本发明属于半导体制备，特别是涉及一种制作砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的方法。
背景技术：
1、光纤通讯由于其更大的通道密度、更高的数据传输速、更远的传输距离及较低的成本适应当今极速膨胀的数据传输需求而逐步取代以铜互连。1.55微米波段是光纤通讯的最低传输损耗窗口，因此该波段的半导体激光器由于其在中长距离（10-80千米及以上距离）光纤通信系统中的潜在应用而得到广泛关注。磷化铟基材料体系是目前最为广泛应用的1.55微米光通讯光源。其次，磷化铟基传感器具有更好的安全性。器件发出波长为1.55微米附近的光波避开了会对人眼造成伤害的波段（小于1400纳米）较砷化镓基传感器能够更好地保护眼睛安全，因此在可穿戴设备、人脸和姿势识别、工业传感器及控制器等方面有天然优势。1.55微米激光雷达能安全地发射更高能量、传输更远距离，在自动驾驶、机器人技术等方面有关键性优势。
2、自组织量子点体系因其优越的光电特性以及对缺陷不敏感的属性而成为目前的研究热点。据理论研究及实验验证零维的量子点激光器相比于传统的量子阱激光器具有更高的温度稳定性、更大的增益以及更低的阈值电流。此外，量子点具有的对材料缺陷不敏感的特性使其成为生长及制备硅上激光器实现硅基光电集成的决定性因素。相比于生长技术成熟的砷化镓基砷化铟量子点，磷化铟基的砷化铟量子点生长的难点在于其较小的晶格失配、磷化铟材料体系常用的砷化铟铝镓或砷磷化铟镓四元化合物势垒表面的不均匀应力场和铟原子扩散导致很难形成均匀的量子点形貌。磷化铟基的量子点生长非常容易形成量子短线而非量子点，而此种量子短线由于形貌本身的各向异性会导致有源区的光致发光谱半峰全宽较大，基本上室温下在70 mev左右，很少低于60 mev。 此外，控制室温的发光波长在1.55微米也是磷化铟量子点生长的一大重点。目前国际上用来制备高密度、高均匀性的1.55微米磷化铟基量子点的方法包括在磷化铟衬底进行生长、调整生长间歇时间、调整砷磷交换的方式、调整包括v/iii比、生长速率、生长温度、as4/as2的选择等在内的生长参数以及调整盖层方式等方法进行生长优化。高密度、量子点形貌以及发光波长在1.55微米的量子点生长都已分别被制备出，然而同时满足上述条件的研究成果还非常有限。
3、为了提升发光效率以及调节发光波长，两步生长法由砷化铟/砷化镓量子点引申而来被应用于1.55微米磷化铟基量子点的生长，具体操作方法一般为在生长完量子点层后先在同一温度生长一个薄层和磷化铟晶格匹配的铟镓砷磷或者铟镓砷，使部分量子点被完全覆盖，大点被暴露出来，再通过提升衬底温度来使铟蒸发从而增加点的均匀性。随后在高温第二层盖层（通常为铟镓砷磷或铟镓砷）会被继续生长至分隔层厚度以实现多层量子点的生长。或者第一盖层也可用磷化铟盖层通过砷/磷交换来实现对点大小的调节从而调节发光波长。然而，对于该方法发光波长很大程度取决于第一盖层的厚度，而且如果第一盖层厚度很薄，将会损失很多发光量子点的体积，发光效率将会下降。对于砷/磷交换调节发光波长的方法容易造成量子点边界模糊，降低量子点的载流子限制能力。在此研究背景下，本发明提出一种结合应力层（也是禁带宽度调节层）和两步盖层生长法的砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的生长方法，能够在更好地保证光学性能的同时实现对发光波长在更大范围内的调节。
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本发明提供一种制作砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的方法。
2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
3、制作砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的方法，所述方法包括以下步骤：
4、s100：选择一磷化铟衬底；
5、s200：在该磷化铟衬底上外延生长一层与磷化铟晶格匹配的铟铝砷；
6、s300：在铟铝砷层上生长一层与磷化铟晶格匹配的铟铝镓砷；
7、s400：在铟铝镓砷层上外延生长多周期的砷化铟量子点有源层；砷化铟量子点有源层包括生长砷化铟量子点，在砷化铟量子点上生长与磷化铟晶格匹配的铟铝镓砷层，在铟铝镓砷层上生长应力调节层，在应力调节层上生长与磷化铟晶格匹配的分隔层；或者：生长砷化铟量子点，在砷化铟量子点上生长一层或者两层生长应力调节层，在应力调节层上生长与磷化铟晶格匹配的分隔层；
8、s500：在量子点有源层上外延生长铟铝镓砷；
9、s600：在铟铝镓砷层上外延生长铟铝砷；
10、s700：在铟铝砷层上外延生长一层磷化铟作为光限制层；
11、s800：在磷化铟上外延生长铟镓砷作为接触层，完成量子点激光器有源区的制备。
12、优选地，s100具体为：
13、选择一磷化铟衬底，该衬底为n+型磷化铟单晶片，掺杂浓度为1×1018cm-3-2×1019cm-3，晶向为100，进行480℃-530℃高温去氧化层1到3分钟，高温去氧化过程可由富磷或富砷环境保护。
14、优选地，s200具体为：
15、使用分子束外延mbe在该磷化铟衬底上在470℃-530℃之间生长晶格匹配的n+铟铝砷层100nm–600 nm，掺杂浓度为5×1017cm-3-2×1019cm-3，其中五族与三族的比例为大于25。
16、优选地，s300具体为：
17、在铟铝砷层上沉积晶格匹配的n型铟铝镓砷层，掺杂浓度为1×1016cm-3-5×1018cm-3，该铟铝镓砷层生长温度为470℃-530℃之间，厚度为100nm至400nm，其中五族与三族的比例为大于25。
18、优选地，s400中砷化铟量子点有源层的生长结构具体为：
19、在450℃-520℃之间生长砷化铟量子点，生长速度为0.1ml/s-0.7ml/s，五族与三族的比为1-30；
20、随后生长一层与磷化铟晶格匹配的铟铝镓砷层，厚度为1nm-10nm，生长温度为与量子点生长同一温度，用来部分盖住量子点；
21、接着生长一层应力调节层，该应力调节层为砷化镓、铟镓砷、铟铝砷或者晶格常数与磷化铟不匹配的铟铝镓砷、铟镓砷磷，应力调节层的生长温度与量子点生长同一温度，厚度为0.5-20个单原子层，来控制量子点的高度并通过应力调节层的禁带宽度和对量子点施加的应力调节量子点发光波长；随后提高衬底温度至500℃-570℃使铟蒸发，暴露出的高度高于铟铝镓砷层和应力调节层厚度的量子点解体，提升量子点的均匀性；
22、随后在应力调节层上生长剩余的与磷化铟晶格匹配的分隔层以消除应力累计，以便多层量子点生长。
23、优选地，s400中砷化铟量子点有源层的生长结构具体为：
24、在450℃-520℃之间生长砷化铟量子点，生长速度为0.1ml/s-0.7ml/s，五族与三族的比为1-30；
25、接着生长一层或者两层应力调节层，该应力调节层为砷化镓、铟镓砷、铟铝砷或者晶格常数与磷化铟不匹配的铟铝镓砷、铟镓砷磷，应力调节层的生长温度为与量子点同一生长温度或者直接升温至500℃-540℃生长，以实现波长和发光强度的双重调控；随后提高衬底温度至500℃-570℃使铟蒸发；
26、随后在应力调节层上生长与磷化铟晶格匹配的分隔层。
27、优选地，s500具体为：
28、在多层量子点上生长晶格匹配的p型铟铝镓砷层，掺杂浓度为1×1016cm-3-5×1018cm-3，该铟铝镓砷层生长温度为470℃-530℃之间，厚度为100nm至400nm，其中五族与三族的比例为大于25。
29、优选地，s600具体为：
30、在p型铟铝镓砷层上，在470℃-530℃之间生长晶格匹配的p+铟铝砷层，掺杂浓度为5×1017cm-3-2×1019cm-3，厚度为100nm – 600 nm，其中五族与三族的比例为大于25。
31、优选地，s700具体为：
32、在p+铟铝砷层上生长p+磷化铟光限制层1000nm–2000nm，掺杂浓度为1×1018cm-3-2×1019cm-3，生长温度为470℃-530℃之间，其中五族与三族的比例为大于25。
33、优选地，s800具体为：
34、在p+磷化铟层上在470℃-530℃之间生长p+铟镓砷接触层，厚度为100nm-400nm，掺杂浓度为1×1018cm-3-2×1019cm-3，其中五族与三族的比例为大于25。
35、上述制作砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的方法，运用应力调节层（禁带宽度调节层）作为两步盖层生长法中的第二盖层（或第一盖层或者两步盖层）对砷化铟/磷化铟量子点激光器有源区的生长方法进行优化，可解决普通两步盖层生长法中减少盖层厚度导致的损失发光量子点体积的问题，在调节波长的同时保证量子点的光学性质。