[发明专利]一种新型结构的热调谐激光器芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种新型结构的热调谐激光器芯片及其制作方法。其中包括衬底和依次生长在衬底之上的多个功能层，具体的：激光器的脊波导位于其出光的轴向上，在脊波导的两侧沟道中分别设置贯穿所有功能层直至联通至衬底的第一隔热凹槽，且脊波导下方的至少一个功能层被挖空形成空洞隔热区域；其中，所述空洞隔热区域是通过在脊柱两侧刻蚀出至少一对第二隔热凹槽之后，腐蚀穿一对第二隔热凹槽之间的至少一个功能层形成；并且，所述空洞隔热区域的两侧与所述第一隔热凹槽相邻。本发明避免了芯片内部的热量散失，提高芯片的隔温效果和芯片的热调谐效率。

技术领域

本发明属于半导体激光器芯片技术领域，更具体地，涉及一种新型结构的热调谐激光器芯片及其制作方法。

背景技术

可调谐半导体激光器作为在一定范围内可连续改变激光输出波长的激光器，是密集波分复用系统及未来的全光网络的关键器件，在未来人们对网络系统传输速度和容量需求越来越高的现状下其优越性将日益突显。可调谐激光器在调谐范围和窄线宽方面独特的优点吸引了众多科研工作者在结构方面的研究，以调整激光腔内温度、电流等参数从而可以使之发射不同的波长。

在可调谐半导体激光器中，主要通过电阻调整光腔内温度，但现有技术中，半导体激光器的隔温效果差，由电阻产生的热量极易传播至外界，从而导致电阻的热量的利用率低，光腔内温度无法达到预期温度，从而影响到芯片的热调谐效率。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型结构的热调谐激光器芯片，其目的在于提高芯片的隔温效果，进而提高芯片的热调谐效率，由此解决现有的可调谐半导体激光器芯片隔温效果差，芯片的热调谐效率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种新型结构的热调谐激光器芯片，包括衬底1和依次生长在衬底1之上的多个功能层2，具体的：

激光器的脊波导位于其出光的轴向上，在脊波导的两侧沟道中分别设置贯穿所有功能层2直至联通至衬底1的第一隔热凹槽3，且脊波导下方的至少一个功能层2被挖空形成空洞隔热区域4；

其中，所述空洞隔热区域4是通过在脊柱两侧刻蚀出至少一对第二隔热凹槽5之后，腐蚀穿一对第二隔热凹槽5之间的至少一个功能层2形成；并且，所述空洞隔热区域4的两侧与所述第一隔热凹槽3相邻。

优选的，所述第二隔热凹槽5为所述脊波导中，位于所述脊柱两侧的沟道的部分区域，在向衬底1方向进一步刻蚀形成；并且，所述第二隔热凹槽5与所述第一隔热凹槽3平行设置，两者之间间隔有多个悬浮与空洞隔热区域4上的功能层。

优选的，在第一隔热凹槽3内壁生长有兼具阻腐与支撑功能的支撑阻腐结构6，所述空洞隔热区域4的两侧与所述第一隔热凹槽3相邻，并且，两者之间隔着所述支撑阻腐结构6。

优选的，所述支撑阻腐结构6由与第一隔热凹槽3相邻的一层作为最外层到内层依次包括第一层溅射金属Ti和Pt，第二层通过CVD的方式沉积氧化膜。

优选的，在包含多对所述第二隔热凹槽5时，其中，每一对第二隔热凹槽5沿着激光器轴向延伸方向与相邻一对第二隔热凹槽5的间隔距离正好与一个光栅区域长度一致，则多对第二隔热凹槽5构成的多个间隔距离形成于周期性光栅区域相一致的周期结构；其中，所述每一对第二隔热凹槽5沿着激光器轴向延伸方向与相邻一对第二隔热凹槽5的间隔距离中保留有相应在第二隔热凹槽腐蚀掉的各功能层。

优选的，所述依次生长在衬底1之上的多个功能层2包括下包层21、架空层22、下腐蚀停止层23、下牺牲层24、上腐蚀停止层25、上牺牲层26、有源层27和波导层28中的至少一层。

优选的，还包括电阻7、电极8两部分，每个电阻7均在介电层上方溅射形成在激光器的脊波导上，每个电阻7均连接一组电极。