[发明专利]相移电控制DFB半导体激光器装置及其制作方法

权利要求书

1.一种相移电控制DFB半导体激光器装置，所述相移电控制DFB半导体激光器装置由两个侧边区和位于两个侧边区之间的一个相移区组成，沿着整个激光器其光栅结构为普通均匀光栅，其特征在于：两个侧边区的电极用导线连接在一起，且两个侧边区的电极与一个相移区的电极相电隔离。

2.根据权利要求1所述的相移电控制DFB半导体激光器装置，其特征在于：两个侧边区的电极与一个相移区的电极通过相距数十个微米的方式相电隔离。

3.根据权利要求1所述的相移电控制DFB半导体激光器装置，其特征在于：两个侧边区的电极与一个相移区的电极之间通过注入氦离子或者通过刻蚀电隔离沟的方式相电隔离。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的相移电控制DFB半导体激光器装置，其特征在于：两个侧边区的长度不同。

5.一种DFB半导体激光器单片集成阵列，其特征在于：所述DFB半导体激光器单片集成阵列由权利要求1至4中任意一项所述的相移电控制DFB半导体激光器装置构成。

6.一种光子集成发射芯片模块，其特征在于：由激光监测器阵列、权利要求5所述的半导体激光器单片集成阵列、调制器阵列、功率均衡器阵列和复用器，通过选择区外延生长或对接生长技术，依次生长集成到同一外延晶片上。

7.一种相移电控制DFB半导体激光器装置的制作方法，具体包括如下步骤：

（1）在n型InP衬底材料上依次外延n型InP缓冲层、100nm厚的非掺杂晶格匹配InGaAsP下限制层、应变InGaAsP多量子阱和100nm厚的p型晶格匹配InGaAsP上限制层；

（2）用普通双光束全息干涉曝光的方法，把均匀光栅图案转移到上限制层上的光刻胶上，然后施以材料刻蚀，在上限制层上部形成所需的均匀光栅结构；

（3）当光栅制作好后，再通过二次外延生长 p型InP层和p型InGaAs欧姆接触层。

8.在外延生长结束后，利用普通光刻结合化学湿法刻蚀，完成脊形波导的制作；

（4）用等离子体增强化学气相沉积法工艺，在脊形波导周围沉积一层300nm厚的SiO₂层或有机物BCB绝缘层；

（5）接着利用光刻和化学湿法刻蚀，去除激光器脊形波导上方的SiO₂层或有机物BCB绝缘层，露出其InGaAs欧姆接触层；

（6）用磁控溅射的方法，在整个激光器结构的上方分别镀上100nm厚的Ti 和400nm厚的Au，结合光刻工艺和化学湿法刻蚀，在脊条上方露出的InGaAs欧姆接触层上形成Ti-Au 金属P电极；

（7）接着把整个激光器晶片减薄到150μm后，在基底材料的下方蒸镀上500nm厚的Au-Ge-Ni合金作为n电极；

（8）接着把得到的激光器芯片的两个侧边区的P电极用金丝连接在一起引出，形成侧边区P电极，相移区的P电极也用金丝引出；从而形成双电极相移电控制DFB半导体激光器结构。

9.一种DFB半导体激光器单片集成阵列的制作方法，具体包括如下步骤：

（1）准备一系列透光框位置不同的光刻板；

（2）把这些光刻板依次放置在制作本发明的DFB半导体激光器芯片的晶片上方，用控制双光束干涉的紫外光束入射角度大小的方法，每次把所需光栅周期的均匀光栅图案转移到上限制层上的光刻胶上；

（3）在所有设计的均匀光栅转移到光刻胶上后施以材料刻蚀，在上限制层上部形成所需的多波长相移电控制DFB半导体激光器阵列对应的均匀光栅结构。