本申請涉及于高速光通信芯片的,尤其涉及一種高速調制分布反饋激光器芯片及其制備方法。
背景技術:
1、隨著現代信息技術快速發展,對于光纖通信技術提出了更高的要求,具體表現為通信容量的需求越來越大,這使得以半導體激光器為代表的半導體光電子器件得到了越來越多的關注,其中,高速調制的半導體激光器芯片因其具有體積小、功率高、成本低等優勢成為研究熱點。
2、當芯片整體的電容越小,電學截止頻率就越大,其與帶寬曲線的影響就越小。尤其對于高速調制的半導體激光器芯片而言,例如25g、50g?dfb上,微小的寄生電容往往會很大程度影響芯片的帶寬、影響芯片的調制速率。
技術實現思路
1、有鑒于此,本申請旨在提供一種高速調制分布反饋激光器芯片及其制備方法,解決相關技術的芯片中容易引入寄生電容,減小芯片的電學截止頻率的問題。
2、第一方面,本申請提供了一種高速調制分布反饋激光器芯片的制備方法,包括:
3、在初始晶圓的接觸面的預設區域,進行第一減材處理形成第一脊波導,得到第一晶圓;其中,第一脊波導的接觸面與初始晶圓的接觸面位于同一平面;
4、在第一脊波導的接觸面設置第一金屬件,得到第二晶圓;其中,第一脊波導的接觸面面積大于第一金屬件的橫截面面積;
5、對第一脊波導進行第二減材處理形成第二脊波導,得到第三晶圓;其中,第二脊波導的接觸面面積與第一金屬件的橫截面面積相等;
6、在第一金屬件背離第二脊波導的一側設置第二金屬件。
7、在一種可能的實施方式中,初始晶圓的接觸面的預設區域,進行第一減材處理形成第一脊波導,得到第一晶圓的步驟,具體包括:
8、在初始晶圓的接觸面上設置第一保護層,并在第一保護層的預設區域形成第一加工窗口,以使初始晶圓的部分接觸面外露;
9、根據第一加工窗口,對初始晶圓進行第一減材處理以形成第一脊波導;
10、去除初始晶圓上的第一保護層,得到第一晶圓。
11、在一種可能的實施方式中,在初始晶圓的接觸面上設置第一保護層的步驟,具體包括:
12、在初始晶圓的接觸面上依次設置第一氮化硅層、第一光刻膠層。
13、在一種可能的實施方式中,根據第一加工窗口,對初始晶圓進行第一減材處理以形成第一脊波導的步驟,具體包括:
14、根據第一加工窗口,依次對初始晶圓進行第一氣體刻蝕處理、第一溶液腐蝕處理,形成第一脊波導;
15、其中,第一溶液腐蝕處理中采用hcl與h3po4的混合溶液。
16、在一種可能的實施方式中,在第一脊波導的接觸面設置第一金屬件,得到第二晶圓的步驟,具體包括:
17、在第一晶圓的表面上設置剝離層,并在剝離層的預設區域形成接觸窗口,以使第一脊波導的部分接觸面外露,接觸窗口的開口面積小于第一脊波導的接觸面面積;
18、在剝離層和第一脊波導的部分接觸面上設置第一金屬層;
19、去除剝離層和與剝離層接觸的部分第一金屬層,得到第二晶圓。
20、在一種可能的實施方式中,對第一脊波導進行第二減材處理形成第二脊波導,得到第三晶圓的步驟,具體包括:
21、在第二晶圓的表面上設置第二保護層,并在第二保護層的預設區域形成第二加工窗口,以使第一金屬件和第一脊波導的接觸面外露;
22、根據第二加工窗口,對第一脊波導進行第二減材處理以形成第二脊波導,得到第三晶圓。
23、在一種可能的實施方式中,在第二晶圓的表面上設置第二保護層的步驟,具體包括:
24、在第二晶圓的接觸面上依次設置第二氮化硅層、第二光刻膠層;和/或,
25、在一種可能的實施方式中,根據第二加工窗口,對第一脊波導進行第二減材處理以形成第二脊波導,得到第三晶圓的步驟,具體包括:
26、根據第二加工窗口,圍繞第一金屬件依次對第一脊波導進行第二氣體刻蝕處理、第二溶液腐蝕處理,形成第二脊波導;
27、其中,第二溶液腐蝕處理中采用hbr與h3po4的混合溶液。
28、在一種可能的實施方式中,在第一金屬件背離第二脊波導的一側設置第二金屬件的步驟之前,制備方法還包括:
29、避讓解理區和第二脊波導的接觸面,在第三晶圓的表面設置bcb層。
30、在一種可能的實施方式中,避讓解理區和第二脊波導的接觸面,在第三晶圓的表面設置bcb層的步驟,具體包括:
31、在第三晶圓的表面依次設置第三光刻膠層;
32、去除指定區域內的第三光刻膠層,以使部分氮化硅層外露;其中,指定區域為非解理區;
33、去除第三光刻膠層和外露的部分氮化硅層,保留位于解理區內的部分氮化硅層;
34、在第三晶圓的表面和保留的部分氮化硅層上,設置bcb層;
35、對bcb層進行氣體刻蝕,直至位于第二脊波導上的第一金屬件外露;
36、去除保留的部分氮化硅層。
37、在一種可能的實施方式中,在第一金屬件背離第二脊波導的一側設置第二金屬件的步驟,包括:
38、在第一金屬件背離第二脊波導的一側,設置蒸鍍金屬層;
39、在蒸鍍金屬層背離第二脊波導的一側,設置電鍍金屬層;
40、第二金屬件包括蒸鍍金屬層、電鍍金屬層。
41、第二方面,本申請提供了一種高速調制分布反饋激光器芯片,采用如上述任一實施方式提供的制備方法得到。
42、與現有技術相比,本申請的有益效果是:
43、本申請中提供的制備方法,首先對初始晶圓進行第一減材處理,以形成第一脊波導,第一脊波導的臺寬較寬。然后,在第一脊波導的接觸面上設置第一金屬件,第一金屬件的尺寸小于第一脊波導的上臺寬,即第一金屬件并未完全覆蓋第一脊波導的接觸面,然后,再對第一脊波導未被第一金屬件覆蓋的區域,進一步進行第二減材處理,從而形成第二脊波導,第二脊波導的臺寬較窄。由于第二脊波導的臺寬較窄,通過較窄的第二脊波導與第一金屬件接觸,在較窄的接觸面積下能夠實現半導體與金屬的接觸,可以有效減小芯片的寄生電容,提高電學截止頻率,延緩了帶寬曲線的跌落,提高芯片的帶寬,增大了芯片的調制速率。
44、需要說明的是,為了提高芯片帶寬,在減小芯片的寄生電容的同時,還需要控制脊波導的下臺寬要比較窄,大概1.3~1.5um。而當脊波導的下臺寬較窄時,則意味著脊波導的上臺寬也容易變窄,較窄的上臺寬會導致不方便做金屬接觸,而正是考慮到這一難點,本申請所采用兩次脊波導成型的方案,能夠有效克服這一難點,即通過二次脊波導成型,在保證金屬接觸的同時,能夠控制下臺寬達到較窄的合理寬度。同時,使用bcb,且僅在脊波導表面有金屬,能夠有效減少寄生電容。
45、本申請的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本申請的實踐了解到。
1.一種高速調制分布反饋激光器芯片的制備方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述初始晶圓的接觸面的預設區域,進行第一減材處理形成第一脊波導,得到第一晶圓的步驟,具體包括:
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,
4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,在所述第一脊波導的接觸面設置第一金屬件,得到第二晶圓的步驟,具體包括:
5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述對所述第一脊波導進行第二減材處理形成第二脊波導,得到第三晶圓的步驟,具體包括:
6.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,
7.根據權利要求1至6中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述在所述第一金屬件背離所述第二脊波導的一側設置第二金屬件的步驟之前,所述制備方法還包括:
8.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述避讓解理區和所述第二脊波導的接觸面,在所述第三晶圓的表面設置bcb層的步驟,具體包括:
9.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述在所述第一金屬件背離所述第二脊波導的一側設置第二金屬件的步驟,包括:
10.一種高速調制分布反饋激光器芯片,其特征在于,采用如權利要求1至9中任一項所述的制備方法得到。