[发明专利]双金属波导结构的太赫兹量子级联激光器制备方法及激光器

摘要

本发明一种太赫兹量子级联激光器金属波导结构的制备方法及激光器，包括以下步骤：在半绝缘GaAs衬底上用分子束外延法依次生长刻蚀停止层、下接触层、多量子阱有源区、上接触层、n型重掺杂层和利用低温生长钝化层；形成非合金欧姆接触；在接收体衬底基片上依次沉积电接触增强金属层、金属In层和金属Au层；将器件基片与接收体基片进行倒装键合，沉积SiO2保护层，涂光刻胶、烤干；剥离光刻胶；去除SiO2保护层；形成肖特基二极管接触上电极金属层；形成下电极金属层；倒装键合基片解理、进行封装。本发明效降低了接触阻抗而且避免了太赫兹光电器件由于非控制掺杂分布的扩散造成的自由载流子的大量泄漏，有效减少退火工艺带来的波导损耗。

主权项

一种双金属波导结构的太赫兹量子级联激光器制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1在半绝缘GaAs衬底上用分子束外延法依次生长刻蚀停止层、下接触层、多量子阱有源区、上接触层、n型重掺杂层、和利用低温生长钝化层；S2在步骤S1所述钝化层上运用第一次光刻形成下金属层窗口、缓冲氧化刻蚀、沉积电极金属，带胶剥离形成下金属层，退火形成非合金欧姆接触；S3在n掺杂GaAs接收体衬底基片上依次沉积电接触增强金属层、金属In层和金属Au层；S4将步骤S2中的器件基片与步骤S3中的接收体基片进行倒装键合；S5在步骤S4中倒装键合基片四周和顶部运用低温等离子增强化学蒸汽沉积SiO2保护层；S6研磨步骤S5中倒装键合基片的半绝缘GaAs衬底并清洗、在倒装键合基片的n掺杂GaAs接收体衬底基片上涂光刻胶、烤干；S7采用湿法刻蚀掉步骤S6所述剩余半绝缘GaAs衬底至刻蚀停止层，剥离步骤S6中光刻胶；S8将步骤S7中的倒装键合基片浸入HF酸去除刻蚀停止层，同时去除SiO2保护层；S9在步骤S8中的倒装键合基片下接触层上，涂光刻胶、第二次光刻，形成上电极窗口，在所述上电极窗口内形成上电极金属，带胶剥离，形成肖特基二极管接触上电极金属层；S10在步骤S9中倒装键合基片的n掺杂GaAs接收体衬底基片的背面上采用刻蚀工艺形成脊型波导结构，形成下电极金属层；S11将步骤S10中的倒装键合基片解理、进行封装。