引言

我們?nèi)A林科納研究了三種化學(xué)溶液，用于在分布反饋激光器應(yīng)用的InP外延生長之前清洗光柵。這些化學(xué)物質(zhì)是濃縮的HMSO和n< SO，H2 2的混合溶液，其中n =β和

10. 在磷化銦襯底上，硫酸溶液的腐蝕速率比濃硝酸溶液快2-3倍H2SO，。H2 O—H2 2—h溶液各向同性地蝕刻光柵結(jié)構(gòu)，并保留了原始的光柵形貌。然而，H2SO 4傾向于去除原始光柵的尖銳脊并降低分布反饋效應(yīng)。我們還發(fā)現(xiàn)，在去除碳污染物方面，h2so 4-H2Ot-H溶液比HMSO 4更有效，碳污染物可以為位錯環(huán)提供成核位置，并對激光二極管的可靠性產(chǎn)生不利影響。

介紹

最近，分布式反饋(DFB)激光器由于其穩(wěn)定的發(fā)射波長和窄的譜線寬度而引起了人們的極大興趣。這些性能屬性對于許多光纖通信應(yīng)用是重要的，例如高比特率、長距離光纖鏈路、波長復(fù)用和相干通信系統(tǒng)。DFB激光器的制造包括三個主要步驟:(I)光柵制造，(it)晶片清洗，在清洗過的晶片上過度生長異質(zhì)結(jié)構(gòu)層。DFB激光器的光柵制備和異質(zhì)結(jié)構(gòu)層過度生長已經(jīng)在許多研究中被報道。然而，還沒有任何關(guān)于在異質(zhì)結(jié)構(gòu)層過度生長之前清洗InP光柵襯底的文獻(xiàn)。這里，我們描述了對DFB激光二極管制造質(zhì)量至關(guān)重要的晶片清洗工藝。

正性光致抗蝕劑和聚甲基丙烯酸甲酯共聚物抗蝕劑通常用作光柵蝕刻掩模。在光柵被蝕刻后，抗蝕劑從襯底表面被化學(xué)去除。抗蝕劑的痕跡經(jīng)常被捕獲在光柵之間的窄槽內(nèi)，并且會導(dǎo)致后續(xù)處理中的劣質(zhì)外延生長。氧等離子體通常用于清洗殘留的抗蝕劑，并且桶型反應(yīng)器中的典型條件是在100℃下，在200毫托下，在300瓦的等離子體輸入功率下持續(xù)20分鐘。然而，來自氧等離子體的反應(yīng)副產(chǎn)物通常被發(fā)現(xiàn)重新沉積在光柵表面上，并且必須使用濕法化學(xué)清洗工藝來去除這些反應(yīng)副產(chǎn)物。盡管濃H2SO 4、酸和H2SO 4溶液,“H2 2”。和HCO 已經(jīng)被用于清潔pla- nar InP襯底，但是還沒有任何關(guān)于它們在清潔光柵表面中的應(yīng)用的系統(tǒng)研究。在本文中，我們研究了這些解決方案在不顯著改變光柵表面形態(tài)的情況下去除污染物的有效性。

結(jié)果和討論

如圖1所示，在氧等離子體剝離后，晶片包含輪廓分明的光柵結(jié)構(gòu)。然而，在晶片表面上也發(fā)現(xiàn)了等離子體工藝的反應(yīng)副產(chǎn)物。我們將報告兩種清洗溶液，即H2SO 4和10 H2:H2O:HCO，在清除這些污染物方面的效果。圖2(a)和(b)顯示了在室溫下在濃HZS 4溶液中分別清洗1分鐘和5分鐘的表面。如圖2(a)所示，即使在很短的蝕刻時間(1分鐘)后，精細(xì)光柵結(jié)構(gòu)和污染物都消失了。在硫酸中蝕刻5分鐘后，光柵輪廓的振幅降低到只有原始值(700A)。這個結(jié)果表明HMSO蝕刻InP各向異性，導(dǎo)致平滑的光柵特征；因此，它不適合用于清潔目的。更稀釋的H2SO 4溶液只能降原始值(700A)。這個結(jié)果表明HMSO蝕刻。

我們將證明含H2O 2的溶液在去除碳污染物方面更有效。然而，很難直接在粗糙的光柵表面上比較這些清潔溶液的效果，如圖2和3所示。相反，這些污染物很容易在V型槽通道的光滑表面上檢測出來。因此，我們比較了兩種不同溶液從光滑V形槽道中清除污染物的相對效率。光致抗蝕劑掩模用于制造V形槽溝道晶片(20)。在V形槽蝕刻之后，使用溫丙酮去除光致抗蝕劑，隨后類似于前面描述的清洗程序進(jìn)行氧等離子體剝離。然后將晶片切割成四塊。在25℃下，在這兩種溶液中使用了兩次清潔時間(5分鐘和10分鐘)。由這些溶液清潔的V形槽表面如圖5(a)、(b)、(c)和(d)所示。在HMSO中清洗的表面顯示出大量的污染物，在SEM顯微照片上顯示為黑點。然而，在用10°處理的晶片上獲得了更清潔的表面。

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結(jié)論

我們?nèi)A林科納研究了用于激光應(yīng)用的InP外延生長之前清洗匹配的兩種化學(xué)溶液。這些化學(xué)物質(zhì)是濃H2SO和nH，SO，H O H O的混合溶液，其中n =β和10。在lnP襯底上，HMSO——HCO——HCO溶液的腐蝕速率比濃HMSO——快2—3倍。HMSO—HCO—HCO溶液各向同性地蝕刻光柵結(jié)構(gòu)，并保留原始光柵形態(tài)。然而，SOA傾向于去除原始光柵的尖銳脊，減少分布反饋效應(yīng)。我們還發(fā)現(xiàn)HMSO、HCO、H2O溶液在去除碳污染物方面比HMSO有效得多，碳污染物可能為位錯環(huán)提供成核位置，并對激光二極管的可靠性產(chǎn)生不利影響。
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