專利名稱：異質(zhì)掩埋激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制作技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種異質(zhì)掩埋(BH)激光器的制 作方法，其是在激光器制造過程中阻止金屬Zn+離子對其有源層即激光發(fā)射區(qū)的侵犯，起 到保護作用。
背景技術(shù)：
隨著光纖通訊技術(shù)的發(fā)展，光電子產(chǎn)業(yè)化的到來，各種類型結(jié)構(gòu)的光電子器件產(chǎn) 品相繼問世，器件品質(zhì)也在逐步提高。作為光纖通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的1. 3/1. 5um激光器， 作為信號傳輸中繼更是不可或缺。器件參數(shù)指標(biāo)在滿足通信系統(tǒng)要求的同時，器件工作的 穩(wěn)定性就尤為重要。目前上述激光器器件的結(jié)構(gòu)大致有兩種，一種為脊形波導(dǎo)型結(jié)構(gòu)，一種為平面掩 埋型結(jié)構(gòu)。脊形波導(dǎo)型結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于工藝較為簡單，但器件特性參數(shù)較平面掩埋型結(jié)構(gòu)器 件稍遜，并且耦合封裝時效率較低。而平面掩埋型結(jié)構(gòu)的各項特性參數(shù)均較為理想，其易于 耦合封裝，效率很高，缺點就是器件老化壽命不穩(wěn)定。所以解決平面掩埋型器件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性是我們必須要考慮的問題。通常人們在材料表面上通過MOCVD生長技術(shù)生長有源層后，通過光刻辦法刻蝕出 微米級有源層條型臺面；用MOCVD在微米級條型臺面周圍先掩埋生長摻Zn的P-InP層再 生長摻銻的N-InP層，形成反向PN結(jié)作為電流限制層；再通過套刻技術(shù)將微米級有源層條 型臺面的N-InP層刻蝕盡；最后，用MOCVD生長2um厚度摻Zn+離子的P-InP電流注入層。 但在微米級條型臺面周圍生長第一層P-InP時，摻雜Zn+離子對微米級臺面兩側(cè)有源層的 (111)面，特別是(Ill)In界面有非常大的侵犯作用，進而影響器件的核心即有源層，成為 影響芯片工作穩(wěn)定性的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種異質(zhì)掩埋(BH)激光器的制作方法，其可阻止金屬Zn+離 子對其有源層的侵犯，對有源區(qū)起到保護作用。本發(fā)明提供一種異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，包括如下步驟步驟1 在襯底上生長有源層，作為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟2 在有源層的表面生長SiO2層，在刻蝕及MOCVD生長過程中起保護作用；步驟3 光刻，在SiO2層表面的兩側(cè)，將SiO2層和有源層刻蝕掉，使中間形成微米 級脊型臺面，光刻后的有源層成為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟4 用MOCVD技術(shù)，在脊型臺面的兩側(cè)依次生長本征InP層、反向P-InP結(jié)電 流限制層和N-InP結(jié)電流限制層，使脊型臺面上形成溝道；步驟5 去掉脊型臺面表面上的SiO2層；步驟6 用MOCVD技術(shù)，在溝道內(nèi)、去掉SiO2層的脊型臺面上及N-InP結(jié)電流限制 層的表面生長P-InP電流注入層，完成器件的制作。
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其中步驟2所述的在有源層表面生長SiO2層是采用PECVD設(shè)備生長，SiO2層的厚 度為 90-110nm。其中步驟3所述刻蝕出的脊型臺面的寬度為1. 5um-2. Oum ；脊型臺而的刻蝕深度 到達襯底內(nèi)，距離為Ium以內(nèi)。其中步驟3光刻中還包括一腐蝕的步驟，其是采用飽和嗅水零度腐蝕15s。其中步驟4所述的本征InP層的厚度為0. 8um_l. Oum ;P_InP層50的厚度為 0. 8um-l. Oum ；N-InP 層 60 的厚度為 0. 8um_l. Oum。其中步驟6中的P-InP電流注入層的厚度為2_3um。


為進一步說明本發(fā)明的技術(shù)特征，結(jié)合以下附圖，對本發(fā)明作一詳細的描述，其 中圖1(a)至圖1(f)為本發(fā)明的流程圖；
具體實施例方式請參閱圖1 (a)至圖1 (f)所示，本發(fā)明提供一種異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，包括 如下步驟步驟1 在襯底10上生長有源層20，用MOCVD技術(shù)生長有源層20作為激光器件的 發(fā)射區(qū)，波長一般為1.3um或1.5um;如圖1(a)所示。步驟2 在有源層20的表面生長SiO2層30，在刻蝕及MOCVD生長過程中起保護作 用；所述的在有源層20表面生長SiO2層30是采用PECVD設(shè)備生長，SiO2層30的厚度為 90-1 IOnm5SiO2的厚度要均勻，不宜過厚。如圖1(b)所示。步驟3 光刻，在SiO2層30表面的兩側(cè)，將SiO2層30和有源層20刻蝕掉，使 中間形成微米級脊型臺面，光刻后的有源層20成為激光器件的發(fā)射區(qū)；采用常規(guī)光刻工 藝曝光制作出光刻膠掩模條型，用HF系列腐蝕液腐蝕SiO2,刻蝕出的脊型臺面的寬度為 1.5Um-2.0Um;將膠膜用丙酮清洗掉；利用反應(yīng)離子(RIE)技術(shù)刻蝕脊型臺面，深度到達襯 底10內(nèi)，距離為Ium以內(nèi)；還包括一腐蝕的步驟，其是采用飽和嗅水零度腐蝕15s，為了減 少刻蝕出對脊型臺面?zhèn)让鎺淼膿p傷。如圖1(c)所示。步驟4 用MOCVD技術(shù)，在脊型臺面的兩側(cè)依次生長本征InP層40、反向P-InP結(jié)電 流限制層50和N-InP結(jié)電流限制層60，使脊型臺面上形成溝道70 ；所述的本征InP 40的厚 度為 0. 8um-l. Oum ；P-InP 層 50 的厚度為 0. 8um_l. Oum ；N-InP 層 60 的厚度為 0. 8um_l. Oum ； 生長N/P-InP層形成的反向擊穿電壓越大越好，電流越小越好，如圖1(d)所示。步驟5 去掉脊型臺面表面上的SiO2層30 ；如圖1 (e)所示。步驟6 用MOCVD技術(shù)，在溝道70內(nèi)、去掉SiO2層30的脊型臺面上及N-InP結(jié)電 流限制層60的表面生長P-InP電流注入層80，該P-InP電流注入層80的厚度為2-3um，使 形成P-InP層通道的電阻越小越好。完成器件的制作。如圖1(f)所示。實施案例以波長1. 5um激光器件結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，利用本發(fā)明一種異質(zhì)掩埋(BH)激光器的制 作方法。選用激光發(fā)射波長1. 5um的InP基作為材料。
1、在襯底10上生長有源層20，用MOCVD技術(shù)生長有源層作為激光器件的發(fā)射區(qū)， 波長為1. 5um。2、生長SiO2層30 用PECVD設(shè)備生長SiO2的厚度約90-110nm。SiO2層30的厚度 要均勻，不宜過厚。3、光刻腐蝕微米級臺面選用S9912正型光刻膠，采用300um周期1. 5um條型光 刻板，用KarlSuss進行曝光，顯影出300um周期1. 5um膠條后，將樣品放入110度烘箱中定 膜，再用HF將曝光出3102腐蝕盡，用丙酮去膠清洗后，就得到了周期300um的條寬1. 5um的 SiO2條型。用反應(yīng)離子(RIE)刻蝕技術(shù)刻蝕深度為Ium的條型臺面，最后用飽和嗅水零度 腐蝕15s即可，目的在于去掉反應(yīng)離子(RIE)刻蝕所帶來的損傷。4,MOCVD先掩埋生長本征InP層40、P_InP層50、N_InP層60電流限制層，在脊型 臺面上形成溝道70。首先用MOCVD生長Ium厚度的本征InP緩沖層，其厚度略高于臺面頂 部；之后生長約Ium厚度的摻Zn的P-InP層；最后生長約Ium厚度的摻雜N-InP層。其N/ P-InP層形成的反向擊穿電壓越大越好，電流越小越好。5、去掉材料表面SiO2層30，一般用HF系列腐蝕液去掉材料表面SiO2。6、MOCVD生長P-InP電流注入層，MOCVD生長2um厚度摻Zn的P-InP層。其形成 的P-InP層通道的電阻越小越好。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，包括如下步驟步驟1在襯底上生長有源層，作為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟2在有源層的表面生長SiO2層，在刻蝕及MOCVD生長過程中起保護作用；步驟3光刻，在SiO2層表面的兩側(cè)，將SiO2層和有源層刻蝕掉，使中間形成微米級脊型臺面，光刻后的有源層成為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟4用MOCVD技術(shù)，在脊型臺面的兩側(cè)依次生長本征InP層、反向P-InP結(jié)電流限制層和N-InP結(jié)電流限制層，使脊型臺面上形成溝道；步驟5去掉脊型臺面表面上的SiO2層；步驟6用MOCVD技術(shù)，在溝道內(nèi)、去掉SiO2層的脊型臺面上及N-InP結(jié)電流限制層的表面生長P-InP電流注入層，完成器件的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，其中步驟2所述的在有源層表 面生長SiO2層是采用PECVD設(shè)備生長，SiO2層的厚度為90-110nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，其中步驟3所述刻蝕出的脊型 臺面的寬度為1. 5um-2. Oum ；脊型臺面的刻蝕深度到達襯底內(nèi)，距離為Ium以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，其中步驟3光刻中還包括一腐 蝕的步驟，其是采用飽和嗅水零度腐蝕15s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，其中步驟4所述的本征InP 層的厚度為0. 8um-l. Oum ；P-InP層50的厚度為0. 8um_l. Oum ；N-InP層60的厚度為 0. 8um-l. Oum0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，其中步驟6中的P-InP電流注 入層的厚度為2-3um。
全文摘要
一種異質(zhì)掩埋激光器的制作方法，包括如下步驟步驟1在襯底上生長有源層，作為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟2在有源層的表面生長SiO2層，在刻蝕及MOCVD生長過程中起保護作用；步驟3光刻，在SiO2層表面的兩側(cè)，將SiO2層和有源層刻蝕掉，使中間形成微米級脊型臺面，光刻后的有源層成為激光器件的發(fā)射區(qū)；步驟4用MOCVD技術(shù)，在脊型臺面的兩側(cè)依次生長本征InP層、反向P-InP結(jié)電流限制層和N-InP結(jié)電流限制層，使脊型臺面上形成溝道；步驟5去掉脊型臺面表面上的SiO2層；步驟6用MOCVD技術(shù)，在溝道內(nèi)、去掉SiO2層的脊型臺面上及N-InP結(jié)電流限制層的表面生長P-InP電流注入層，完成器件的制作。
文檔編號H01S5/323GK101888060SQ20101019614
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者安心, 朱洪亮, 梁松, 潘教青, 王偉, 王圩, 王寶軍, 趙玲娟, 邊靜, 陳娓兮 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所