[发明专利]用于隐埋异质结激光器的伴生高阻层生长方法

说明书

本发明为一种制作GaAlAs隐埋异质结激光器的简单实用方法。

具有很低阈值电流的GaAlAs隐埋异质结激光器是短波长光电集成电路中的重要光源。为了降低这种器件的阈值电流，目前普遍采用多层反偏p-n结和表面介质膜限流窗口条等方法以实现侧向电流的限制，但是这些方法一般较为复杂，对工艺条件要求较为苛刻，采用简单的设备不易实现，而且多层反偏p-n结的电容大，不利于器件的高速调制。

本发明就是为了简化上述器件的制作工艺而在二次液相外延中采用的一种新的简单的伴生高阻层生长方法。这种高阻层对侧向电流的限制效果能够达到复杂工艺所具有的水平，并克服了具有多层反偏p-n结器件电容较大的缺点。在GaAlAs隐埋异质结激光器研制的液相外延过程中，我们观察到一种特殊的生长现象-在第二次液相外延中，当采用与通常稍有不同的源液装载方法时，只用一槽生长源液而且使之在晶片上仅经过一次却可同时生成两个晶体层，其中上层的组份及载流子浓度与所用源液的一致，而下层则为载流子浓度比上层的低两个量级以上的高阻层，由于这一层总是伴随上层出现的，所以称之为伴生高阻层。这个伴生高阻层对侧向电流有较强的限制作用。

伴生高阻层的生长方法：

在第二次液相外延时，将经过清洗后的陪片（GaAs衬底片）和正片（台条刻蚀后的外延片）分别装入简单水平滑动石墨舟片托上的一、三两个槽中（顺源槽推动方向），使两片之间有一个槽间距的空格，接着将生长源液（每克Ga中加入42毫克的高纯GaAs多晶和2毫克的高纯Al）装入多槽滑动室的第二个源槽中（逆源槽推动方向），其前空一个加盖源槽。然后，在氢气氛中将石墨舟送入温度为825℃的外延炉中熔源70分钟，接着以每分钟1℃的恒定速率降温，在炉温降至811℃、805℃，和800℃这三个温度点上将生长源液依次推至陪片，空格和正片上，在正片上保持10-12分钟后结束生长。采用这种方法，获得伴生高阻层的重复性很好。

本发明具有以下优点：

1、在第二次液相外延中避免了条件苛刻的多层反偏限流p-n结生长;

2、在器件制作的后工艺中除掉了介质膜淀积、光刻开限流窗口条等一系列难度较大的步骤，在整个外延片表面上大面积蒸Au-Zn-Au，使电极自动对准;

3、仅采用一伴生高阻层限流有利于提高器件的工作速度;

4、方法简单、容易实现，重复性好，适用于制作光电集成器件。