[发明专利]一种高速DFB激光器芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及一种高速DFB激光器芯片及其制作方法，其包括以下步骤：在衬底上依次生长缓冲层、下限制层、量子阱、上限制层、第一过渡层、腐蚀停止层、第二过渡层、光栅层、P‑InP包层，经过光栅制作后，再二次外延生长P‑InP波导层、欧姆接触层，随后完成脊波导制作、脊条上注电窗口接触条制作，在接触条上制作条形电极，脊波导两侧制作BCB图形，凹槽内的BCB厚度经过刻蚀后与脊波导高度一致，在BCB图形上制作圆形电极，连接条形电极。本发明不仅有效降低激光器各种寄生电容，满足高速调制应用，能降低现有BCB刻蚀工艺过程中对脊波导的离子轰击损伤，以及芯片后期封装过程中对脊波导的压损风险，提高封装成品率，同时避免腔面光子热量聚集造成腔面损伤。

技术领域

本发明属于高速光通信芯片的技术领域，具体涉及一种高速DFB激光器芯片及其制作方法。

背景技术

随着信息技术的不断进步，人们对光通信带宽的要求也越来越高，目前可以通过引入BCB工艺减小RC参数f_c=(1/2πRC)，进而有效降低激光器各种寄生电容，满足高速调制应用。

现有技术中，对于RWG(ridge waveguide)结构的BCB制作，通常是用BCB将脊波导两侧沟槽全部填，然后利用离子刻蚀，平面化BCB和脊波导高度，最后进行窗口注电窗口制作，这种BCB图案结构容易造成激光器芯片工作过程中的热量聚集，增加光子能量损耗降低光增益，从而降低芯片寿命，而且在离子刻蚀过程中还会对脊波导表面造成离子损伤，降低芯片可靠性。因此，虽然采用RWG结构的BCB制作方法提升了激光器调制速率，但是良率并不高，而且也达不到工温的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种高速DFB激光器芯片及其制作方法，用于提高激光器芯片带宽容量的同时，不影响本激光器在应用过程中的散热特性，而且脊波导边侧平面化的BCB能降低芯片后期封装过程中的受损风险，同时腔面两侧的非BCB区域能避免腔面光子热量聚集造成腔面损伤。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种高速DFB激光器芯片，包括激光器结构，所示激光器结构生长在衬底上，所示激光器结构的上表面设有脊波导以及位于脊波导两侧的凹槽，所述脊波导顶层上设有第一电极，所述脊波导两侧设置BCB图形，位于凹槽内的BCB厚度与脊波导高度一致，在BCB图形上设置有第二电极，第二电极与脊波导顶层上的第一电极连接。

进一步地，所述脊波导两侧设置的BCB图形包括位于凹槽内的第一BCB覆盖区域以及位于凹槽外的第二BCB覆盖区域，第二BCB覆盖区域位于激光器结构的凹槽两侧的台面上，第二BCB覆盖区域上设置第二电极。

进一步地，BCB图形沿激光器腔长方向的尺寸小于激光器腔长，激光器结构的上表面靠近出光端面、背光端面的两侧均留有BCB未覆盖的区域。

进一步地，所述脊波导底部两侧分别设有金属覆盖层，与脊波导顶层上的金属覆盖层共同形成第一电极，所述第一电极沿脊波导的长度方向延伸，形成条形电极。脊波导底部两侧的金属覆盖层设置在凹槽底壁上，与脊波导侧壁相连即放宽第一电极的宽度。

本发明可以仅仅在脊波导顶层上做条形电极，也可以适当把条形电极的宽度放宽，在脊波导底部两侧也设置金属覆盖层。

进一步地，所述凹槽的横截面为上窄下宽的梯形；所述脊波导的横截面为上宽下窄的梯形。本发明的RWG结构脊波导形貌是一个倒台形貌，可以减小阈值提高带宽。