[发明专利]一种高速激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种高速激光器，其特征在于，包括衬底以及位于衬底上方的有源层，有源层包括下限制层、量子阱层和上限制层；有源层两侧分别为P型InP层和N型InP层，共同形成横向p-i-n结；P型InP层上方为P型InGaAs层，P型InGaAs层上方为P型电极层，N型InP层上方为N型电极层，横向注入电流；

有源层上方为光栅层，表面光栅周期设计为激射波长与增益谱峰值波长具有负的失谐，失谐量为10-20nm。

2.根据权利要求1所述的高速激光器，其特征在于，横向p-i-n结两侧为本征InP层，光栅层以及两侧的本征InP层上方均为氧化层。

3.根据权利要求2所述的高速激光器，其特征在于，氧化层为SiO₂层。

4.根据权利要求1所述的高速激光器，其特征在于，衬底为半绝缘InP衬底，量子阱层为AlGaInAs多量子阱层。

5.根据权利要求1所述的高速激光器，其特征在于，表面光栅为InP基光栅或硅基光栅。

6.一种高速激光器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上选择区域外延生长不掺杂的有源层，有源层包括下限制层、量子阱层以及上限制层；

二次外延生长不掺杂的InP层于有源层的两侧及上方，并分别通过Zn热扩散和Si离子注入，在有源区的两侧形成P-InP和N-InP区域，形成横向p-i-n结；

在P-InP上方选择区域生长重掺杂的P-InGaAs层；

在有源层上方的InP层制作表面光栅，表面光栅周期设计为激射波长与增益谱峰值波长具有负的失谐，失谐量为10-20nm；

在P-InGaAs层和N-InP层上方分别蒸镀P型电极和N型电极。

7.根据权利要求6所述的高速激光器，其特征在于，Zn热扩散和Si离子注入的掺杂浓度为5e17-1e18cm^-3，P-InGaAs的掺杂浓度为2e19cm^-3。

8.根据权利要求6所述的高速激光器，其特征在于，通过电子束曝光EBL在有源层上方的InP层形成表面光栅后，采用PECVD沉积一层SiO₂作为钝化膜。

9.一种高速激光器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上选择区域外延生长不掺杂的有源层，有源层包括下限制层、量子阱层以及上限制层；

二次外延在有源区的两侧生长N-InP；

通过光刻刻蚀工艺去除有源区某一侧的N-InP，第三次外延在有源区此侧生长P-InP，形成横向p-i-n结；

在P-InP上方选择区域生长重掺杂的P-InGaAs层；

在有源层上方制作表面光栅，表面光栅周期设计为激射波长与增益谱峰值波长具有负的失谐，失谐量为10-20nm；

在P-InGaAs层和N-InP层上方分别制作P型电极和N型电极。

10.根据权利要求9所述的高速激光器，其特征在于，采用ALD在光栅上沉积一层SiO₂作为钝化膜。