[发明专利]一种制备同质集成光通信芯片的方法

权利要求书

1.一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、生长GaN基材料，GaN基材料从下至上依次为衬底(1)、本征GaN层(2)、n型掺杂层(3)、量子阱层(4)和p型掺杂层(5)；

步骤二、在GaN基材料上制备隔离沟道(6)；

步骤三、在GaN基材料上制备LED阵列p台面(7)、探测器p台面(8)以及波导(9)，LED阵列p台面(7)的数量大于等于3个，LED阵列p台面(7)上表面的面积大于等于25μm²小于等于40μm²；

步骤四、制备LED阵列n电极(10)、LED阵列p电极(11)、探测器n电极(12)和探测器p电极(13)，得到LED阵列和探测器(14)，同质集成光通信芯片制备完成，所述隔离沟道(6)位于LED阵列和探测器(14)之间，LED阵列通过波导(9)连接探测器(14)。

2.如权利要求1所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述LED阵列p台面(7)为长方体形，其上表面为正方形且正方形面积为30μm²，所述LED阵列的数量由通信所需的光功率决定。

3.如权利要求1所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述单个LED与探测器(14)之间连接的波导(9)为多根，波导(9)的宽度大于等于6μm。

4.如权利要求1所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述步骤二具体过程为：在生长GaN基材料上生长SiO₂掩模，利用光刻技术，在SiO₂掩模上制备隔离沟道光刻胶掩模图形，刻蚀掉本征GaN层(2)、n型掺杂层(3)、量子阱层(4)和p型掺杂层(5)，得到隔离沟道(6)。

5.如权利要求4所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，通过PECVD生长所述SiO₂掩模，所述刻蚀过程具体为：采用RIE刻蚀隔离沟道光刻胶掩模图形对应的SiO₂，丙酮去掉光刻胶，采用ICP刻蚀去除隔离沟道光刻胶掩模图形对应处的p型掺杂层(5)、量子阱层(4)、n型掺杂层(3)和本征GaN层(2)。

6.如权利要求4所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述步骤三具体过程为：在SiO₂掩模上光刻LED阵列p台面光刻胶掩模图形、探测器p台面光刻胶掩模图形以及波导光刻胶掩模图形，采用RIE刻蚀掉除LED阵列p台面(7)、探测器p台面(8)和波导(9)以外部分的SiO₂掩模，去掉LED阵列p台面(7)、探测器(14)的p台面和波导(9)上的光刻胶，采用ICP将无SiO₂覆盖部分刻蚀至n-GaN层，去掉LED阵列p台面(7)、探测器p台面(8)和波导(9)上的SiO₂，得到LED阵列p台面(7)、探测器p台面(8)和波导(9)。

7.如权利要求1所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述步骤四具体过程为：利用光刻技术，在GaN基材料上制备LED阵列n电极(10)和探测器n电极(12)的光刻胶掩模图形，采用电子束蒸发法或热蒸发法蒸电极，采用Lift Off技术溶解光刻胶；利用光刻技术，在GaN基材料上制备LED阵列p电极(11)和探测器p电极(13)的光刻胶掩模图形，采用电子束蒸发方法或热蒸发法蒸电极，采用Lift Off技术溶解光刻胶；电极退火，LED阵列n电极(10)、探测器n电极(12)、LED阵列p电极(11)和探测器p电极(13)制备完成，得到LED阵列和探测器(14)。

8.如权利要求7所述的一种制备同质集成光通信芯片的方法，其特征在于，所述电极退火的具体过程为：利用快速退火炉，在氮气氛围下对所蒸电极退火。