[发明专利]单片集成边耦合半导体激光器及多波长激光器阵列的制备方法

摘要

一种形成边耦合分布反馈（DFB）和重构等效啁啾（REC）等效相移的边耦合半导体激光器及激光器阵列制备方法，边耦合半导体激光器及激光器阵列从下到上结构为：在n型磷化铟衬底材料上外延n型缓冲层、晶格匹配下波导层、多量子阱、光栅材料层、上波导层、欧姆接触层。在外延片表面生长一层二氧化硅和薄金属铬层，用模板光刻技术，将设计好的采样光栅图案转移到薄金属铬层上；将采样光栅图案从光刻胶转移到二氧化硅层并去除残余光刻胶；之后用光刻方式在光刻胶上曝光定义出脊条波导，随后用湿法刻蚀先后去掉未被光刻胶遮盖的铬和二氧化硅，并暴露出脊条波导两侧壁和侧部平面将被大范围刻蚀的半导体表面；形成由三层材料构成的掩膜版。

主权项

一种形成边耦合分布反馈（DFB）和重构等效啁啾（REC）等效相移的边耦合半导体激光器的制备方法，边耦合半导体激光器及激光器阵列从下到上的结构为：在n型磷化铟衬底材料上外延n型缓冲层、晶格匹配的下波导层、多量子阱、光栅材料层、上波导层、欧姆接触层。然后在外延片表面生长一层二氧化硅和一薄金属铬层，用模板光刻技术，将设计好的采样光栅图案转移到薄金属铬层上；之后用光刻胶旋涂和全息曝光的方式在薄金属铬层制作采样光栅图案；并用湿法或干法刻蚀，将采样光栅图案从光刻胶转移到二氧化硅层并去除残余光刻胶：由于金属铬具有对二氧化硅极好的选择性，二氧化硅被铬金属层覆盖的部分不会被刻蚀，从而二氧化硅层形成采样光栅图案；涂上光刻胶，之后用光刻方式在光刻胶上曝光定义出脊条波导，随后用湿法或干法刻蚀先后去掉未被光刻胶遮盖的铬和二氧化硅，并暴露出脊条波导两侧壁和侧部平面将被大范围刻蚀的半导体表面；在不去掉光刻胶的情况下，使用纯氧气干法刻蚀，去掉侧壁光刻胶，之前被光刻胶遮盖的脊条部分二氧化硅光栅图形暴露凸出；此时形成由三层材料构成的掩膜版：有采样光栅图案的光刻胶部分，掩盖脊条中心区域；两侧壁暴露的二氧化硅光栅图案采样部分，作为侧壁光栅的掩膜版；两侧部暴露的铬和二氧化硅非光栅采样部分；此时应用干法刻蚀对半导体材料进行腐蚀。之后去掉两侧部的铬、二氧化硅和光刻胶，形成带有侧壁采样光栅和等效相移的脊条。