半导体器件及其制造方法与流程

本公开涉及激光器，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术：

1、半导体激光器具有体积小、重量轻、成本低、易规模化生产等优点，在光存储、光通讯、国防等领域有广阔的发展前景。随着半导体激光器器件应用越来越广泛，对光纤传输效率的要求也越来越高。相应地，对于光信号的波长精度的要求也越来越高，然而在制造工艺过程中，工艺误差难免，以光栅的制备工艺为例，若工艺误差较大，就容易导致半导体激光器的波长发生偏离，进而导致半导体激光器的良率低。

技术实现思路

1、根据本公开的第一个方面，提供了一种半导体器件，包括：

2、基底，用于产生光波；

3、光栅层，位于所述基底上，所述光栅层包括沿平行于所述基底所在平面的方向并列设置的第一光栅和第二光栅；其中，所述第一光栅具有第一周期，所述第二光栅具有第二周期，所述第一周期不同于所述第二周期，且所述第一周期和所述第二周期中的至少一个位于目标周期范围内；

4、所述第一光栅和所述第二光栅中周期位于所述目标周期范围内的光栅用于从所述光波中分离出具有目标波长的光波。

5、在一些实施例中，所述第一周期和所述第二周期的差值小于或等于所述目标周期范围的最大值和最小值的差值。

6、在一些实施例中，所述目标周期范围包括以目标周期为基准的最大允许误差范围；

7、其中，所述第一周期的设计值和所述第二周期的设计值均位于所述目标周期范围内，且分别位于所述目标周期的两侧。

8、在一些实施例中，所述第一周期的设计值等于所述目标周期范围的最小值；

9、所述第二周期的设计值等于所述目标周期范围的最大值。

10、在一些实施例中，所述半导体器件还包括：

11、第一电极，包括相互隔离的第一子电极和第二子电极，所述第一子电极位于所述第一光栅上方，所述第二子电极位于所述第二光栅上方；

12、第二电极，位于所述基底相对远离所述光栅层的一侧，所述第二电极和所述第一子电极、所述第二子电极相对设置。

13、在一些实施例中，所述第一光栅和所述第二光栅沿第一方向并列设置；

14、所述半导体器件还包括：

15、第一脊条，位于所述第一光栅和所述第一子电极之间，所述第一脊条沿第二方向延伸，所述第二方向和所述第一方向相互垂直且均平行于所述基底所在平面；

16、第二脊条，位于所述第二光栅和所述第二子电极之间，所述第二脊条沿所述第二方向延伸，且与所述第一脊条沿所述第一方向并列设置。

17、在一些实施例中，所述基底包括：

18、衬底，以及依次层叠设置于所述衬底上的缓冲层、第一限制层、第一波导层、有源层和第二波导层；

19、所述半导体器件还包括：

20、第二限制层，位于所述光栅层与所述第一脊条、所述第二脊条之间；

21、刻蚀停止层，位于所述第二限制层与所述第一脊条、所述第二脊条之间；

22、支撑结构，位于所述刻蚀停止层上，所述支撑结构包括沿所述第一方向间隔设置的第一子支撑结构、第二子支撑结构和第三子支撑结构，所述第一脊条位于所述第一子支撑结构和所述第二子支撑结构之间，所述第二脊条位于所述第二子支撑结构和所述第三子支撑结构之间；

23、保护层，覆盖所述支撑结构的顶表面、以及所述刻蚀停止层未被所述支撑结构、所述第一脊条和所述第二脊条覆盖的表面。

24、在一些实施例中，所述有源层包括相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面均垂直于所述第一脊条的延伸方向；

25、所述半导体器件还包括：增透膜和高反膜，所述增透膜和所述高反膜分别设于所述第一端面和所述第二端面。

26、根据本公开的第二个方面，提供了一种半导体器件的制造方法，包括：

27、提供基底，其中，所述基底用于产生光波；

28、在所述基底上形成光栅材料层；

29、刻蚀所述光栅材料层，以同时形成沿平行于基底所在平面的方向并列设置的第一光栅和第二光栅；其中，所述第一光栅具有第一周期，所述第二光栅具有第二周期，所述第一周期不同于所述第二周期，且所述第一周期和所述第二周期中的至少一个位于目标周期范围内；所述第一光栅和所述第二光栅中周期位于所述目标周期范围内的光栅用于从所述光波中分离出具有目标波长的光波。

30、在一些实施例中，所述第一光栅和所述第二光栅沿第一方向并列设置；所述制造方法还包括：

31、在所述第一光栅上形成沿第二方向延伸的第一脊条，以及在所述第二光栅上形成沿所述第二方向延伸的第二脊条；所述第二方向和所述第一方向相互垂直且均平行于所述基底所在平面；

32、在所述第一脊条上形成第一子电极，以及在所述第二脊条上形成第二子电极；其中，所述第一子电极和所述第二子电极相互隔离；

33、在所述基底远离所述光栅材料层的一侧形成第二电极；其中，所述第二电极与所述第一子电极、所述第二子电极相对设置。

34、在本公开实施例提供的半导体器件中，在基底上并列设置了第一光栅和第二光栅，在制备前预先根据最大工艺误差对第一光栅的第一周期的设计值和第二光栅的第二周期的设计值进行设定，使得在存在工艺误差的情况下，尽管实际制得的第一光栅和第二光栅的周期可能会偏离设计值，但依旧能确保实际制得的第一光栅和第二光栅中至少一个光栅的周期位于目标周期范围内，从而使得第一光栅和第二光栅中周期位于目标周期范围内的光栅用于从基底产生的光波中分离出具有目标波长的光波。这样，至少保证一个光栅的周期在目标周期范围内，解决了半导体器件良率低的问题，并且若两个光栅的周期都在目标周期范围的情况下，还可以从光强度等其它性能方面考虑，选择性能更加优越的光栅，使得半导体器件输出的光波波长精度更高并且其它性能更优，从而提高半导体器件的稳定性。

技术特征：

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一周期和所述第二周期的差值小于或等于所述目标周期范围的最大值和最小值的差值。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述目标周期范围包括以目标周期为基准的最大允许误差范围；

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一周期的设计值等于所述目标周期范围的最小值；

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括：

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅沿第一方向并列设置；

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述基底包括：

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述有源层包括相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面均垂直于所述第一脊条的延伸方向；

9.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅沿第一方向并列设置；所述制造方法还包括：

技术总结
本公开实施例提供了一种半导体器件及其制造方法，其中，半导体器件包括：基底，用于产生光波；光栅层，位于基底上，光栅层包括沿平行于基底所在平面的方向并列设置的第一光栅和第二光栅；其中，第一光栅具有第一周期，第二光栅具有第二周期，第一周期不同于第二周期，且第一周期和第二周期中的至少一个位于目标周期范围内；第一光栅和第二光栅中周期位于目标周期范围内的光栅用于从所述光波中分离出具有目标波长的光波。

技术研发人员：程宗鸿,李亮,向上,熊永华,李海涛,马卫东
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15