[发明专利]一种用于激光器的三角形光栅的制备方法

说明书

本申请涉及一种用于激光器的三角形光栅的制备方法，所述方法包括以下步骤：a)使用溴腐蚀液对覆盖有具有光栅图案的SiO₂层的第二外延层进行腐蚀，使所述第二外延层形成深腐蚀三角形光栅轮廓；b)除去所述SiO₂层；和c)在形成有深腐蚀三角形光栅轮廓的第二外延层上进一步形成第三外延层，其中，所述第二外延层层叠在第一外延层上，所述第一、第二和第三外延层分别由III‑V族半导体材料形成，且其中，所述溴腐蚀液为含有0.15～0.20mol/L HNO₃、0.05～0.15mol/L HBr和0.001～0.003mol/L Br₂。通过本发明的溴腐蚀液的组成及配比、光栅占空比，能够制备形貌良好的三角形光栅。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其是一种基于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的深腐蚀三角形光栅的制作方法。

背景技术

普通分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB激光器)、分布式布拉格反射激光器(distributed Bragg reflector，DBR激光器)的窄线宽光源的获得与反射率R有关，且R＝tanh²(κL)，к为光栅耦合系数、L为光栅长度；耦合系数影响因素有：光栅层折射率、光栅区结构深度、光栅覆盖层折射率。

由于三角形光栅较梯形光栅或正弦型光栅深度更深耦合系数更大且可减少谐波得到更优化的光谱。

因此，本领域有获得形貌良好的三角形光栅的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种湿法工艺三角形光栅的制备方法，根据本发明的方法制备的三角形光栅形貌良好且较常规全息曝光湿法腐蚀得到的梯形光栅或正弦型光栅深度更深、耦合系数更大且可减少谐波得到更优化的光谱。

为达到上述目的，本发明按技术方案进行：

本发明提供了一种用于激光器的三角形光栅的制备方法，所述方法包括以下步骤：

a)使用溴腐蚀液对覆盖有具有光栅图案的SiO₂层的第二外延层进行腐蚀，使所述第二外延层形成深腐蚀三角形光栅轮廓；

b)除去所述SiO₂层；和

c)在形成有深腐蚀三角形光栅轮廓的第二外延层上进一步形成第三外延层，

其中，所述第二外延层层叠在第一外延层上，所述第一、第二和第三外延层分别由III-V族半导体材料形成，且

所述溴腐蚀液为含有0.18～0.185mol/L HNO₃、0.1～0.11mol/L HBr和0.002～0.0025mol/L Br₂。

根据一个实施方式，所述III-V族半导体材料选自InP、InGaAs或InGaAsP；优选地，所述第一外延层由InP形成；所述第二外延层由InGaAsP形成；和所述第三外延层由InP形成。

根据一个实施方式，所述步骤a)中所述光栅图形具有的占空比为60％～90％，优选为60％～80％。

根据一个实施方式，其中，所述光栅的周期值Λ为180nm～260nm。

根据一个实施方式，其中，所述SiO₂的厚度为30nm～100nm，优选为45nm～55nm。

根据一个实施方式，其中，所述步骤a)的腐蚀时间为60s～120s。

根据一个实施方式，其中，所述具有深腐蚀三角形光栅轮廓的第二外延层由以下步骤制备：

1)在所述第二外延层的表面生长SiO₂层作为掩蔽层；