[发明专利]一种量子级联激光器的制造方法

权利要求书

1.一种量子级联激光器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

形成脊形外延区，所述脊形外延区包括自衬底层上依次形成的缓冲层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层；所述脊形外延区具有倾斜侧面，所述倾斜侧面自所述衬底层起依次包括所述缓冲层的侧面、所述下波导层的侧面、所述有源层的侧面、所述上波导层的侧面和所述上限制层的侧面；

对所述脊形外延区的倾斜侧面进行脱氧处理；

其中所述脱氧处理的步骤包括：

使用处理液去除所述倾斜侧面表面的氧化层；

在保护气体的气氛下预加热所述脊形外延区至第一温度，所述第一温度低于所述有源层的材料发生热分解的温度；

单独预加热处理气体至第二温度，所述第二温度大于第一温度；

向处于第一温度的所述脊形外延区通入处于所述第二温度的所述处理气体，并维持所述脊形外延区的温度持续一反应时间。

2.根据权利要求1所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

形成所述衬底层的材料包括InP；形成所述缓冲层的材料包括InP；形成所述下波导层的材料包括InGaAs；形成所述上波导层的材料包括InGaAs；形成所述上限制层的材料包括InP；

所述有源层由不同组分厚度的多层InGaAs和InAlAs交替层叠形成。

3.根据权利要求2所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述处理气体包括H₂和PH₃的混合气体。

4.根据权利要求3所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述处理气体还包括AsH₃。

5.根据权利要求3所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述第一温度为430℃～470℃，所述第二温度为580℃～620℃；

所述脱氧处理的所述反应时间为10min～30min。

6.根据权利要求2所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：

形成沟槽半导体层：在所述脱氧处理的步骤之后，在所述脊形外延区两侧的沟槽区中填充半导体材料，形成覆盖所述脊形外延区的侧部的沟槽半导体层，所述沟槽半导体层完全填充所述沟槽区；

其中，所述形成沟槽半导体层的步骤包括：

形成第一沟槽半导体层，在所述脊形外延区的侧部表面形成第一沟槽半导体层；

形成第二沟槽半导体层，在所述第一沟槽半导体层背向所述脊形外延区一侧表面和背向衬底层一侧表面形成第二沟槽半导体层，所述第二沟槽半导体层完全填充所述沟槽区。

7.根据权利要求6所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述形成第一沟槽半导体层的步骤中的温度小于所述形成第二沟槽半导体层的步骤中的温度。

8.根据权利要求6所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述形成第一沟槽半导体层的厚度为所述第二沟槽半导体层的厚度的1/10000～1/500。

9.根据权利要求6所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

形成所述第一沟槽半导体层的步骤中，反应温度为450℃～520℃；

形成所述第二沟槽半导体层的步骤中，反应温度为550℃～620℃。

10.根据权利要求6所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

所述第一沟槽半导体层的厚度为1nm～10nm；

所述第二沟槽半导体层的厚度为5μm～10μm。

11.根据权利要求6所述的量子级联激光器的制造方法，其特征在于，

形成所述沟槽半导体层的材料包括掺杂Fe的InP；

形成所述第一沟槽半导体层的步骤包括：

以H₂为载气，通入第一源物质组进行外延生长，所述第一源物质组包括叔丁基磷、三甲基铟、磷烷、二茂铁；

形成所述第二沟槽半导体层的步骤包括：

以H₂为载气，通入第二源物质组进行外延生长，所述第二源物质组包括三甲基铟、磷烷、二茂铁。