本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片及其制備方法、光模塊。

背景技術(shù)：

光收發(fā)一體模塊，簡稱光模塊，是光纖通信中的一種標準模塊。一個標準光模塊通常包括光發(fā)射器、光接收器、微處理器和激光驅(qū)動器等器件。其中，激光器是光發(fā)射器中的關(guān)鍵部件。由于光纖傳輸具有低損耗、低色散的需求，因此波長為1.3～1.5微米的磷化銦基半導(dǎo)體激光器成為應(yīng)用于光模塊中的主流產(chǎn)品。其中，分布反饋激光器(distributedfeedbackbrag，dfb)因為單縱模特性好、傳輸距離更遠的優(yōu)勢，其應(yīng)用更為廣泛。

在1972年貝爾實驗室提出分布反饋光柵的概念時，把dbf激光器中的光柵分為兩種類型，即增益耦合型光柵和折射率型耦合光柵。由于增益耦合性光柵需要直接刻蝕有源區(qū)，會引入各種缺陷影響器件的可靠性和穩(wěn)定性，因此，目前多在激光器中設(shè)計折射率型耦合光柵。在具有折射率型耦合光柵的dbf激光器中，為了提升光柵性能，通常會設(shè)計各種復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)，如多相移光柵、周期性調(diào)制光柵等，而上述復(fù)雜光柵制作工藝繁瑣、制作成本高，不適于大規(guī)模生產(chǎn)，因此，當前大多仍采用均勻光柵結(jié)構(gòu)。圖1是一種典型的均勻光柵dfb半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該dfb半導(dǎo)體激光器中包括沿其脊條方向排布的內(nèi)建式均勻光柵10，利用該光柵來構(gòu)成諧振腔，選擇工作波長，可以實現(xiàn)動態(tài)單縱模工作，獲得穩(wěn)定的單一波長的激光。相關(guān)技術(shù)中，上述均勻光柵通常采用全息干涉技術(shù)制作，具體的，把激光器發(fā)出的光分成兩束光波，使之在晶圓上形成干涉，通過調(diào)整入射光角度，以調(diào)整光柵的周期。在晶圓上完成其它的芯片制備工藝后，利用芯片切割技術(shù)將晶圓上的芯片分為獨立的dfb半導(dǎo)體激光器芯片。

然而，在上述dfb半導(dǎo)體激光器中，其光柵的一個周期通常較小(約為200μm)，而芯片切割時的誤差在5～20μm，所以導(dǎo)致光柵的最后一個周期(最靠近激光器腔面的一個周期)切割位置是不可控的，造成光柵末端相位的隨機性。但是，激光器內(nèi)兩個模增益差又受光柵末端相位的影響。因此，上述光柵末端相位的隨機變化，會導(dǎo)致激光器內(nèi)兩個模的增益差不穩(wěn)定，最終影響dfb半導(dǎo)體激光器的單縱模良率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片及其制備方法、光模塊，以解決dfb半導(dǎo)體激光芯片中光柵末端相位的不可控，所造成的dfb半導(dǎo)體激光器的單縱模良率低的問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，本發(fā)明提供了一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片，所述分布反饋半導(dǎo)體激光芯片包括：

基板；

設(shè)于所述基板上的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)，其中，所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)的寬度不相同；以及，

設(shè)于所述第一有源區(qū)上的第一光柵，所述第一有源區(qū)發(fā)出的光在所述第一光柵處發(fā)生布拉格反射；

設(shè)于所述第二有源區(qū)上的第二光柵，所述第二有源區(qū)發(fā)出的光在所述第二光柵處發(fā)生布拉格反射；

所述第一光柵和所述第二光柵通過解離所形成的光柵端面相位相同。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供了一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的制備方法，所述方法包括：

在基板上形成有源區(qū)；

在所述有源區(qū)上制備光柵；

在形成有所述光柵的有源區(qū)上制備周期性排布的有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)，其中，在每一個芯片周期內(nèi)包括寬度不同的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)；

在形成有所述有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)和光柵的晶圓上制備反向pn結(jié)、p型限制層、歐姆接觸層和金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓；

對所述具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓進行腔端面鍍膜和芯片解離，得到多個獨立的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第三方面，還提供了另一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的制備方法，所述方法包括：

在形成有量子阱有源區(qū)的晶圓中的p波導(dǎo)層上制備均勻光柵；

在形成有所述光柵的晶圓上生長p型限制層和歐姆接觸層；

在形成有所述歐姆接觸層的晶圓上制備周期性排布的脊波導(dǎo)，其中，在每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的脊波導(dǎo)；

在形成有所述脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的晶圓上制備金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓；

對所述具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓進行腔端面鍍膜和芯片解離，得到多個獨立的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第四方面，還提供了一種光模塊，該光模塊包括光發(fā)射器，所述光發(fā)射器中設(shè)有本發(fā)明實施例第一方面所提供的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。

由以上技術(shù)方法可見，本發(fā)明實施例提供的一種分布反饋半導(dǎo)體激光芯片及其制備方法、光模塊，在一個激光器芯片中設(shè)計兩個或兩個以上的寬度不同的有源區(qū)，并且各有源區(qū)上的光柵通過解離形成的光柵端面相位相同。由于激光器的有效折射率neff由有源區(qū)材料、寬度、厚度等因素決定，因此在激光芯片的有源區(qū)材料、厚度等因素固定的條件下，有效折射率neff隨有源區(qū)寬度的變化而變化，進而上述有源區(qū)寬度不同的芯片單元對應(yīng)的有效折射率neff也不同。同時，dfb激光器輸出波長與光柵周期、有效折射率又有如下關(guān)系：λ＝2*λ*neff，其中，λ為光柵周期。由上述分析可以見，激光芯片有源區(qū)寬度的變化，最終引起其產(chǎn)生波長的變化。進一步的，波長不同的兩個激光器，在相同的光柵端面相位條件下，其邊摸抑制比也不同。因此，在單個半導(dǎo)體激光芯片尺寸上形成兩個或更多個半導(dǎo)體激光芯片單元，在挑選激光芯片時，可以從芯片中挑選出邊摸抑制比性能更優(yōu)越的芯片單元作為有效芯片進行封裝，進而可以使dfb激光芯片的良率得到大幅度提高，降低生產(chǎn)成本。

應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是一種典型的均勻光柵dfb半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的dfb半導(dǎo)體激光芯片中光柵末端相位示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的dfb半導(dǎo)體激光芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖4中的dfb半導(dǎo)體激光芯片中的光柵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖4中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的在不同的光柵末端相位下的邊模抑制比的模擬結(jié)果示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的在形成有量子阱有源區(qū)的晶圓上制備有寬度不同的有源區(qū)臺面的剖面圖；

圖9為在圖8中的晶圓上生長反向pn結(jié)、p型限制層和歐姆接觸層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

折射率光柵，是指沿激光器腔長方向折射率的實部即折射率周期性變化，形成前向光與后向光場的分布反饋機制。典型的折射率耦合結(jié)構(gòu)是將光柵刻蝕在臨近有源區(qū)的透明波導(dǎo)層上。本發(fā)明實例所研究的內(nèi)容主要針對具有折射率型均勻光柵的dfb半導(dǎo)體激光器。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該激光芯片主要激光芯片有源區(qū)1(該有源區(qū)的最上方覆蓋有金屬電極)、與有源區(qū)上方的金屬電極連接的金屬焊盤2、以及前后兩個出光腔面(圖中兩個箭頭所示)，該激光芯片兩個出光腔面的鍍膜不同，后出光腔面面為高反射率鍍膜(通常高于95％，稱為“高反膜”)，前出光面腔為反射率約為0的低反膜，用以打破激光芯片中兩個模的平衡。圖3為圖2中的dfb半導(dǎo)體激光芯片中光柵末端相位示意圖。如圖3所示，均勻光柵3設(shè)置在有源區(qū)1上方，提供波長選擇機制。由于光柵末端解理或者切割位置不可控，導(dǎo)致其光柵末端相位不可控，其中，該光柵末端相位可以表示為：e^jδ/λ，λ為光柵周期，δ為解離位置。進一步，末端腔面反射取決于光柵相位，反射系數(shù)要乘以光柵相位，由于光柵末端相位的隨機性，使得激光芯片的端面反射隨相位變化，進而造成兩個模的增益差不穩(wěn)定，smsr(side-modesuppressionratio，邊摸抑制比)也就不穩(wěn)定，造成激光芯片單模良率低的問題(理論單模良率在40-50％之間)。針對該問題本發(fā)明實例通過對激光芯片中有源區(qū)進行優(yōu)化設(shè)計，以提高激光器良率，降低該類激光器的制作成本。下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明實例提供的dfb激光器芯片以及制備方法進行詳細介紹。

圖4為本發(fā)明實施例提供的dfb半導(dǎo)體激光芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4和5所示，該激光器芯片包括基板50，設(shè)于基板上的第一有源區(qū)15和第二有源區(qū)25；進一步的，如圖6所示，在該dfb半導(dǎo)體激光芯片中的光柵結(jié)構(gòu)示意圖中，第一有源區(qū)15上設(shè)有第一光柵16、第二有源區(qū)25上設(shè)有第二光柵26。其中，第一有源區(qū)15和第二有源區(qū)25之間設(shè)有隔離溝槽30，并且該隔離溝槽30從分該布反饋半導(dǎo)體激光芯片單元的表面向下延伸至其基板50中，以減小寄生電容。

根據(jù)上述有源區(qū)的分布特點，本實施例將該dfb半導(dǎo)體激光芯片劃分為兩個芯片單元，分別稱為第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10和第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20，其中，第一有源區(qū)15位于第一芯片單元中、第二有源區(qū)25位于第二芯片單元中。由于第第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10和第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20是采用同樣的外延及芯片工藝制備的，所以兩者的芯片材料層數(shù)，以及各層的排列次序、厚度和所用材料均相同。

下面將以第二芯片單元為例，對芯片的結(jié)構(gòu)進行介紹，如圖5所示，該芯片單元包括基板50、n型限制層28、有源區(qū)25、反向pn結(jié)27(p型inp限制層和n型inp限制層)、p型限制層24、p型歐姆接觸層23、p面金屬電極22以及n面金屬電極40。

其中，構(gòu)成基板50的材料可以是具有良好的結(jié)晶質(zhì)量且與其上生長的材料具有良好的晶格匹配的半導(dǎo)體材料。本發(fā)明實施例以長波長激光器為例，在這種情況下，基板50的材料可以是n型inp，當然，基板50的材料還可以是其它半導(dǎo)體材料，例如，對于gaas激光器而言，基板50的材料可以是n型gaas。此外，基板50的表面應(yīng)當平整、無缺陷，以有助于其上各層的生長。

在本發(fā)明實施例中，有源區(qū)25的材料可以是ingaasp，此外，有源區(qū)25還可以是ingaalas與ingaas構(gòu)成的疊層。為了實現(xiàn)有源區(qū)25與基板50更好的晶格匹配，還可以在基板50與有源區(qū)25之間形成一緩沖層。有源區(qū)25兩側(cè)上可以形成有n型限制層28和p型限制層24，限制層可以用于將光場最大限度地限制在有源區(qū)25的周圍。

另外，在有源區(qū)25和部分n型限制層28所形成的掩埋波導(dǎo)兩側(cè)形成有反向pn結(jié)27，用于限制電流從有源區(qū)25通過。在p型限制層24的上方可以形成有用于形成歐姆接觸的p型歐姆接觸層23。

進一步的，設(shè)于有源區(qū)上方的第一光柵16和第二光柵26由于采用同一光柵制備工藝制備，因此，兩個光柵的類型、在芯片中的位置、周期以及光柵總長度均相同；并且，兩者同時解離得到的末端光柵末端解理位置也是一樣的，即兩者的光柵端面相位相同。同樣的，兩個芯片單元是同時進行腔面鍍膜的，所以兩者前、后兩個出光腔面的反射率均相同，本實施例稱為兩者具有相同的腔面反射率。

因此，通過上述分析，兩個芯片單元兩者的不同之處僅在于有源區(qū)的寬度不相同。其中，第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10的有源區(qū)15的寬度為wa，第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20的有源區(qū)25的寬度為wb，本發(fā)明實施例中將wb設(shè)計為大于wa。

由于激光器的有效折射率neff由有源區(qū)材料、寬度、厚度等因素決定，而在上述兩個芯片單元的外延層結(jié)構(gòu)以及光波導(dǎo)均相同的條件下，其有源區(qū)材料、厚度等均是相同的，所以兩個芯片單元的有效折射率neff單僅受其有源區(qū)寬度的影響，即使兩者有效折射率neff不同的因為只有有源區(qū)寬度這一個影響因素，因此，上述有源區(qū)寬度不同兩個芯片單元的有效折射率neff也不同。并且，dfb激光器輸出波長與光柵周期、有效折射率又有如下關(guān)系：λ＝2*λ*neff，其中，λ為光柵周期。因此，上述兩個芯片單元有源區(qū)寬度的變化，導(dǎo)致其有效折射率的變化，最終引起其輸出波長的變化。

進一步的，在dfb激光器中，有源區(qū)發(fā)出的光進入光柵中進行布拉格反射，即是依靠其內(nèi)置布拉格光柵這種與波長有很強關(guān)聯(lián)性的分布反饋，滿足諧振相位條件的縱模將有不同的損耗，與拋物線型的增益譜疊加后，凈增最大的那個縱模實現(xiàn)激射的。因此，輸出波長不同的兩個激光器，在相同的光柵端面相位條件以及腔面反射率下，其邊摸抑制比也不同，對應(yīng)兩個芯片單元的單模良率不同。

所以，在對將上述激光芯片封裝時，可以從各芯片單元中挑選出邊摸抑制比性能更好的芯片單元作為有效芯片進行封裝，以防止因光柵端面相位偏差導(dǎo)致芯片單模抑制比不符合預(yù)設(shè)要求而報廢的情況，進而可以使dfb激光芯片的良率得到大幅度提高，降低生產(chǎn)成本。

為了保證激光器的整體工作性能，本發(fā)明實施例還對芯片中各芯片單元中的有源區(qū)寬度進行了限定。具體的，上述第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10和第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20的有源區(qū)寬度wa、wb的上限值根據(jù)其對應(yīng)的反饋半導(dǎo)體激光芯片單元工作在基橫模的要求設(shè)定。由于保證基橫模工作的有源區(qū)寬度與量子阱的設(shè)計有關(guān)，如波長、量子阱材料、阱數(shù)目、各層厚度等因素有關(guān)，因此，在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)實際的量子阱進行設(shè)計，如最寬是2um。進一步的，上述第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10和第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20的有源區(qū)寬度wa、wb的有源區(qū)寬度的下限值根據(jù)其對應(yīng)的反饋半導(dǎo)體激光芯片單元的斜率效率滿足預(yù)設(shè)效率值設(shè)定。由于激光器的輸出功率、斜效率、串聯(lián)電阻以及可靠性，會隨著有源區(qū)變窄而惡化，而斜率效率又是衡量激光器輸出特性的一個關(guān)鍵物理量，是與激光器的輸出功率和泵浦功率相關(guān)的物理量，因此，本發(fā)明實施例利用斜率效率來限定有源區(qū)寬度值。

為使dfb半導(dǎo)體激光芯片中各dfb半導(dǎo)體激光芯片單元的邊摸抑制比可以有較大的差異，以在挑選管芯時能順利找到smsr更優(yōu)越的芯片單元進行封裝，本發(fā)明實例將各分布反饋半導(dǎo)體激光芯片中的各有源區(qū)寬度之間差值設(shè)計為，第一有源區(qū)15和第一有源區(qū)25的輸出波長之間的差值大于或等于1nm。

例如，針對本發(fā)明實施例提供的dfb半導(dǎo)體激光芯片為掩埋波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、輸出波長在1510nm波段、光柵周期為200nm的前提下，經(jīng)計算第一有源區(qū)寬度wa比第二有源區(qū)寬度wb窄0.2um，兩者的輸出波長便可以相差越1nm。

當然，上述有源區(qū)寬度相差還可以是0.3um、0.5um等其它數(shù)據(jù)，這要根據(jù)最寬的波導(dǎo)是不是趨近可允許波導(dǎo)寬度上限、最窄的波導(dǎo)是不是趨近可允許波導(dǎo)寬度下限決定。進一步的，為給工藝制造流出足夠的控制余地，上述有源區(qū)寬度中最寬、最窄要盡量遠離上限或者下限，例如，如果有源區(qū)寬度可接受的范圍在1.2-1.7um，那么兩個有源區(qū)寬度最佳范圍是1.35um-1.55um，即在1.2-1.7um的可允許范圍的中間段。另外，本實施例提供的激光芯片設(shè)計，不僅適應(yīng)于1510nm波段，在波長可以在850-1550nm都適用。

需要說明的是，本發(fā)明實施例是為了減少芯片中各光芯片單元之間的激光器反向漏電流和寄生電容，相鄰的芯片單元之間開設(shè)隔離溝槽。在具體應(yīng)用中，可以不設(shè)計該溝槽，或者將該溝槽設(shè)計為其它深度。

進一步的，由于在封裝時，只選用上述兩個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片單元中的一個芯片單元作為有效芯片進行焊線封裝，為了方便芯片的測試以及封裝焊線工作，本發(fā)明實施例將上述兩個芯片單元的金屬焊盤分別設(shè)置在分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的兩側(cè)，即如圖4所示，第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10的金屬焊盤11設(shè)置在芯片的最左側(cè)、而第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20的金屬焊盤21設(shè)置在芯片的最右側(cè)，這樣兩者便具有一定的間距。

利用上述設(shè)計，本實施例還對上述兩個有源區(qū)在不同的光柵末端相位下的smsr結(jié)果進行模擬。圖7為圖4中的dfb半導(dǎo)體激光芯片的在不同的光柵末端相位下的邊模抑制比的模擬結(jié)果示意圖。第一有源區(qū)寬度wa為1.2um，第二有源區(qū)寬度wb為1.4um，兩者輸出波長相差2um。從圖7中看出，第二有源區(qū)對應(yīng)的單模曲線隨相位變化的統(tǒng)計良率(以大于35db為準)，與第一有源區(qū)對應(yīng)的曲線規(guī)律有很大不同。在任何光柵末端相位下，兩個芯片單元的smsr總是處于一高一低的分布，進而保證了在上述兩個dfb半導(dǎo)體激光芯片單元之間挑選smsr高的一只激光器的幾率，遠大于單獨的第一dfb半導(dǎo)體激光芯片單元10或者第二dfb半導(dǎo)體激光芯片單元20的高smsr良率。

本發(fā)明實例提供的波長差異的dfb半導(dǎo)體激光芯片，并不限于在一個激光芯片區(qū)域內(nèi)，設(shè)計并列的兩個有源區(qū)寬度有差異的芯片單元。還可以并列設(shè)計三個、四個等多個芯片單元。由于當激光芯片中的芯片單元數(shù)量增加時，對應(yīng)的激光芯片尺寸可能也要增大，因此，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)芯片良率以及產(chǎn)量的需求進行綜合考量設(shè)計。

進一步的，當dfb半導(dǎo)體激光芯片設(shè)計有三個或三個以上的芯片單元時，為了節(jié)省芯片面積，還可也將芯片單元的金屬焊盤設(shè)計在其相鄰的芯片單元之上，例如，第三個芯片單元的金屬焊盤布在第二個芯片單元的金屬電極上，同時，為了避免兩個芯片單元的金屬電極的接觸，還要在需要第二個芯片單元的金屬電極表面淀積鈍化膜。

另外，上述波長差異的dfb半導(dǎo)體激光芯片也并不限于上述掩埋波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，還可以為脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于誤差等因素的存在，第一有源區(qū)的寬度與第二有源區(qū)的寬度不存在絕對的相同，即使采用同一解理工藝，產(chǎn)生的第一有源區(qū)的寬度與第二有源區(qū)的寬度也不可能絕對相同，這從描述上符合本發(fā)明實施例的方案，但是現(xiàn)有技術(shù)不關(guān)心這種絕對的不同，而在容忍誤差等因素的基礎(chǔ)上，認為是相同的。

絕對的不同雖然也會對波長產(chǎn)生影響，但是這種影響不足以滿足本發(fā)明的目的。本發(fā)明實施例中，從激光器設(shè)計層面，將第一有源區(qū)的寬度與第二有源區(qū)的寬度設(shè)計為不同，這是一種刻意追求的不同，這種不同與現(xiàn)有技術(shù)并不一樣，這種不同可以對激光器發(fā)出的波長產(chǎn)生較強的影響，這就是本發(fā)明的目的。

基于上述波長差異的dfb半導(dǎo)體激光芯片結(jié)構(gòu)，本實施例還提供了波長差異的dfb半導(dǎo)體激光芯片的制備方法。

首先，是對掩埋波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的dfb半導(dǎo)體激光芯片的制備流程進行介紹。具體包括如下步驟：

步驟s110：在基板上形成有源區(qū)。

步驟s120：在所述有源區(qū)上制備光柵。

具體的，可以采用電子束直接曝光的方法、全息光刻等方法做出有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)上制備光柵條紋，然后，用濕法腐蝕或干法刻蝕的方法在有源區(qū)的上波導(dǎo)層上刻制出均勻光柵。

然后，在形成光柵層上生長一層p型inp材料，以保護光柵層。具體的，利用mocvd(有機金屬化學(xué)氣相沉積法,metal-organicchemicalvapordeposition)在上述形成光柵的晶圓上進行光柵層上面的再生長。

步驟s130：在形成有所述光柵的有源區(qū)上制備周期性排布的有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)，其中，在每一個芯片周期內(nèi)包括寬度不同的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)。

具體的，在形成有量子阱有源區(qū)的晶圓上先制備一層保護掩膜，然后，經(jīng)過光刻、腐蝕等步驟在使上述掩膜形成在晶圓上周期性排布的條形圖，并且在一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的條形圖，最后，以上述保護掩膜作為掩膜，利用濕法腐蝕或干法刻蝕制備掩埋波導(dǎo)，由于保護掩膜在一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的條形圖，所以，對應(yīng)每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)。圖8為本發(fā)明實施例提供的在形成有量子阱有源區(qū)的晶圓上制備寬度不同的有源區(qū)臺面的剖面圖。如圖8所示，在一個芯片周期內(nèi)包括兩個芯片單元，由于兩個芯片單元的保護掩膜151、251的寬度不同，所以對應(yīng)的兩個有源區(qū)wa、wb的寬度也不同。。

步驟s140：在形成有所述有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)和光柵的晶圓上制備反向pn結(jié)、p型限制層、歐姆接觸層和金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓。

具體的，利用mocvd(有機金屬化學(xué)氣相沉積法,metal-organicchemicalvapordeposition)在上述形成有有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)和光柵的晶圓依次進行光柵層上面的再生長、反向pn結(jié)再生長、以及p型限制層和歐姆接觸層的再生長，如圖9所示，即為在圖8中的晶圓上生長反向pn結(jié)、p型限制層和歐姆接觸層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。最后，通過管芯制備工藝在上述晶圓上制備p面和n面金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓。

步驟s150：對所述具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓進行腔端面鍍膜和芯片解離，得到多個獨立的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。

具體的，根據(jù)dbf半導(dǎo)體激光芯片的腔長要求，將上述晶圓解離成多個巴條并進行前、后出腔面鍍膜，然后根據(jù)預(yù)設(shè)芯片周期將鍍膜后的巴條進行芯片解離，進而得到多個獨立的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。由于在步驟s130中制備了每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)，因此，解離得到的激光芯片也包括至少兩個有源區(qū)寬度不同的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片單元。并且，在一個激光芯片中，各光柵的解離位置是同一次巴條解離時形成的，所以芯片中各光柵的光柵每段相位也相同。

進一步的，本發(fā)明實施還提供了對脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的dfb半導(dǎo)體激光芯片的制備方法。具體包括如下步驟：

步驟s210：在形成有量子阱有源區(qū)的晶圓中的p波導(dǎo)層上制備均勻光柵。

具體的，可以采用電子束直接曝光的方法、全息光刻等方法做出有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)上制備光柵條紋，然后，用濕法腐蝕或干法刻蝕的方法在有源區(qū)的上波導(dǎo)層上刻制出均勻光柵。

步驟s220：在形成有所述光柵的晶圓上生長p型限制層和歐姆接觸層。

具體的，利用mocvd在上述形成有光柵的晶圓上依次生長p型限制層和歐姆接觸層。

步驟s230：在形成有所述歐姆接觸層的晶圓上制備周期性排布的脊波導(dǎo)，其中，在每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的脊波導(dǎo)。

具體的，可以利用過光刻的方法在使上述掩膜形成在晶圓上周期性排布的條形圖，并且在一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的條形圖，然后，以光刻膠或其它物質(zhì)作為保護掩膜，利用濕法腐蝕或干法刻蝕制備脊波導(dǎo)。由于利用光刻了每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的有源區(qū)條形結(jié)構(gòu)，所以，在制備脊波導(dǎo)后每一個芯片周期內(nèi)包括至少兩個寬度不同的脊波導(dǎo)，對應(yīng)的，每一個芯片周期也就包括至少兩個寬度不同有源區(qū)。需要說明的是，對于脊波導(dǎo)類型的激光芯片，本發(fā)明實施例中的有源區(qū)是指與脊波導(dǎo)對應(yīng)的有源區(qū)。

步驟s240：在形成有所述脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的晶圓上制備金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓。

通過管芯制備工藝在上述晶圓上制備p面和n面金屬電極，得到具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓。

步驟s250：對所述具有多個分布反饋半導(dǎo)體激光芯片的晶圓進行腔端面鍍膜和芯片解離，得到多個獨立的分布反饋半導(dǎo)體激光芯片。

基于上述有源區(qū)寬度有差異的多波導(dǎo)dfb半導(dǎo)體激光芯片，本發(fā)明實施例還提了一種一種光模塊，該光模塊包括光發(fā)射器、光接收器以及微處理器等部件，同時其光發(fā)射器中設(shè)有本發(fā)明實施例提供的dfb半導(dǎo)體激光芯片。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未發(fā)明的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。