[发明专利]一种超辐射发光二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种超辐射发光二极管及其制作方法，该方法包括以下步骤：在衬底上依次外延生长出下光限制层、第一MQW多量子阱层以及上光限制层；通过刻蚀去掉其中一部分第一MQW多量子阱层，然后在该区域对接生长第二MQW多量子阱层；两多量子阱层的能带间隙不同；然后制作出异质结掩埋结构；最后在有源区两侧的异质结掩埋结构中各刻蚀出一道沟槽，并在沟槽内均设置一定厚度的金属层，为有源区引入额外应变。本发明通过采用对接生长的方法，生长两种能带间隙不同的MQW多量子阱作为有源层，可以很好的控制外延生长的质量，通过在有源区两侧的沟槽内设置金属层，为有源区引入额外的应变，进而调整有源区应力分布，达到降低偏振消光比的效果。

技术领域

本发明属于光电子器件技术领域，具体涉及一种超辐射发光二极管及其制作方法。

背景技术

超辐射发光二极管(Superluminescent Emitting Diode, SLED or SLD)是一种自发辐射的单程放大的光电子器件，具有宽光谱、短相干等特性，应用在很多领域，例如光纤陀螺仪和传感仪。超辐射发光二极管实现宽光谱的方式主要是在量子阱方向上，即在沿外延生长方向有源区的量子阱采用具有不同能带间隙的材料组成，不同能带间隙的量子阱材料分别实现不同的增益中心波长。但是，这种通过一次外延来生长不同成分量子阱的方式需要多次切换气体流量、气体分压、生长温度，这些参数的变化会增加外延生长的控制难度，而且由于不同成分量子阱之间晶格常数的不一致容易引入额外的缺陷，例如导致二极管的可靠性降低。

此外，对于光纤陀螺和传感仪等设备，超辐射发光二极管除了要求功率大以外，还要求光源具有低的偏振消光比。目前多使用张应变材料为量子阱层,以实现较低的偏振，但是以该种方式制成的超辐射发光二极管一旦制成后，有源区的张应变力不可调。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种超辐射发光二极管及其制作方法，解决一次外延生长不同成分的量子阱工艺控制难度高以及超辐射发光二极管光源偏振的问题。

本发明提供一种超辐射发光二极管的制作方法，包括以下步骤：

在衬底上依次外延生长出下光限制层、第一MQW多量子阱层以及上光限制层；

通过刻蚀去掉其中一部分第一MQW多量子阱层，然后在该区域对接生长第二MQW多量子阱层，两多量子阱层所在区域为有源区；两多量子阱层的能带间隙不同；

在上光限制层上外延生长包覆层，在包覆层上的中间区域制作出有源区的掩膜图形；

通过刻蚀去掉有源区两侧的包覆层、上光限制层、两多量子阱层以及下光限制层，然后在该区域制作出异质结掩埋结构；

在有源区两侧的异质结掩埋结构中各刻蚀出一道沟槽，沟槽距离有源区水平方向10-15um，沟槽的深度为3-4um；在沟槽内均设置一定厚度的金属层，金属层的厚度小于等于4000Å，为有源区引入额外应变；

对金属层进行不同温度的热处理，进一步改变有源区应变。

进一步地，采用金属蒸发或化学镀金的方式在沟槽内设置金属层。

进一步地，在有源区两侧制作出异质结掩埋结构后，在包覆层上生长欧姆接触层。

进一步地，该方法还包括步骤：从有源区端部选取一段区域作为光损耗吸收区，腐蚀去掉该段材料上方的欧姆接触层，该段光损耗吸收区波导为弯曲波导。

进一步地，异质结掩埋结构为反向pn结结构。

进一步地，该方法还包括步骤：在有源区上方制作p面电极，将衬底减薄制作n面电极。

进一步地，该方法还包括步骤：解理后在两个端面上均镀膜AR增透膜。