型重渗杂上接触层在THz频段的消光系数k增 加，因此增加了所述吸收波导段对进入n型重渗杂上接触层的THz波的吸收，即增加了此吸 收波导段的波导损耗。
[0118] 需要说明的是，所述Pd/Ge/Ti/Au金属层的厚度与其下的n型重渗杂上接触层的厚 度呈正比；其中，为了提高渗杂效率，Ge与Pd的原子比应略大于1，即Ge与Pd的厚度比大于 1.53;Ti层的厚度范围为10~20um，作用是改善金属的粘附性;Au层的作用是为了更进一步 地加强Ge的渗杂，但由于Au较贵，一般可根据需要选择，厚度大于50皿即可。
[0119] 优选地，在本实施例中，所述第二上电极金属层为Pd/Ge/Ti/Au金属层，其中，所述 Pd/Ge/Ti/Au的厚度为25/75/10/200um。所述第一上电极金属层采用非合金化的Ti/Au金属 层，其中，Ti/Au的厚度为10/350皿。
[0120] 具体的，所述第一上电极金属层的宽度与所述第二上电极金属层的宽度相等。
[0121] 优选地，在本实施例中，所述THz Q化上电极金属层的宽度与吸收波导的上电极金 属层的宽度均为180皿;所述THz Q化的长度为2.3mm。
[0122] 需要说明的是，所述太赫兹量子级联激光器的上电极金属层的宽度与所述吸收波 导的上电极金属层的宽度相等的目的一方面是为了制备工艺简便，更重要的是避免引入反 射波。
[0123] 需要说明的是，由于所述吸收波导的THz波吸收能力与其长度呈正比，所W所述吸 收波导的长度可依据对THz波吸收程度的要求来设计。
[0124] 具体的，设置所述第一上电极金属层和第二上电极金属层的间隔距离为L，所述L 的范围为5~30皿。
[0125] 需要说明的是，如果所述间隔距离L太小，所述太赫兹量子级联激光器(T化QCL) 与所述吸收波导两器件之间电流串扰的影响会增加;如果所述间隔距离L太大，则会增加集 成器件的尺寸，并在THz Q化中引入较多额外的反射波;所W，在工艺加工能力允许的范围 内，所述间隔距离L 一般选择在5~30皿。
[0126] 实施例二
[0127] 本发明还提供一种集成吸收波导的太赫兹量子级联激光器，所述集成吸收波导的 太赫兹量子级联激光器包括：
[012引渗杂GaAs衬底化；
[0129 ]位于所述渗杂GaAs衬底化上表面的键合金属层3;
[0130] 位于所述键合金属层3表面的n型重渗杂下接触层4;
[0131] 位于所述n型重渗杂下接触层4表面的有源区5;
[0132] 位于所述有源区5表面的n型重渗杂上接触层6;
[0133] W及位于所述n型重渗杂上接触层6表面且设有间隔距离L的第一、第二上电极金 属层7a、7b，其中，所述第二上电极金属层化为退火后可形成高波导损耗的上电极金属层。
[0134] 需要说明的是，所述第一上电极金属层7a及位于其下的部分形成太赫兹量子级联 激光器巧化Q化），所述第二上电极金属层化及位于其下的部分形成吸收波导。
[0135] 进一步需要说明的是，所述吸收波导的结构和所述太赫兹量子级联激光器的结构 相同。如所述太赫兹量子级联激光器为半绝缘等离子体波导结构，所述吸收波导也为半绝 缘等离子体波导结构；如所述太赫兹量子级联激光器为双面金属波导结构，则所述吸收波 导也为双面金属波导结构。优选地，在本实施例中，所述太赫兹量子级联激光器及所述吸收 波导为双面金属波导结构。
[0136] 具体请参阅图10至图17对所述集成吸收波导的太赫兹量子级联激光器的制作方 法进行说明，所述制作方法包括：
[0137] Sl:提供一半绝缘GaAs衬底，在所述半绝缘GaAs衬底上分子束外延依次生长GaAs 缓冲层、刻蚀阻挡层、n型重渗杂上接触层、有源区W及n型重渗杂下接触层(如图10所示）；
[0138] S2:提供一渗杂GaAs衬底，采用电子束蒸发工艺在所述渗杂GaAs衬底表面及SI所 述结构的n型重渗杂下接触层表面分别生长一键合金属层(如图11所示）；
[0139] S3:采用倒装热压键合工艺将S2中形成的两结构进行键合(如图12所示）；
[0140] S4:采用研磨及选择性刻蚀工艺去除半绝缘GaAs衬底、GaAs缓冲层及刻蚀阻挡层 (如图13所示）；
[0141] S5:采用光刻、电子束蒸发工艺在所述n型重渗杂上接触层表面生长第一上电极金 属层，带胶剥离；
[0142] S6:采用光刻、电子束蒸发工艺在所述n型重渗杂上接触层表面生长退火后可形成 高波导损耗的第二上电极金属层，带胶剥离，其中，所述第二上电极金属层与所述第一上电 极金属层之间设有间隔距离L(如图14所示）；
[0143] S7:在第一、第二上电极金属层所在表面涂覆光刻胶作为刻蚀掩蔽层，采用光刻、 刻蚀工艺刻蚀所述第一、第二上电极金属层两侧直至暴露所述键合金属层，形成脊形波导 结构，去除光刻胶刻蚀掩蔽层(如图15所示）；
[0144] S8:进行溫度大于等于340°C，时间大于等于20s的高溫快速退火工艺；
[0145] S9:减薄衬底、金丝焊接、W及封装，完成器件制作(如图15至图17所示）。
[0146] 需要说明的是，所述步骤S8中进行溫度大于等于340°C，时间大于等于20s的高溫 快速退火工艺，目的是通过增加n型重渗杂上接触区的渗杂浓度W提高吸收波导的波导损 耗。
[0147] 进一步需要说明的是，所述步骤S8中进行高溫退火工艺时一般溫度小于425°C，时 间小于120s。
[0148] 需要说明的是，在本实施例中，由于将所述键合金属层作为下电极金属层使用，故 在本实施例中不需要生长下电极金属层。在其它实施例中，也可在所述渗杂GaAs衬底下表 面生长下电极金属层，并如实施例一中所述根据下电极金属层的退火溫度和时间来进行相 应的工艺步骤。
[0149] 具体的，所述有源区为束缚态到连续态跃迁结构、共振声子结构、调嗽晶格结构中 的一种;优选地，在本实施例中，所述有源区为共振声子结构。
[0150] 具体的，所述退火后可形成高波导损耗的上电极金属层为Pd/Ge/Ti/Au金属层，即 所述第二上电极金属层为Pd/Ge/Ti/Au金属层，其中，所述Pd/Ge/Ti/Au金属层中Ge与Pd的 原子比大于1 ,Ti层的厚度范围为10~20皿，Au层的厚度大于50皿。
[0151] 所述吸收波导中高波导损耗形成的原理为:吸收波导的Pd/Ge/Ti/Au金属层经过 足够高溫度和足够长时间的快速高溫退火工艺时，在Pd和Au的辅助下，元素Ge穿过金属-半 导体界面渗透进其下层所述的n型重渗杂上接触层，进一步提高了 n型重渗杂上接触层的渗 杂浓度，依据化Ude模型可计算得知运将导致n型重渗杂上接触层在THz频段的消光系数k增 加，因此增加了所述吸收波导段对进入n型重渗杂上接触层的THz波的吸收，即增加了此吸 收波导段的波导损耗。
[0152] 需要说明的是，所述Pd/Ge/Ti/Au金属层的厚度与其下的n型重渗杂上接触层的厚 度呈正比；其中，为了提高渗杂效率，Ge与Pd的原子比应略大于1，即Ge与Pd的厚度比大于 1.53;Ti层的厚度范围为10~20um，作用是改善金属的粘附性;Au层的作用是为了更进一步 地加强Ge的渗杂，但由于Au较贵，一般可根据需要选择，厚度大于50皿即可。
[0153] 优选地，在本实施例中，所述第二上电极金属层为Pd/Ge/Ti/Au金属层，其中，所述 Pd/Ge/Ti/Au的厚度为25/75/10/200um。所述第一上电极金属层采用非合金化的Ti/Au金属 层，其中，Ti/Au的厚度为10/350皿。
[0154] 具体的，所述第一上电极金属层的宽度与所述第二上电极金属层的宽度相等。
[0155] 优选地，在本实施例中，所述THz Q化上电极金属层的宽度与吸收波导的上电极金 属层的宽度均为120皿;所述THz Q化的长度为2.3mm。
[0156] 需要说明的是，所述太赫兹量子级联激光器的上电极金属层的宽度与所述吸收波 导的上电极金属层的宽度相等的目的一方面是为了制备工艺简便，更重要的是避免引入反 射波。
[0157] 需要说明的是，由于所述吸收波导的THz波吸收能力与其长度呈正比，所W所述吸 收波导的长度可依据对THz波吸收程度的要求来设计。
[0158] 具体的，设置所述第一上电极金属层和第二上电极金属层的间隔距离为L，所述L 的范围为5~30皿。
[0159] 需要说明的是，如果所述间隔距离L太小，所述太赫兹量子级联激光器(T化QCL) 与所述吸收波导两器件之间电流串扰的影响会增加;如果所述间隔距离L太大，则会增加集 成器件的尺寸，并在THz Q化中引入较多格外的反射波;所W，在工艺加工能力允许的范围 内，所述间隔距离L 一般选择在5~30皿。
[0160] 为展现本发明所述吸收波导的对THz波的吸收能力，本发明共制备了S个吸收波 导长度不同的集成吸收波导的太赫兹量子级联激光器，激光器为半绝缘等离子体波导结 构，其中，TOz Q化的长为Ll，宽为Wl;吸收波导的长为L2，宽为W2;吸收波导与THz Q化的间 隔距离为L。
[0161] 器件1:1^ = 2.3臟，1^2