專(zhuān)利名稱：低功耗絕緣調(diào)制電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例適用于發(fā)光器件中的低功耗絕緣調(diào)制電極(比如，陽(yáng)極和陰極)。技術(shù)背景
發(fā)光器件(比如，激光二極管)的作用是在光電網(wǎng)絡(luò)中生成光信號(hào)。通常，源自激光器的光要調(diào)制用于將數(shù)據(jù)或信息編碼到信號(hào)。電吸收調(diào)制(EAM)就是一種調(diào)制激光的方法，在所述方法中，施加到調(diào)制器的電勢(shì)要么允許光通過(guò)調(diào)制器，要么在進(jìn)入調(diào)制器的光中制造相消干涉圖樣，從而關(guān)閉光信號(hào)。
我們可以區(qū)別化地傳送電吸收調(diào)制激光器(EML)的光信號(hào)輸出來(lái)降低功率。一種情況是，采用電吸收調(diào)制器的差分調(diào)制具備常用的獨(dú)立的激光器和調(diào)制器件，或者，如果是集成在單一芯片上的情況，調(diào)制器部分和激光器部分通常具有共同的電接觸點(diǎn)。所述共同的電接觸點(diǎn)通常包括陰極，N型接頭，和/或接地單元。所述激光器部分和調(diào)制器部分的陽(yáng)極或P型接頭通常是電隔離的。
但是，在多通道發(fā)射器中(S卩，具備多個(gè)成對(duì)的激光器和調(diào)制器)，為調(diào)制器準(zhǔn)備的共同接地接頭沒(méi)有考慮到用差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)各調(diào)制器。通常，差分調(diào)制不是與調(diào)制器部分和激光器部分間的共用接頭有關(guān)，就是與未集成在調(diào)制器芯片上的激光器有關(guān)。
本“背景技術(shù)”部分僅用于提供背景信息。“背景技術(shù)”的陳述并不意味著本“背景技術(shù)”部分的內(nèi)容構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)，并且本“背景技術(shù)”的任何部分，包括”本背景技術(shù)”本身，都不構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及制造和/或使用具有絕緣電極(比如，陽(yáng)極和陰極)的電吸收調(diào)制激光器(EML)的方法，架構(gòu)，電路和/或系統(tǒng)，其中所述電吸收調(diào)制激光器適用于多通道光電器件。在此類(lèi)器件中，這樣的絕緣電極有益地降低了功耗和/或提高了傳輸速度。但是，此類(lèi)系統(tǒng)，方法，等等也可應(yīng)用于EML以外的設(shè)備上(比如，配備多個(gè)調(diào)制器的任意類(lèi)型的集成化多通道系統(tǒng)或方法，所述調(diào)制器受益于相互絕緣和/或與信號(hào)源電隔離)。本光電器件適用于光通信，光數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)和其他用途。
在某個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光器件(比如，電吸收調(diào)制激光器)可包括(a)基板，(b)位于基板上或在基板上方的下接觸層，所述下接觸層包含基板第一區(qū)域中的第一下接頭和基板第二區(qū)域中的多個(gè)第二下接頭，(C)位于基板第一區(qū)域中第一下接頭上或其上方的多個(gè)發(fā)光薄膜器件，(d)位于基板第二區(qū)域中多個(gè)第二下接頭上或其上方的多個(gè)光調(diào)制薄膜器件，(e)在多個(gè)發(fā)光薄膜器件上或上方的多個(gè)第一上接頭，(f)在多個(gè)光調(diào)制薄膜器件上或上方的多個(gè)第二上接頭，和(g)位于基板的第一和第二區(qū)域間的絕緣區(qū)域，其將多個(gè)第一上接頭和多個(gè)弟~■上接頭電隔尚。
在另一個(gè)實(shí)施例中，制造多通道發(fā)光器件的方法可包括(a)在基板上塑造下接觸層，(b)圖形化下接觸層，用于分別在基板第一區(qū)域塑造第一下接頭，在基板第二區(qū)域塑造多個(gè)第二下接頭，(C)在第一下接頭和多個(gè)第二下接頭上塑造第一薄膜PN結(jié)構(gòu)，(d)在第一薄膜PN結(jié)構(gòu)上塑造第一上接觸層，(e)在第二區(qū)域中，移除第一薄膜PN結(jié)構(gòu)和第一上接觸層，(f)在第二區(qū)域中，塑造第二薄膜PN結(jié)構(gòu)和第二上接觸層，和(g)在第一和二區(qū)域之間塑造絕緣區(qū)域，電隔離第一上接觸層和第二上接觸層。因此，本方法通常在第一區(qū)域塑造多個(gè)發(fā)光器件而在第二區(qū)域塑造多個(gè)光調(diào)制器件，且各發(fā)光器件可與光調(diào)制器件配對(duì)來(lái)構(gòu)成電吸收調(diào)制激光器(EML)。
在又一個(gè)實(shí)施例中，多通道發(fā)光器件可包括(a)基板，(b)基板上或上方的下接觸層，該下接觸層包括第一發(fā)光器件區(qū)域中的第一下接頭和第二發(fā)光器件區(qū)域中的多個(gè)第二下接頭，(C)第一區(qū)域中第一下接頭上或上方的多個(gè)激光二極管，(d)第二區(qū)域中多個(gè)第二下接頭上或上方的多個(gè)調(diào)制器，其中各個(gè)調(diào)制器都用于調(diào)制相應(yīng)激光二極管發(fā)出的光，(e)第三發(fā)光器件區(qū)域上或上方的多個(gè)波導(dǎo)管，其中各個(gè)波導(dǎo)管都用于將來(lái)自相應(yīng)調(diào)制器的光引導(dǎo)至目標(biāo)；(f)和合波器，用于接收來(lái)自各波導(dǎo)管的光。
通過(guò)為各調(diào)制器提供獨(dú)立的上和下接頭，本發(fā)明的實(shí)施例有益地為集成在單一芯片或基板上的EML器件列陣提供了低功率差速驅(qū)動(dòng)能力。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種方法，其中不但多個(gè)激光器和調(diào)制器可集成在同一芯片或基板上，而且它們還是相互電隔離的。差分驅(qū)動(dòng)和EA調(diào)制降低了光電發(fā)射器(TX)模塊的功耗和成本。因此，本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了光收發(fā)器將多個(gè)EML器件集成到一塊芯片或基板上用于在單根光纖或并行光纖上進(jìn)行光信號(hào)傳輸。本發(fā)明的優(yōu)越性將通過(guò)對(duì)不同實(shí)施例的詳細(xì)描述來(lái)展現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的多通道發(fā)光器件的典型布局。
圖2-9是在制造圖1所示的本發(fā)明的典型多通道發(fā)光器件的典型方法中成形結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖1Oa是圖1多通道發(fā)光器件的典型激光二極管區(qū)域沿A-A'軸的剖視圖。
圖1Ob是圖1多通道發(fā)光器件的典型調(diào)制器區(qū)域沿B-B'軸的剖視圖。具體實(shí)施例
本發(fā)明的各種實(shí)施例 都會(huì)有詳細(xì)的參照。參照的例證會(huì)在附圖中得到闡釋。本發(fā)明會(huì)用隨后的實(shí)施例說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例的說(shuō)明。相反的，本發(fā)明還意欲涵蓋，可能包括在由附加權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的主旨和值域內(nèi)的備選方案，修訂條款和等同個(gè)例。而且，在下文對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中，指定了很多特殊細(xì)節(jié)，以便對(duì)本發(fā)明的透徹理解。但是，對(duì)于一個(gè)所屬技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明沒(méi)有這些特殊細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)的事實(shí)是顯而易見(jiàn)的。在其他實(shí)例中，都沒(méi)有詳盡說(shuō)明公認(rèn)的方法，程序，部件和電路，以避免本公開(kāi)的各方面變得含糊不清。
隨后的一部分詳細(xì)說(shuō)明需要用到過(guò)程，程序，邏輯塊，功能塊，處理，和其他代碼上的操作符號(hào)來(lái)表示，數(shù)據(jù)位，或計(jì)算機(jī)，處理器，控制器和/或存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)流方面的術(shù)語(yǔ)。數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員通常用這些說(shuō)明和表述來(lái)把他們工作的實(shí)質(zhì)有效地傳達(dá)給所屬技術(shù)領(lǐng)域的其他專(zhuān)業(yè)人員。此處的，過(guò)程，程序，邏輯塊，功能，方法等等通常都視為導(dǎo)向期望的和/或預(yù)期的結(jié)果的步驟或指令中的繼發(fā)事件。步驟通常包括物理數(shù)量的物理操作。雖然未必，但這些數(shù)量通常以在計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的電子，磁力，光，或存儲(chǔ)的，轉(zhuǎn)移的，組合的，對(duì)照的量子信號(hào)及其他被操控的形式表現(xiàn)。對(duì)一般用途而言，事實(shí)證明，參考這些信號(hào)，如位，流，值，要素，符號(hào)，特征，項(xiàng)，數(shù)字或類(lèi)似的事物，和它們?cè)谟?jì)算機(jī)程序或軟件中的表現(xiàn)形式，如代碼(可以是目標(biāo)代碼，源代碼或二進(jìn)制代碼)給這類(lèi)說(shuō)明和表述帶來(lái)了便利。
無(wú)論如何，我們都應(yīng)該記住所有這些及類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)都與適當(dāng)?shù)奈锢砹亢?或信號(hào)有關(guān)，并且它們僅僅是適用于這些量和/或信號(hào)的符號(hào)而已。除非有特別說(shuō)明和/或否則就如下所述一樣顯而易見(jiàn)，用貫穿本申請(qǐng)的論述術(shù)語(yǔ)諸如“操作”，“計(jì)算”，“判定”或者諸如此類(lèi)的涉及電腦或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的動(dòng)作或步驟，或類(lèi)似裝置(如，電氣，光學(xué)或量子計(jì)算，處理裝置或電路)來(lái)處理或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表示物理量(如，電子)都是允許的。這類(lèi)術(shù)語(yǔ)涉及，在電路，系統(tǒng)或構(gòu)造(比如，寄存器，存儲(chǔ)器，其他這樣的信息存儲(chǔ)，傳輸或顯示裝置等等)的部件值域內(nèi)，把物理量處理或轉(zhuǎn)換成在相同或者不同系統(tǒng)或構(gòu)造的其他部件值域中類(lèi)似的物理量。
此外，在本申請(qǐng)的背景下，術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”和“總線”涉及任何已知的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，排列，技術(shù)，方法和/或步驟，用于在電路中將電信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)物理地轉(zhuǎn)移到另一個(gè)點(diǎn)。并且，除非事先注明，否則，從就只能從此處的大前提下使用，術(shù)語(yǔ)“指定的”，“固定的”，“已知的”和“預(yù)定的”來(lái)提及值，數(shù)量，參數(shù)·，約束，條件，狀態(tài)，過(guò)程，程序，方法，實(shí)踐或他們的理論可變組合，但是這種可變往往是事先約定的，并且此后，一經(jīng)使用便不可更改的。
同樣地，為了方便起見(jiàn)，雖然術(shù)語(yǔ)“時(shí)間”，“比率”，“周期”和“頻率”通常是可交換的并且可以交替使用，但是賦予他們的含義通常是在此類(lèi)技術(shù)上公認(rèn)的。并且，為了簡(jiǎn)便，雖然術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)”，“數(shù)據(jù)流”，“位”，“位串”和“信息”可能會(huì)交替使用，如術(shù)語(yǔ)“耦合到”和“與……交流”(指間接或者直接的連接，耦合或相通)，但是通常賦予它們的是此類(lèi)技術(shù)上公認(rèn)的含義。
同樣地，為了方便起見(jiàn)，雖然術(shù)語(yǔ)“激光器”，“EML”，“光源”和“激光二極管”通常是可交換的并且可以交替使用，且賦予這些術(shù)語(yǔ)中本領(lǐng)域公知的含義。同樣，為了簡(jiǎn)便，術(shù)語(yǔ)“調(diào)制器”和“電吸收調(diào)制器”可以交替使用，但是賦予他們的含義通常仍然是在此類(lèi)技術(shù)上公認(rèn)的。盡管術(shù)語(yǔ)“厚度”和“高度”也可以交替使用，但是它們?cè)诒旧暾?qǐng)中都是指的垂直測(cè)量。
同樣地，為了方便起見(jiàn)，雖然術(shù)語(yǔ)“光”和“光電”通常是可交換的并且可以交替使用，且使用這些術(shù)語(yǔ)中任何一個(gè)也就涵蓋了其他，除非文中另有清楚的交代。此外，術(shù)語(yǔ)“收發(fā)器”指至少配備一個(gè)數(shù)據(jù)接收器和一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射器的器件，且術(shù)語(yǔ)“收發(fā)器”的適用涵蓋術(shù)語(yǔ)“接收器”和“發(fā)射器”，除非文中另有清楚的交代。同樣，為了方便起見(jiàn)，術(shù)語(yǔ)“連接到”，“與…相耦合”，“與…相連”和“耦合到”(還涉及連接，耦合和/或相連元件間的直接和/或間接關(guān)系，除非術(shù)語(yǔ)使用的環(huán)境未清楚交代)，雖然此類(lèi)術(shù)語(yǔ)是可交換使用的，但是通常賦予它們的仍然是此類(lèi)技術(shù)上公認(rèn)的含義。文中所披露的各種實(shí)施例和/或例子都可與其他實(shí)施例和/或例子組合，只要這樣的組合是適宜，有必要或有利的。下面將結(jié)合典型的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
一種典型的多通道發(fā)光器件 圖1舉例說(shuō)明了典型的發(fā)光器件100。發(fā)光器件100可包含激光器列陣110，電吸收(EA)調(diào)制器列陣120，波導(dǎo)列陣130，合波器140，模式調(diào)節(jié)器150和光纖(或光纖依附的位置)160。激光器列陣110，調(diào)制器列陣120和多個(gè)波導(dǎo)管130，132，134和136可設(shè)置在任何不導(dǎo)電的基板和/或?qū)又?。所述基板?或?qū)拥牟牧夏軌蛑味鄠€(gè)薄膜并能承受激光器件的高溫(比如，制造多通道發(fā)光器件方法中所述的激光二極管和/或電調(diào)制器)。
激光器列陣110可包含多個(gè)激光器110a-d。激光器110a_d可包含固態(tài)電子器件或半導(dǎo)體激光器(比如，激光二極管，串級(jí)激光器，分布反饋型激光器，等)。在圖1的實(shí)施例中，所述器件為四個(gè)激光二極管。但是，任意復(fù)數(shù)個(gè)的激光器(比如，2個(gè)或2個(gè)以上)都是允許的。在某個(gè)實(shí)施例中，激光器110a-d包含激光二極管。所述激光二極管為電流驅(qū)動(dòng)器件，用于接收來(lái)自電源的偏置電壓或電流。激光器110a-d都各自包含一摞不同材料的層，此類(lèi)材料各自具備不同的物理，化學(xué)和/或電氣特性(比如，II1-V型，I1-VI型或組群IV元素半導(dǎo)體，諸如GaN，InP, GaAs, AlGaAs, AlGaInP, InGaAsP,等，每一個(gè)都可以是氮摻雜，磷摻雜或未摻雜的)。激光器堆棧在物理上通常是相互分離的，盡管它們可能共用單一的下接頭112。激光器110a-d通常具有分開(kāi)的上接頭114a-d。與分開(kāi)的上接頭114a_d電連接的各個(gè)襯墊116a_d都為焊線或類(lèi)似連接預(yù)留了位置。所述焊線或類(lèi)似連接用于向獨(dú)立的激光器傳輸外加電壓，電流和/或電源。
各激光器可在光或光電網(wǎng)絡(luò)上的獨(dú)立通道上傳輸信號(hào)，并可生成或輸出光的獨(dú)有波長(zhǎng)(或波長(zhǎng)范圍)。通常，各通道的波長(zhǎng)都不會(huì)重復(fù)，且波長(zhǎng)彼此的差異等于或大于40nm(比如，激光器組110a-d中的各激光器可生成單個(gè)波長(zhǎng)的光或波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，所述光的波長(zhǎng)至少比激光器組中的其他激光器的光大或小40nm)。在某個(gè)實(shí)施例中，波長(zhǎng)彼此的差異至少為50nm,60nm或大于60nm的值(比如，至少為IOOnm)。
調(diào)制器改變一個(gè)或多個(gè)波形數(shù)值或特性(周期性波形)。調(diào)制后的波形被稱為載波信號(hào)，而在光電子學(xué)中，所述載波信號(hào)為激光器的光或光輸出。在某個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器列陣120可包括多個(gè)電吸收(EA)調(diào)制器120a-d。各調(diào)制器120a_d通常都包含一摞不同材料的層，各種材料都具有不同的物理，化學(xué)和/或電氣特性。雖然所述摞層種的單個(gè)層可以都是與激光器堆棧中相應(yīng)層相同或不同的，但是通常情況下，至少有一層是不同的。各調(diào)制器120a-d可以是與激光器·列陣110中單個(gè)激光器110a-d相對(duì)應(yīng)的。
調(diào)制器120a_d可以是與激光器110a_d電隔離的(比如，通過(guò)激光器區(qū)域110中，與上接頭114a-d和下接頭112分離的上接頭124a-d和下接頭122a-d[參見(jiàn)圖10])，或者，是至少與激光器110a-d部分物理分離的(比如，通過(guò)絕緣區(qū)域；參見(jiàn)圖8)。調(diào)制器120a_d也可彼此物理性分離。各調(diào)制器通常都具有獨(dú)立的上接頭124a-d和下接頭122a-d (未在圖1中顯示)。由于下接頭122a-d是電隔離的，因此調(diào)制器120a-d可用于單獨(dú)調(diào)制各激光器110a-d的光或光輸出。各襯墊126a_d為用于單個(gè)調(diào)制器接收信號(hào)的導(dǎo)線準(zhǔn)備了接頭或焊線(比如，來(lái)自微控制器或處理器；未顯示)。
發(fā)光器件100可包括多個(gè)波導(dǎo)管130，132，134和136。各波導(dǎo)管130，132，134和136都可包括多疊不同材料且具備不同物理和/或電氣特性的層，且還可與調(diào)制器列陣120中的單個(gè)調(diào)制器120a_d相對(duì)應(yīng)。通常，雖然層堆中的單個(gè)層可以是與激光器和/或調(diào)制器堆棧中相應(yīng)層相同或不同的，但是一般來(lái)說(shuō)，所述層都是與激光器和/或調(diào)制器相異的(盡管一個(gè)或多個(gè)層可與調(diào)制器堆棧中的相應(yīng)層晶體性匹配)。波導(dǎo)管130-136可將光或其他電磁能量從調(diào)制器弓I導(dǎo)或傳輸至單一位置(比如，如下所述的合波器140 )。
合波器140可接收來(lái)自調(diào)制器列陣120的光，并合并來(lái)自各調(diào)制器120a_d的光信號(hào)用于一根或多根光纖上的傳輸(通常為單光纖160)。在利用光纖160傳輸之前,光可通過(guò)模式調(diào)節(jié)器150傳遞。
因此，各成對(duì)的激光器和調(diào)制器(比如，I IOa和120a，IlOb和120b，IlOc和120c，IlOd和120d)構(gòu)成了電吸收調(diào)制激光器(EML)。各EML都具有EML四個(gè)接頭間的高直流電阻(即，下接頭112和單個(gè)激光器的相應(yīng)上接頭114之間，各下接頭122和單個(gè)激光器的相應(yīng)上接頭114之間)。至于EML激光器列陣，由于要以最小功耗驅(qū)動(dòng)差異化驅(qū)動(dòng)各信號(hào)，因此所有調(diào)制器120a_d都是彼此獨(dú)立的，且是與激光器110a-d分隔開(kāi)的。由于激光器可以直流模式運(yùn)行(比如，以貫穿下接頭112和上接頭114a-d的固定或預(yù)定電壓運(yùn)行)且不需要變化的電勢(shì)，因此它們可以共用下接頭112。因此，對(duì)于N個(gè)EML (激光器-調(diào)制器搭配)，其中N為2以上的整數(shù)，獨(dú)立和/或單獨(dú)的接頭數(shù)量可以是3N+1。
制造發(fā)光器件的典型方法圖2-8舉例說(shuō)明了制造多通道發(fā)光器件的典型方法。參考圖2，本征層203可在半絕緣(SI)基板201上塑造。通常，基板201和本征層203包含不導(dǎo)電材料。比如，基板201可包含半絕緣或不導(dǎo)電的I1-VI或II1-V化合物(比如，CdSe，ZnS, ZnO, InP, GaAs，等)，組群IV元素或合金(比如 ，Si，Ge, SiGe,等)，或如Si02，A1203—類(lèi)的絕緣基板，如聚酰亞胺，如聚二醚酮(PEEK)—類(lèi)的有機(jī)高分子，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯一類(lèi)的聚烯屬烴基芳香族二元酸酯，它們的混合物，等?；?01可以是單晶，部分晶體化或無(wú)定形材料制成的薄板，薄片或晶片，或包含無(wú)定形或部分透明的絕緣或半絕緣材料上的多晶薄膜?；?01的厚度大致500 μ m (比如，20-100 μ m),或處在文中所述范圍內(nèi)。
本征層203可包含化合物半導(dǎo)體或基本上由化合物半導(dǎo)體組成(比如，不導(dǎo)電的或半絕緣的I1-VI或II1-V材料，比如CdSe, ZnS, ZnO, InP, GaAs，等)，且可在已知的沉積條件下通過(guò)外延生長(zhǎng)和/或化學(xué)氣相沉淀(比如，金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉淀，或M0CVD)由已知前體塑造而成?；?01和本征層203都包含足夠劑量的η-型和/或P-型摻雜劑來(lái)為其提供穩(wěn)定和/或可再生的半絕緣或固有特性。在某些實(shí)施例中，本征層203的晶體結(jié)構(gòu)大體上與基板201或基板201的最上表面匹配。本征層203的厚度大致在IOOnm和IOOOOnm之間，或?yàn)槲闹兴龇秶鷥?nèi)的厚度。
參考圖3，附加層可在基板201上連續(xù)塑造而成，包括下(比如，N型)接觸層205，蝕刻終止層207，第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213，和第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213上的第一上(比如，第一 P型)接觸層215。因此，蝕刻終止層207可以是堆積在下接觸層205上的，第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213可以是堆積在蝕刻終止層207上的，而第一上接觸層215可以是堆積在第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213上的。
下接觸層205可包含導(dǎo)電材料,諸如(比如,Al, Cu, Ag, Au,等),兩種或多種金屬的合金(比如，Au/Cr，Au/Pt/Ti,或Au/Ge)，N型半導(dǎo)體(比如，文中所述的I1-VI或II1-V半導(dǎo)體或組群IV元素半導(dǎo)體，P，As和/或Sb的摻雜材料[比如，高摻雜或極高摻雜率]，和/或?qū)щ娊饘倩旌衔?比如，TiN，TiSix, WSix，TiSixNy, WSixNy，銦錫氧化物[ΙΤ0]，等)。下接觸層205可通過(guò)覆蓋沉淀(比如，CVD，濺射或M0CVD)形成，且其厚度大致在IOOnm和5000nm之間，或處在文中所述范圍內(nèi)。
蝕刻終止層207可包括化合物半導(dǎo)體，元素半導(dǎo)體，金屬，合金，導(dǎo)電金屬化合物，或其他物質(zhì)，其中所述其他物質(zhì)的蝕刻速度低于(比如，低數(shù)十或上百倍)構(gòu)成蝕刻終止層207的層209。比如，蝕刻終止層207可包含化合物公式AaBbYyZz，其中A和B都屬于元素周期表中組群12或13 (比如，A和B分別是Zn或Cd，或A和B分別是Ga，In或Tl)，當(dāng)A和B分別為組群13的元素時(shí)，Y和Z都分別屬于元素周期表中組群15 (比如，N，P, As或Sb)，或當(dāng)A和B都為組群12的元素，a + b = I,且y + z = I時(shí)，Y和Z都分別屬于元素周期表中組群16 (比如，0，S，Se or Te)。當(dāng)蝕刻停止層207包含化合物公式AaBbYyZz時(shí)，可用足夠劑量的η型或P型摻雜劑來(lái)?yè)诫s所述化合物，從而為所述化合物提供穩(wěn)定和/或可再生的傳導(dǎo)特性(比如，相對(duì)較低的電阻)。在某個(gè)實(shí)施例中，蝕刻停止層207可包含Inl-cGacAsl-xPx，其中 O < c < I (例如，0.5)且 0〈 x < 1(例如，0.5)。蝕刻停止層207可通過(guò)覆蓋沉積(比如，CVD，濺射或)M0CVD，且其厚度大致在IOnm和2000nm之間，或處在文中所述范圍內(nèi)。
第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213可包括第一 N型層209，第一 N型層209上的第一量子井層211，和第一量子井層211上的第一 P型層213。通過(guò)覆蓋沉淀II1-V型半導(dǎo)體(比如，InP或GaAs)或組群IV的半導(dǎo)體(比如，硅和/或鍺)，并隨后從固態(tài)或氣態(tài)摻雜劑源，將一種或多種摻雜劑灌輸入半導(dǎo)體或?qū)诫s劑送入半導(dǎo)體材料，就可塑造出第一 N型層209和第一 P型層213。隨后，通過(guò)火爐或激光器加熱，激活摻雜劑。在某個(gè)實(shí)施例中，層209和213包含II1-V化合物(比如，磷化銦或InP)。
第一 N型層209還可包括N型摻雜劑(比如，磷，砷和/或銻)，且其厚度大致在20nm和IOOOOnm之間，或處在文中所述范圍內(nèi)。第一 N型層209在物理結(jié)構(gòu)上(比如，結(jié)晶性地)和/或化學(xué)公式方面與蝕刻停止層207是不同的，其中所述物理結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)公式用于在某種程度上根據(jù)蝕刻停止層207激活對(duì)第一 N型層209的選擇性蝕刻(比如，如圖4所示)。
雖然第一量子井層211可由與第一 N型層209和第一 P型層213相同和/或類(lèi)似的材料構(gòu)成，但是它在化學(xué)成分和/或數(shù)量上與層209和213還是有所不同(比如，層211的摻雜濃度比可以比層209或213小數(shù)十，數(shù)百或數(shù)千倍， 或者也可以保持無(wú)摻雜狀態(tài))。第一量子井層211的厚度大致在IOnm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，第一量子井層211 (或第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213)可包含砷化鋁(AlAs)層間的砷化鎵層(GaAs)，或氮化鎵(GaN)層間的氮化銦鎵層(InGaN)。第一 P型層213還可包含P型摻雜劑(比如，硼)，且其厚度大致在200nm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。
層205，207, 209, 211，213和215都可通過(guò)覆蓋沉淀形成(比如，通過(guò)CVD，濺射，蒸發(fā)，MOCVD或外延生長(zhǎng))。比如，塑造層205，207, 209, 211，213和215可包含選擇性區(qū)域生長(zhǎng)(SAG)或選擇性區(qū)域外延附生(SAE)，和/或包含化合物半導(dǎo)體的交互層(比如，InP和InGaAs)。合物半導(dǎo)體的交互層的生長(zhǎng)可包含汽相外延(比如，金屬有機(jī)化合物汽相外延，或M0VPE)，分子束外延(金屬有機(jī)化合物分子束外延，或Μ0ΜΒΕ)，和/或原子層沉淀(ALD)0
第一上(比如，P型)接觸層215可包含導(dǎo)電材料，諸如金屬(比如，Al，Cu, Ag, Au,等)，兩種或多種金屬的合金(比如，Au/Cr, Au/Pt/Ti,或Au/Ge),半導(dǎo)體(比如,文中所述的I1-VI或II1-V半導(dǎo)體或組群IV元素半導(dǎo)體，使用P型摻雜劑[比如，硼]摻雜的(t匕如，高摻雜或極高摻雜率的)，和/或?qū)щ娊饘倩衔?比如，TiN，TiSix, WSix, TiSixNy,WSixNy，銦錫氧化物[^^，等)。第一上接觸層215可通過(guò)覆蓋沉積(比如，通過(guò)CVD，濺射或MOCVD)成形，且其厚度大致在IOOnm和5000nm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。
圖4舉例說(shuō)明了多個(gè)層部分的移除。通常，相同的部分(比如，區(qū)域)都按照此類(lèi)移除從各層移除?？刮g劑掩模217可在第一區(qū)域(比如，光源區(qū)域)200上成形，以便在第二區(qū)域(比如，調(diào)制器區(qū)域)220 (參考圖6)或第三區(qū)域(比如，波導(dǎo)管)240)(參考圖7)中將多個(gè)層的部分移除?？刮g劑掩模217可包含傳統(tǒng)正或負(fù)型光刻膠，或第一上接觸層215材料的氧化物?？刮g劑掩模217可通過(guò)在第一上接觸層215上涂敷光刻膠并模式化所述光刻膠來(lái)成形，以便抗蝕劑掩模217保持在光源區(qū)域200之上?；蛘?，光刻膠可在將會(huì)被移除的層209-213部分上以第一上接觸層215為模式，氧化物可在層215的保留(暴露)面上生長(zhǎng)，移除光刻劑后，就可對(duì)位于被移除光刻劑下面的層進(jìn)行蝕刻。蝕劑掩模217的厚度大致在IOOnm和5000nm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。
某個(gè)實(shí)施例會(huì)通過(guò)光刻和蝕刻將部分第一薄膜PN結(jié)構(gòu)209-213(比如，包括第一 N型層209，第一量子井層211，和第一 P層213)和第一上接觸層215移除。移除層209-215通過(guò)蝕劑掩模217露出的部分可通過(guò)選擇性蝕刻來(lái)實(shí)現(xiàn)(比如，可相對(duì)于抗蝕劑掩模217和蝕刻停止層207，選擇性蝕刻層209-213)直到蝕刻停止層207露出為止。蝕劑掩模217可隨后通過(guò)常規(guī)方法移除。
器件的光源區(qū)域200可以是與發(fā)光(比如，激光器或激光二極管)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的。在圖形化獨(dú)立的激光器110a-d之前(詳見(jiàn)，圖1和圖9)，與器件的光源區(qū)域200相對(duì)應(yīng)的堆棧層可在圖5-8所示的流程期間得以保持。
圖5舉例說(shuō)明了圖4所示被移除層部分位置220’上多個(gè)層221-227的構(gòu)造(或再構(gòu)造)。這些隨后形成或再形成的層可包括第二薄膜PN結(jié)構(gòu)221-225和第二薄膜PN結(jié)構(gòu)221-225上的第二上(比如，第二 P型)接觸層227。
第二薄膜PN結(jié)構(gòu)221-225可包括第二 N型層221，第二 N型層221上的第二量子井層223，和第二量子井層223上的第二 P型層225。層221，223，225和227可通過(guò)選擇性外延成形。比如，塑造層221，223，225和227可包含選擇性區(qū)域生長(zhǎng)(SAG)或選擇性區(qū)域外延(SAE)，和/或包含生長(zhǎng)的化合物半導(dǎo)體交互層(比如，InP和InGaAs)?；衔锇雽?dǎo)體交互層的生長(zhǎng)可包含汽相外延(比`如，M0VPE)，分子束外延(比如，Μ0ΜΒΕ)，或原子層沉積。
可通過(guò)將N型或P型摻雜劑灌入獨(dú)立的半導(dǎo)體層(比如，II1-V型半導(dǎo)體，諸如InP或GaAs，或組群IV的半導(dǎo)體，諸如硅和/或鍺)或?qū)⒐虘B(tài)或汽態(tài)摻雜劑引入半導(dǎo)體材料，來(lái)對(duì)第二 N型層221和第二 P型層225進(jìn)行摻雜。所述摻雜劑通常在隨后通過(guò)熔爐或激光器加熱激活。在某個(gè)實(shí)施例中，層221和225都包含II1-V化合物(比如，磷化銦或InP)。
第二 N型層221還可包含η型摻雜劑(比如，磷，砷和/或銻)，且其厚度大致在20nm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。第二 N型層221在物理結(jié)構(gòu)上(比如，結(jié)晶性地)和/或化學(xué)公式方面與蝕刻停止層207是不同的，其中所述物理結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)公式用于在某種程度上根據(jù)蝕刻停止層207激活對(duì)第二 N型層221的選擇性蝕刻。
雖然第二量子井層223可由與第二 N型層221和第二 P型層225相同和/或類(lèi)似的材料構(gòu)成，但是它在化學(xué)成分和/或數(shù)量上與層221和225還是有所不同(比如，層211的摻雜濃度比可以比層209或213小數(shù)十，數(shù)百或數(shù)千倍，或者也可以保持無(wú)摻雜狀態(tài))。第二量子井層223的厚度大致在IOnm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，第二量子井層223 (或第二薄膜PN結(jié)構(gòu)221-225)可包含砷化鋁(AlAs)層間的砷化鎵層(GaAs)，或氮化鎵(GaN)層間的氮化銦鎵層(InGaN)。第一 P型層213還可包含P型摻雜劑(比如，硼)，且其厚度大致在200nm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。
第二量子井層223可能在物理結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)成分不同于第一量子井層211。但是，第二量子井層還是可包含化合物公式AaBbYyZz,其中A和B都屬于元素周期表中組群12或13 (比如，A和B分別是Zn或Cd，或A和B分別是Ga，In或Tl)，當(dāng)A和B分別為組群13的元素時(shí)，Y和Z都分別屬于元素周期表中組群15 (比如，N，P, As或Sb)，或當(dāng)A和B都為組群12的元素，a + b = I,且y + z = I時(shí)，Y和Z都分別屬于元素周期表中組群16 (比如，O, S，Se or Te)。在某個(gè)實(shí)施例中,第一和第二量子井層可包含相同或不同成分的公式InxGa(1-x)AsyP(Ι-y)，其中O〈 c〈 I且0〈 x〈 I。第一量子井層211和第二量子井層223基本上是相互匹配的?；蛘撸诙孔泳畬?23的下表面可低于第一量子井層211的下表面，和/或第二量子井層223的上表面可高于第一量子井層211的上表面。第二P型層225還可包含P型摻雜劑(比如，硼)，且其厚度大致在20nm和IOOOOnm之間，或處在文中所述范圍內(nèi)。
第二上(比如，第二P型)接觸層227可包含導(dǎo)電材料，諸如(比如，Al，Cu, Ag, Au,等)，兩種或多種金屬的合金(比如，Au/Cr, Au/Pt/Ti,或Au/Ge),半導(dǎo)體(比如,文中所述的I1-VI或II1-V半導(dǎo)體或組群IV元素半導(dǎo)體)，P, As和/或Sb的摻雜材料[比如，高摻雜或極高摻雜率]，和/或?qū)щ娊饘倩旌衔?比如，TiN，TiSix, WSix, TiSixNy, WSixNy,銦錫氧化物[ΙΤ0]，等)。第二上接觸層227可通過(guò)覆蓋沉淀(比如，CVD，濺射或MOCVD)形成，且其厚度大致在IOOnm和5000nm之間，或處在文中所述范圍內(nèi)。
圖6舉例說(shuō)明了從區(qū)域220'移除多個(gè)層的部分。通常，相同的部分(比如，區(qū)域)都按照此類(lèi)移除從各層 移除?？刮g劑掩模219可在光源區(qū)域200和調(diào)制器區(qū)域220上成形，以便在器件240區(qū)域(參考圖7)中將多個(gè)層的部分移除?？刮g劑掩模219可包含傳統(tǒng)正或負(fù)型光刻膠，或第二上接觸層227材料的氧化物?？刮g劑掩模219可通過(guò)在第一上接觸層215和第二上接觸層227上涂敷光刻膠并模式化所述光刻膠來(lái)成形，以便抗蝕劑掩模219保持在光源區(qū)域200和調(diào)制器區(qū)域220之上?；蛘撸饪棠z可在將會(huì)被移除的層221-225部分上以第二上接觸層227為模式，氧化物可在層215的保留(暴露)面上生長(zhǎng)，移除光刻劑后，就可對(duì)位于被移除光刻劑下面的層進(jìn)行蝕刻。蝕劑掩模219的厚度大致在2000nm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。在移除通過(guò)抗蝕劑掩模219露出的層221-227部分之后，蝕劑掩模219可通過(guò)傳統(tǒng)方法(比如，灰化)移除。
器件的調(diào)制器區(qū)域220可與器件的光調(diào)制區(qū)域(電吸收調(diào)制器區(qū)域)相對(duì)應(yīng)。在模式化各調(diào)制器120a-d前，如圖7-8所示，保持與調(diào)制器區(qū)域220相應(yīng)所述層的堆疊(參考圖1和圖10)。
圖7舉例說(shuō)明了波導(dǎo)區(qū)域240中一個(gè)或多個(gè)層的構(gòu)成(或二次構(gòu)成)，其中移除了圖6中的層221，223，225和227的部分。圖7所示的新層包括第一本征層241，第一本征層241上的波導(dǎo)管層243，和波導(dǎo)管層243上的第二本征層245。層241-245用于塑造多個(gè)波導(dǎo)管(比如，圖1所示波導(dǎo)管130-136)。層241，243和245可通過(guò)選擇性外延生長(zhǎng)成形。例如，層241，243和245可通過(guò)選擇性區(qū)域生長(zhǎng)(SAG)或選擇性外延生長(zhǎng)(SAE)成形?；蛘撸瑢?41-245可包含不同化合物半導(dǎo)體層的交互層(比如，InP和InGaAs)。合物半導(dǎo)體層的交互層生長(zhǎng)方法可包括汽相外延生長(zhǎng)(比如，MOVPE)，分子束外延生長(zhǎng)(比如，MOMBE)，和/或原子層沉積。
波導(dǎo)管層243可包含II1-V型半導(dǎo)體(比如，InP和InGaAs)或組群IV的半導(dǎo)體(比如，硅和/或鍺)。第二量子井層223和波導(dǎo)管層243是基本相互匹配的(比如，所述層具備水平方向匹配的下和上表面)。或者，波導(dǎo)管243的下表面可低于第二量子井層223的下表面，而波導(dǎo)管243的上表面可高于第二量子井層223的上表面。波導(dǎo)管區(qū)域240可以最小的能量損耗，理想地將來(lái)自調(diào)制器區(qū)域220的光(或電磁能量)引導(dǎo)至合波器140 (參考圖1)。所述波導(dǎo)管不包括接頭且可在未施加電壓或電流的情況下工作。
圖8舉例說(shuō)明了絕緣區(qū)域250的構(gòu)成。在以傳統(tǒng)方法移除蝕劑掩模219后，可塑造蝕劑掩模251來(lái)促使上接觸層215和/或227部分的移除。蝕劑掩模251通常包含傳統(tǒng)的正或負(fù)性光致抗蝕劑。蝕劑掩模251可通過(guò)在第一上接觸層215和第二上接觸層227上涂敷光致抗蝕劑，并模式化所述光致抗蝕劑或氧化物來(lái)露出絕緣區(qū)域250。蝕劑掩模251的厚度大致在2000nm和IOOOOnm之間，或處于文中所述的范圍內(nèi)。
將第一上接觸層215和/或第二上接觸層227從光源區(qū)域200和調(diào)制器220間的接口移除，以便將第一上接觸層215與第二上接觸層227分隔開(kāi)(比如，電隔離)。此外，位于被移除的215和/或227層部分下面的第一 P型層213和/或第二 P型層225也可以移除(比如，20nm至IJ 9000nm左右[比如，IOOnm至Ij 4000nm左右]或各層213和225厚度的10-90%左右[比如，50-80%左右]，或處于文中所述的范圍內(nèi)的值)。
層215和/或227 (或，213和225)可通過(guò)選擇性蝕刻從光源200和調(diào)制器區(qū)域220間的邊界或接口處移除，以便塑造絕緣區(qū)域250。絕緣區(qū)域250將光源區(qū)域200中的上接頭114a-d (圖1)與調(diào)制器區(qū)域220中的上接頭114a_d隔離開(kāi)，從而使激光器和調(diào)制器能集成在同一芯片或基板201上，且相互絕緣。
圖9舉例說(shuō)明了離子注入方法。所述方法可在隨后用于模式化絕緣區(qū)域250，從而得到圖1，10A和IOB所示的獨(dú)立的激光器和調(diào)制器。以足以電隔離第一 N型層209，第一量子井層211，第一 P型層213，第二 N型層221，第二量子井層223，第二 P型層225和下接觸層205的劑量和/或能量，本方法可在光源200和調(diào)制器區(qū)域220間的接口處，將氫離子(H+)注入絕緣區(qū)域250來(lái)成形延展至層201-213的區(qū)域1100，并將各激光器110a_d與相應(yīng)調(diào)制器120a-d分隔開(kāi)。盡管所述離子通常以充足的濃度和/或劑量注入某種材料中，以便削弱或消除所述的材料的傳導(dǎo)特性，但是材料的物理和/或光學(xué)特性并未受到影響(或基本未受影響)。
圖1Oa為圖1沿A-A'軸的激光二極管IlOa的剖視圖，而圖1Ob則是圖1沿B-B'軸的調(diào)制器120a的剖視圖。圖1Oa所示的激光器堆疊與圖1所示的激光器(比如，激光二極管)IlOa相對(duì)應(yīng)，代表圖4-9中光源區(qū)域200中的激光器。激光器IlOa包括基板201，本征層203，下接頭112 (依照下接觸層205仿造)，蝕刻停止層207，第一 N型層209，第一量子井層211，第一 P型層213，上接頭114a (依照第一上接觸層215仿造)，和傳導(dǎo)層261。傳導(dǎo)層261可包含與上 接頭114a電連接的金屬層(詳見(jiàn)圖1)。
圖1Ob所示的激光器堆疊與圖1所示的激光器(比如，激光二極管)110a相對(duì)應(yīng)，代表圖6-9中調(diào)制器區(qū)域220中的激光器。獨(dú)立的調(diào)制器120a包括基板201，本征層203，下接頭122b (依照下接觸層205仿造，且在物理和/或電氣上與襯墊126b相連)，蝕刻停止層207，第二 N型層221，第二量子井層223，第二 P型層225，上接頭124a (依照第二上接觸層227仿造)，和傳導(dǎo)層273。傳導(dǎo)層273可包含與上接頭124a電連接的金屬層(詳見(jiàn)圖1)。
在成形第一區(qū)域(比如，光源區(qū)域)200的層之后，可繼續(xù)成形第二區(qū)域(比如，調(diào)制器區(qū)域)220，和，選擇性的成形第三區(qū)域(比如，波導(dǎo)管區(qū)域)240，并還可執(zhí)行處理或模式化步驟。例如，獨(dú)立的激光器(比如，圖1的激光器110a-d)和獨(dú)立的調(diào)制器(比如，圖1的調(diào)制器120a_d)可以圖9所示的結(jié)構(gòu)為模式。比如，獨(dú)立的激光器110a-d和獨(dú)立的調(diào)制器120a-d可通過(guò)光刻和蝕刻進(jìn)行模式化。
成形獨(dú)立的激光器110a-d和獨(dú)立的調(diào)制器120a_d可包括在上接觸層215和227上涂敷第一掩膜，來(lái)限定激光器110a-d和調(diào)制器120a_d。所述第一掩膜可包含下硬掩膜和上掩膜。所述下硬掩膜基本上由二氧化硅(Si02)組成，而上掩膜則基本上由二氧化硅硬掩膜上的光刻膠組成。為了第一掩膜留在與獨(dú)立激光器110a-d，獨(dú)立調(diào)制器120a_d，和絕緣區(qū)域250之間區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，本方法可模式化第一掩膜。通過(guò)干法刻蝕和/或濕法刻蝕，露出區(qū)域可在隨后向下蝕刻至蝕刻停止層207，從而塑造獨(dú)立的激光器110a-d，調(diào)制器120a-d和選擇性地塑造波導(dǎo)管130-136。
或者，所述第一掩膜還可包含以將被移除區(qū)域?yàn)槟Ｊ降墓饪棠z(比如，獨(dú)立激光器110a-d間的區(qū)域，獨(dú)立調(diào)制器120a_d間的區(qū)域)，在剩余上表面上生長(zhǎng)出的氧化物，移除的光刻膠，和位于移除的光刻膠下受蝕刻的層。光刻膠和/或氧化物可通過(guò)傳統(tǒng)方法移除。在某些實(shí)施例中(第一掩膜包含下二氧化娃硬掩膜和基于光刻膠的上掩膜)，所述光刻膠是可移除的，留下適當(dāng)?shù)亩趸栌惭谀?lái)保護(hù)上接觸層215和227。
蝕刻停止層207和下接觸層205可在隨后外露和模式化。比如，第二掩膜(包含光印刷化的光刻膠)可將蝕刻停止層207部分露出。露出部分的蝕刻停止層207和其下面的下接觸層205可通過(guò)選擇性濕或干(比如，等離子體)蝕刻法移除。
Si02硬掩膜和第二掩膜可在隨后通過(guò)傳統(tǒng)方法移除(比如，灰化和使用稀釋氟化氫[HF]的蝕刻)，而鈍化層263/271則可在之后覆蓋式沉積。鈍化層263/271可分別在激光器堆棧(比如，層207，209, 211和213)和調(diào)制器堆棧(比如，層207，221，223和225)的露出表面上成形，且還可在本征層203和/或下接頭112上成形。成形鈍化層263/271可包含用一或多個(gè)無(wú)機(jī)勢(shì)壘層涂敷露出表面，諸如聚硅氧烷和/或硅和/或鋁的氮化物，氧化物和/或氮氧化物，和/或包含用一或多個(gè)無(wú)機(jī)勢(shì)壘層涂敷露出表面，諸如聚對(duì)二甲苯，氟化有機(jī)聚合物或本技術(shù)領(lǐng)域已知的其他防護(hù)材料。或者，鈍化層可包含基本的介電層匕如，氧化物(比如，Si02，TE0S,未經(jīng)摻雜的硅酸鹽玻璃[USG]，氟硅酸鹽玻璃[FSG]，硼磷硅酸鹽玻璃[BPSG]，等))。所述介電層可由應(yīng)力小于上覆蓋鈍化層的材料構(gòu)成。
由光刻膠組成的第三掩膜可在隨后沉積并光印刷模式化。鈍化層則可在隨后采用干或濕法蝕刻，而露出的蝕刻停止層207可通過(guò)選擇性干或濕法蝕刻，使下接觸層205露出。
“頂升”步驟可在隨后用于塑造上接頭114a/261和124a/273。本方法還在隨后涂敷和模式化第四掩膜(包含適用于傳統(tǒng)頂升步驟的光刻膠)，使用于成形上接觸層261和273的區(qū)域露出。之后，本發(fā)明還可將金屬層覆蓋在晶片或基板201上。在完成對(duì)金屬層的沉積后，本發(fā)明可通過(guò)將所述掩膜從晶片表面物理性地提升，將模式化的第四掩膜移除。位于成形上接觸層215和227的區(qū)域之上的金屬層(比如，圖1Oa和IOb的傳導(dǎo)層261和273)會(huì)停留在上接觸層114和124a之上。其他所有金屬(即，第四掩膜蝕刻膠上的金屬)被第四掩膜移除(“頂升”)，從而模式化上接觸層261和273，別分在光源區(qū)域200中塑造出獨(dú)立的上接頭114a-d，在調(diào)制器區(qū)域220中塑造出獨(dú)立的上接頭124a_d和273。
因此，本發(fā)明提供了具備獨(dú)立的激光器。所述激光器具備單獨(dú)的上接頭和獨(dú)立的調(diào)制器。所述單獨(dú)的上接頭和獨(dú)立的調(diào)制器都具有單芯片或基板上的(i)單獨(dú)的上接頭和( )單獨(dú)的下接頭。因此，同一芯片或基板上可集成多個(gè)激光器和調(diào)制器，且所述激光器和調(diào)制器是相互電隔離的。所以，對(duì)于集成在芯片或基板上的EML器件列陣來(lái)說(shuō)，低功率差速驅(qū)動(dòng)能力是有可能實(shí)現(xiàn)的，從而使收發(fā)器能將多個(gè)EML器件集成到芯片或基板上實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸。
結(jié)論 本發(fā)明的實(shí)施例有益地提供了獨(dú)立的發(fā)光器件(比如，激光二極管)和調(diào)制器，其中所述發(fā)光器件具有獨(dú)立的上接頭，而所述調(diào)制器則具有電隔離的上接頭和下接頭。因此，多個(gè)獨(dú)立的激光器和調(diào)制器不但可集成在同一芯片或基板上，且還可以是相互電隔離的。所以，對(duì)于集成在芯片或基板上的EML器件列陣來(lái)說(shuō)，低功率差速驅(qū)動(dòng)能力是有可能實(shí)現(xiàn)的，從而使收發(fā)器能將多個(gè)EML器件集成到芯片或基板上實(shí)現(xiàn)低功率光信號(hào)傳輸。
圖解和說(shuō)明已經(jīng)詳細(xì)展示了前述的本發(fā)明的特殊實(shí)施例。本公開(kāi)并不限于前述實(shí)施例，并且很明顯，也可以鑒于以上所述的技術(shù)，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和變更。本文選定實(shí)施例并對(duì)其進(jìn)行描述，以便最精確地闡述本發(fā)明的原理及它的實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的其他人員能最 大程度的利用本發(fā)明及帶有各種修改的實(shí)施例，以適用于預(yù)期的特殊用途。即，由添加至此的權(quán)利要求和它們的等效敘述所定義的發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括:基板；在基板上或上方的下接觸層，該下接觸層包括基板第一區(qū)域內(nèi)的第一下接頭和基板第二區(qū)域內(nèi)的多個(gè)第二下接頭；第一區(qū)域的第一下接頭上或上方的多個(gè)發(fā)光薄膜器件；第二區(qū)域的第二下接頭上或上方的多個(gè)光調(diào)制薄膜器件；所述多個(gè)發(fā)光薄膜器件上或上方的多個(gè)第一上接頭；所述多個(gè)光調(diào)制薄膜器件上或上方的多個(gè)第二上接頭；和第一和第二區(qū)域之間的絕緣區(qū)域，電隔離所述多個(gè)第一上接頭和多個(gè)第二上接頭。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，各個(gè)發(fā)光薄膜器件波都包括:基板上或上方的第一 N型層；第一 N型層上或上方的第一量子井層；第一量子井層上或上方的第一 P型層。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在于，各個(gè)光調(diào)制薄膜器件都包含:基板上或上方的第二 N型層；第二 N型層上或上方的第二量子井層；第二量子井層上或上方的第二 P型層。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其特征在于，第二量子井層和第一量子井層是不同的。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其特征在于，第一和第二N型層和第一和第二 P型層都包含II1-V型半導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包括基板上或上方的本征層，其特征在于，下接觸層位于本征層之上。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，還包括下接觸層上或上方的蝕刻終止層。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，第一下接觸層，多個(gè)第二下接觸層，多個(gè)第一上接頭和多個(gè)第二上接頭中的每個(gè)都包含導(dǎo)電材料。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包含基板第三區(qū)域上或上方的多個(gè)波導(dǎo)管。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光器件，其特征在于，各個(gè)波導(dǎo)管都包含(i)第一本征層，( )第一本征層上或上方的波導(dǎo)層，和(iii)波導(dǎo)管層上或上方的第二本征層。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，基板包含半絕緣基板。
12.一種制造多通道發(fā)光器件的方法，包括:在基板上塑造下接觸層；圖形化下接觸層，用于分別在基板第一 區(qū)域塑造第一下接頭，在基板第二區(qū)域塑造多個(gè)第二下接頭；在第一下接頭和多個(gè)第二下接頭上塑造第一薄膜PN結(jié)構(gòu)；在第一薄膜PN結(jié)構(gòu)上塑造第一上接頭；在第二區(qū)域中，移除第一薄膜PN結(jié)構(gòu)和第一上接觸層；在第二區(qū)域中，塑造第二薄膜PN結(jié)構(gòu)和第二上接觸層；和在第一和二區(qū)域之間塑造絕緣區(qū)域，用于對(duì)第一上接觸層和第二上接觸層進(jìn)行電隔離，從而在第一區(qū)域中塑造出多個(gè)發(fā)光器件，在第二區(qū)域中塑造出多個(gè)光調(diào)制器件。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包含，在塑造下接觸層之前，在基板上塑造本征層。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，塑造第一薄膜PN結(jié)構(gòu)包含:在基板上或上方塑造第一 N型層；在第一 N型層上或上方塑造第一量子井層；和在第一量子井層上或上方塑造第一 P型層。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，塑造第二薄膜PN結(jié)構(gòu)包含:在第二區(qū)域中塑造第二 N型層；在第二 N型層上或上方塑造第二量子井層；和在第二量子井層上或上方塑造第二 P型層。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，下接觸層，第一N型層，第一量子井層，第一 P型層，和第一上接觸層都是通過(guò)金屬有機(jī)氣相沉積形成的。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，第二N型層，第二量子井層和第二 P型層都是通過(guò)選擇性外延附生形成的。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，還包含，在塑造第一薄膜PN結(jié)構(gòu)之前，在第一下接頭和多個(gè)第二下接頭上或上方塑造蝕刻終止層。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，塑造所述絕緣區(qū)域包含，在第一上接觸層與第二上接觸層之間的邊界處，將部分的第一上接觸層和部分的第二上接觸層移除。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，第一量子井層和第二量子井層包括不同的材料。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，第一和第二N型層和第一和第二 P型層中的每個(gè)都包含II1-V型半導(dǎo)體。
22.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，第一上接觸層和第二上接觸層中的每個(gè)都包含導(dǎo)電材料。
23.如權(quán)利要求12所述的方法，還包含在基板第三區(qū)域中移除第二薄膜PN結(jié)構(gòu)和第二上接觸層，并在第三區(qū)域中塑造波導(dǎo)管。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，塑造波導(dǎo)管包含，塑造第一本征層，在第一本征層上塑造第一波導(dǎo)層，在波導(dǎo)管層上塑造第二本征層。
25.—種多通道發(fā)光器件，包括:基板；基板上或上方的下接觸層，該下接觸層包括第一發(fā)光器件區(qū)域中的第一下接頭和第二發(fā)光器件區(qū)域中的多個(gè)第二下接頭；第一區(qū)域中第一下接頭上或上方的多個(gè)激光二極管；第二區(qū)域中多個(gè)第二下接頭上或上方的多個(gè)調(diào)制器，其中各個(gè)調(diào)制器都用于調(diào)制相應(yīng)激光二極管發(fā)出的光；第三發(fā)光器件區(qū)域上或上方的多個(gè)波導(dǎo)管，其中各個(gè)波導(dǎo)管都用于將來(lái)自相應(yīng)調(diào)制器的光引導(dǎo)至目標(biāo)；和合波器，用于接收來(lái)自各波導(dǎo)管的光。
26.如權(quán)利要求25所述的多通道發(fā)光器件，其特征在于，各個(gè)調(diào)制器都包含電吸收調(diào)制器。
27.如權(quán)利要求26所述的多通道發(fā)光器件，其特征在于，各激光二極管都包含基板上或上方的第一 N型層，第一 N型層上或上方的第一量子井層，和第一量子井層上或上方的第一P型層；各電吸收調(diào)制器包含基板上或上方的第二 N型層，第二 N型層上或上方的第二量子井層，和第二量子井層 上或上方的第二 P型層，且第二量子井層不同于第一量子井層。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種發(fā)光器件，多通道發(fā)光器件和它們的制造方法。發(fā)光器件可包括基板；基板上的下接觸層，包括第一區(qū)域的第一下接頭和第二區(qū)域的多個(gè)第二下接頭；第一區(qū)域的第一下接頭上的多個(gè)發(fā)光薄膜器件；第二區(qū)域的第二下接頭上的多個(gè)光調(diào)制薄膜器件；所述多個(gè)發(fā)光薄膜器件上的多個(gè)第一上接頭；所述多個(gè)光調(diào)制薄膜器件上的多個(gè)第二上接頭；和第一和第二區(qū)域之間的絕緣區(qū)域，用于對(duì)所述多個(gè)第一上接頭和多個(gè)第二上接頭進(jìn)行電隔離。
文檔編號(hào)H01S5/042GK103236645SQ20131010831
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者尼爾·馬格里特, 馬克·海姆巴赫, 張欣剛 申請(qǐng)人:索爾思光電(成都)有限公司