[发明专利]一种端面刻蚀半导体激光器的制备方法

说明书

本发明涉及一种端面刻蚀半导体激光器的制备方法，采用的外延片为光通信波段InP基半导体激光器外延片，其外延片结构为InP衬底、InP缓冲层、禁带宽度和折射率渐变的InGaAsP下波导层、InGaAsP多量子阱有源区、InGaAsP上波导层、P‑InP和P‑InGaAsP过渡层、P‑InP空间层、P‑InGaAsP光栅层、P‑InP保护层。对一次外延片进行全息光栅制备，以及再生长，并进行激光器脊型制备，采用干法刻蚀结合湿法腐蚀的方法制备倾斜的出光端面。本发明采用干法刻蚀结合湿法腐蚀的方法来形成激光器的出光端面；由于倾斜的出光端面使得FP在腔面反馈的增益减小，从而降低了对镀膜条件的要求，提高了单模出光的成品率。

技术领域

本发明涉及半导体激光器，特别是一种端面刻蚀半导体激光器的制备方法。

背景技术

随着光纤通信的快速发展，单模和高速直调激光器成为未来光通信领域里的主流光器件，是长距离和大容量光纤通信的关键器件。其广泛应用在短距离数据中心、有线电视等领域。

DFB（distributed feedbacklaser semiconductor laser）激光器，即为分布反馈式半导体激光器，通过在激光器内部制备周期性分布的光栅对光进行耦合和选模，实现单模输出。通常DFB激光器在工作时，存在腔面的FP模式和DFB模式的竞争，为了降低FP模式的增益，提高DFB的单模良率，现有技术通常在出光端面采用蒸镀高透膜的方法，通常要求高透膜在宽温度范围内实现均匀的低反射率，这对镀膜的要求较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种端面刻蚀半导体激光器的制备方法，采用刻蚀和腐蚀的方法形成倾斜的激光器出光腔面，降低了腔面的反射率，从而有效抑制FP模式的谐振，提高了单纵模出光的成品率。

本发明采用以下方案实现：一种端面刻蚀半导体激光器的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：采用光通信波段InP基半导体激光器外延片作为所述端面刻蚀半导体激光器一次外延片；本发明的外延片采用合理的波导和有源区结构，提高增益，降低损耗；

步骤S2：对步骤S1中的一次外延片进行全息光栅制备以及再生长；

步骤S3：采用湿法腐蚀工艺制备半导体激光器的脊型波导，接着采用干法刻蚀脊型波导形成出光端面，接着采用湿法腐蚀出光端面修复损伤层，形成倾斜的出光端面；

步骤S4：进行半导体激光器的后续制作，得到完整的端面刻蚀半导体激光器。

进一步地，步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：在N-InP衬底上，通过MOCVD技术外延生长N-InP缓冲层；

步骤S12：在所述N-InP缓冲层上生长禁带宽度和折射率渐变的InGaAsP下波导层；其中该层的折射率和禁带宽度呈线性变化，靠近有源区禁带宽度越窄折射率越大；

步骤S13：在所述InGaAsP下波导层上生长InGaAsP多量子阱有源层；采用该材料系能有效提高量子阱导带和势垒的能量差，提高载流子限制能力，并提高芯片高温下的注入效率，提高其特征温度；

步骤S14：在所述InGaAsP多量子阱有源层上生长InGaAsP上波导层；该层禁带宽度和折射率变化与下波导层类似；

步骤S15：在所述InGaAsP上波导层上依次生长低掺杂的第一P-InP过渡层与第一P-InGaAsP过渡层；

步骤S16：在所述第一P-InGaAsP过渡层上生长低掺杂的P-InP空间层；

步骤S17：在所述P-InP空间层上生长P-InGaAsP光栅层；

步骤S18：在所述P-InGaAsP光栅层上生长P-InP保护层，完成一次外延片的生长。