一种半导体激光器的制作方法与流程

本发明属于激光器，具体涉及一种半导体激光器的制作方法。

背景技术：

1、单波长半导体激光器是现代光纤通信系统中最重要的光源，单波长光的获得可以通过在激光器设备中制作光栅结构或周期性的沟槽结构来实现。其中，光栅结构的制作通常需要使用全息曝光技术或电子束曝光技术，使用全息曝光技术时，激光器材料结构一般需要两次外延生长才能完成，使用电子束曝光技术时，相应设备较为昂贵，加工效率低，致使采用制作光栅结构的方式并不利于提高器件产量、降低器件成本。而采用制作周期性沟槽结构的方式时，一方面沟槽的制作是在激光器材料生长完成后进行，不需要多次材料生长，另一方面，沟槽结构尺度在微米量级，可以由普通的光刻工艺获得，使得该方式更有利于降低激光器成本。因此，现阶段，单波长光的获得越来越多地采用在激光器波导里中制作周期性沟槽结构的方式来实现。但现有技术中，周期性沟槽的制作通常采用干法刻蚀技术，刻蚀深度由刻蚀时间控制，刻蚀过程中刻蚀参数的波动使得沟槽的深度难以精确控制，而沟槽深度对器件发光的特性又具有重要的影响，致使器件的性能难以稳定。由此，为了能够对沟槽深度进行精确控制，提高所制得的单波长半导体激光器性能的稳定均匀性，本发明现提出一种带有干法刻蚀停止层的沟槽式半导体激光器的制作方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体激光器的制作方法，能对沟槽的深度进行精确控制，以解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种半导体激光器的制作方法，所述方法包括如下步骤：

3、s1、在inp衬底上依次生长ingaalas量子阱有源材料、inp间隔材料、ingaalas刻蚀停止层材料以及inp包层材料；

4、s2、在inp包层材料上覆上sio2脊波导条形掩膜；

5、s3、去除sio2脊波导条形掩膜两侧的inp间隔材料、ingaalas刻蚀停止层材料以及inp包层材料，制作出激光器脊型波导；

6、s4、在sio2脊波导条形掩膜上标记出沟槽位置并去除相应位置处的sio2脊波导条形掩膜，制作出呈间隔分布的沟槽掩膜；

7、s5、去除相邻两沟槽掩膜之间的inp包层材料，制作出沟槽。

8、优选的，s1中，所述inp间隔材料的厚度为50-500 nm。

9、优选的，s1中，所述ingaalas刻蚀停止层材料的厚度为10-100 nm。

10、优选的，s3中，采用湿法腐蚀技术或干法刻蚀技术来去除sio2脊波导条形掩膜两侧的inp间隔材料、ingaalas刻蚀停止层材料以及inp包层材料。

11、优选的，s4中，采用光刻技术去除相应位置处的sio2脊波导条形掩膜。

12、优选的，s5中，采用icp刻蚀技术以ch4/h2/o2的气氛组合刻蚀去除相邻两沟槽掩膜之间的inp包层材料。

13、本发明的有益效果是：ingaalas量子阱有源材料的设置可在制作激光器脊型波导时使刻蚀自动停止在该ingaalas量子阱有源材料上，ingaalas刻蚀停止层材料的设置可在制作沟槽时使刻蚀自动停止在该ingaalas刻蚀停止层材料上，从而能够对沟槽的深度进行精确的控制且不会对激光器脊型波导的形状产生影响，以此更能有效提高激光器性能的稳定性、均匀性和一致性。

技术特征：

1.一种半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，s1中，所述inp间隔材料（3）的厚度为50-500 nm。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，s1中，所述ingaalas刻蚀停止层材料（4）的厚度为10-100 nm。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，s3中，采用湿法腐蚀技术或干法刻蚀技术来去除sio2脊波导条形掩膜（6）两侧的inp间隔材料（3）、ingaalas刻蚀停止层材料（4）以及inp包层材料（5）。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，s4中，采用光刻技术去除相应位置处的sio2脊波导条形掩膜（6）。

6.根据权利要求1所述的半导体激光器的制作方法，其特征在于，s5中，采用icp刻蚀技术以ch4/h2/o2的气氛组合刻蚀去除相邻两沟槽掩膜（8）之间的inp包层材料（5）。

技术总结
本发明涉及一种半导体激光器的制作方法，包括在InP衬底上依次生长InGaAlAs量子阱有源材料、InP间隔材料、InGaAlAs刻蚀停止层材料和InP包层材料，在InP包层材料上覆上SiO<subgt;2</subgt;脊波导条形掩膜，去除SiO<subgt;2</subgt;脊波导条形掩膜两侧的InP间隔材料、InGaAlAs刻蚀停止层材料和InP包层材料以制作出激光器脊型波导，在SiO<subgt;2</subgt;脊波导条形掩膜上标记出沟槽并去除该处的SiO<subgt;2</subgt;脊波导条形掩膜以制作出呈间隔分布的沟槽掩膜，去除相邻两沟槽掩膜之间的InP包层材料以制作出沟槽。本发明可在制作激光器脊型波导时使刻蚀自动停止在InGaAlAs量子阱有源材料上，在制作沟槽时使刻蚀自动停止在InGaAlAs刻蚀停止层材料上，从而能够对沟槽的深度进行精确控制且不会对激光器脊型波导的形状产生影响，提高激光器性能的稳定均匀性。

技术研发人员：张志伟,李洋洋,王科峰
受保护的技术使用者：河南承明光电新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11