本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬光譜晶閘管激光器的制備方法。

背景技術(shù)：

寬譜光源具有寬光譜、高強(qiáng)度、高空間相干度等優(yōu)點(diǎn)，在頻率時(shí)鐘、激光雷達(dá)、光通信、超短脈沖壓縮、光學(xué)相干成像、阿秒脈沖產(chǎn)生以及光學(xué)計(jì)量等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。例如：超輻射發(fā)光二極管(superluminescentdiode，sld)、量子點(diǎn)(quantumdot)/量子棒(quantumdash)激光器、啁啾量子阱超輻射發(fā)光二極管(chirpquantumwellsld)等基于半導(dǎo)體技術(shù)的寬譜光源，具有光譜寬、成本低、體積小的優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)寬譜激光器的體積過大，適用范圍窄的問題。

目前，半導(dǎo)體寬光譜光源仍存在功率過低，適用范圍小，且穩(wěn)定性和可控性較差等問題，對(duì)該類光電子器件的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生了很大影響。晶閘管是一種在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的半導(dǎo)體三極器件，具有大功率、單向?qū)щ姾蛯?dǎo)通時(shí)間柵極可控的特征，主要用于電力電子領(lǐng)域中的整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。

因此，寬光譜晶閘管激光器將晶閘管結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體寬譜激光器結(jié)合在一起，結(jié)合傳統(tǒng)激光器的pin結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)晶閘管的pnpn結(jié)構(gòu)，制備得到的gaas基新型pnpin結(jié)構(gòu)晶閘管激光器，通過在激光器中引入柵電極控制，很好地結(jié)合了晶閘管器件以及寬光譜光源的優(yōu)點(diǎn)，提高了該類激光器的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

針對(duì)一種新型的gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器，為得到具有高輸出功率，且有較好穩(wěn)定性和可控性的寬光譜激光脈沖輸出，并簡(jiǎn)化制作工藝，降低成本，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

(二)技術(shù)方案

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種寬光譜晶閘管激光器的制備方法，包括以下步驟：

s1、制備半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)，

s2、在半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)上形成脊條結(jié)構(gòu)，

s3、在脊條結(jié)構(gòu)上制備電極得到寬光譜晶閘管激光器。

在步驟s1中，半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)自下而上依次制備：下n型區(qū)、i型區(qū)、下p型區(qū)、上p型區(qū)，下n型區(qū)自下而上依次包括：n型gaas襯底、n-gaas緩沖層、n-algaas蓋層；i型區(qū)自下而上依次還包括：i-algaas下限制層、i-gaas下波導(dǎo)層、i-gaas上波導(dǎo)層、i-algaas上限制層；下p型區(qū)自下而上依次包括：p型柵電極接觸層、i-gaas間隔層；上p型區(qū)自下而上依次包括：p-algaas蓋層、p-gaas接觸層。

在i型區(qū)的i-gaas上波導(dǎo)層和i-gaas下波導(dǎo)層之間形成量子阱有源區(qū)，用于產(chǎn)生激光。

在半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)的下p型區(qū)上形成上n型區(qū)，上n型區(qū)包括：n-algaas漸變過渡層，上n型區(qū)位于上p型區(qū)和下p型區(qū)之間，以形成pnpin基本結(jié)構(gòu)。

在上n型區(qū)和下p型區(qū)之間形成gaas隧道結(jié)，gaas隧道結(jié)包括重?fù)诫sp型層和形成于重?fù)诫sp型層上的重?fù)诫sn型層，重?fù)诫sp型層形成于i-gaas間隔層上，屬于下p型區(qū)；重?fù)诫sn型層位于n-algaas漸變過渡層下方，屬于上n型區(qū)。

在步驟s2中，對(duì)半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)的上p型區(qū)表面進(jìn)行刻蝕以形成脊條結(jié)構(gòu)，脊條結(jié)構(gòu)包括脊條以及形成于脊條兩側(cè)的第一臺(tái)面和第二臺(tái)面，脊條深度與上p型區(qū)、上n型區(qū)以及下p型區(qū)的p型柵電極接觸層的厚度之和相等。

對(duì)脊條兩側(cè)的第一臺(tái)面和第二臺(tái)面進(jìn)行刻蝕形成第一溝槽和第二溝槽，第一溝槽和第二溝槽的底部位于i型區(qū)的i-algaas上限制層內(nèi)。

在步驟s3中，在形成第一溝槽和第二溝槽的脊條結(jié)構(gòu)表面形成一層絕緣層，用于電隔離。

在具有絕緣層的脊條結(jié)構(gòu)上，在脊條的上表面形成第一電注入窗口，在第二臺(tái)面上形成第二電注入窗口。

在形成第一電注入窗口和第二電注入窗口的具有雙溝結(jié)構(gòu)和絕緣層的脊條結(jié)構(gòu)上表面，利用濺射或蒸發(fā)工藝制備金屬層，用于形成金屬電極。

對(duì)第二電注入窗口和最近鄰的第二溝槽之間臺(tái)面的金屬層進(jìn)行刻蝕形成一個(gè)電隔離溝，電隔離溝深度等于金屬層的厚度，用于形成金屬電極：位于第一電注入窗口的p型頂電極和位于第二電注入窗口的p型柵電極。

在具備脊條結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)背面，即n型gaas襯底下表面形成一層n型背電極。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的寬光譜晶閘管激光器的制備方法，結(jié)合傳統(tǒng)激光器的pin結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)晶閘管的pnpn結(jié)構(gòu)，引入上n型區(qū)，制備得到pnpin結(jié)構(gòu)的柵控激光器，其中，通過超薄重?fù)诫sn型層和重?fù)诫sp型層組成的隧道結(jié)層，和p型柵電極，所以能夠得到具有高輸出功率，且有較好穩(wěn)定性和柵極可控性的三極寬光譜激光器件。

2、本發(fā)明提供的寬光譜晶閘管激光器的制備方法，由于以脊波導(dǎo)激光器的工藝制作為基礎(chǔ)，制作工藝簡(jiǎn)單、易重復(fù)，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

3、本發(fā)明提供的寬光譜晶閘管激光器的制備方法，由于采用量子阱材料作為有源區(qū)，所以能夠使用金屬氧化物化學(xué)氣相沉積(mocvd)方法進(jìn)行外延層結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，易于批量生產(chǎn)。

4、本發(fā)明提供的寬光譜晶閘管激光器的制備方法，由于引入了脊條兩側(cè)的雙溝結(jié)構(gòu)，能夠保證良好的側(cè)向光場(chǎng)限制，實(shí)現(xiàn)基橫模激射。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的寬光譜晶閘管激光器的制備方法流程示意圖。

圖2是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器的半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)；

圖3是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器的脊條結(jié)構(gòu)；

圖4是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在脊條兩側(cè)臺(tái)面上覆蓋有光刻膠掩膜的脊條結(jié)構(gòu)；

圖5是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在脊條結(jié)構(gòu)上形成的雙溝結(jié)構(gòu)；

圖6是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在具備雙溝結(jié)構(gòu)的脊條結(jié)構(gòu)上形成的絕緣層；

圖7是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在具備絕緣層的脊條上形成的第一電注入窗口；

圖8是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在具備第一電注入窗口的脊條結(jié)構(gòu)臺(tái)面上形成的第二電注入窗口；

圖9是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在具備電注入窗口的脊條結(jié)構(gòu)上形成的金屬層；

圖10是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在具備電注入窗口的脊條結(jié)構(gòu)上的金屬層上形成電隔離溝、p型頂電極和p型柵電極；

圖11是本發(fā)明提出的具體實(shí)施例一gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器中在電隔離溝、p型頂電極和p型柵電極的脊條結(jié)構(gòu)的背面形成的n型背電極。

其中，1是n型背電極，2是n型gaas襯底，3是n-gaas緩沖層，4是n-algaas蓋層，5是i-algaas下限制層，6是i-gaas下波導(dǎo)層，7是量子阱有源區(qū)，8是i-gaas上波導(dǎo)層，9是i-algaas上限制層，10是p型柵電極接觸層，11是i-gaas間隔層，12是gaas隧道結(jié)，13是n-algaas漸變過渡層，14是p-algaas蓋層，15是p-gaas接觸層，16是p型頂電極，17是絕緣層，18是金屬層，19是p型柵電極，20是介質(zhì)保護(hù)層，21是光刻膠層；

a是第一臺(tái)面，b是第二臺(tái)面，c是脊條，d是第一溝槽，e是第二溝槽，f是第一電注入窗口，g是第二電注入窗口，h是電隔離溝。

具體實(shí)施方式

gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器同時(shí)具備傳統(tǒng)激光器的pin結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)晶閘管的pnpn結(jié)構(gòu)，自上而下依次包括：上p型區(qū)、上n型區(qū)、下p型區(qū)、下n型區(qū)，其中還有一個(gè)i型區(qū)位于下p型區(qū)和下n型區(qū)之間，從而整體上構(gòu)成pnpin結(jié)構(gòu)。

寬光譜晶閘管激光器的pnpin結(jié)構(gòu)：下n型區(qū)自下而上依次包括：n型gaas襯底、n-gaas緩沖層、n-algaas蓋層；i型區(qū)自下而上依次還包括：i-algaas下限制層、i-gaas下波導(dǎo)層、量子阱有源區(qū)、i-gaas上波導(dǎo)層、i-algaas上限制層；下p型區(qū)自下而上依次包括：p型柵電極接觸層、i-gaas間隔層；上n型區(qū)包括：n-a1gaas漸變過渡層；上p型區(qū)自下而上依次包括：p-algaas蓋層、p-gaas接觸層，除此之外，還有位于n型gaas襯底下表面的n型背電極，以及覆蓋于脊條結(jié)構(gòu)上的絕緣層、脊條上表面的p型頂電極以及第二臺(tái)面上的p型柵電極。

其中，i型區(qū)的量子阱有源區(qū)用于載流子受激輻射產(chǎn)生激光；量子阱有源區(qū)包括至少1個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)寬光譜光波的激射。量子阱結(jié)構(gòu)包括：量子阱層和勢(shì)壘層，當(dāng)量子阱層的組成材料為ingaas材料時(shí)，勢(shì)壘層組成材料為gaas材料，當(dāng)量子阱層的組成材料為gaas材料時(shí)，勢(shì)壘層組成材料為algaas材料。量子阱層的組成材料為ingaas材料且其個(gè)數(shù)為n時(shí)，勢(shì)壘層位于相鄰的量子阱層之間，即勢(shì)壘層的個(gè)數(shù)為n-1個(gè)；當(dāng)量子阱層的組成材料為gaas材料且其個(gè)數(shù)為n時(shí)，量子阱層位于相鄰的勢(shì)壘層之間，即勢(shì)壘層的個(gè)數(shù)為n+1。

下p型區(qū)包括：p型柵電極，用于寬光譜晶閘管激光器實(shí)現(xiàn)脈沖電流觸發(fā)導(dǎo)通，降低了器件的轉(zhuǎn)折電壓，增強(qiáng)了器件的可控性和穩(wěn)定性。

上n型區(qū)和下p型區(qū)之間包括一層gaas隧道結(jié)，用于提供能級(jí)拉伸作用使得有源區(qū)的量子阱發(fā)生傾斜，使得量子阱中的能級(jí)發(fā)生分裂，進(jìn)而激發(fā)出寬光譜產(chǎn)生的激光，同時(shí)通過應(yīng)用gaas隧道結(jié)過渡，可以降低器件的轉(zhuǎn)折電壓，利于器件快速啟動(dòng)。其中，gaas隧道結(jié)自上而下依次包括：重?fù)诫sn型層和重?fù)诫sp型層，用于降低隧道結(jié)的反向擊穿電壓以便器件快速開啟，重?fù)诫sn型層屬于上n型區(qū)，重?fù)诫sp型層屬于所述的下p型區(qū)，用于滿足隧道結(jié)隧穿特性所必需的“厚度薄，重?fù)诫s”的要求，使隧道結(jié)的反向擊穿電壓顯著降低，有利于器件快速開啟。

i-gaas下波導(dǎo)層與所述的量子阱有源區(qū)層下表面接觸，i-gaas上波導(dǎo)層與量子阱有源區(qū)層上表面接觸，其中i-gaas上波導(dǎo)層與i-gaas下波導(dǎo)層共同組成大光腔非對(duì)稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，用于保證從量子阱有源區(qū)層輻射出的激光在垂直方向基橫模激射，同時(shí)把激光的光場(chǎng)向襯底方向下拉，減小光場(chǎng)與p型柵電極接觸層的交疊，降低內(nèi)部損耗，提高輸出功率。并且，大光腔的結(jié)構(gòu)降低了激光出射端面處的高光功率密度引起的端面災(zāi)變性燒毀，提升了寬光譜晶閘管激光器工作的可靠性。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例1，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施例1中提出了一種1060nm波長(zhǎng)ingaas/gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器的制備方法，如圖1所示，包括：

步驟s1、制備半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)，

在gaas襯底上外延生長(zhǎng)pnpin結(jié)構(gòu)，得到半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)，如圖2所示，半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自下而上包括：下n型區(qū)、下p型區(qū)、i型區(qū)、上n型區(qū)、上p型區(qū)，如圖1所示，下n型區(qū)自下而上依次包括：n型gaas襯底2、n-gaas緩沖層3、n-algaas蓋層4；i型區(qū)自下而上依次包括：i-algaas下限制層5、i-gaas下波導(dǎo)層6、量子阱有源區(qū)7、i-gaas上波導(dǎo)層8、i-algaas上限制層9；下p型區(qū)自下而上依次包括：p型柵電極接觸層10、i-gaas間隔層11；上n型區(qū)包括：n-algaas漸變過渡層13；上p型區(qū)自下而上依次包括：p-algaas蓋層14、p-gaas接觸層15。上n型區(qū)和下p型區(qū)之間包括一層gaas隧道結(jié)12，gaas隧道結(jié)12自上而下依次包括：重?fù)诫sn型層和重?fù)诫sp型層，重?fù)诫sn型層屬于上n型區(qū)，重?fù)诫sp型層屬于所述的下p型區(qū)。其中，采用金屬氧化物化學(xué)氣相沉積(mocvd)或分子束外延(mbe)方法形成半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在n型gaas襯底2上形成的n-gaas緩沖層3是由n型摻雜gaas材料構(gòu)成，厚度是400nm；n-algaas蓋層4是由n型al0.47gaas材料構(gòu)成，厚度是1800nm；：i-algaas下限制層5是由i型al0.26gaas材料構(gòu)成，厚度是100nm；i-gaas下波導(dǎo)層6厚度是650nm；量子阱有源區(qū)7包括2個(gè)in0.3gaas/gaas量子阱結(jié)構(gòu)；i-gaas上波導(dǎo)層8厚度是350nm；i-algaas上限制層9是由i-al0.26gaas材料構(gòu)成，厚度是400nm；p型柵電極接觸層10厚度是150nm；i-gaas間隔層11厚度是35nm；n-algaas漸變過渡層13是由n型al0.26～0.47gaas材料構(gòu)成。其中，gaas隧道結(jié)12自下而上依次包括：厚度為10nm的重?fù)诫sn型gaas層和厚度為8nm重?fù)诫sp型gaas層，兩gaas層摻雜濃度均為1×10¹⁹cm^-3。

步驟s2、在半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)上形成脊條結(jié)構(gòu)，

步驟s201、在如圖1所示的半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)上表面、即p-gaas接觸層15上表面采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法(pecvd)淀積介質(zhì)保護(hù)層20，介質(zhì)保護(hù)層采用sio2、sinx、zro2或tio2，淀積厚度為450nm～500nm。利用設(shè)計(jì)好的脊條形光刻版，采用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝，進(jìn)行第一次光刻，把脊條圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上；以光刻膠作為掩膜，大面積刻蝕介質(zhì)保護(hù)層和半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)至p型柵電極接觸層10上表面，形成脊條結(jié)構(gòu)，去膠清洗，保留介質(zhì)保護(hù)層，得到的具備脊條結(jié)構(gòu)的脊形器件結(jié)構(gòu)如圖3所示，所示的脊條結(jié)構(gòu)包括：脊條c以及形成于脊條c兩側(cè)的第一臺(tái)面a和第二臺(tái)面b。光刻確定脊條圖形的方法包括采用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝進(jìn)行甩膠，曝光，顯影，堅(jiān)膜，把光刻版上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上；大面積刻蝕采用感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕方法(icp)，包括：用光刻膠作為掩膜進(jìn)行干法刻蝕，光刻膠保護(hù)脊條c上的介質(zhì)保護(hù)層20，無光刻膠保護(hù)區(qū)域的介質(zhì)保護(hù)層20被刻蝕掉，形成介質(zhì)材料硬掩膜圖形；用介質(zhì)保護(hù)層20為硬掩蔽繼續(xù)進(jìn)行干法刻蝕，控制刻蝕刻透i-gaas間隔層11，停止在p型柵電極接觸層10上，盡量減小進(jìn)入p型柵電極接觸層10的深度。

優(yōu)選地，在半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)p面上，用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法淀積一層450nm的sio2作為介質(zhì)保護(hù)層20，利用設(shè)計(jì)好的條寬3μm的脊條形光刻版，采用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝，進(jìn)行第一次光刻，把光刻版上的脊條圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，以光刻膠作為掩膜，采用感應(yīng)耦合等離子體方法干法刻蝕sio2介質(zhì)保護(hù)層20，形成sio2硬掩膜，繼續(xù)干法刻蝕半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)材料，控制刻蝕剛剛刻穿i-gaas間隔層11，停止在p型柵電極接觸層10上，形成3μm寬的脊條c，去膠清洗，保留脊條上的sio2介質(zhì)保護(hù)層20；

步驟s202、重新甩一層光刻膠，利用設(shè)計(jì)好的光刻版，采用標(biāo)準(zhǔn)的反轉(zhuǎn)光刻工藝進(jìn)行二次光刻，露出雙溝刻蝕的窗口，在第一臺(tái)面a和第二臺(tái)面b上形成光刻膠層21作為掩膜保護(hù)第二臺(tái)面b，以介質(zhì)保護(hù)層20作為掩膜保護(hù)脊條c，構(gòu)成雙溝掩蔽圖形，如圖4所示。二次光刻采用的版圖為簡(jiǎn)單條形窗口，反轉(zhuǎn)光刻后第二臺(tái)面b的光刻膠被保留，第二臺(tái)面b之外包括脊條c的光刻膠都被顯影溶解去除，第二臺(tái)面b的光刻膠層21和脊條c的介質(zhì)保護(hù)層20共同構(gòu)成雙溝掩蔽圖形；

優(yōu)選地，采用的條形窗口光刻版寬度為20μm。

步驟s203、刻蝕第一臺(tái)面a和第二臺(tái)面b上沒有光刻膠層21掩膜保護(hù)的p型柵電極接觸層10，深度可達(dá)i-algaas上限制層9中，形成脊條c兩側(cè)的雙溝結(jié)構(gòu)：第一溝槽d和第二溝槽e，如圖5所示。

優(yōu)選地，刻蝕采用感應(yīng)耦合等離子體(icp)干法刻蝕方法，所述刻蝕過程中，不能貫穿i-algaas限制層9。

步驟s3、在脊條結(jié)構(gòu)上制備電極得到寬光譜晶閘管激光器。

步驟s301：去膠后，濕法腐蝕掉剩余介質(zhì)保護(hù)層20，清洗后重新沉積一層絕緣層17用于電隔離，如圖6所示。其中，濕法腐蝕采用氫氟酸緩沖液腐蝕介質(zhì)保護(hù)層20，沉積的絕緣層17的制備材料為sio2、sinx、zro2或tio2。

優(yōu)選地，濕法腐蝕采用的氫氟酸緩沖液體積比為hf∶nh4f∶h2o＝3∶6∶10，沉積sio2作為絕緣層17，厚度350nm。

步驟s302、利用步驟s202設(shè)計(jì)好的光刻版進(jìn)行反轉(zhuǎn)光刻，采用自對(duì)準(zhǔn)工藝，控制曝光和顯影時(shí)間，使得僅脊條c上方的光刻膠被顯影液溶解去掉，濕法腐蝕無光刻膠保護(hù)的絕緣層17，形成脊條c上表面的第一電注入窗口f，如圖7所示。去膠清洗后，再次甩膠，利用設(shè)計(jì)好的柵電極窗口版，采用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝制作掩膜，濕法腐蝕無光刻膠保護(hù)的絕緣層17，形成第二臺(tái)面b上的第二電注入窗口g，如圖8所示。

優(yōu)選地，濕法腐蝕采用氫氟酸緩沖液腐蝕絕緣層17，濕法腐蝕采用的氫氟酸緩沖液體積比為hf∶nh4f∶h2o＝3∶6∶10。

步驟303、對(duì)清洗之后的外延層結(jié)構(gòu)上表面(p面)濺射或蒸發(fā)金屬層18，如圖9所示；然后，在第二電注入窗口和最近鄰的第二溝槽之間臺(tái)面的金屬層上利用電極版光刻并腐蝕形成電隔離溝h，同時(shí)形成脊條c上表面的p型頂電極16和第二臺(tái)面b上的p型柵電極19，如圖10所示。其中，濺射或蒸發(fā)形成的金屬層18制備材料為ti/au或an/zn，腐蝕采用碘溶液和氫氟酸緩沖液。

優(yōu)選地，在外延層結(jié)構(gòu)上表面(p面)依次濺射50nm的ti和400nm的au，形成ti/au金屬層18；再利用電極版光刻隔離溝圖形，依次采用體積比i2∶ki∶h2o＝1∶4∶10的碘溶液腐蝕au層，采用體積比為hf∶nh4f∶h2o＝3∶6∶10的氫氟酸緩沖液腐蝕ti層，在第二電注入窗口和最近鄰的第二溝槽之間臺(tái)面的金屬層上利用電極版光刻并腐蝕形成電隔離溝h，同時(shí)形成脊條c上表面的p型頂電極16和第二臺(tái)面b上的p型柵電極19。

步驟304、減薄、拋光半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)背面的n型gaas襯底下表面，直接在其下表面蒸發(fā)電極形成n型背電極1，最后進(jìn)行合金化處理，最終形成pnpin結(jié)構(gòu)的gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器，制備的樣片可解理為單個(gè)管芯，如圖11所示。

優(yōu)選地，蒸發(fā)形成的n型背電極1的材料可為au、ge、ni/au；合金化處理?xiàng)l件為：在氮?dú)夂蜌錃獗Ｗo(hù)下，在450℃下合金50s以形成n型背電極1。

優(yōu)選地，對(duì)半導(dǎo)體外延層結(jié)構(gòu)的刻蝕過程中，關(guān)于刻蝕位置的可以采用激光反射率測(cè)量等方法進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)icp的刻蝕過程，及時(shí)判斷刻蝕的停止位置。例如采用激光反射率測(cè)量設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨著刻蝕時(shí)間增加，監(jiān)測(cè)到的半導(dǎo)體外延層的反射率發(fā)生振蕩變化，反射率曲線峰谷數(shù)與材料厚度對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刻蝕位置的監(jiān)測(cè)和控制。

通過上述方法制備得到的1060nm波長(zhǎng)ingaas/gaas基帶柵電極的寬光譜晶閘管激光器可以解理為寬300μm、腔長(zhǎng)300μm-2000μm的單個(gè)管芯。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。