一种基于BCB键合工艺的混合集成激光器及其制作方法

摘要

本发明提供一种基于BCB（苯并环丁烯）键合工艺的混合集成激光器及其制作方法，所述混合集成激光器包括具有硅衬底、埋氧层及硅波导结构的SOI基光波导芯片、BCB覆层、具有底接触层、有源层、隧道结及顶接触层的Ⅲ-Ⅴ族激光器外延层、贯穿所述Ⅲ-Ⅴ族激光器外延层、BCB覆层及埋氧层的热沉通孔、填充于所述热沉通孔内的多晶硅热沉；结合于所述Ⅲ-Ⅴ族激光器外延层表面且具有电极通孔的氮化硅隔离层以及电极结构。本发明采用BCB键合工艺实现了SOI硅基光波导芯片与Ⅲ-Ⅴ族激光器的单片集成，并且引入多晶硅热沉结构以提高激光器的性能。本发明可作为硅基光源器件，为硅基光集成芯片提供片上光源。

主权项

一种基于BCB键合工艺的混合集成激光器的制作方法，包括步骤：提供一包括硅衬底、埋氧层及硅波导结构的SOI基光波导芯片，其特征在于，所述制作方法还包括以下步骤：1)提供一包括底接触层、有源层、隧道结及顶接触层的Ⅲ‑Ⅴ族激光器外延层，于所述SOI基光波导芯片表面形成BCB覆层，并通过该BCB覆层键合所述SOI光波导芯片及所述Ⅲ‑Ⅴ族激光器外延层；2)采用干法刻蚀工艺制作贯穿所述Ⅲ‑Ⅴ族激光器外延层、BCB覆层及埋氧层的热沉通孔，于所述热沉通孔内淀积多晶硅热沉并采用化学机械抛光方法去掉多余的多晶硅；3)采用干法刻蚀工艺刻蚀所述Ⅲ‑Ⅴ族激光器外延层，去除部分的顶接触层、隧道结及有源层，制作微盘谐振腔；4)采用湿法刻蚀工艺刻蚀底接触层获得底接触平台；刻蚀后所述底接触层的面积大于所述顶接触层、隧道结及有源层的面积；5)于上述结构表面形成隔离层，刻蚀所述隔离层，形成与所述多晶硅及顶接触层对应的第一通孔及与所述底接触层平台对应的第二通孔，最后于所述第一通孔内制作与所述多晶硅热沉及顶接触层连接的顶电极，并同时于所述第二通孔内制作与所述底接触层连接的底电极。