用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液及製作方法
2023-05-13 18:30:06 4
專利名稱：用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液及製作方法
技術領域：
本發明涉及一種腐蝕液及其製作方法，更具體地說是一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液及製作方法，屬於半導體雷射器技術領域。
背景技術：
含有光柵的半導體雷射器(分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器)的研究已經持續30多年了，特別是上世紀八、九十年代，光纖通信的蓬勃發展更是刺激了工作在1.3m(單模光纖低損耗零色散窗口)和1.55m(單模光纖最低損耗窗口)附近InP基動態單模的分布反饋式半導體雷射器和波長可調諧單模分布布拉格反射鏡半導體雷射器的研究。相較於InP基長波長分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器，GaAs基短波長分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器雖然在通信領域用途不大，然而其在高解析度原子光譜分析中是非常有效的工具，在遙感測量方面和原子物理學實驗研究中也有重要的應用，某些特定激射波長的單頻半導體雷射器更是在特殊的領域有著不可替代的作用。經過30年的發展，短波長分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器的性能有了巨大提高，現在正在向大功率倍頻或者泵浦光源的應用發展，880nm以下發射波長的分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器的光柵層在向GaInP等無Al材料發展，以期避免Al原子氧化帶來的問題，從而獲得更好的器件激射特性和壽命。傳統的GaAs基分布反饋式半導體雷射器和分布布拉格反射鏡半導體雷射器的光柵層往往是AlGaAs材料，所用的腐蝕液是H2SO2/H2O2系列，而這種腐蝕液對含P的材料幾乎不腐蝕，使用範圍窄。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液及製作方法，其不僅適用於GaInP光柵製作又適用於其它III-V族化合物半導體材料的製作。
本發明一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，該腐蝕溶液是按體積比為Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480配製的混合溶液。
其中HBr和Br2純度為分析純。
其中HBr和Br2純度為MOS級。
其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
本發明一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)先按體積比Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480，量好Br2和HBr，然後將兩者攪拌使其充分混合；(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘；(3)將H2O按比例量好，倒入Br2和HBr的混合液中，攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O放置一小時，完成腐蝕液的製作。
其中HBr和Br2純度為分析純。
其中HBr和Br2純度為MOS級。
其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
本發明技術方案的有益效果是在GaInP材料上腐蝕出較好得光柵形貌，從而得到了好得器件性能。同時，該腐蝕液還可用於其它III-V族化合物半導體材料的腐蝕，具有廣泛的應用價值。
為進一步說明本發明的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如後，其中
圖1是該腐蝕液腐蝕的GaInP光柵，深度約為70nm。在一定角度的燈光照射下可以看到藍色條紋。佔空比接近0.25。有理論可知，在光柵深度一定的情況下，二級光柵在佔空比為0.25時光柵起的作用最強。
圖2是用該腐蝕液腐蝕InGaAlP光柵。
圖3是含有GaInP光柵的器件的P-I，V-I曲線。
圖4是含有GaInP光柵的器件的激射光譜圖。由圖3，4可見在此光柵製作的基礎上製作的器件功率可達30mW，邊模抑制比大於30dB，達到了DFB雷射器對單模的要求。
具體實施例方式
本發明一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，該腐蝕溶液是按體積比為Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480配製的混合溶液。
其中HBr和Br2純度為分析純。
其中HBr和Br2純度為MOS級。
其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
本發明一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，包括如下步驟(1)先按體積比Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480，量好Br2和HBr，然後將兩者攪拌使其充分混合；其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘；其中HBr和Br2純度為分析純；其中HBr和Br2純度為MOS級；(3)將H2O按比例量好，倒入Br2和HBr的混合液中，攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O放置一小時，完成腐蝕液的製作。
本發明涉及到一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其作用在於對在III-V族化合物半導體材料上製作的光柵進行腐蝕。該腐蝕溶液包括三種試劑Br2、HBr和H2O。其中Br2、HBr純度為分析純或更高的MOS級，H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。使用較高純度試劑，其功效在於可以避免在光柵的腐蝕過程中引入不必要的雜質，從而影響光柵的質量。該腐蝕液是按體積比為Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480配製而成的。
本發明涉及到的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法包括如下步驟(1)先按體積比Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480，分別量好Br2和HBr，其中Br2、HBr純度為分析純或更高的MOS級，然後將兩者混合、攪拌；(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘，其作用在於使其充分混合；(3)將電阻大於18MΩ-cm的去離子水按比例量好，倒入Br2和HBr的混合液中，攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O腐蝕液放置一小時，其作用在於使其充分混合。至此完成腐蝕液的製作。
實施例1在GaInP材料製作光柵包括如下步驟(1)按體積比Br2∶HBr＝1∶25分別量好分析純的Br2和分析純的HBr，將兩者倒入燒杯中加以混合，並用乾淨的玻璃棒進行攪拌；(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘；(3)將電阻大於18MΩ-cm的去離子水按比例量好，緩慢地倒入盛有Br2和HBr的混合液的燒杯中，用乾淨的玻璃棒進行攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O腐蝕液放置一小時，使其充分混合；(5)將裝有配好腐蝕液的燒杯放入冰水混合物中，待腐蝕液溫度達到冰點；(6)將已經經過曝光顯影的樣片放入聚四氟乙烯小籃中，並將小籃放入腐蝕液中，腐蝕7秒鐘(腐蝕時間和材料、曝光和顯影時間等相關)。
(7)取出，用去離子水衝洗3分鐘；
(8)放入MOS級丙酮中去掉光學掩膜膠(兩遍)，三氯乙烯(兩遍)，異丙醇脫水，吹乾即可。
製備好的GaInP材料的光柵形貌如圖1所示。深度約為70nm。
實施例2在InGaAlP材料製作光柵包括如下步驟(1)體積比Br2∶HBr＝1∶25分別量好分析純的Br2和分析純的HBr，將兩者倒入燒杯中加以混合，並用乾淨的玻璃棒進行攪拌；(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘；(3)將電阻大於18MΩ-cm的去離子水按比例量好，緩慢地倒入盛有Br2和HBr的混合液的燒杯中，用乾淨的玻璃棒進行攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O腐蝕液放置一小時，使其充分混合；(5)將裝有配好腐蝕液的燒杯放入冰水混合物中，待腐蝕液溫度達到冰點；(6)將已經經過曝光顯影的樣片放入聚四氟乙烯小籃中，並將小籃放入腐蝕液中，腐蝕7秒鐘(腐蝕時間和材料、曝光和顯影時間等相關)。
(7)取出，用去離子水衝洗3分鐘；(8)放入MOS級丙酮中去掉光學掩膜膠(兩遍)，三氯乙烯(兩遍)，異丙醇脫水，吹乾即可。
製備好的InGaAlP材料的光柵形貌如圖2所示。深度約為50nm。
本發明技術方案的有益效果是在GaInP材料上腐蝕出較好得光柵形貌，從而得到了好得器件性能。同時，該腐蝕液還可用於其它III-V族化合物半導體材料的腐蝕，具有廣泛的應用價值。
權利要求
1.一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，該腐蝕溶液是按體積比為Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480配製的混合溶液。
2.根據權利要求1所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，其中HBr和Br2純度為分析純。
3.根據權利要求1或2所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，其中HBr和Br2純度為MOS級。
4.根據權利要求1所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
5.一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)先按體積比Br2∶HBr∶H2O＝1∶25∶480，量好Br2和HBr，然後將兩者攪拌使其充分混合；(2)將混合好的Br2和HBr混合液放置10分鐘；(3)將H2O按比例量好，倒入Br2和HBr的混合液中，攪拌；(4)將混合好的Br2∶HBr∶H2O放置一小時，完成腐蝕液的製作。
6.根據權利要求5所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，其特徵在於，其中HBr和Br2純度為分析純。
7.根據權利要求5或6所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，其特徵在於，其中HBr和Br2純度為MOS級。
8.根據權利要求5所述的用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液的製作方法，其特徵在於，其中H2O為去離子水，電阻大於18MΩ-cm。
全文摘要
本發明一種用於半導體雷射器中光柵製作的腐蝕液，其特徵在於，該腐蝕溶液是按體積比為Br
文檔編號H01S5/323GK101078120SQ20061001198
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月25日 優先權日2006年5月25日
發明者付生輝, 鍾源, 陳良惠 申請人:中國科學院半導體研究所