[发明专利]光栅激光器及制备方法

权利要求书

1.一种光栅激光器，包括：

InP衬底；

InP缓冲层，形成于所述InP衬底的一侧；

下限制层，形成于所述InP缓冲层上；

多量子阱层，形成于所述下限制层上；

上限制层，形成于所述多量子阱层上；

InP间隔层，形成于所述上限制层上；

刻蚀停止层，形成于所述InP间隔层上；

三个间隔设置的腐蚀层，每个所述腐蚀层包括：

InP层，形成于所述刻蚀停止层上；

InGaAs层，形成于所述InP层上；

其中，三个所述腐蚀层沿着预设方向延伸，相邻的两个所述腐蚀层与两个所述腐蚀层之间的所述刻蚀停止层形成矩形槽结构；

氧化硅钝化牺牲层，形成于所述矩形槽结构的侧壁和底部；

多个光栅填充层，多个所述光栅填充层沿着所述预设方向依次排布在所述矩形槽结构中，多个所述光栅填充层形成布拉格光栅结构；

其中，所述多量子阱层中的电子和空穴复合，产生激光，多个所述光栅填充层适用于对所述激光的波长进行选择，中间的所述腐蚀层为脊波导，适用于对所述激光的模式进行限制。

2.如权利要求1所述的光栅激光器，还包括：

远场衰减层，形成于所述InP缓冲层和所述下限制层之间，适用于使所述激光的光斑集中；

所述远场衰减层的材料为InGaAsP。

3.如权利要求1所述的光栅激光器，还包括：

稀释波导层，形成于所述InP缓冲层和所述下限制层之间，所述稀释波导层交替形成的InGaAsP层和InP层，所述稀释波导层适用于减小所述激光的发散角，使得所述激光的光斑集中。

4.如权利要求1所述的光栅激光器，还包括：

第一电极层，形成于所述InP衬底的另一侧；

第二电极层，形成于所述矩形槽结构和所述光栅填充层上。

5.如权利要求1所述的光栅激光器，其中，所述光栅填充层的厚度为200nm～2um。

6.如权利要求1所述的光栅激光器，其中，所述光栅填充层选自多晶硅、聚酰亚胺、氮化硅或苯并环丁烯中的一种。

7.一种光栅激光器的制备方法，用于制备权利要求1-6任一项所述的光栅激光器，包括，

在衬底的一侧外延生长InP缓冲层、下限制层、多量子阱层、上限制层、InP间隔层、刻蚀停止层、叠层，所述叠层包括InP包层、InGaAs盖层；

利用湿法腐蚀对所述叠层进行腐蚀，得到三个间隔设置的腐蚀层；相邻的两个所述腐蚀层与两个所述腐蚀层之间的所述刻蚀停止层形成矩形槽结构；

利用等离子体增强化学气相沉积法在所述矩形槽结构上生长氧化硅牺牲层；

在所述矩形槽结构中旋涂光栅填充材料；

制作布拉格光栅曝光图形，并将所述布拉格光栅曝光图形移至所述旋涂光栅填充材料上；

根据所述布拉格光栅曝光图形对所述矩形槽结构中的所述光栅填充材料进行刻蚀，得到多个所述光栅填充层，多个所述光栅填充材料形成布拉格光栅结构；

利用光刻法，去除中间所述腐蚀层上的氧化硅牺牲钝化层。

8.如权利要求7所述的方法，其中，对所述矩形槽结构中的所述光栅填充材料进行刻蚀包括：

利用电感耦合等离子体干法刻蚀法对所述矩形槽结构中的所述光栅填充材料进行刻蚀。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述制作布拉格光栅曝光图形包括：

利用电子束曝光法制作所述布拉格光栅曝光图形。

10.如权利要求7所述的方法，还包括：

利用磁控溅射法，制备电极金属层；

根据所述矩形槽结构和多个所述光栅填充层在所述电极金属层上制作电极图案，将所述电极图案移至所述矩形槽结构和多个所述光栅填充层制作电极图案上，得到所述第一电极层；

对所述InP衬底进行减薄，在减薄后的所述InP衬底的另一侧生长第二电极层。