一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构的制作方法

本发明属于增益芯片，涉及一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构。

背景技术：

1、增益芯片，包括超辐射发光二极管和半导体光放大器，作为一种重要的光源，在光学成像、光通信、光学传感等领域具有广泛的应用，在这些应用中，增益芯片提供高亮度、宽带宽和稳定的光输出。增益芯片的最重要指标也是最大技术难点之一是要求增益芯片产生的光子不能像普通激光器那样被腔面反射并在腔内谐振从而形成选模-光谱波纹，因为光谱波纹的形成会严重干扰产品后续应用中光谱频率的稳定性。为了抑制增益芯片的腔内谐振从而降低光谱波纹，其出光腔面在目标波长处需实现小于1e-4的反射率，如仅仅采用腔面镀膜的方式来实现这一反射率，则膜厚控制精度通常需要控制在2nm以内，这对镀膜机台的稳定性以及产品的良率要求来说实现难度都极为苛刻。

2、为了实现更有效且稳定地降低增益芯片的光谱波纹，常用的方式是采用倾斜角度脊波导/末端弯曲波导结构，使得大部分射向腔面处的光子不能像普通激光器那样被腔面反射回到波导内，然而即使采用这种方法配合腔面处的增透膜仍然很难将腔面反射率控制在要求以内，仍会导致部分散射光子被腔面反射回激光器波导内部。

3、因此，如何提供一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构，以阻隔被腔面散射回来的光子，使其无法进入脊波导内部形成谐振，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构，用于解决现有技术中散射光子被腔面反射回激光器波导内部产生谐振的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构，包括：

3、衬底；

4、脊波导，在垂直方向上，所述脊波导位于所述衬底上方，所述脊波导具有前腔面；

5、第一沟槽和第二沟槽，在水平方向上，所述第一沟槽和所述第二沟槽分离设置于所述脊波导的两侧，其中，所述第一沟槽和所述第二沟槽均具有逐渐变细区，在沿所述第一沟槽指向所述前腔面的方向上，逐渐变细区的宽度逐渐减小，所述第一沟槽的逐渐变细区截断面与所述脊波导的侧壁形成第一夹角，所述第二沟槽的逐渐变细区截断面与所述脊波导的侧壁形成第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角均小于90°。

6、可选地，所述第一夹角和所述第二夹角相等。

7、可选地，所述第一夹角和所述第二夹角不相等。

8、可选地，所述第一沟槽的逐渐变细区截断面与所述前腔面的距离为10-25μm，所述第二沟槽的逐渐变细区截断面与所述前腔面的距离为10-25μm。

9、可选地，还包括欧姆接触层和顶电极金属层，在垂直方向上，所述欧姆接触层位于所述脊波导上方，所述顶电极金属层位于所述欧姆接触层上方，在水平方向上，所述欧姆接触层朝向所述前腔面的一端与所述前腔面之间设置有欧姆接触去除区，以使所述欧姆接触层与所述前腔面间隔预设距离。

10、可选地，在水平方向上，所述顶电极金属层朝向所述前腔面的一端与所述前腔面之间设置有顶电极去除区，以使所述顶电极金属层与所述前腔面间隔预设距离。

11、可选地，在水平方向上，所述顶电极金属层与所述前腔面之间的距离不小于10μm。

12、可选地，所述脊波导具有所述前腔面的一端呈弯曲型结构。

13、可选地，所述脊波导呈直线型结构，所述脊波导的延伸方向与所述前腔面的法线方向具有夹角。

14、可选地，所述衬底和所述脊波导之间设置有量子阱区层。

15、如上所述，本发明的减小增益芯片腔面反射率的波导结构中，第一沟槽和第二沟槽均设有逐渐变细区以截断沟槽，沟槽的截断面与脊波导的侧壁夹角小于90°，被前腔面反射回来的光子到达沟槽截断面后，被再次反射远离波导结构，而不会进入脊波导内部形成谐振效应，从而降低了光谱波纹的产生。另外，欧姆接触层朝向前腔面的一端与前腔面之间设置有欧姆接触去除区，以使欧姆接触层与前腔面间隔预设距离，能够防止器件通电工作时电流从脊波导顶电极处通过欧姆接触层泄露到前腔面而引起器件失效；并且，顶电极金属层朝向前腔面的一端与前腔面之间设置有顶电极去除区，以使顶电极金属层与前腔面间隔预设距离，防止腔面解离时顶电极金属层形变遮挡部分前腔面带来反射。

技术特征：

1.一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述第一夹角和所述第二夹角相等。

3.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述第一夹角和所述第二夹角不相等。

4.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述第一沟槽的逐渐变细区截断面与所述前腔面的距离为10-25μm，所述第二沟槽的逐渐变细区截断面与所述前腔面的距离为10-25μm。

5.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：还包括欧姆接触层和顶电极金属层，在垂直方向上，所述欧姆接触层位于所述脊波导上方，所述顶电极金属层位于所述欧姆接触层上方，在水平方向上，所述欧姆接触层朝向所述前腔面的一端与所述前腔面之间设置有欧姆接触去除区，以使所述欧姆接触层与所述前腔面间隔预设距离。

6.根据权利要求5所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：在水平方向上，所述顶电极金属层朝向所述前腔面的一端与所述前腔面之间设置有顶电极去除区，以使所述顶电极金属层与所述前腔面间隔预设距离。

7.根据权利要求6所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：在水平方向上，所述顶电极金属层与所述前腔面之间的距离不小于10μm。

8.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述脊波导具有所述前腔面的一端呈弯曲型结构。

9.根据权利要求1所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述脊波导呈直线型结构，所述脊波导的延伸方向与所述前腔面的法线方向具有夹角。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的减小增益芯片腔面反射率的波导结构，其特征在于：所述衬底和所述脊波导之间设置有量子阱区层。

技术总结本发明提供一种减小增益芯片腔面反射率的波导结构，包括衬底、脊波导、第一沟槽和第二沟槽，脊波导位于衬底上方，脊波导具有前腔面；第一沟槽和第二沟槽分离设置于脊波导的两侧，第一沟槽和第二沟槽均具有逐渐变细区，在沿第一沟槽指向前腔面的方向上逐渐变细区的宽度逐渐减小，第一沟槽的截断面与脊波导的侧壁形成第一夹角，第二沟槽的截断面与脊波导的侧壁形成第二夹角，第一夹角和第二夹角均小于90°。本发明中第一沟槽和第二沟槽均设有逐渐变细区以截断沟槽，沟槽的截断面与脊波导的侧壁夹角小于90°，被前腔面反射回来的光子到达沟槽截断面后，被再次反射远离波导结构，不会进入脊波导内部形成谐振效应，从而降低了光谱波纹的产生。技术研发人员：徐超,梅丽君,方瑞禹受保护的技术使用者：上海新微半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5