[发明专利]整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法

权利要求书

1.一种整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在晶圆衬底（1）上依次外延生长缓冲层（2）和有源波导层（3）；

在步骤S1中，所述晶圆衬底（1）为n型或p型；所述缓冲层（2）中包含远场减小层，缓冲层（2）的掺杂类型与晶圆衬底（1）相同，掺杂浓度在5×10¹⁸-5×10¹⁷cm^-3的范围渐次递减；所述有源波导层（3）包括下限制层、多量子阱有源区结构层、上限制层和悬浮光栅层，所述多量子阱有源区结构层不掺杂，上限制层和下限制层不掺杂或仅下限制层轻掺杂，当下限制层轻掺杂时，下限制层的掺杂类型与晶圆衬底（1）相同；所述悬浮光栅层的掺杂浓度为2×10¹⁷-6×10¹⁷cm^-3，且悬浮光栅层的掺杂类型与晶圆衬底（1）相反；

S2，以激光器芯片的腔长L为周期，腐蚀有源波导层（3）的两端或一端，制作无波导区（4）；

S3，在有源波导层（3）上制作分布反馈光栅（5），在无波导区（4）和分布反馈光栅（5）上作二次外延层（6）生长；

S4，在二次外延层（6）上刻制横向和纵向交叉排列的刻蚀凹槽（7）和脊形波导（10）；

S5，在晶圆表面生长绝缘介质层（19）并制作正面电极（14），然后将晶圆衬底（1）背面减薄，并在晶圆衬底（1）上制作背面电极（15）；

S6，在晶圆上整片蒸镀端面介质膜；

S7，整片在线测试激光器芯片的特性，最后由晶圆解理出激光器芯片。

2.根据权利要求1所述的整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述无波导区（4）位于激光器芯片的两端或一端，无波导区（4）的长度为5-20μm。

3.根据权利要求2所述的整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述分布反馈光栅（5）是在有源波导层（3）的悬浮光栅层上所制作的周期性光栅；所述二次外延层（6）包括光栅填埋层、刻蚀停止层（12）、包层、带隙过渡层和欧姆接触层，且二次外延层（6）的掺杂类型与晶圆衬底（1）相反；所述二次外延层（6）的掺杂浓度在2×10¹⁷-4×10¹⁹cm^-3的范围逐层递增，且顶欧姆接触层的浓度最高。

4.根据权利要求1-3任一项所述的整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述横向为与腔长平行的水平方向；所述纵向为与腔长垂直的方向；所述刻蚀凹槽（7）在横向以激光器芯片的腔长L为周期排列，刻蚀凹槽（7）在纵向以激光器芯片的宽度W为周期排列，但两列刻蚀凹槽（7）错开距离w1作交叉排列；所述脊形波导（10）嵌在晶圆平面表层的双沟（11）之中，脊形波导（10）在横向以激光器芯片的腔长L为周期排列，在纵向以激光器芯片的宽度W为周期排列，但两列脊形波导错开距离w2作交叉排列，且w2=W-w1。

5.根据权利要求4所述的整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，所述刻蚀凹槽（7）为长方体凹槽，与激光器芯片的腔长L等长，宽度40-80μm、深度H为4-5μm，深度H穿透激光器芯片的有源波导层（3），刻蚀凹槽（7）在纵向的两侧内壁为垂直镜面，并分别为左右两个激光器芯片的出光端面（8）和背光端面（9），刻蚀凹槽（7）的底部设有50-100nm高度的密集椎体构成的减反射面（13）；所述脊形波导（10）的长度等于激光器芯片有源区的长度L'，脊形波导（10）的宽度为2-6μm，高度为1.5-2.0μm；双沟（11）的沟宽度为4-10μm，沟深为脊形波导（10）的高度，双沟（11）的底部为刻蚀停止层（12）。

6.根据权利要求1或5所述的整片制作省隔离器边发射激光器芯片的方法，其特征在于，在步骤S6中，蒸镀端面介质膜是指在出光端面（8）蒸镀减反射膜I（81），在背光端面（9）蒸镀减反射膜II（90）或蒸镀高反射膜（91）。