CN115693402B - 一种3d光子晶体调控的激光芯片及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D光子晶体调控的激光芯片，包括沿着芯片外延生长方向依次为衬底层、下限制层、下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层、脊波导；以及3D光子晶体，所述3D光子晶体为多个纳米球形结构，分布在所述脊波导的两侧；以及围坝，所述围坝设置在所述激光芯片的边缘，所述围坝、所述上限制层的表面以及所述脊波导的侧面组成凹槽，所述3D光子晶体填充所述凹槽。该结构通过刻蚀脊形波导的过程，同时在脊两侧形成围栏；利用纳米球旋涂自组装技术在沟槽里面形成分段3D光子晶体。从而起到类似侧壁光栅的效果，有效的提高了激光芯片的光斑特性，实现半导体激光器窄线宽、波长可调谐等特性。

Description

一种3D光子晶体调控的激光芯片及制备方法

技术领域

本发明涉及法布里-珀罗激光器，涉及一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法，属于半导体激光芯片技术领域。

背景技术

GaAs基大功率半导体激光器现已被广泛应用于生产加工、激光通信、医疗美容、自动控制以及军事武器等众多领域。在进一步提高大功率GaAs激光器的性能方面，主要从两方面提升，一是尽可能的提高激光芯片的功率，另外就是提高激光芯片的光学质量如实现单模，改善光斑质量等。一个很好的方法能实现单模激射是通过分布式光栅对FP激光器的光学模式进行调控，此种激光器也称之为DFB激光器(分布反馈半导体激光器)。通常这种光栅结构是制备在脊形条的顶部，但是这种结构会部分刻蚀顶部的欧姆接触层，影响整个器件的电学特性。而且为了加强顶部光栅与有源区的耦合，必须接近两者的距离，这导致P-限制层的厚度太小，从而影响了光场的限制，进一步影响了激光器的性能。为了克服这方面的问题，CN107482477A提出用侧壁光栅，这种光栅能与有源区很好的耦合，同时不影响接触特性。但是引入侧壁光栅时，必然是增加了侧壁的表面积，而载流子的输运尽管有脊条的限制，但是其是存在明显的载流子向脊条边缘横向扩展的现象。因此侧壁表面积的增加，从而导致了侧壁缺陷复合的增加，会严重影响激光器的载流子注入交流，降低激光功率。另外就是光栅型激光器通常都要求微纳光刻工艺和刻蚀工艺，这也严重影响器件制备成本。CN103812006A 也提出，3D光子晶体结构具备光子禁带效果，光场调控作用更强，可以利用3D光子晶体作为激光器阵列的隔离和模式调控，但是常规3D光子晶体通过半导体工艺制备困难。

发明内容

本发明的目的为针对当前侧壁光栅型GaAs基激光芯片的侧壁表面积太大，侧壁缺陷复合会增加，电光转换效率较低的缺点，提供一种3D光子晶体调控的激光芯片及制备方法。本发明通过在激光芯片的脊波导两侧中形成围坝，从而利用纳米球的模板自组装技术特点，低成本的在激光芯片两侧制备出3D 光子晶体，且在两侧不同段采用不同3D光子晶体，实现光限制的变化，从而可以有效调控激光芯片的光学模式，同时利用分段光子晶体结构，其光子晶体沿着激射方向存在折射率差，从而引起内部光场突变，使光场产生聚集效应，从而可以减少光的发射角度，提高出光的光束质量。

本发明提供一种3D光子晶体调控的激光芯片，包括：

沿着芯片外延生长方向依次为衬底层、下限制层、下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层、脊波导；以及3D光子晶体，所述3D光子晶体为纳米球形结构，分布在所述脊波导的两侧；以及围坝，所述围坝设置在所述激光芯片的边缘，所述围坝、所述上限制层的表面以及所述脊波导的侧面组成凹槽，所述3D光子晶体填充所述凹槽，一阴极电极分布在所述衬底层的下方，一阳极电极分布在所述脊波导的上方。

所述3D光子晶体调控的激光芯片还包括前端面和后端面，前端面和后端面设置在激光芯片沿着激光发射方向的两个侧面，所述前端面镀有增透膜，所述后端面镀有反射膜，组成一谐振腔结构，激光芯片产生的激光最终在所述增透膜上输出。

所述3D光子晶体调控的激光芯片还包括钝化层，所述钝化层包覆除了所述3D光子晶体、阴极电极、阳极电极、所述脊波导、反射膜和反射膜以外的激光芯片部分。

具体的，所述3D光子晶体为纳米球紧密堆叠而成；

具体的，所述3D光子晶体包括第一段3D光子晶体和第二段3D光子晶体，所述第一段3D光子晶体分布在后端面附近的所述凹槽，所述第二段3D光子晶体分布在前端面附近的所述凹槽。

所述第一段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm;

所述第二段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm;

所述第一段3D光子晶体的组成材料的折射率大于第二段3D光子晶休的组成材料，第一段3D光子晶体折射率为1.8-2.0，第二3D光子晶体折射率为1.3-1.6；

具体的，所述围坝高度与所述脊波导被同时制备，均由GaAs组成，且两者的高度一致，所述围坝的边缘距离所述脊波导的边缘为500nm-5000nm;

所述衬底层采用GaAs组成，厚度为200nm；

所述下限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

所述下波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.5-3μm；

所述量子阱有源区包括交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层，厚度为0.1μm；

所述上波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.1-3μm；

所述上限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

所述钝化层采用氮化硅或SiO2组成，厚度为300nm；

所述阴极电极和所述阳极电极采用Cr/Au、Ti/Au或Ni/Au组成；

所述反射膜的反射率为50％-100％，所述增透膜的反射率小于等于10％。

本发明实施例还提供一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将衬底层放在MOCVD设备生长室内，在H2环境升温到750~810℃烘烤30-50分钟，并通入AsH3，去除衬底层表面的水氧，完成表面热处理，所述衬底层采用GaAs组成，厚度为200nm；

步骤二：MOCVD设备生长室内温度保持在680~720℃，通入TMGa、TMAl、和AsH3，在步骤一的所述衬底层上生长下限制层，所述下限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤三：MOCVD设备生长室内温度降至630~670℃，在步骤二的所述下限制层上生长下波导层，所述下波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.5-3μm；

步骤四：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤三的所述下波导层上生长量子阱有源区，量子阱有源区包括交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层；

步骤五：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤四的所述量子阱有源区上生长上波导层，所述上波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.1-3μm；

步骤六：将MOCVD设备生长室内温度提升到680~720℃，在步骤五的所述上波导层上生长上限制层，所述上限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤七：将MOCVD设备生长室内温度降低到530~570℃，通过光刻和干法刻蚀工艺制备在步骤六的所述上限制层上生长脊波导，同时在所述脊波导两侧形成围坝，所述脊波导和所述围坝均由GaAs组成，且两者的高度均为1000nm，所述围坝的边缘距离所述脊波导的边缘为500nm-5000nm，所述围坝、所述上限制层的表面以及所述脊波导的侧面组成凹槽；

步骤八：通过光刻技术，使光刻胶覆盖距前端面附近的凹槽，然后利用旋涂技术，旋涂氮化硅纳米球溶液进入剩余没有被光刻胶掩盖的所述凹槽中，并然后让其干燥，其干燥过程中会自组装成第一段3D光子晶体；

步骤九：去除光刻胶，曝露出被掩盖的围坝；

步骤十：利用旋涂技术，旋涂氧化硅纳米球溶液进入曝露出来的围坝中，并然后让其干燥，其干燥过程中会组装成第二段3D光子晶体；

步骤十一：利用光刻技术和e-beam蒸镀工艺制作出阴极电极和阳极电极；

步骤十二：使用PECVD在脊波导表面沉积厚度为300nm的SiO2钝化层；

步骤十三：利用光刻技术，并使用BOE腐蚀液去除步骤十二中的部分SiO2钝化层，得到钝化层，所述钝化层包覆除了所述3D光子晶体、阴极电极、阳极电极、所述脊波导、前端面和后端面以外的部分；

步骤十四：通过化学镀、电镀等方法在步骤十三得到的结构的前端面镀上反射系数为99％的反射膜，后端面镀上反射系数为5％的增透膜，得到一种3D光子晶体调控的激光芯片。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过在制备脊波导时，同时在脊的两侧形成围坝，从而可以通过纳米球旋涂法，利用模板自组装技术在脊侧面的围坝里自组装形成分段3D光子晶体，3D光子晶体具有的波长耦合选择性，可以很好的调控激光芯片的激射模式，而形成不同的分段3D光子晶体，可以形成折射率的空变，在后端面利用高折射3D光子晶体减少光场的限制，而在前端面利用低折射率3D光子晶体增加光场的限制，形成光限制的突变，从而引起内部光场突变，这会使光场产生聚集效应，从而可以减少光的发射角度，改善光束质量。

（2）本发明一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法中的操作工艺是本技术领域的技术人员所具备的，其所涉及的原材料均可通过一般性途径获得，工艺简单可靠，可重复性强，生产成本低，适于产业推广，可应用于激光器领域。

附图说明

图1一种3D光子晶体调控的激光芯片截面图；

图2一种3D光子晶体调控的激光芯片府视图；

图3一种3D光子晶体调控的激光芯片的自组装成第一段3D光子晶体俯视图；

图4一种3D光子晶体调控的激光芯片的自组装成第一段3D光子晶体截面图；

图5一种3D光子晶体调控的激光芯片的自组装成第二段3D光子晶体俯视图；

图6一种3D光子晶体调控的激光芯片的自组装成第二段3D光子晶体截面图；

其中，101.衬底层，102.下限制层，103.下波导层，104.量子阱有源区，105.上波导层，106.上限制层，107.脊波导，108.第一段3D光子晶体，109.第二段3D光子晶体，110.钝化层，111.阴极电极，112.阳极电极，113.反射膜，114.增透膜，115.围坝，116.光刻胶，117.前端面，118.后端面。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1~2，本发明实施例提供一种3D光子晶体调控的激光芯片，包括：

沿着芯片外延生长方向依次为衬底层101、下限制层102、下波导层103、量子阱有源区104、上波导层105、上限制层106、脊波导107；以及3D光子晶体，所述3D光子晶体为纳米球形结构，分布在所述脊波导107的两侧；以及围坝，所述围坝设置在所述激光芯片的边缘，所述围坝、所述上限制层106的表面以及所述脊波导107的侧面组成凹槽，所述3D光子晶体填充所述凹槽；一阴极电极111分布在所述衬底层101的下方，一阳极电极112分布在所述脊波导107的上方。

所述3D光子晶体调控的激光芯片还包括前端面117和后端面118，前端面117和后端面118设置在激光芯片沿着激光发射方向的两个侧面，所述前端面117镀有增透膜114，所述后端面118镀有反射膜113，组成一谐振腔结构，激光芯片产生的激光最终在所述增透膜114上输出。

所述3D光子晶体调控的激光芯片还包括钝化层110，所述钝化层110包覆除了所述3D光子晶体、阴极电极111、阳极电极112、所述脊波导107、反射膜113和增透膜114以外的部分。

具体的，所述3D光子晶体为纳米球紧密堆叠而成；

具体的，所述3D光子晶体包括第一段3D光子晶体108和第二段3D光子晶体109，所述第一段3D光子晶体108分布在后端面附近的所述凹槽，所述第二段3D光子晶体109分布在前端面附近的所述凹槽。

所述第一段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm;

所述第二段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm;

所述第一段3D光子晶体的组成材料的折射率大于第二段3D光子晶休的组成材料，第一段3D光子晶体折射率为1.8-2.0，第二3D光子晶体折射率为1.3-1.6。

具体的，所述围坝115高度与所述脊波导107被同时制备，均由GaAs组成，且两者的高度一致，所述围坝115的边缘距离所述脊波导的边缘为500nm-5000nm;

所述衬底层101采用GaAs组成，厚度为200nm；

所述下限制层102采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

所述下波导层103采用AlGaAs组成，厚度为0.5-3μm；

所述量子阱有源区104包括交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层，厚度为0.1μm；

所述上波导层105采用AlGaAs组成，厚度为0.1-3μm；

所述上限制层106采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

所述钝化层110采用氮化硅或SiO2组成，厚度为300nm；

所述阴极电极111和所述阳极电极112采用Cr/Au、Ti/Au或Ni/Au组成；

所述反射膜113的反射率为50％-100％，所述增透膜114的反射率小于等于10％。

本发明实施例还提供一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将衬底层101放在MOCVD设备生长室内，在H2环境升温到750~810℃烘烤30-50分钟，并通入AsH3，去除衬底层101表面的水氧，完成表面热处理，所述衬底层101采用GaAs组成，厚度为200nm；

步骤二：MOCVD设备生长室内温度保持在680~720℃，通入TMGa(三甲基镓)、TMAl(三甲基铝)、和AsH3，在步骤一的所述衬底层101上生长下限制层102，所述下限制层102采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤三：MOCVD设备生长室内温度降至630~670℃，在步骤二的所述下限制层102上生长下波导层103，所述下波导层103采用AlGaAs组成，厚度为0.5-3μm；

步骤四：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤三的所述下波导层103上生长量子阱有源区104，量子阱有源区104包括交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层；

步骤五：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤四的所述量子阱有源区104上生长上波导层105，所述上波导层105采用AlGaAs组成，厚度为0.1-3μm；

步骤六：将MOCVD设备生长室内温度提升到680~720℃，在步骤五的所述上波导层105上生长上限制层106，所述上限制层106采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤七：将MOCVD设备生长室内温度降低到530~570℃，通过光刻和干法刻蚀工艺制备在步骤六的所述上限制层106上生长脊波导107，同时在所述脊波导107两侧形成围坝115，所述脊波导107和所述围坝115均由GaAs组成，且两者的高度均为1000nm，所述围坝115的边缘距离所述脊波导107的边缘为500nm-5000nm，所述围坝115、所述上限制层106的表面以及所述脊波导107的侧面组成凹槽；

步骤八：通过光刻技术，使光刻胶116覆盖前端面的凹槽，然后利用旋涂技术，旋涂氮化硅纳米球溶液进入剩余没有被所述光刻胶116掩盖的所述凹槽中，而在没有凹槽的地方，其溶液不会存储，然后通过自然干燥，凹槽中的氮化硅球会自动利用毛细管力，表面张力及范德华力等非共价键力驱动自组装成第一段3D光子晶体，如图3和图4所示；

步骤九：去除所述光刻胶116，曝露出被掩盖的所述围坝115；

步骤十：利用旋涂技术，旋涂氧化硅纳米球进入未填充的所述凹槽中，而在没有凹槽的地方，其溶液不会存储，然后通过自然干燥，凹槽中的氧化硅球会自动利用毛细管力，表面张力及范德华力等非共价键力驱动，并自组装成第二段3D光子晶体，如图5和图6；

步骤十一：利用光刻技术和e-beam蒸镀工艺制作出阴极电极111和阳极电极112；

步骤十二：使用PECVD在脊波导表面沉积厚度为300nm的SiO2钝化层；

步骤十三：利用光刻技术，并使用BOE腐蚀液去除步骤十二中的部分SiO2钝化层，得到钝化层110，所述钝化层110包覆除了所述3D光子晶体、阴极电极111、阳极电极112、所述脊波导107、前端面和后端面以外的部分；

步骤十四：通过化学镀、电镀等方法在步骤十三得到的结构的前端面镀上反射系数为99％的反射膜113，后端面镀上反射系数为5％的增透膜114，得到一种3D光子晶体调控的激光芯片，如图1和图2。

上述例中一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法均可实现，并且对调控激光芯片模式，提高器件光斑质量产生一定的影响，提高了激光芯片的工作性能。

此外，一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法的作用效果会受到激光芯片中3D光子晶体制备过程中的工艺和尺寸变化的影响，因此需要依据不同的器件结构、工艺方法做适当的优化，从而使3D光子晶体调控的激光芯片起到最佳效果，而本技术方案通过自组装技术制备3D光子晶体，采用不同尺寸、不同折射率的氮化硅纳米球就可以达到对激光芯片不同的调控效果，适用场景多，制备方便且成本低。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，这些对本发明权利要求进行等同替换后的技术方案，均落于本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，包括：

沿着芯片外延生长方向依次为衬底层、下限制层、下波导层、量子阱有源区、上波导层、上限制层、脊波导；以及3D光子晶体，所述3D光子晶体为多个纳米球形结构，分布在所述脊波导的两侧；以及围坝，所述围坝设置在所述激光芯片的边缘，所述围坝、所述上限制层的表面以及所述脊波导的侧面组成凹槽，所述3D光子晶体填充所述凹槽；一阴极电极分布在所述衬底层的下方，一阳极电极分布在所述脊波导的上方；

所述的3D光子晶体为纳米球紧密堆叠而成，所述3D光子晶体包括第一段3D光子晶体和第二段3D光子晶体，所述第一段3D光子晶体分布在后端面附近的所述凹槽，所述第二段3D光子晶体分布在前端面附近的所述凹槽；

所述第一段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm，折射率为1.8-2.0;所述第二段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm,折射率为1.3-1.6;所述第一段3D光子晶体的组成材料的折射率大于第二段3D光子晶体的组成材料。

2.如权利要求1所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，还包括前端面和后端面，前端面和后端面设置在激光芯片沿着激光发射方向的两个侧面，所述前端面镀有增透膜，所述后端面镀有反射膜。

3.如权利要求2所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，所述反射膜的反射率为50％-100％，所述增透膜的反射率小于等于10％。

4.如权利要求1所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，所述围坝高度与所述脊波导被同时制备，均由GaAs组成，且两者的高度一致，所述围坝的边缘距离所述脊波导的边缘为500nm-5000nm。

5.如权利要求1所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为以下结构：

所述的衬底层具体为GaAs，厚度为200nm；

所述的下限制层的材质为AlGaAs，厚度为0.3μm；

所述的下波导层的材质为AlGaAs，厚度为0.5-3μm；

所述的量子阱有源区的材质为交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层，厚度为0.1μm；

所述的上波导层的材质为AlGaAs，厚度为0.1-3μm；

所述的上限制层的材质为AlGaAs，厚度为0.3μm；

所述的脊波导层的材质为GaAs，厚度为0.3μm。

6.如权利要求1所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，所述阴极电极和所述阳极电极的材质均为Cr/Au、Ti/Au或Ni/Au的一种组成。

7.如权利要求3所述的一种3D光子晶体调控的激光芯片，其特征为，还包括钝化层，所述钝化层包覆除了所述3D光子晶体、所述阴极电极、所述阳极电极、所述脊波导、反射膜和增透膜以外的激光芯片的部分，所述钝化层采用氮化硅或SiO₂组成，厚度为300nm。

8.一种3D光子晶体调控的激光芯片的制备方法，其特征为，包括：

步骤一：将衬底层放在MOCVD设备生长室内，在H₂环境升温到750~810℃烘烤30-50分钟，并通入AsH₃，去除衬底层表面的水氧，完成表面热处理，所述衬底层采用GaAs组成，厚度为200nm；

步骤二：MOCVD设备生长室内温度保持在680~720℃，通入TMGa、TMAl、和AsH₃，在步骤一的所述衬底层上生长下限制层，所述下限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤三：MOCVD设备生长室内温度降至630~670℃，在步骤二的所述下限制层上生长下波导层，所述下波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.5-3μm；

步骤四：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤三的所述下波导层上生长量子阱有源区，量子阱有源层包括交替生长的AlGaAs阱层-AlGaAs垒层；

步骤五：MOCVD设备生长室内保持温度在630~670℃，在步骤四的所述量子阱有源区上生长上波导层，所述上波导层采用AlGaAs组成，厚度为0.1-3μm；

步骤六：将MOCVD设备生长室内温度提升到680~720℃，在步骤五的所述上波导层上生长上限制层，所述上限制层采用AlGaAs组成，厚度为0.3μm；

步骤七：将MOCVD设备生长室内温度降低到530~570℃，通过光刻和干法刻蚀工艺制备在步骤六的所述上限制层上生长脊波导，同时在所述脊波导两侧形成围坝，所述脊波导和所述围坝均由GaAs组成，且两者的高度均为1000nm，所述围坝的边缘距离所述脊波导的边缘为500nm-5000nm，所述围坝、所述上限制层的表面以及所述脊波导的侧面组成凹槽；

步骤八：通过光刻技术，使光刻胶覆盖距前端面附近的凹槽，然后利用旋涂技术，旋涂氮化硅纳米球进入剩余没有被光刻胶掩盖的所述凹槽中，并自组装成第一段3D光子晶体，所述第一段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm，折射率为1.8-2.0；

步骤九：去除光刻胶，曝露出被掩盖的围坝；

步骤十：利用旋涂技术，旋涂氧化硅纳米球进入曝露出来的围坝中，并自组装成第二段3D光子晶体，所述第二段3D光子晶体由氮化硅纳米球紧密堆叠而成，直径为100nm-1000nm,折射率为1.3-1.6;所述第一段3D光子晶体的组成材料的折射率大于第二段3D光子晶休的组成材料；

步骤十一：利用光刻技术和e-beam蒸镀工艺制作出阴极电极和阳极电极；

步骤十二：使用PECVD在脊波导表面沉积厚度为300nm的SiO2钝化层；

步骤十三：利用光刻技术，并使用BOE腐蚀液去除步骤十二中的部分SiO2钝化层，得到钝化层，所述钝化层包覆除了所述3D光子晶体、阴极电极、阳极电极、所述脊波导、前端面和后端面以外的部分；

步骤十四：通过化学镀或电镀的方法在步骤十三得到的结构的前端面镀上反射系数为99％的反射膜，后端面镀上反射系数为5％的增透膜，得到一种3D光子晶体调控的激光芯片。

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