本發(fā)明涉及一種由共享共同半導(dǎo)體晶片的雙波長(zhǎng)激光器組成的半導(dǎo)體器件以及一種制造所述半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

1、在通信行業(yè)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(passive?optical?network，pon)市場(chǎng)是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的市場(chǎng)，其中包括激光器作為半導(dǎo)體器件的一部分的應(yīng)用。具體地，在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，分布式反饋激光器(distributed?feedback?laser，dfb)和電吸收調(diào)制(electroabsorption?modulated，eml)激光器是已知的，然而，很難將多個(gè)激光器集成為系統(tǒng)的一部分。當(dāng)多個(gè)激光器被用作系統(tǒng)的一部分時(shí)，它們的波長(zhǎng)通常是非常不同的，因此將它們集成到一個(gè)系統(tǒng)中是困難和麻煩的。解決這個(gè)問(wèn)題的常見(jiàn)方案是為每個(gè)激光器制作以不同的波長(zhǎng)工作的單獨(dú)的晶片/芯片，然后將它們分別封裝。對(duì)于兩個(gè)激光器，這通常需要將兩個(gè)單獨(dú)的半導(dǎo)體晶片/芯片共封裝或封裝在單獨(dú)的晶體管外形封裝can(transistor?outlinecan，to-can)中。使用這種方法需要使用兩個(gè)單獨(dú)封裝的芯片和兩個(gè)to-can，因此這種方法比較耗時(shí)。此外，將多個(gè)激光器集成到一個(gè)系統(tǒng)中的已知配置需要多個(gè)模塊，這又需要大量的空間，因?yàn)楸仨毷褂枚鄠€(gè)芯片。這會(huì)導(dǎo)致組件體積龐大，設(shè)備價(jià)格更昂貴而且制造起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

2、因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)提供如本文所述的半導(dǎo)體器件和制造方法來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，所述器件包括：第一半導(dǎo)體層；兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器，用于以不同頻率進(jìn)行發(fā)射并且形成在所述第一半導(dǎo)體層上；其中，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器彼此光學(xué)隔離。這使得包含多個(gè)激光器的半導(dǎo)體器件的尺寸和成本得以成倍地降低。

2、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一方面，所述器件還包括：第二半導(dǎo)體層，其中，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器位于所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間。這使得所述半導(dǎo)體器件能夠更好地控制電流的流動(dòng)。

3、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一方面，所述器件還包括：位于所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器與所述第二半導(dǎo)體之間的一個(gè)或多個(gè)衍射光柵。這使得所述半導(dǎo)體器件僅發(fā)射所需波長(zhǎng)的光。

4、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述一個(gè)或多個(gè)衍射光柵中的每個(gè)衍射光柵與所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器中的不同激光器相關(guān)聯(lián)。這使得所述器件定制每個(gè)激光器的輸出。

5、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器在所述第一半導(dǎo)體層上分開(kāi)至少一個(gè)間隔。這在所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間提供了改進(jìn)的干擾性質(zhì)。

6、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述至少一個(gè)間隔的至少一部分與所述第一半導(dǎo)體層至少部分地成45度角，以將光路改變?yōu)榇怪庇谒龅谝话雽?dǎo)體層的縱向方向并朝向所述第二半導(dǎo)體層。這使得所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器發(fā)射的光在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)被重定向。

7、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述器件還包括：反射器，位于所述第一半導(dǎo)體層的所述第一表面上所述至少一個(gè)間隔內(nèi)，所述反射器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上表面，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上表面與所述第一半導(dǎo)體層成45度角，以將光路改變?yōu)榇怪庇谒龅谝话雽?dǎo)體層的所述縱向方向并朝向所述第二半導(dǎo)體層；其中，所述至少一個(gè)間隔的寬度是均勻的。這使得所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器發(fā)射的所述光可以通過(guò)替代配置在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)被重定向。

8、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一方面，所述器件還包括：反射涂層，施加在所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間的邊界處。這減少了所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間的干擾，并有助于實(shí)現(xiàn)在所述器件和所述第一半導(dǎo)體層的縱向方向上發(fā)射波束的配置。

9、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一方面，所述器件還包括透鏡，所述透鏡用于聚焦從所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器中的一個(gè)或多個(gè)激光器發(fā)射的光。這使得所述多個(gè)激光器的所述波束可以同時(shí)聚焦，并減小了所述器件的尺寸。

10、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述第一半導(dǎo)體層是n摻雜層和/或所述第二半導(dǎo)體層是p摻雜層。這使得所述半導(dǎo)體器件能夠更好地控制電流的流動(dòng)。

11、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一個(gè)方面，所述器件還包括：第一金屬層，形成在所述第一半導(dǎo)體層上，使得所述第一半導(dǎo)體層位于所述第一金屬層與所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間；第二金屬層，形成在所述第二半導(dǎo)體層的一部分上，使得所述第二半導(dǎo)體層位于所述第二金屬層與所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間。這使得電流可以注入到所述半導(dǎo)體器件中。

12、根據(jù)上述半導(dǎo)體器件的另一方面，所述器件還包括：至少一個(gè)第一涂層，形成在所述器件的每個(gè)側(cè)表面的至少一部分上，所述器件的側(cè)表面是垂直于所述第一半導(dǎo)體層并朝向所述第二半導(dǎo)體層的表面；至少一個(gè)第二涂層，形成在所述第二半導(dǎo)體層上，使得所述第二半導(dǎo)體層位于所述第二涂層與所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間；其中，所述第一涂層比所述第二涂層更具有反射性。這使得從所述激光器發(fā)射的所述光被包含在所述器件內(nèi)，并在適當(dāng)?shù)奈恢秒x開(kāi)所述器件。

13、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：提供第一半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層上形成第一激光器，所述第一激光器用于以第一頻率進(jìn)行發(fā)射；移除形成在所述第一半導(dǎo)體層上的所述第一激光器的一部分；使用對(duì)接耦合生長(zhǎng)技術(shù)在所述第一半導(dǎo)體層上形成第二激光器，所述第二激光器用于以第二頻率進(jìn)行發(fā)射；

14、其中，所述第一激光器和所述第二激光器彼此光學(xué)隔離。這使得包含多個(gè)激光器的半導(dǎo)體器件的尺寸和成本得以成倍地降低。

15、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：提供第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層的位置可以使得所述第一激光器和所述第二激光器位于所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間。這使得所述半導(dǎo)體器件能夠更好地控制電流的流動(dòng)。

16、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：提供一個(gè)或多個(gè)衍射光柵，所述一個(gè)或多個(gè)衍射光柵位于所述第二半導(dǎo)體層與所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間。這使得所述半導(dǎo)體器件僅發(fā)射所需波長(zhǎng)的光。

17、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：移除所述第一激光器和/或所述第二激光器的一部分，使得所述第一激光器和所述第二激光器分開(kāi)至少一個(gè)間隔。這在所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間提供了改進(jìn)的干擾性質(zhì)。

18、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述第一激光器和/或所述第二激光器中被移除的所述部分是在所述第一激光器與所述第二激光器之間的對(duì)接耦合界面處的部分。這在所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間提供了改進(jìn)的干擾性質(zhì)。

19、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，在移除所述第一激光器和/或所述第二激光器的一部分時(shí)，所述至少一個(gè)間隔的至少一部分與所述第一半導(dǎo)體層至少部分地成45度角，以將光路改變?yōu)榇怪庇谒龅谝话雽?dǎo)體層的縱向方向并朝向所述第二半導(dǎo)體層。這使得所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器發(fā)射的光在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)被重定向。

20、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括：提供反射器，所述反射器位于所述第一半導(dǎo)體層上所述至少一個(gè)間隔內(nèi)，所述反射器包括兩個(gè)或兩個(gè)以上表面，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上表面與所述第一半導(dǎo)體層成45度角，以將光路改變?yōu)榇怪庇谒龅谝话雽?dǎo)體層的所述縱向方向并朝向所述第二半導(dǎo)體層；其中，在移除所述第一激光器和/或所述第二激光器的一部分時(shí)，所述至少一個(gè)間隔的所述寬度是均勻的。這使得所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器發(fā)射的所述光可以通過(guò)替代配置在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)被重定向。

21、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：在所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間的邊界處施加反射涂層。這減少了所述兩個(gè)或兩個(gè)以上激光器之間的干擾，并有助于實(shí)現(xiàn)在所述器件和所述第一半導(dǎo)體層的縱向方向上發(fā)射波束的配置。

22、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述移除所述第一激光器的一部分是通過(guò)刻面蝕刻來(lái)執(zhí)行的。這有助于從所述器件中準(zhǔn)確移除所述材料的一部分，同時(shí)保留所述材料的另一部分。

23、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：將第一金屬層施加到所述第一半導(dǎo)體層，使得所述第一半導(dǎo)體層位于所述第一金屬層與所述第一激光器和/或所述第二激光器之間；將第二金屬層施加到所述第二半導(dǎo)體層的一部分上，使得所述第二半導(dǎo)體層位于所述第二金屬層與所述第一激光器和/或所述第二激光器之間。這使得電流可以注入到所述半導(dǎo)體器件中。

24、根據(jù)上述制造方法的另一個(gè)方面，所述方法還包括以下步驟：將至少一個(gè)第一涂層施加到所述器件的每個(gè)側(cè)表面的至少一部分，所述器件的側(cè)表面是垂直于所述第一半導(dǎo)體層并朝向所述第二半導(dǎo)體層的表面；將至少一個(gè)第二涂層施加到所述第二半導(dǎo)體層，使得所述第二半導(dǎo)體層位于所述至少一個(gè)第二涂層與所述第一激光器和/或所述第二激光器之間；其中，所述第一涂層比所述第二涂層更具有反射性。這使得從所述激光器發(fā)射的所述光被包含在所述器件內(nèi)，并在適當(dāng)?shù)奈恢秒x開(kāi)所述器件。