[其他]具有倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)的銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85104180
• 申請(qǐng)日: 1985-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85104180A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳倜榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都電訊工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/18
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/18
• 代理公司: 成都電訊工程學(xué)院專(zhuān)利代理室
• 代理人: 馬新民

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電子學(xué)與集成光學(xué)領(lǐng)域，它特別適用于使用質(zhì)量輸運(yùn)技術(shù)的半導(dǎo)體激光器。

我們知道，從一九八二年發(fā)展起來(lái)的半導(dǎo)體材料銦磷中的質(zhì)量輸運(yùn)技術(shù)已成為一種制作以銦磷為基礎(chǔ)的隱埋雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器，發(fā)光管、探測(cè)器以及有關(guān)的光電子學(xué)器件、集成光學(xué)功能元件的很有前途的工藝技術(shù)。特別是將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在半導(dǎo)體激光器的制作中，可以無(wú)須兩次外延而形成完全隱埋雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且由于它在有源區(qū)控制上的靈活性，易于作到低閾值單橫模運(yùn)轉(zhuǎn)，因而此種激光器的制作工藝簡(jiǎn)單并且器件性能好、可靠，成品率高。目前已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的閾值最低（5.5mA）的InGaAsP/InP激光器就是用此種工藝制作的。

現(xiàn)有的在導(dǎo)電襯底上制作的InGaAsP/InP質(zhì)量輸運(yùn)激光器的典型結(jié)構(gòu)是，在n型InP襯底上依次生長(zhǎng)n型InP限制層、InGaAsP有源層及P型InP限制層，并通過(guò)光刻及腐蝕技術(shù)形成上窄下寬的正臺(tái)面條形結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)對(duì)有源層進(jìn)行選擇鉆蝕并進(jìn)行質(zhì)量輸運(yùn)，做成圖6所示的結(jié)構(gòu)，最后作成隱埋條形激光器。但是，這種正臺(tái)面結(jié)構(gòu)，頂部通常只有幾個(gè)微米寬（典型值約為5μm）。因?yàn)闉榱俗鞒傻烷撝灯骷性磪^(qū)必須很窄，這就遇到了在很窄的InP臺(tái)面頂部制作良好的歐姆接觸這一問(wèn)題。這不但要增加工藝制作上的困難，而且接觸電阻也不可能很低。從而影響了器件的性能，成品率及穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的，在于提供一種新結(jié)構(gòu)的銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器。具有這種結(jié)構(gòu)的激光器，在保持有源區(qū)很窄的前提下（如2μm），可以在較寬的臺(tái)面頂部制作電極，并且可以作成良好的歐姆接觸，提高器件的性能及成品率。

按照本發(fā)明的目的，所提供的是一種具有倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)的銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器，這種結(jié)構(gòu)是在外延片上淀積Si₃O₄或其它適當(dāng)?shù)难谀樱霉饪萄?11方向形成條形，其條形頂部寬度為3～15μm，條形兩側(cè)溝槽寬度各為1～15μm，通過(guò)選擇性腐蝕方法，形成其底部寬為1～12μm的一種上寬下窄倒臺(tái)面結(jié)構(gòu)。由于在條形兩側(cè)僅開(kāi)出1～15μm的溝槽，外延層的其余部分在選擇腐蝕后仍然保留下來(lái)，從而對(duì)中央條形起著支承和保護(hù)作用。選擇性腐蝕可以終止在有源區(qū)或略為深入到有源區(qū)下面的限制層中，在對(duì)有源層進(jìn)行選擇性鉆蝕并使有源層寬度達(dá)到要求值（0.5～3μm）后進(jìn)行清潔處理并實(shí)現(xiàn)質(zhì)量輸運(yùn)，從而做成完全隱埋雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)。其后再在整個(gè)表面重新淀積SiO₂或其它適當(dāng)掩模層，利用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行光刻并制作歐姆接觸，最后封裝管芯，做成激光器。

按照本發(fā)明的目的，所提供的具有倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)的銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器有兩種不同類(lèi)型。

本發(fā)明所提供的一種類(lèi)型是具有三層外延層的倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器。其中一種是在n型InP導(dǎo)電襯底上依次生長(zhǎng)n型InP限制層、非故意摻雜InGaAsP有源層、及P型InP限制層共三層外延層;另一種是在P型InP導(dǎo)電襯底上依次生長(zhǎng)P型限制層、非故意摻雜InGaAsP有源層及n型InP限制層。然后再形成上述的上寬下窄的倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的另外一種類(lèi)型是具有四層的倒臺(tái)面支承結(jié)構(gòu)銦鎵砷磷/銦磷隱埋條形質(zhì)量輸運(yùn)激光器。它與前一種類(lèi)型的差別在于它在三層上又生長(zhǎng)了一層其厚度一般可以比有源層厚、相應(yīng)的輻射波長(zhǎng)比有源層短的接觸頂層。這種類(lèi)型包括了三種不同的形式，其一是在n型InP導(dǎo)電襯底上依次生長(zhǎng)n型InP限制層、非故意摻雜InGaAsP有源層、P型InP限制層及P型重?fù)诫sInGaAsP接觸頂層;其二與其一不同的是接觸頂層為n型重?fù)诫sInGaAsP接觸頂層;其三是在P型InP導(dǎo)電襯底上依次生長(zhǎng)P型InP限制層、非故意摻雜InGaAsP有源層n型InP限制層及n型重?fù)诫sInGaAsP接觸頂層。

為了提高激光器的特征溫度To，改善其熱穩(wěn)定性，對(duì)前述以n型InP為導(dǎo)電襯底的質(zhì)量輸運(yùn)激光器，在完成質(zhì)量輸運(yùn)，并去除條形頂部的Si₃N₄或其它適當(dāng)掩模層，以后可以對(duì)整個(gè)基片進(jìn)行一次P型擴(kuò)散操作（鋅擴(kuò)散或鎘擴(kuò)散），擴(kuò)散的深度以不接觸有源層為限。在對(duì)n型InP導(dǎo)電襯底上生長(zhǎng)有重?fù)诫sn型InGaAsP接觸頂層的四層結(jié)構(gòu)，上述P擴(kuò)散是必須的。P擴(kuò)散也可以在淀積SiO₂掩模層或其它適當(dāng)掩模層并在臺(tái)面頂部進(jìn)行光刻開(kāi)槽以后，蒸鍍電極以前進(jìn)行。