[发明专利]半导体可调谐激光器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体可调谐激光器及其制备方法，其中，半导体可调谐激光器包括位于同一衬底上、且依次相邻设置的第一光栅区、公共增益区、相位调节区、第二光栅区；其中，第一光栅区与第二光栅区具有不同的光栅周期；相位调节区的长度大于或等于公共增益区的长度的二分之一；第一光栅区、公共增益区、相位调节区、第二光栅区分别包括自衬底上依次形成的N型外延层、有源层、P型外延层和脊条。

技术领域

本发明涉及半导体激光技术领域，具体涉及一种半导体可调谐激光器及其制备方法。

背景技术

随着信息时代的到来，通信数据量飞速增加，波分复用光网络(WavelengthDivision Multiplexing，WDM)系统是公认的解决数据压力的重要途径而备受关注。可调谐激光器作为其中的重要器件，扮演着不可或缺的角色，尤其是在备用光源方面，可调谐激光器的使用可以极大的压缩成本。目前主流的半导体可调谐激光器大都是基于DBR结构，在制作过程中往往需要使用二次外延和电子束光刻技术来制作掩埋光栅，这大大增加了工艺的复杂性和成本，不利于大规模的生产和应用。低成本、大范围可调谐的半导体激光器的研究仍是一个重要的课题。而SFP激光器，不需要多次外延，利用普通光刻技术即可实现，是探究高性能低成本半导体可调谐激光器的一个重要方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种半导体可调谐激光器及其制备方法，以期部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种半导体可调谐激光器，包括：位于同一衬底上、且依次相邻设置的第一光栅区、公共增益区、相位调节区、第二光栅区；其中，第一光栅区与第二光栅区具有不同的光栅周期；相位调节区的长度大于或等于公共增益区的长度的二分之一；第一光栅区、公共增益区、相位调节区、第二光栅区分别包括自衬底上依次形成的N型外延层、有源层、P型外延层和脊条。

根据本发明实施例，第一光栅区与公共增益区之间、公共增益区与相位调节区之间、相位调节区与第二光栅区之间分别设置有电隔离槽。

根据本发明实施例，电隔离槽包括刻蚀狭槽。

根据本发明实施例，有源层包括多量子阱结构。

根据本发明实施例，多量子阱结构的主体材料包括AlGaInAs四元化合物。

根据本发明实施例，脊条包括浅脊波导结构。

根据本发明实施例，脊条的侧截面包括矩形。

根据本发明实施例，P型外延层上表面设置有P面电极。

根据本发明实施例，衬底下表面设置有N面电极。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述半导体可调谐激光器的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上依次生长N型外延层、有源层、P型外延层，得到外延片。

在P型外延层上表面生长二氧化硅保护层。

通过图形转移在生长有二氧化硅保护层的外延片上形成相邻设置的第一光栅区、公共增益区、相位调节区和第二光栅区，并在第一光栅区、公共增益区、相位调节区和第二光栅区的P型外延层上分别形成脊条。

去除残余的二氧化硅，并重新在P型外延层上表面生长二氧化硅，作为绝缘层。

在脊条上开设注电窗口，并在P型外延层上生长P面电极。

采用光刻法并腐蚀P面电极以图形化电极，使第一光栅区、公共增益区、相位调节区、第二光栅区彼此电隔离。

在衬底下表面生长N面电极。划片解理后制得激光器。

基于上述技术方案，本发明的半导体可调谐激光器及其制备方法至少部分地取得了以下技术效果中的至少一部分：