[发明专利]有源反馈分布式反馈激光器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种有源反馈DFB的制作方法，包括：在衬底上形成两个掩膜条、位于两个掩膜条中间的生长窗口，每个掩膜条包括有源区掩膜和反馈区掩膜，有源区掩膜的宽度大于反馈区掩膜的宽度；在生长窗口上依次形成缓冲层、有源层、光栅层、光栅覆盖层；由光栅层形成横向延伸的均匀光栅；在光栅覆盖层上依次形成包层、电接触层；由包层形成纵向延伸的倒台型脊波导、以及位于倒台型脊波导两侧的沟槽；在倒台型脊波导上形成电隔离区；在电接触层上形成电隔离层，在电隔离层、倒台型脊波导和沟槽上形成BCB覆层；刻蚀BCB覆层，使BCB覆层仅存在于方形掩膜，和倒台型脊波导两侧的沟槽内；在方形掩膜上制备Pad电极。本发明还提供一种利用上述方法制作的DFB激光器。

技术领域

本发明涉及一种分布式反馈激光器，特别涉及一种有源反馈分布式反馈激光器及其制作方法。

背景技术

随着现代信息技术快速发展，对于光纤通信技术提出了更高的要求，具体表现为通信容量的需求越来越大，这使得以半导体激光器为代表的半导体光电子器件得到了越来越多的关注，其中，高速直接调制的半导体激光器因其具有体积小、功率高、成本低等优势成为研究热点。为了提高直接调制激光器的调制带宽，主要有两种途径：一是通过优化外延材料，包括量子阱垒的数量厚度、限制层的掺杂、增益波长的选择等；二是采用多段式结构，通过集成无源反馈区，引入光谐振效应提高调制带宽，还可以制备DBR(分布反射器)激光器利用光栅反射镜的DL(失谐负载)效应提高调制带宽。

通过优化外延材料来提高调制带宽的效果有限，目前普遍采用多段式结构来提高器件的调制带宽，但采用多段式结构都需要在激光器的一端通过对接生长无源反馈区，这导致器件的工艺复杂度与不稳定性提高。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述或者其他方面的至少一种技术问题，本发明提出了一种有源反馈分布式反馈激光器(DFB)及其制作方法，以实现有源反馈分布式反馈激光器的高频特性，并能实现减少反馈区吸收光损耗。

本发明提供一种有源反馈分布式反馈激光器的制作方法，包括：

在衬底上形成掩膜层；

对掩膜层执行图形化工艺，以形成两个掩膜条、位于两个掩膜条中间的生长窗口，每个掩膜条包括有源区掩膜和反馈区掩膜，有源区掩膜的宽度大于反馈区掩膜的宽度；

在生长窗口上依次形成缓冲层、有源层、光栅层、光栅覆盖层；

对光栅层和光栅覆盖层进行刻蚀，以由光栅层形成横向延伸的均匀光栅；

在光栅覆盖层上依次形成包层、电接触层；

由包层形成纵向延伸的倒台型脊波导、以及位于倒台型脊波导两侧的沟槽；

在倒台型脊波导上形成电隔离区；

在电接触层上形成电隔离层，在电隔离层、倒台型脊波导和沟槽上形成BCB覆层；

刻蚀BCB覆层，使BCB覆层仅存在于方形掩膜区域内，和倒台型脊波导两侧的沟槽内；以及

在方形掩膜区域上制备Pad电极。

本发明还提供一种利用上述的方法制作得到的有源反馈分布式反馈激光器，包括：衬底；依次形成在生长窗口上的缓冲层、有源层、光栅层、光栅覆盖层，有源层包括有源区和反馈区，有源区材料的带隙宽度小于反馈区材料的带隙宽度，光栅层包括横向延伸的均匀光栅；依次形成在光栅覆盖层上的包层、电接触层；由包层形成的纵向延伸的倒台型脊波导，倒台型脊波导两侧具有沟槽；形成在倒台型脊波导上的电隔离区；形成在电接触层上的电隔离层，形成在电隔离层的方形掩膜区域内、倒台型脊波导两侧的沟槽上的BCB覆层；以及形成在方形掩膜区域上的Pad电极。

根据本发明的实施例提供的有源反馈分布式反馈激光器，利用选区生长技术在同一有源层上形成有源区和反馈区，无需在激光器的一端对接生长无源反馈区，简化了激光器器件的制备工艺。