[发明专利]一种高效垂直腔面EML芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述高效垂直腔面EML芯片包括VCSEL单元、氧化隔离层和EOM单元，其中：

所述VCSEL单元由下至上包括衬底、缓冲层、第一DBR、谐振腔和第二DBR，并且所述谐振腔由下至上包括第一限制层、第一波导层、量子阱层、第二波导层、第二限制层、第三限制层和掩埋隧穿结；所述VCSEL单元的激射波长范围为750nm-1200nm，所述衬底的材料为GaAs；

所述EOM单元由下至上包括第三DBR、吸收区和第四DBR；

所述氧化隔离层设置于所述VCSEL单元和EOM单元之间，用于防止两单元接触处的电位影响各自单元内的工作电流；所述氧化隔离层的材料为Al₂O₃，其由材料为Al_xGa_1-xAs的预制层经湿法氧化工艺氧化形成，其中x≥0.97，并且所述氧化隔离层的厚度为5-5000nm；

所述制备方法包括如下步骤：

（1）在衬底上依次生长缓冲层、第一DBR和谐振腔，所述谐振腔包括第一限制层、第一波导层、量子阱层、第二波导层、第二限制层、第三限制层和隧穿结层；

（2）在所述隧穿结层表面形成隧穿结蚀刻掩膜，并蚀刻遂穿结层以形成掩埋隧穿结，再去除隧穿结蚀刻掩膜；

（3）继续在所述掩埋隧穿结表面依次生长第二DBR、预制层、第三DBR、吸收区和第四DBR；

（4）在所述缓冲层的下表面制备第一平面电极或在所述第一DBR的上表面制作第一环形电极；

（5）在所述第二DBR的上表面制作第二环形电极；

（6）采用湿法氧化工艺对材料为Al_xGa_1-xAs的预制层进行氧化以形成材料为Al₂O₃的氧化隔离层；

（7）在所述第三DBR的上表面制作第三环形电极，并在所述第四DBR的上表面制作第四环形电极。

2.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：还包括第一电极、第二环形电极、第三环形电极和第四环形电极，其中：所述第一电极为设置于所述衬底的下表面的第一平面电极或设置于所述第一DBR的上表面的第一环形电极；所述第二环形电极设置于第二DBR的上表面；所述第三环形电极设置于第三DBR的上表面；所述第四环形电极设置于第四DBR的上表面。

3.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述第一DBR、第二DBR、第三DBR和第四DBR是由Al_iGa_1-iAs/Al_jGa_1-jAs材料构成的周期结构，并且i和j均不大于0.92。

4.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述掩埋隧穿结由下至上包括P型重掺层和N型重掺层，并且掩埋隧穿结的孔径为2-100 μm。

5.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述第三限制层为P型限制层；所述第一DBR为第一N型掺杂DBR；所述第二DBR为第二N型掺杂DBR；所述第三DBR为第三N型掺杂DBR；所述第四DBR为P型掺杂DBR。

6.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述吸收区的量子阱波长比所述谐振腔的量子阱波长短5-99nm。

7.如权利要求1所述的一种高效垂直腔面EML芯片的制备方法，其特征在于：所述吸收区为单量子阱或多量子阱结构；当吸收区为单量子阱结构时，吸收区与第三DBR之间设有第三波导层，吸收区与第四DBR之间设有第四波导层。