOA，其有源区条宽可达3μm，对接部分容差相对较大，便于与InP窗口区和工艺简单的横向SSC模斑转换器以及其它器件集成，从而可以减小光反馈，改善SOA远场，提高SOA与光纤的耦合效率。
5、能够采用多种结构改善器件性能。由于采用该种有源区结构，SOA均采用大面积的MOCVD生长技术即可完成，不存在生长的方向性，这样，我们可采用光刻技术将SOA的有源区刻蚀成S形波导以增加器件的消光比，也可将InP窗口区刻蚀成斜角结构以减少光反馈。
6、对于此种有源区结构制备的SOA，可获得低的透明电流以及无损操作电流。从该有源区结构的能带图可看出，无论电子还是空穴，均形成梯形态密度，该种形式的态密度对于电子和空穴的限制加强，在小的载流子密度下即可获得增益，因而可获得低的透明电流，同时InP窗口结构减小光反馈，适当镀以增透膜，使腔面反射率可达10-4以下，这样镜面损耗大大减小，而且SSC使耦合效率提高，综合以上效果，可使无损操作电流减小。
7、噪声因子小。由于采用该有源区结构，其晶体的生长质量可保证，使晶体界面的缺陷减少，非辐射复合减少；采用张应变结构，其线宽因子减小，微分量子效率增加，同时由于态密度是梯形的，在k空间集中在k矢量很小的区域，因而可有效地降低价带间吸收和俄歇复合，因而可获得小的噪声。
权利要求
1.一种偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤1)在n型铟磷衬底上一次性外延生长n型铟磷缓冲层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层、应变渐变的有源层、宽能带的铟镓砷(磷)光限制层以及铟镓砷层；2)长二氧化硅层；3)光刻腐蚀出条形有源区，使光场对称性增加，有利于降低器件的阈值电流和工作电流，改善器件的可靠性和稳定性；4)二次外延电流阻挡层，用以形成掩埋异质结构减少电流泄漏；5)光刻腐蚀出窗口区，用以生长铟磷窗口区以减少有源区光反馈；6)利用化学腐蚀去掉顶层铟镓砷层；7)三次外延p型铟磷层和掺锌的铟镓砷电流接触层；8)利用等离子体化学气相沉积生长二氧化硅；9)开二氧化硅窗口；10)作电极；11)解理，在器件的两个端面上镀介质膜。
2.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤1中应变渐变有源层是指波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料，依次采用多种应变层，比如在同一有源区中，包括应变量为0.005％厚度为20nm、应变量为-0.005％的厚度为15nm和应变量为-0.01％的厚度为10nm的材料。
3.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤1中在这种波长为1.3μm-1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料渐变应变有源区中，可将不同应力的材料层进行不同顺序排列，使其对应光场分布在不同位置；比如可以先长10nm厚、应变为-0.005％的铟镓砷(磷)，然后再长晶格匹配铟镓砷(磷)20nm，最后再长应变为-0.005％的铟镓砷(磷)15nm。
4.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤1中该应变渐变有源层材料可以是体材料，也可以是量子阱材料。
5.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤3中光刻腐蚀出条形有源区可以是沿(110)方向的直条、与(110)方向成某一角度的斜条，也可以是弯曲波导。
6.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤4中二次外延电流阻挡层可以是p型铟磷/n型铟磷/p型铟磷晶闸管结构，也可以是p型铟磷结构，还可以在这些电流阻挡层进行离子注入。
7.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤5中光刻腐蚀出窗口区可以是直条窗口区，也可以是斜角窗口区，还可以是椎形或喇叭口形窗口区。
8.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤1中对于这种渐变应变1.3-1.63μm的渐变应变有源区材料，可以调节应变量、应变层的厚度以及应变层的位置，从而灵活调节有源区的偏振态，制备出TE模偏振、TM模偏振或TE、TM模偏振不灵敏的激光器、放大器、发光管、调制器和探测器。
9.根据权利要求1所述的偏振可控光电子器件的制备方法，其特征在于，其步骤11中镀介质膜可根据实际需要镀反射膜或透射膜或一面高反，一面增透。
全文摘要
本发明一种新型偏振可控光电子器件的制备方法,是利用波长为1.3μm－1.63μm的铟镓砷(磷)/铟磷材料,同时引进不同厚度的张应变、压应变或晶格匹配层,随意改变各应变层的位置,从而获得对TE模和TM模具有相同放大增益效果的偏振不灵敏光学放大,实现对TE、TM模式增益的控制。
文档编号H01S5/30GK1383218SQ01115459
公开日2002年12月4日 申请日期2001年4月26日 优先权日2001年4月26日
发明者董杰, 张瑞英, 王圩 申请人:中国科学院半导体研究所