[实用新型]一种高性能DFB激光器结构

说明书

一种高性能DFB激光器结构，包括InP基底，在所述InP基底上从下而上依次采用MOCVD沉积的N‑InP缓冲层、N‑AlInAs外延层、N‑AlGaInAs波导层、AlGaInAs MQW、P‑AlGaInAs波导层、P‑AlInAs限制层、P‑InP限制层、光栅层、InGaAsP势垒过度层、InGaAs欧姆接触层；在所述N‑InP缓冲层与所述N‑AlInAs外延层中间插入一层N‑InAlAsP；本方案设计的一种高性能DFB激光器结构，在N‑InP缓冲层与N‑InAlAs外延层中间插入一层N‑InAlAsP，可以获得高制量的MQW，提高激光器的可靠性，同时还能平滑N‑InP缓冲层与N‑InAlAs外延层之间的导带能阶差，减小DFB激光器的电阻，提高DFB激光器的性能。

技术领域

本实用新型属于半导体光电子技术领域，具体涉及一种高性能DFB激光器结构。

背景技术

随着5G商用的日益临近，窄线宽、高边模抑制比和调制速率高的动态单模分布反馈激光器(DFB-LD)成为首选光源。DFB采用折射率周期性变化的光栅调制，具有良好的单纵模特性，边模抑制比可达50dB以上，调制速率可达50Gb/s以上，可以满足5G移动网络高速率/低时延的应用要求。高速光通信用的DFB激光器一般采用InP为生长基底，采用AlGaInAs的量子阱为有源层。传统高速AlGaInAs系DFB激光器直接在InP基底上生长InAlAs材料，As-P切换界面会存在原子非线性混合；例如，残留的P原子会不可避免的并入到块体的InAlAs材料中，造成InAlAs材料的晶格不匹配。

同时，5G移动通信系统应用的DFB激光器工作波长为1200~1600nm，工作温度为-40~90℃，调制速率为10Gb/s~56Gb/s，通过MOCVD设备在InP基底上AlGaInAs系列材料难度较大，原因如下：

（1）InP基底表面可能存在的氧化层，导致MQW材料质量较差；（2）非本征的InP基底中掺杂的杂质会在生长时脱出，影响材料的生长质量；（3）As-P切换界面会存在原子非线性混合；（4）当N-InP与N-InAlAs外延层靠近时，会形成异质带阶，影响载流子的传输，导致DFB激光器寄生电阻增加，影响器件性能。

因此，本方案提出一种DFB激光器结构，在N-InP层与N-InAlAs层中间插入N-InAlAsP外延层，一方面可以获得高制量的MQW，提高激光器的可靠性；另一方面，可以平滑N-InP与N-InAlAs外延层之间的导带能阶差，减小DFB激光器的电阻，提高DFB激光器的性能；从而有效地解决上述技术问题。

实用新型内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种高性能DFB激光器结构。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种高性能DFB激光器结构，包括InP基底，在所述InP基底上从下而上依次采用MOCVD沉积的N-InP缓冲层、N-AlInAs外延层、N-AlGaInAs波导层、AlGaInAs MQW、P-AlGaInAs波导层、P-AlInAs 限制层、P-InP限制层、腐蚀阻挡层、InP联接层、光栅层、InGaAsP势垒过度层、InGaAs欧姆接触层；其特征在于：在所述N-InP缓冲层与所述N-AlInAs外延层中间插入一层N-InAlAsP。

优选的，所述N-InAlAsP材料采用(Al0.48In0.52As)X(InP)(1-X)表示，其中X表示AlInAsP材料中Al0.48In0.52As材料的比例，其值界于0.5-0.99之间。

优选的，所述Al0.48In0.52As材料与InP晶格匹配。

优选的，所述N-InAlAsP材料采用MOCVD生长。

优选的，所述InP基底电导率为2-8x10¹⁸cm^-2。