[发明专利]集成调制器-激光器结构及其生产方法

说明书

本申请是申请日为2006年9月27日、申请号为200610127882.3、发明名称为“集成调制器-激光器结构及其生产方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于例如光纤通信的集成调制器-激光器结构。

具体地说，对本发明进行的开发特别注意到了它在生产与分布反馈(DFB)激光器集成的脊形结构电吸收调制器(EAM)中的可能应用。

背景技术

所谓的EAM-DFB结构包括与分布反馈激光器集成的电吸收调制器，对于具有1300nm-1500nm区域的工作波长和通常10Gb/s左右工作速率的10-30km以太网和低线性调频脉冲40-80km OC192应用，EAM-DFB结构是一种理想的选择。

在这样的工作条件下，寄生电容是关键的参数。实际上，寄生电容限制了被认为是用于大量生产的最合适结构的脊形器件结构的性能。目前采用的现有装置仅在结构中的金属衬垫下包括厚介质膜(SiO₂或SiN_x)。介质膜必须很厚以减小EAM寄生电容。

但是，这种方案具有这样的固有限制，即由于很厚的介质膜导致了器件制造期间处理难度增大和器件性能降低。

聚酰胺也被用来替换介质膜。采用聚酰胺膜可以将寄生电容减至最小。这种方案的根本缺点涉及到制造复杂性和芯片成本。另外，关键是将金属部分粘接到聚酰胺膜上，这可能引起器件可靠性的问题。

发明内容

因此，需要可以从根本上解决上述现有结构的固有缺点的结构。

因此，本发明的目的是提供这样的结构。

根据本发明，通过具有权利要求中所述特征的结构来实现上述目的。本发明还涉及相应的制造过程。权利要求是本发明的技术公开内容的必要部分。

简单地说，本文所述结构通过将金属焊盘定位在局部半绝缘层岛上，为减小寄生电容的问题提供了一种简单的解决方案。介质膜下方存在半绝缘层大大减小了寄生电容，介质膜的厚度不再是关键的参数。

相关处理并未对标准的集成脊形结构处理进行明显更改。半绝缘层是在标准的处理过程中在平表面上生长的；然后刻蚀去这个层，只留下孤立的岛。最后，EAM金属焊盘对准这些局部岛并以其为中心。整个制造过程只使用了标准处理，因此既保证了低成本，又保证了期望的器件性能。

本发明的优选实施例不将Fe-InP(或其他半绝缘材料)层用于侧向限制，而仅用于减小EAM寄生电容。这意味着只在EAM焊盘的位置处产生和使用局部Fe-InP岛。这种结构具有可以代替聚酰胺膜的优点(因此没有了与之相关的固有缺点)。相关的处理方法对传统EAM-DFB垂直脊(或倒脊形)集成制造处理只进行了很小的改动。

附图说明

现在将参考附图对本发明进行说明，说明仅作为示例。其中：

图1到图9图示了制造此处所述电路结构的连续步骤，其中图4和图5分别对应于沿图3的A-A’和B-B’线看去的剖视图，

图10是图1到图9所示步骤的结果产生的器件的芯片表面图，其中标出了整个DFB和EAM部分，

图11是沿图10的C-C’线看去的剖视图，

图12到图14示出了此处所述电路结构的可替换实施例。

具体实施方式

尽管这里对此处所述结构的某些优选实施例进行的详细描述将主要参考垂直侧壁结构(在某些情况下也参考倒脊形结构)，但是本领域技术人员可以迅速想到，此处所述方案可以适用于需要低寄生电容的任何类型集成结构。这与实际使用的有源材料类型(块材、MQW、InGaAsP系统、或者含铝或含氮系统)、波导(直的、弯曲的)、波导外形(垂直侧壁或倒脊形)无关。从这方面来看，本发明的范围包括了侧埋式结构(例如半绝缘结构或反向结阻挡(reverse-junction blocking)结构)。

作为此处所述处理的第一个步骤，图1示出的步骤包括在通常由n-InP衬底组成的衬底10上进行半绝缘层的平面生长。

衬底10上方设有所谓的刻蚀停止InGaAsP层12作为生长半绝缘层14的基底，半绝缘层14通常由Fe-InP层组成，n-InP层16在Fe-InP层上生长。应当明白，图1基本上是所述层状结构的垂直剖视图。

图2示意性图示了(基本上是平面俯视图)用于在图1所示结构中限定不同的半绝缘岛状图样的掩模图样。具体地说，图2中，标号20表示条状或带状SiO₂掩模图样，所述图样将用于刻蚀沟槽结构并生长相应的分布反馈(DFB)激光器材料。