[发明专利]选择外延生长应变测量方法及量子阱激光器制作方法及量子阱激光器

说明书

本发明公开了一种选择外延生长应变测量方法，包括如下步骤：1）在衬底上形成掩膜，在带有掩膜的衬底上选择外延生长材料；2）将选择外延生长区域以外的所有外延材料去除，将掩膜材料去除，仅仅剩下选择外延生长区域的材料；3）测量衬底上材料的应变，测量的应变为选择外延区域材料的应变。同时，提出一种利用该方法的选择外延生长量子阱激光器制作方法以及量子阱激光器。该方法能精确测量选择外延导致的应变的变化，从而为选择外延生长材料的表征提供一种低成本且精确的方法。且制作的量子阱激光器的性能良好。

技术领域

本发明涉及信息光电子领域，尤其涉及一种MOCVD选择外延生长应变测量方法以及选择外延生长量子阱激光器制作方法以及量子阱激光器。

背景技术

光通信的半导体激光器一般在InP或者GaAs等IIIV族化合物半导体衬底上制备，为了将更多功能器件比如调制器、模斑转换器、无源波导等和激光器集成，需要在衬底上制备出不同带隙波长的材料，采用的方法包括选择外延生长，对接耦合生长，以及不同带隙波长的材料互相键合等方法。选择外延生长一般是在现在衬底上形成不同形状和大小的掩膜，掩膜覆盖的区域没有外延材料沉积，无掩膜覆盖的区域为正常的外延材料生长区域。典型的掩膜材料为SiO₂，掩膜的形状一般为两条平行的SiO₂长条，长条之间相隔一定的间隙，在间隙区（选择外延生长区）的生长速率高于无掩膜覆盖的平面区域的生长速率，从而在间隙区和平面区形成不同带隙波长的外延材料，通过这种选择外延生长方法，激光器、调制器、光放大器、模斑转换器等可以单片集成，形成光电子集成芯片。

在无掩膜的平面衬底上生长的与衬底匹配的材料，在选择外延生长过程中一般会引入应变，这是因为在选择生长区域生长速率会加快，不同成分的源材料的扩散长度不同，其在选择外延区域生长速率的增大倍数也不同，因而不同材料组分的比例会发生变化，导致应变的产生。由于激光器、调制器等都制作在选择外延生长区域，应变的改变会严重影响激光器的性能，因而需要一种准确测量选择外延生长区域应变的方法，由于选择外延区域的宽度一般是几十微米，传统的方法一般是微区X-ray衍射[Shigeru Kimura ,et al.,Jpn. J. Appl. Phys., Part2,vol.41,No.9A/B, 2002]，通过将X射线光斑缩小到几十微米量级并将光斑准确照射到选择外延生长区域，能够精确测量选择外延区域材料的应变和组分，然后这种方法需要精密而昂贵的X-ray衍射设备，普通的X-ray衍射方法能准确测量应变，但是X射线的光斑过大，远远超过选择外延生长区域的大小，因而普通X-ray测量的是选择外延区和无选择外延区的平均应变和组分，导致测量不准确。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种新型的测量选择外延生长应变的方法，同时提出一种利用该方法的选择外延生长量子阱激光器制作方法以及量子阱激光器。

本发明的目的是采用下述方案实现的：本发明公开了一种选择外延生长应变测量方法，包括如下步骤：

1）在衬底上形成掩膜，在带有掩膜的衬底上选择外延生长材料；

2）将选择外延生长区域以外的所有外延材料去除，将掩膜材料去除，仅仅剩下选择外延生长区域的材料；

3）测量衬底上材料的应变，测量的应变为选择外延区域材料的应变。

进一步地，步骤3）通过X-ray衍射方法测量应变。

通过光刻工艺将选择外延生长区域以外的所有外延材料去除，将掩膜材料去除，仅仅剩下选择外延生长区域的材料。

进一步地，掩膜材料采用SiO₂。

进一步地，在衬底上形成掩膜，包括：