CN105161976A - 一种半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法，该布拉格反射MOPA集成半导体激光器包括：衬底，外延结构，其生长所述衬底上，由下至上包括：N型下接触层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、P型上接触层；增益放大区，其位于所述半导体激光器的前部即出光部分，为向下刻蚀所述P型上接触层形成的锥形结构；主振荡区，其位于所述增益放大区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的脊形波导结构；布拉格反射区，其位于所述主振荡区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的周期性布拉格光栅结构；光限制槽，其对称分布于所述脊形波导两侧，与所述脊形波导倾斜设置。

Description

一种半导体激光器及其制备方法

技术领域

本发明涉及中红外半导体激光器，特别是指一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法。

背景技术

2-5μm波段包含非常重要的大气窗口，包含了许多气体分子的特征谱线，可以广泛应用于大气污染监测、气体检测等民用项目；而工作在该波段的大功率激光器可期望在激光雷达、光电对抗等军用项目中发挥更好的应用效果。传统的Si基、GaAs基材料带隙比较宽，不能满足对波长的要求。而GaSb材料相对较窄的带隙具有先天的优势，然而普通结构的F-P腔半导体激光器多为多模工作，在高速调制时会发生光谱展宽效应。随着高速率光纤通信系统的发展与环境监测需求精度的提高，都对半导体激光器提出了更高的要求。研制单模工作、高光束质量、大功率的GaSb激光器成为半导体激光器发展中的一个重要方向。

常见的实现单纵模波长稳定的方法为DFB结构和DBR结构，对于GaSb基材料，其波导层和限制层中的高铝组分带来的容易氧化的问题使得传统的需要二次外延的掩埋光栅DFB的制作难度非常大。GaSb基DFB利用外延层中的脊形波导和布拉格光栅来完成对光的折射率导引和增益导引，然而，为了保证激光器的单模工作，脊形波导的宽度在几微米的数量级，其光出射面积很小，光功率密度很大，容易产生腔面的光学灾变(Catastrophicopticalmirrordamage，COMD)，不利于激光器的稳定工作，其输出功率也被限制在了较低的范围内，提升半导体激光器最有效的方法为增加脊形波导区的条宽，然而条宽的增大会影响激光器单模的稳定性，无法保证单横模单纵模工作，在较窄的脊形波导上提高光输出功率又容易引起光学灾变。

实现大功率高亮度单模输出最有效的方法为主振荡功率放大器(MasterOscillatorPowerAmplifier，MOPA)结构，MOPA结构主要由主振荡(MO)区和放大(PA)区构成，主振荡器主要作用是产生高质量的种子光源，对于功率并没有过高要求，因而输出光较易做到模式的稳定性，从而保持良好的光束质量，功率放大部分主要作用则是对种子光进行放大，在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率输出。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及制备方法。

根据本发明一方面，其提供了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器，其包括：

衬底，

外延结构，其生长所述衬底上，由下至上包括：N型下接触层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、P型上接触层；

增益放大区，其位于所述半导体激光器的前部即出光部分，为向下刻蚀所述P型上接触层形成的锥形结构；

主振荡区，其位于所述增益放大区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的脊形波导结构；

布拉格反射区，其位于所述主振荡区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的周期性布拉格光栅结构；

光限制槽，其对称分布于所述脊形波导两侧，与所述脊形波导倾斜设置。

根据本发明另一方面，其提供了一种用于制备如上所述的半导体激光器的方法，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上依次N型下接触层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、P型上接触层；

步骤2：在步骤1所述的材料上制备增益放大区；

步骤3：在步骤2所述的材料上制备主振荡区和布拉格反射区，其中主振荡区紧挨增益区，布拉格反射区位于主振荡区后部，整个半导体激光器结构从前向后依次为增益放大区、主振荡区、布拉格反射区；

步骤4：采用接触式光刻的方法，在步骤3制备的主振荡区两侧的P型上限制层上制备光限制槽的掩膜图形，并向下刻蚀P型上限制层、上波导层、有源区、下波导层、N型下限制层；

步骤5：在步骤4所得的结构的整个表面上用等离子体增强化学汽相沉积法沉积SiN_x作为绝缘层和光栅填充层；

步骤6：在步骤6所得结构的基础上利用光刻，在主振荡区区和增益放大区制备电流注入窗口，然后刻蚀所述绝缘层使得P型上接触层暴露出来，用于完成与金属电极的欧姆接触。

其中，所述步骤2具体包括：

步骤2-1：在P型上接触层上旋涂光刻胶，用光刻板做掩膜，制备出增益放大区的锥形掩膜图形，所述增益放大区位于整个器件的最前部；

步骤2-2：用光刻胶做掩膜，用电感耦合等离子体方法刻蚀P型上接触层，从而得到增益放大区。

其中，所述步骤3具体包括：

步骤3-1：在步骤2所得的结构上用光刻板做掩膜，刻出脊形波导和布拉格光栅的掩膜图形；

步骤3-2：用光刻胶掩膜，用电感耦合等离子体方法进行刻蚀，依次刻蚀P型上接触层，P型上限制层。

本发明中，所述的单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器通过将振荡器(脊形波导区，MO区)和功率放大器(锥形增益区，PA区)集成在同一芯片上，形成了带有增益区的脊形波导半导体激光器。窄脊形波导区提供模式质量较好的单横模低功率激光，脊形波导区后部的布拉格反射区提供了纵模模式筛选，保证了激光器的单纵模激射，锥形增益区实现了脊形区注入的单模激光在功率上的放大，同时保证了原有的模式激射。光限制槽的引入避免了FP模式光的振荡反馈，使得激光器工作模式更加稳定。锥形激光器的出光面为锥形区端面，其出光面积较大，这样就有效的减少了出射激光的功率密度，从而增加了腔面光学灾变的阈值光功率，保证激光器大功率稳定工作。锥形半导体激光器的总输出功率与锥形增益区长度呈线性关系，由于在锥形激光器内部载流子呈现出不均匀的分布状态以及受到热效应的影响，这种线性关系很难维持，放大区的增益物质起到了球透镜的作用，锥形半导体激光器的输出呈远场单瓣。

在本发明中脊形波导结构的宽度为3μm-10μm，长度为800μm-2mm，刻蚀深度为250nm-2.5μm。较长的激光器腔长有利于增大输出功率，较窄的脊形波导可以起到对光的模式筛选作用。

其中分布在脊形波导后部的周期型光栅周期为2240nm-8960nm，光栅区总长度为500nm-2mm，宽度为3μm-10μm光栅深度为250nm-2.5μm，光栅占空比为0.3-0.8。

其中锥形增益区为等腰梯形，等腰梯形的下边对应为光出射面，上边靠近脊形波导区，上边的长度为3μm-30μm，等腰梯形的高为500μm-2mm，等腰梯形的底角度数为45°-87°，锥形增益区刻蚀深度为250nm-500nm。

其中光限制槽为等腰梯形，腰长15-40μm，上边长100μm-150μm，下边长160μm-300μm。上边长靠近布拉格反射区，下边长靠近增益放大区，等腰梯形靠近脊形波导的腰与脊形波导平行，光限制槽轴对称的分布于脊形波导两侧，光限制槽的倾斜角度为30°-60°，光限制槽距离脊形波导的最近处距离为10μm-40μm，光栅限制槽距离增益放大区最近处距离为10μm-300μm，光栅限制槽距离布拉格反射区的最近处距离为10μm-300μm光限制槽的刻蚀深度为500nm-1.5μm。

本发明提出的半导体激光器结构采用了主振荡功率放大器(MasterOscillatorPowerAmplifier，MOPA)结构，MOPA结构，其主要由主振荡(MO)区和放大(PA)区构成，主振荡器主要作用是产生高质量的种子光源，对于功率并没有过高要求，因而输出光较易做到模式的稳定性，从而保持良好的光束质量，功率放大部分主要作用则是对种子光进行放大，在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率输出。在GaSb基外延上集成布拉格和MOPA结构，既有效的利用了GaSb基材料禁带宽度较窄的优势，激射出GaAs和InP基材料较难覆盖的2-5μm波段激光，又利用了布拉格反射器对激光的纵模进行选择，保证激光器的单纵模激射，而较窄的主振荡放大区(条形波导)又对激光的横模进行了有效的限制，保证了激光器的单横模单纵模工作，锥形的增益放大区则将单模激光的功率进行了放大，可以实现激光器的高功率输出。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明，其中：

图1是本发明提出的单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器的结构示意图；

图2是本发明提出的单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器的结构俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，以下实施例中提到的方向用语，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

本发明提供了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法，通过将振荡器(脊形波导区)和功率放大器(锥形增益区)集成在同一芯片上，形成了带有增益区的脊形波导半导体激光器。窄脊形波导区提供模式质量较好的单横模低功率激光，脊形波导区后部的布拉格反射区提供了纵模模式筛选，保证了激光器的单模激射，锥形增益区降低了出射面光功率密度的同时由于载流子的不均匀分布和热效应影响使得也使激光器光束质量更好，制作更加简单。

以下分别对本实施例单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器的各个部分进行详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器，其外延结构如下：

衬底1为(100)面N型镓锑材料。

外延层生长在所述衬底1上，由下至上包括：N型重掺杂的GaSb下接触层2；N型掺杂的AlGaAsSb下限制层3；非掺杂的下波导层4；非掺杂的有源区5；非掺杂的AlGaAsSb上波导层6；P型掺杂的AlGaAsSb上限制层7；P型掺杂的GaSb上接触层8；其中，有源区包括量子阱层InGaSb和垒层AlGaAsSb，所述有源区可以包括1-3个量子阱。其中，所述P型掺杂的AlGaAsSb上限制层7和P型掺杂的GaSb接触层8还可以包括P型GaSb上缓冲层(图中未示出)，在N型重掺杂的GaSb下接触层2和N型掺杂的AlGaAsSb下限制层3之间还可以包括P型GaSb下缓冲层(图中未示出)。

可选的，下接触层为N型掺杂的镓锑材料，碲掺杂浓度为1e¹⁸-8e¹⁹cm^-3，厚度为1.0μm-2μm。

可选地，下限制层为N型掺杂的铝镓砷锑材料，其组分比例为Al_0.3-0.9GaAs_0.02-0.04Sb，碲掺杂浓度为1e¹⁷-1e¹⁸cm^-3，厚度为1.0μm-2μm。

可选地，下波导层为非掺杂铝镓砷锑材料，组分比例为Al_0.3-0.6GaAs_0.02-0.04Sb，厚度为50nm-400nm。

可选地，有源区包括量子阱和上下垒层，其中上下垒层和量子阱分别为非掺杂的铝镓砷锑材料和铟砷锑材料，其组分比例分别为Al_0.05-0.3GaAs_0.02-0.04Sb，In_0.05-0.3GaSb，量子阱可以包括1-3个阱。

可选地，上波导层为P型掺杂的铝镓砷锑材料，其组分比例为Al_0.3-0.6GaAs_0.02-0.04Sb，厚度为50-400nm。

可选地，上限制层为P型掺杂的铝镓砷锑材料，其组分比例为Al_0.3-0.9GaAs_0.02-0.04Sb，铍掺杂浓度为1e¹⁸-1e¹⁹cm^-3，厚度为1.0μm-2μm。

可选地，上接触层为P型掺杂的镓锑材料，铍掺杂浓度为1e¹⁹-8e¹⁹cm^-3，厚度为250nm-500nm。

如图2所示，所述激光器结构从前向后依次包括增益放大区，脊形波导主振荡区，布拉格反射区(DBR区)，增益放大区由向下刻蚀的P型GaSb上接触层8的锥形结构构成，脊形波导主震荡区由向下刻蚀的P型GaSb上接触层8和P型AlGaAsSb上限制层7形成的条形结构构成，布拉格光栅区由向下刻蚀的P型GaSb上接触层8和P型AlGaAsSb上限制层7所形成的周期性布拉格光栅构成。所述脊形波导主振荡区两侧对称分布有光限制槽；

N型AlGaAsSb下限制层与非掺杂的AlGaAsSb下波导层界面容易形成高质量的异质结，减少界面数目，降低界面态复合热效应引起的升温，从而提高激光器的可靠性。上波导层和上限制层为铝镓砷锑材料容易得到高质量的外延材料，从而提高激光器的外延片成品率。

上接触层8可以与TiPtAu形成良好的欧姆接触，降低激光器的内阻。

请参照图，本实施例中，P型AlGaAsSb上限制层7的上层部分被刻蚀形成脊形波导，但本发明并不以此为限。本领域技术人员应当相当清楚，该刻蚀的深度可以是P型AlGaAsSb上限制层7上表面以下，以及非掺杂的AlGaAsSb上波导层下表面以上的任意深度。一般情况下，锥形增益区为等腰梯形，等腰梯形的下边对应为光出射面，上边靠近脊形波导区，上边的长度为3μm-30μm，等腰梯形的高为500μm-2mm，等腰梯形的底角度数为45°-87°，锥形增益区刻蚀深度为250nm-500nm。该脊形波导的长度为800μm-2mm，深度H介于250nm-2.5μm之间，总的宽度介于3μm-10μm之间。其中分布在脊形波导后部的周期型光栅周期为2240nm-8960nm，光栅区总长度为500nm-2mm，光栅深度为250nm-2.5μm，光栅占空比为0.3-0.8。锥形增益区的长度为1mm-2mm，刻蚀深度为250nm-500nm。光限制槽为等腰梯形，腰长15-40微米，上边长100μm-150μm，下边长160μm-300μm。光限制槽轴对称的分布于脊形波导两侧，上边长靠近布拉格反射区，下边长靠近增益放大区，等腰梯形靠近脊形波导的腰与脊形波导平行，光限制槽轴对称的分布于脊形波导两侧，光限制槽的倾斜角度为30°-60°，光限制槽距离脊形波导的最近处距离为10μm-40μm，光栅限制槽距离增益放大区最近处距离为10μm-300μm，光栅限制槽距离布拉格反射区的最近处距离为10μm-300μm，光限制槽的刻蚀深度为500nm-1.5μm。

周期型的光栅位于脊形波导的后部提供光筛选，为了使得光栅有效的起到耦合反馈的作用，激光器激射波长必须是的光栅的反馈波长在所需要的波长(2μm-5μm)附近，这一数值也和有源区的材料增益峰值波长接近。其中，所述的侧向耦合光栅周期按照以下公式计算

$=\frac{m\mathrm{\λ}}{2N_{eff}}---\left(1\right)$

公式(1)中，λ是分布反馈激光器激射波长，N_eff为所述的有源区的模式有效折射率。m为光栅阶数(m＝8，9，10········32)，占空比为0.3-0.8之间。

本发明提出的MOPA集成半导体激光器的总输出功率与锥形增益区长度呈线性关系，由于在激光器内部载流子呈现出不均匀的分布状态以及受到热效应的影响，放大区的增益物质起到了球透镜的作用，该半导体激光器的输出呈远场单瓣，单模稳定，输出功率大。

至此，本实施例单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器介绍完毕。

在本发明的另一个实施例中，还提供了一种上述激光器及其制备方法，图为本发明实施例单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器制备方法的流程图。该制备方法包括：

步骤1，在GaSb衬底上分别沉积500nm的N型GaSb下接触层，碲掺杂浓度2e¹⁸cm^-3、1500nm的Al_0.8GaAs_0.02Sb下限制层，碲掺杂浓度4e¹⁷cm^-3、300nm的非掺杂Al_0.5GaAs_0.02Sb下波导层、10nm非掺杂的Al_0.1GaAs_0.02Sb下垒层、5nm的In_0.1GaSb量子阱层、10nm的非掺杂的Al_0.1GaAsSb上垒层、300nm的非掺杂的AlGaAsSb上波导层、1500nm的P型掺杂的AlGaAsSb的上限制层，铍掺杂浓度5e¹⁷cm^-3、500nm的P型掺杂的GaSb接触层，铍掺杂浓度2e¹⁹cm^-3。

步骤2，在步骤1所述的材料上制备锥形放大区，该步骤进一步包括：

子步骤2-1，在P型掺杂的GaSb接触层上旋涂光刻胶，用普通的接触式曝光方法，用光刻板做掩膜，制备出锥形增益区的掩膜图形，锥形增益区位于整个器件的最前部。

子步骤2-2，用光刻胶做掩膜，用电感耦合等离子体(ICP)方法刻蚀P型GaSb接触层，从而得到锥形增益区，锥形增益区上边长8μm。高1mm，底角80°，刻蚀深度为500nm

步骤3，在步骤1所述结构上制备脊形波导主振荡区和布拉格反射区，其中主振荡区紧挨锥形增益区，布拉格反射区位于主振荡区后部，整个激光器结构从前向后依次为增益放大区，主振荡区，布拉格光栅区.该步骤进一步包括：

子步骤3-1，在步骤2所得的结构上用普通的接触式光刻的方法，用光刻板做掩膜，刻出脊形波导和布拉格光栅的掩膜图形。

子步骤3-2，用光刻胶掩膜，用电感耦合等离子体(ICP)方法对材料进行刻蚀，依次刻蚀P型GaSb接触层，P型AlGaAsSb上限制层刻蚀深度为2μm。该脊形波导宽度为8μm，长度为1mm。光栅周期为4.56μm，占空比0.5，光栅区长度为1mm，宽度为8μm。

步骤4，采用接触式光刻的方法，在步骤3制备的脊形波导两侧的P型AlGaAsSb上限制层上制备光限制槽的掩膜图形，腰长20μm，上边长100μm，下边长160μm。光限制槽轴对称的分布于脊形波导两侧，光限制槽的倾斜角度为45°，光限制槽距离脊形波导的最近处距离为15μm。光刻胶作为掩膜，用电感耦合等离子体法向下刻蚀P型AlGaAsSb上限制层，AlGaAsSb上波导层，有源区，AlGaAsSb下波导层，N型AlGaAsSb下限制层，刻蚀深度为1.2μm

步骤5，在步骤4所得的结构的整个表面上用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)法沉积350nm厚的SiN_x作为绝缘层和光栅填充层。

步骤6，在步骤5所得结构的基础上利用光刻，在脊形波导区和增益放大区制备电流注入窗口，然后用ICP刻蚀SiNx350nm，使得P型GaSb接触层暴露出来用于完成与金属电极的欧姆接触。

需要说明的是，该一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法还需要有上下电极制备，器件减薄，解理等多个工艺，其并不是本发明的重点所在，此处不再赘述。

至此，本实施例一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法介绍完毕。依据此描述，本领域技术人员应当对本发明有了清楚准确的认识。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或者形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知的替换，例如：

电感耦合等离子体(ICP)还可以用反应离子刻蚀(RIE)方法来替代；

SiN_x绝缘层可以用SiO₂作替代；

综上所述，本发明提供了一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器及其制备方法。该激光器中较窄的脊形波导完成了对光横模的筛选，位于脊形波导结构的后部的布拉格光栅完成了对光纵模的筛选，锥形增益放大区对入射的基模光起到了增益放大的作用，同时降低了出射光面的光功率密度，提高激光器的输出功率，光限制槽的引入避免了FP模式光的振荡反馈，使得激光器工作模式更加稳定。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单模大功率高亮度GaSb基布拉格反射器MOPA集成半导体激光器，其包括：

衬底，

外延结构，其生长所述衬底上，由下至上包括：N型下接触层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、P型上接触层；

增益放大区，其位于所述半导体激光器的前部即出光部分，为向下刻蚀所述P型上接触层形成的锥形结构；

主振荡区，其位于所述增益放大区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的脊形波导结构；

布拉格反射区，其位于所述主振荡区后部，为向下刻蚀P型上限制层形成的周期性布拉格光栅结构；

光限制槽，其对称分布于所述脊形波导两侧，与所述脊形波导倾斜设置。

2.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述增益区为等腰梯形结构，等腰梯形的下边对应为光出射面，上边靠近所述主振荡区，上边的长度为3μm-30μm，等腰梯形的高为500μm-2mm，等腰梯形的底角度数为45°-87°，长度为1mm-2mm，刻蚀深度为250nm-500nm。

3.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述脊形波导的长度为800μm-2mm，深度介于250nm-2.5μm之间，总的宽度介于3μm-10μm之间。

4.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述布拉格反射区的光栅周期为2240nm-8960nm，总长度为500nm-2mm，光栅深度为250nm-2.5μm，光栅占空比为0.3-0.8，光栅周期为

其中，λ是所述半导体激光器的激射波长，N_eff为所述有源区的模式有效折射率，m为光栅阶数。

5.如权利要求1所述的半导体激光器，其中，光限制槽为轴对称分布于脊形波导两侧的等腰梯形结构，上边长靠近布拉格反射区，下边长靠近所述增益放大区，所述光限制槽的等腰梯形靠近脊形波导的腰与脊形波导平行，其倾斜角度为30°-60°，其距离脊形波导的最近处距离为10μm-40μm，距离增益放大区最近处距离为10μm-300μm，距离布拉格反射区的最近处距离为10μm-300μm，刻蚀深度为500nm-1.5μm。

6.一种用于制备如权利要求1-5中任一项所述的半导体激光器的方法，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上依次N型下接触层、N型下限制层、下波导层、有源区、上波导层、P型上限制层、P型上接触层；

步骤2：在步骤1所述的材料上制备增益放大区；

步骤3：在步骤2所述的材料上制备主振荡区和布拉格反射区，其中主振荡区紧挨增益区，布拉格反射区位于主振荡区后部，整个半导体激光器结构从前向后依次为增益放大区、主振荡区、布拉格反射区；

步骤4：采用接触式光刻的方法，在步骤3制备的主振荡区两侧的P型上限制层上制备光限制槽的掩膜图形，并向下刻蚀P型上限制层、上波导层、有源区、下波导层、N型下限制层；

步骤5：在步骤4所得的结构的整个表面上用等离子体增强化学汽相沉积法沉积SiN_x作为绝缘层和光栅填充层；

步骤6：在步骤6所得结构的基础上利用光刻，在主振荡区区和增益放大区制备电流注入窗口，然后刻蚀所述绝缘层使得P型上接触层暴露出来，用于完成与金属电极的欧姆接触。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述步骤2具体包括：

步骤2-1：在P型上接触层上旋涂光刻胶，用光刻板做掩膜，制备出增益放大区的锥形掩膜图形，所述增益放大区位于整个器件的最前部；

步骤2-2：用光刻胶做掩膜，用电感耦合等离子体方法刻蚀P型上接触层，从而得到增益放大区。

8.如权利要求6所述的方法，其中，所述步骤3具体包括：

步骤3-1：在步骤2所得的结构上用光刻板做掩膜，刻出脊形波导和布拉格光栅的掩膜图形；

步骤3-2：用光刻胶掩膜，用电感耦合等离子体方法进行刻蚀，依次刻蚀P型上接触层，P型上限制层。