一种具有高电流限制能力的激光器的制作方法

1.本实用新型涉及激光器技术领域，特别是涉及一种具有高电流限制能力的激光器。


背景技术：

2.dfb激光器，即分布式反馈激光器，是一种内置布拉格光栅的半导体激光器。随着互联网产业的不断扩张，对数据网络的要求也节节攀升，在云计算、数据中心、5g网络的建设中，作为关键器件的dfb激光器也在不断改进，在更优性能与更易实现的工艺间找寻新的平衡。
3.传统dfb激光器的脊波导，其两侧沟槽深度未到达有源层，电流在脊波导顶端注入后，虽受到脊波导在水平方向一定程度的限制，但在到达有源层的过程中，还是会形成发散，对电流注入效率产生一定损失。
4.鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型解决的技术问题是：
6.传统激光器的脊波导，其两侧沟槽深度未到达有源层，电流在脊波导顶端注入后，虽受到脊波导在水平方向一定程度的限制，但在到达有源层的过程中，还是会形成发散，对电流注入效率产生一定损失。
7.本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：
8.本实用新型提供一种具有高电流限制能力的激光器，包括有源层上行结构1、有源层2、有源层下行结构3、第一隔离沟4和第二隔离沟5；
9.所述有源层2位于所述有源层上行结构1和所述有源层下行结构3之间；
10.所述第一隔离沟4从有源层上行结构1朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部，所述第二隔离沟5从有源层上行结构1朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部。
11.优选的，所述有源层上行结构1包括欧姆接触层13；
12.所述欧姆接触层13包括第一沟槽131、第二沟槽133和脊波导132，其中，所述脊波导132位于所述第一沟槽131和所述第二沟槽133之间；
13.所述第一隔离沟4从第一沟槽131朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部，所述第二隔离沟5从第二沟槽133朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部。
14.优选的，所述第一沟槽131的开口宽度大于所述第一隔离沟4的开口宽度；
15.所述第二沟槽133的开口宽度大于所述第二隔离沟5的开口宽度。
16.优选的，还包括绝缘介质层6；
17.所述绝缘介质层6覆盖于所述欧姆接触层13、第一沟槽131、第二沟槽133、第一隔离沟4和第二隔离沟5的表面。
18.优选的，所述绝缘介质层6包括电流注入窗口61；
19.其中，所述电流注入窗口61位于所述脊波导132上方。
20.优选的，还包括正面电极7；
21.其中，所述正面电极7覆盖于所述绝缘介质层6和电流注入窗口61上。
22.优选的，所述有源层上行结构1还包括腐蚀停止层12，其中，所述腐蚀停止层12位于所述欧姆接触层13之下。
23.优选的，所述有源层上行结构1还包括上限制层11，其中，所述上限制层11位于所述有源层2与所述腐蚀停止层12之间。
24.优选的，所述有源层下行结构3包括下限制层31、缓冲层32和衬底33；
25.所述缓冲层32位于所述下限制层31和所述衬底33之间，其中，所述下限制层31位于所述有源层2和所述缓冲层32之间。
26.优选的，还包括背面电极8；
27.其中，所述衬底33位于所述背面电极8和缓冲层32之间。
28.本实用新型的有益效果是：
29.本发明在激光器的脊波导两侧腐蚀出深度在有源层以下的隔离沟结构，起到隔断有源区的作用，可以使电流注入更集中作用在脊波导下方有源区，提高电流注入效率，约束水平发散角，改善带宽、眼图等特性。进一步，该隔离沟与脊波导之间还保持了一定距离，既保证了水平的约束作用，又不影响脊波导的宽度控制，在工艺上保证工艺精度的同时大大降低了工艺难度，为大批量生产提供可能。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
31.图1为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器的截面的结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器的截面的结构示意图；
33.图3为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器的截面的结构示意图；
34.图4为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器未处理前的截面的结构示意图；
35.图5为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器经过第二步骤处理后的截面的结构示意图；
36.图6为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器经过第三步骤处理后的截面的结构示意图；
37.图7为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器经过第四步骤处理后的截面的结构示意图；
38.图8为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器经过第五步骤
处理后的截面的结构示意图；
39.图9为本实用新型实施例提供的一种具有高电流限制能力的激光器经过第六步骤处理后的截面的结构示意图。
具体实施方式
40.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.本实用新型实施例提供一种具有高电流限制能力的激光器，如图1所示，包括有源层上行结构1、有源层2、有源层下行结构3、第一隔离沟4和第二隔离沟5；
43.所述有源层2位于所述有源层上行结构1和所述有源层下行结构3之间；
44.所述第一隔离沟4从有源层上行结构1朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部，所述第二隔离沟5从有源层上行结构1朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部。
45.本实施例提供一种实际场景中存在的可实现的方式，具体为：
46.如图2所示，所述激光器由下至上包括背面电极8、衬底33、缓冲层32、下限制层31、有源层、上限制层11、腐蚀停止层12、欧姆接触层13、绝缘介质层6、正面电极7，其中，所述有源层上行结构1包括：在有源层2上表面由下至上顺次叠层的上限制层11、腐蚀停止层12、和欧姆接触层13；所述有源层下行结构3包括：在有源层2下表面由上至下顺次叠层的上限制层11下限制层31、缓冲层32和衬底33。
47.制造所述具有高电流限制能力的激光器的步骤为：
48.步骤一：如图4所示，在衬底33上由下至上顺次叠层缓冲层32、下限制层31、有源层2、上限制层11、腐蚀停止层12、欧姆接触层13；
49.步骤二：如图5所示，通过干法刻蚀和湿法腐蚀去掉欧姆接触层13中两个条形区域，形成两个底部平坦的沟槽，即第一沟槽131和第二沟槽133，其中，所述第一沟槽131和第二沟槽133中间形成脊波导132；
50.步骤三：如图6所示，在两个第一沟槽131和第二沟槽133中采用湿法腐蚀去掉部分腐蚀停止层12、上限制层11和有源层2，分别形成开口宽度小于第一沟槽131开口宽度、底部弧形的第一隔离沟4、开口宽度小于第二沟槽133开口宽度、底部弧形的第二隔离沟5。
51.步骤四：如图7所示，生长绝缘介质层6，所述绝缘介质层6覆盖于所述欧姆接触层13、第一沟槽131、第二沟槽133、第一隔离沟4和第二隔离沟5的表面。通过干法刻蚀去掉脊波导132上部分绝缘介质层6，形成条形的电流注入窗口61；
52.步骤五：如图8所示，通过金属蒸发和电镀制作正面电极7，覆盖在绝缘介质层6和电流注入窗口61之上；
53.步骤六：如图9所示，对衬底33进行减薄抛光后在衬底33下通过溅射制作背面电极
8。
54.如果为了在有源层2的水平方向限制电流，将脊波导132两侧沟槽腐蚀到有源区以下，会形成宽度较小而高度较高的脊，结构十分不稳定。而且腐蚀深度越深，宽度外扩情况会更加难以控制。
55.如图3所示，所述有源层上行结构1包括欧姆接触层13；所述欧姆接触层13包括第一沟槽131、第二沟槽133和脊波导132，其中，所述脊波导132位于所述第一沟槽131和所述第二沟槽133之间；
56.所述第一隔离沟4从第一沟槽131朝有源层下行结构3方向延伸至有源层底部，所述第二隔离沟5从第二沟槽133朝有源层下行结构3方向延伸至有源层2底部。本实施例只将沟槽的深度腐蚀到欧姆接触层13，控制了脊波导132高度和形成精度，同时，在沟槽中腐蚀隔离沟，将隔离沟深度腐蚀至有源层2底部，本实施例的设计方式，即提高电流注入效率，同时，由于隔离沟与脊波导132之间还保持了一定距离，在保证了水平的约束作用，又不影响脊波导132的宽度控制，在工艺上保证工艺精度的同时大大降低了工艺难度，为大批量生产提供可能。
57.所述第一沟槽131的开口宽度大于所述第一隔离沟4的开口宽度；所述第二沟槽133的开口宽度大于所述第二隔离沟5的开口宽度。
58.还包括绝缘介质层6；所述绝缘介质层6覆盖于所述欧姆接触层13、第一沟槽131、第二沟槽133、第一隔离沟4和第二隔离沟5的表面。
59.所述绝缘介质层6包括电流注入窗口61；其中，所述电流注入窗口61位于所述脊波导132上方。
60.还包括正面电极7；其中，所述正面电极7覆盖于所述绝缘介质层6和电流注入窗口61上。
61.所述有源层上行结构1还包括腐蚀停止层12，其中，所述腐蚀停止层12位于所述欧姆接触层13之下。
62.所述有源层上行结构1还包括上限制层11，其中，所述上限制层11位于所述有源层2与所述腐蚀停止层12之间。
63.所述有源层下行结构3包括下限制层31、缓冲层32和衬底33；
64.所述缓冲层32位于所述下限制层31和所述衬底33之间，其中，所述下限制层31位于所述有源层2和所述缓冲层32之间。
65.还包括背面电极8；其中，所述衬底33位于所述背面电极8和缓冲层32之间。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。