[发明专利]光学半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种光学半导体器件，包括：

半导体衬底；

下部覆层，形成在所述半导体衬底上方且由半导体材料形成；

量子阱有源层，形成在所述下部覆层上且由半导体材料形成；

衍射光栅层，形成在所述量子阱有源层上方且由半导体材料形成，所述衍射光栅层具有形成在其表面中的衍射光栅；以及

上部覆层，形成在所述衍射光栅层的衍射光栅上，

其中，所述量子阱有源层的相邻于所述光学半导体器件的外端面的外部区域中的带隙大于所述量子阱有源层的位于所述外部区域之间的内部区域中的带隙，以及

其中，包括所述下部覆层且布置在所述半导体衬底与所述量子阱有源层之间的一个或多个层的厚度大于或等于2.3μm。

2.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其中，

所述衍射光栅层的所述表面包括：激光器区域，所述衍射光栅形成在所述激光器区域中；以及半导体光放大器区域，所述衍射光栅未形成在所述半导体光放大器区域中。

3.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，还包括：

第二覆层，形成在所述量子阱有源层和所述衍射光栅层之间，

其中，所述下部覆层是第一覆层，所述上部覆层是第三覆层。

4.根据权利要求3所述的光学半导体器件，还包括：

接触层，形成在所述第三覆层上且由半导体材料形成；

上部电极，形成在所述接触层上；以及

下部电极，形成在所述半导体衬底的背面，

其中，所述第二覆层和所述第三覆层由各自的半导体材料形成。

5.根据权利要求4所述的光学半导体器件，还包括：

脊形波导，通过去除一部分的所述第三覆层和所述接触层而形成。

6.根据权利要求3所述的光学半导体器件，其中，

所述第二覆层由包括AlGaAs的材料形成。

7.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，其中，

所述量子阱有源层由交替叠置的一个或多个阻挡层和一个或多个量子阱层形成，以及

其中，所述阻挡层由包括GaAs的材料形成，所述量子阱层由包括InGaAs的材料形成。

8.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，其中，

所述半导体衬底是GaAs衬底或InP衬底。

9.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，还包括：

缓冲层，形成在所述半导体衬底和所述下部覆层之间且由半导体材料形成。

10.根据权利要求9所述的光学半导体器件，其中，

所述缓冲层由包括GaAs的材料形成。

11.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，其中，

所述下部覆层由包括AlGaAs的材料形成。

12.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，其中，

所述衍射光栅层由包括GaAs的材料形成。

13.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，其中，

所述上部覆层由包括InGaP的材料形成。

14.根据权利要求1或2所述的光学半导体器件，还包括：

抗反射膜，形成在所述光学半导体器件的至少一个所述外端面上。

15.一种光学半导体器件的制造方法，所述方法包括：

通过在半导体衬底上依次叠置由各自的半导体材料形成的下部覆层、量子阱有源层以及衍射光栅层来形成半导体层；

在所述衍射光栅层的内部区域中形成第一介电层，所述内部区域位于所述衍射光栅层的相邻于所述半导体层的端面的外部区域之间；

在所述第一介电层上以及在所述衍射光栅层的所述外部区域上形成第二介电层；

在形成所述第二介电层之后，加热所述半导体层，使得在所述量子阱有源层中，所述外部区域中的带隙变得大于所述内部区域中的带隙；

在所述加热之后，去除所述第一介电层和所述第二介电层；

在所述衍射光栅层的表面中形成衍射光栅；以及

在所述衍射光栅层的形成有所述衍射光栅的表面上形成上部覆层。