[实用新型]一种DFB激光器外延结构

说明书

一种DFB激光器外延结构，包括InP基底，在所述InP基底依次采用MOCVD沉积的InP外延层、AlInAsP插入层、AlInAs外延层、N‑AlGaInAs波导层、AlGaInAs MQW、P‑AlGaInAs波导层、P‑AlInAs限制层、P‑InP限制层、腐蚀阻挡层、InP联接层、光栅层、InGaAsP势垒过度层、以及InGaAs欧姆接触层；本方案设计的DFB激光器外延结构在所述InP外延层中插入若干与InP晶格匹配的InGaAs薄层，一方面可以降低InP基底位错对MQW的影响，另一方面，可以抑制基底中杂质的脱出，从而获得高制量的MQW，提高激光器的可靠性。

技术领域

本实用新型属于半导体光电子技术领域，具体涉及一种DFB激光器外延结构。

背景技术

分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,简称DFB激光器)，具有良好的单纵模特性，线宽小于1MHz，边模抑制比可达40 dB以上，在5G移动通信光纤通信网络和数据中心光互联领域有广泛的应用。制作DFB激光器的需要经过多次外延生长，以形成内置于外延层内的布拉格光栅，Ridge-DFB需要经过二次外延生长，BH-DFB需要经过四次外延生长，其中对DFB激光器性能特别是可靠性影响最大的是有源层MQW的材料质量；

随着5G商用的日益临近，窄线宽、高边模抑制比和调制速率高的动态单模分布反馈激光器(DFB-LD)成为首选光源。DFB采用折射率周期性变化的光栅调制，具有良好的单纵模特性，边模抑制比可达50dB以上，调制速率可达50Gb/s以上，可以满足5G移动网络高速率/低时延的应用要求，高速光通信用的DFB激光器波长一般为1310 nm和1550 nm，一般采用InP为生长基底，采用AlGaInAs的量子阱为有源层；由于非本征的基底材料具有一定的位错密度和杂质，如N-InP衬底一般以S作为掺杂质,P-InP衬底一般以Zn为掺杂质，SI-InP衬底一般以Fe作为掺杂质。在外延生长过程中，表层掺杂质会从衬底挥发出来并入到生长的外延层晶格中，若在MQW生长时，杂质含量较高，会恶化材料生长质量，从而恶化器件性能。

同时，通过MOCVD设备在InP基底上AlGaInAs系列材料难度较大，原因如下：（1）InP基底表面可能存在的氧化层，导致MQW材料质量较差；（2）非本征的InP基底中掺杂的杂质会在生长时脱出，影响材料的生长质量；（3）As-P切换界面会存在原子非线性混合。

因此，有必要设计一种DFB激光器外延结构来解决上述技术问题。

实用新型内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种DFB激光器外延结构。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种DFB激光器外延结构，包括InP基底，在所述InP基底依次采用MOCVD沉积的InP外延层、AlInAsP插入层、AlInAs外延层、N-AlGaInAs波导层、AlGaInAs MQW、P-AlGaInAs波导层、P-AlInAs 限制层、P-InP限制层、腐蚀阻挡层、InP联接层、光栅层、InGaAsP势垒过度层、以及InGaAs欧姆接触层；其特征在于：在所述InP外延层中插入若干与InP晶格匹配的InGaAs薄层。

优选的，在所述InP基底上，第一层先采用InGaAs外延层，然后再采用InP外延层。

优选的，所述InGaAs薄层的插入层数不少于6层。

优选的，所述InP基底电导率为2-8x10¹⁸cm^-2。

本实用新型所设计的一种DFB激光器外延结构的生长方法：包括如下步骤：