[发明专利]一种外延结构及其光栅结构制备方法有效
| 申请号： | 201510848139.6 | 申请日： | 2015-11-26 |
| 公开（公告）号： | CN105429003B | 公开（公告）日： | 2019-08-13 |
| 发明（设计）人： | 仇伯仓;胡海 | 申请（专利权）人： | 深圳瑞波光电子有限公司;深圳清华大学研究院 |
| 主分类号： | H01S5/343 | 分类号： | H01S5/343 |
| 代理公司： | 深圳市威世博知识产权代理事务所(普通合伙) 44280 | 代理人： | 李庆波 |
| 地址： | 518055 广东省深圳市南山区西丽*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种外延结构及其光栅结构的制造方法。该外延结构包括衬底以及沿第一方向叠层设置于衬底上的波导层，其中在垂直于第一方向的第二方向上，波导层划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区，其中量子阱混杂增强区和量子阱混杂抑制区在第二方向上的一定区域交替排列，以利用量子阱混杂增强区和量子阱混杂抑制区的折射率在第二方向上周期性变化形成光栅结构。通过上述方式，交替排列的量子阱混杂增强区和量子阱混杂抑制区形成光栅结构，避免采用复杂的二次外延制造工艺，降低制造成本；避免二次外延制造工艺对器件的可靠性及性能的影响；并实现对光栅周期的方便有效的调控。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 外延 结构 及其 光栅 制备 方法 | ||
【主权项】：
1.一种外延结构，其特征在于，所述外延结构包括衬底以及沿第一方向叠层设置于所述衬底上的N型包层、第二限制层、量子阱层、第一限制层、第二P型包层、波导层和第一P型包层，其中在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述波导层划分为量子阱混杂增强区以及量子阱混杂抑制区，其中所述量子阱混杂增强区和量子阱混杂抑制区在所述第二方向上的一定区域交替排列，以利用所述量子阱混杂增强区和量子阱混杂抑制区的折射率在所述第二方向上周期性变化形成光栅结构；其中，在进行量子阱混杂之前整体外延结构已形成，以避免二次外延，所述波导层为由至少两种不同折射率的材料交替形成的超晶格叠层结构，所述超晶格叠层结构经量子阱混杂工艺处理形成所述量子阱混杂抑制区和所述量子阱混杂增强区，其中所述量子阱混杂抑制区内的所述至少两种不同的材料的混杂程度小于所述量子阱混杂增强区内的所述至少两种不同的材料的混杂程度；其中，在所述量子阱混杂增强区中所述波导层的超晶格叠层结构中的两种不同材料被变为组分一致的一种材料；所述第一限制层的折射率与所述第二限制层的折射率相同，且所述第一限制层和第二限制层的折射率介于所述至少两种不同折射率的材料的最高折射率和最低折射率之间，所述第一限制层和第二限制层的折射率为对应层的平均折射率；所述第一限制层和所述第二限制层分别为由单一折射率材料形成的分别限制异质结结构，所述第一限制层和所述第二限制层均由Al0.2Ga0.8As组成，厚度分别为100nm，所述量子阱层由In0.16GaAs组成，厚度为8nm，所述N型包层由Al0.35Ga0.65As组成，厚度为2000nm，所述第一P型包层和所述第二P型包层均由Al0.35Ga0.65As组成，厚度分别为2000nm和100nm；所述波导层由5个周期的Al0.5Ga0.5As/GaAs相间堆叠而成，Al0.5Ga0.5As薄层中的Al向GaAs薄层中迁移，GaAs薄层中的Ga向Al0.5Ga0.5As薄层中迁移，使两种材料在所述量子阱混杂增强区对应的所述波导层中实现混杂。
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- 2018-04-10 - 2019-06-07 - H01S5/343
- 一种基于蓝光InGaN量子阱的绿光发射激光器，涉及绿光发射激光器。从下至上包括铜衬底、下分布布拉格反射镜、p型Cr/Au电极、ITO透明导电层、SiO2电流限制层、GaN基外延层、n型Cr/Au电极和上分布布拉格反射镜；所述GaN基外延层包括P型GaN、N型GaN和蓝光InGaN/GaN量子阱；所述上分布布拉格反射镜和下分布布拉格反射镜高反带需覆盖整个增益谱范围，反射率达到99％及以上，材料组合采用TiO2/SiO2、Ta2O5/SiO2或Ti3O5/SiO2。所述蓝光InGaN/GaN量子阱中，势阱InXGa1‑XN层InN含量x在0.16～0.22之间，势垒为GaN层。
- 超辐射发光二极管或激光器外延结构及其制备方法-201510953170.6
- 高雪;周坤;孙逸;冯美鑫;刘建平;孙钱;张书明;李德尧;张立群;杨辉 - 杭州增益光电科技有限公司
- 2015-12-17 - 2019-05-31 - H01S5/343
- 本发明公开了一种超辐射发光二极管或激光器外延结构及其制备方法。所述外延结构包括从下到上依次设置的Si衬底、AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、GaN波导层、n型AlGaN层、n型或i型InGaN下波导层、有源区、p型或i型InGaN上波导层、p型AlGaN电子阻挡层、p型AlGaN上光学限制层、p型或n型GaN或InGaN接触层。优选的，所述有源区采用i型InGaN/GaN多量子阱或量子点有源区。所述GaN波导层的厚度与所述超辐射发光二极管或激光器的脊形条宽相当。藉由本发明的所述外延结构，注入的载流子可以被有效的限制在很薄的有源区中，其复合产生的光强能够从有源区扩展到第一波导结构中，而因其中的GaN波导层较厚，该波导结构可以显著提高超辐射发光二极管、激光器的光束质量。
- 一种多层限流的垂直腔面发射激光器芯片及激光器-201821678467.1
- 彭钰仁;贾钊;许晏铭;洪来荣;陈为民;陈进顺;翁妹芝;张坤铭;朱鸿根 - 厦门乾照半导体科技有限公司
- 2018-10-16 - 2019-05-21 - H01S5/343
- 本申请实施例提供了一种多层限流的垂直腔面发射激光器芯片及激光器，其中，该垂直腔面发射激光器芯片包括：衬底、依次形成于所述衬底上的N型层、发光层、电流限制层、P型层和P型电极层；所述衬底背面形成有N型电极层；所述电流限制层包括形成于所述发光层上的第一电流限制层和形成于所述第一电流限制层上第二电流限制层；所述第一电流限制层包括第一电流注入区域；所述第二电流限制层包括与所述第一电流注入区域对应的第二电流注入区域，所述第一电流注入区域的横截面积小于所述第二电流注入区域的横截面积；所述P型电极层包括与所述第二电流注入区域对应的出光孔。本申请实施例提高了垂直腔面发射激光器的单模效果。
- 调制掺杂型多周期应变补偿量子阱外延层及其生长方法-201610254589.7
- 吴瑞华 - 武汉华工正源光子技术有限公司
- 2016-04-21 - 2019-05-17 - H01S5/343
- 本发明公开了一种调制掺杂型多周期应变补偿量子阱外延层及其生长方法，本发明将金属有机物化学气相沉积反应室内的气压设置为预定气压，并将反应气体和MO源通入金属有机物化学气相沉积反应室，在预定温度下反应气体和MO源发生反应生成调制掺杂型多周期应变补偿量子阱外延层，其中，反应气体为磷烷以及砷烷；MO源为三甲基铝、三甲基铟、三甲基镓、三乙基镓、P型掺杂源二甲基锌或P型掺杂源二乙基锌。利用本发明的方法生成的调制掺杂型多周期应变补偿量子阱外延层是一种高线性度AlGaInAs量子阱外延，其压应变增大，从而能降低俄歇复合，带间吸收，可以达到改善器件高温特性的作用以及有源区量子阱的外量子效率、内量子效率和转换效率、提高张弛振荡频率。
- 一种半绝缘表面等离子体波导太赫兹量子级联激光器的制作方法-201410458948.1
- 万文坚;曹俊诚 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2014-09-10 - 2019-05-14 - H01S5/343
- 本发明提供一种半绝缘表面等离子体波导太赫兹量子级联激光器的制作方法，至少包括：分子束外延在半绝缘GaAs衬底上依次生长下接触层、多量子阱有源区、上接触层；光刻、金属化和剥离在外延材料上制作上电极金属层；光刻胶覆盖上电极金属层刻蚀有源区形成脊形结构；光刻胶覆盖整个脊形结构刻蚀未覆盖的区域至下接触层；光刻、金属化和剥离在脊波导两侧制作下电极金属层；最后减薄衬底、解理芯片并封装完成。本发明中脊波导的刻蚀分两步进行，两步刻蚀形成两级向下的台阶，下电极金属层覆盖于第二刻蚀台阶及第二刻蚀侧壁实现和下接触层间良好的电学接触。该工艺通过增加一步光刻流程，降低了脊波导制作对刻蚀厚度精度及均匀性的要求，提高了器件工艺的成品率，降低了接触层引入的横向串联电阻。
- 980nm半导体激光器结构及制备方法-201610370735.2
- 郭文涛;谭满清 - 中国科学院半导体研究所
- 2016-05-30 - 2019-04-30 - H01S5/343
- 一种980nm半导体激光器结构，包括：一n‑GaAs衬底；一n‑GaAs缓冲层制作在n‑GaAs衬底上；一n‑AlGaAs无源波导芯层制作在n‑GaAs缓冲层上；一n‑GaAs空间层制作在n‑AlGaAs无源波导芯层上；一InGaAs/GaAs应变量子阱结构制作在n‑GaAs空间层上；一p‑GaAs缓冲层制作在n‑GaAs空间层上；一n‑GaAs电流阻挡层制作在p‑GaAs缓冲层上；一p‑GaAs欧姆接触层制作在InGaAs/GaAs应变量子阱结构上；分为激光器、模斑转换器和无源波导区。本发明可以将有源区产生的光低损耗绝热地耦合进无源波导芯层传输，从而实现将有源器件的不对称的椭圆光斑转换为对称的圆形光斑，可以提高半导体激光器和光纤的耦合效率，提高其偏调容差，降低耦合封装工艺难度。
- 一种绿光激光器外延片及其制备方法-201511001357.2
- 杨静;赵德刚;陈平;朱建军 - 中国科学院半导体研究所
- 2015-12-28 - 2019-04-16 - H01S5/343
- 本发明公开了一种绿光激光器外延片，其从下向上的顺序依次包括：蓝宝石衬底、低温成核层、高温非掺杂GaN层、高温n型GaN层、高温n型AlGaN限制层、非掺杂下波导层、InGaN/GaN多量子阱发光层结构、p型AlGaN电子阻挡层、非掺杂上波导层、p型AlGaN限制层、p型GaN层。本发明通过降低V型缺陷的密度，减少高In组分InGaN量子阱中富In区的密度，提高量子阱的In组分均匀性，从而提高绿光激光器中InGaN/GaN多量子阱的热稳定性，为制备高性能的绿光激光器奠定基础。
- 叠层选区生长制作多波长光子集成发射芯片的方法-201611202129.6
- 邓秋芳;梁松;许俊杰;朱洪亮 - 中国科学院半导体研究所
- 2016-12-22 - 2019-03-22 - H01S5/343
- 一种叠层选区生长制作多波长光子集成发射芯片的方法，包括：在衬底上制作选区介质掩膜条对；并依次生长InP缓冲层、下分别限制层、下层多量子阱层、刻蚀终止层、上层多量子阱层以及上分别限制层；去掉部分上分别限制层和上层多量子阱层；除去部分刻蚀终止层和下层多量子阱层；对接生长无源波导芯层；在上分别限制层上制作分布反馈光栅，并依次外延生长光栅覆盖层、掺杂盖层以及重掺杂接触层，并刻蚀掉部分重掺杂接触层；刻蚀有源波导、无源波导和深波导结构；并生长绝缘介质层；开电极接触窗口；制备金属P电极；并形成隔离沟；在衬底的背面制作另一金属N电极，完成芯片制备。
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