[发明专利]半导体激光器及其制备方法

说明书

一种半导体激光器及其制备方法，其中，半导体激光器包括自下而上依次生长的N电极、N型衬底、N型下限制层、N型下波导层、有源区、P型上波导层、P型上限制层和P电极；其中，所述N型衬底包括预留空间。

技术领域

本发明涉及光通信、光电子集成、高速半导体激光器等领域，具体涉及一种基于衬底掏空技术的半导体激光器及其制备方法。

背景技术

随着移动互联网、云计算、大数据的日渐繁荣，5G通信等新兴应用不断涌现，高速数据传输需求日益强烈。在骨干网和下一代数据中心中，由于电子芯片遇到速率瓶颈，而光电子芯片因其低功耗、高带宽特性成为了发展的重点。针对现有高速光通信的需求，直接调制激光器由于其低成本易加工的特性被广泛应用于光通信当中。但是直接调制激光器带宽一直是限制其速率的瓶颈，带宽的增加将直接提高通信的速率，因此研究高速直调激光器对于光通信行业至关重要。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现高速直调激光器大多专注于电极优化和有源区优化和结构设计，其带宽的提升大部分取决于半导体材料的生长和后期电极的匹配，其带宽提升已经进入“瓶颈”。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种基于衬底掏空技术的半导体激光器及其制备方法，以部分解决直接调制激光器带宽难以提升的问题。

根据本公开的一个实施例，提供了一种半导体激光器，包括自下而上依次生长的N电极、N型衬底、N型下限制层、N型下波导层、有源区、P型上波导层、P型上限制层和P电极；其中，上述N型衬底包括预留空间。

根据本公开的实施例，上述预留空间设置于上述有源区的正下方。

根据本公开的实施例，上述预留空间中填充有电阻率低于衬底的电阻率的材料。

根据本公开的实施例，上述预留空间的形状包括长方形和其他多边形其中至少之一。

根据本公开的实施例，上述预留空间中填充的材料包括硅脂。

根据本公开的实施例，上述半导体激光器包括条形半导体激光器、脊型半导体激光器和掩埋异质结构型半导体激光器。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种半导体激光器的制备方法，包括：制备包括预留空间的衬底；基于所述包括预留空间的衬底制备所述半导体激光器。

根据本公开的实施例，制备包括预留空间的衬底包括：制备具有预定义形状的掩膜版；基于所述掩膜版，利用光刻技术对衬底进行刻蚀，得到所述包括预留空间的衬底。

根据本公开的实施例，制备包括预留空间的衬底包括：利用等离子刻蚀技术对衬底进行刻蚀，得到所述包括预留空间的衬底。

根据本公开的实施例，基于所述包括预留空间的衬底制备所述半导体激光器包括：基于所述包括预留空间的衬底，生长N电极、N型下限制层、N型下波导层、有源区、P型上波导层、P型上限制层和P电极，得到所述半导体激光器。

从上述技术方案可以看出，本公开的实施例至少具有以下有益效果：

通过衬底掏空技术，在有源区下方的衬底层设置预留空间，从而降低寄生电容，减少高频损失，达到提升直接调制半导体激光器的带宽的效果。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示意性示出了基于衬底掏空技术的半导体激光器的结构示意图。

图2示意性示出了衬底预留空间示意图。

附图标记说明：