本发明的目的在于提供一种半导体模式转换器的制作方法，其特点
是采用一种自对准的方式制作双波导结构—纵向波导厚度渐变薄的模式
转换器。与通常的纵向波导厚度渐变薄模式转换器不同，本发明不采用
选择外延方法，在平面衬底上通过自对准方式制作一段能量转换器即可
将光场由有源区耦合到下部厚度较薄的波导中，光场经过下波导的模式
变换，即可实现圆形或近圆形的远场模式。
本发明一种半导体模式转换器的制作方法包括以下步骤：
步骤1：在磷化铟(InP)平面衬底上生长一层低折射率的下波导层
(waveguide layer)；
步骤2：在波导上依次生长InP间隔层(space layer)、铟镓砷磷
(InGaAsP)有源层(active layer)和InP盖层(cap layer)；
步骤3：在InP盖层上淀积一层介质膜(mask)；
步骤4：沿模式转换器的出光方向在介质膜上刻出图形，图形的长
度与转换器的长度相当；
步骤5：采用选择腐蚀InP盖层，不腐蚀介质膜和InGaAsP有源层
的腐蚀液刻蚀InP盖层，由于InP在腐蚀液中侧向的腐蚀速度较快，因此
在介质膜下的InP盖层中形成一钻蚀的洞；
步骤6：采用选择腐蚀InGaAsP有源层，不腐蚀介质膜和InP盖层
的腐蚀液刻蚀InGaAsP有源层，由于InGaAsP在钻蚀洞中的腐蚀速率较
慢，因此在有源层的纵向上形成了一厚度渐变的楔形；
步骤7：腐蚀去掉介质膜后，重新长上InP盖层，包在InP盖层中的
一段厚度渐变薄、长度较短的楔形InGaAsP有源区与InGaAsP下波导层
一起构成了一个自对准方式的模式转换器。
对传输不同波长的光，采用不同组份的波导层；对于1.3微米波段
的器件，波导层的荧光峰的波长＜1.2微米；对于1.55微米波段的器
件，波导层的荧光峰的波长＜1.35微米。
波导层的厚度控制在0.05～0.3微米，从而实现对远场垂直方向
发散角的精确控制，实现圆形或近圆形的远场图样。
间隔层的厚度控制在5纳米～0.5微米，从而实现对模式转换器耦
合长度的控制；间隔层薄，耦合长度短；间隔层厚，耦合长度长。
盖层的厚度控制在0.1～2微米，从而实现对有源层楔形长度的控
制。
介质膜可选用氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、或光刻胶。
采用盐酸+磷酸，比例为1～10∶1，室温下应用或盐酸+水，比例
为3～12∶1，0℃下应用，这两种腐蚀液均腐蚀磷化铟，不腐蚀介
质膜和铟镓砷磷，刻蚀磷化铟盖层，在盖层中形成侧向的腐蚀洞。
采用硫酸+双氧水+水，比例为2～10∶1∶1，50℃至室温使用，
腐蚀液腐蚀铟镓砷磷，不腐蚀介质膜和磷化铟，刻蚀铟镓砷磷有源层，
利用有源层在钻蚀洞下的腐蚀速率较慢，在有源层的纵向上形成了一厚
度的楔形。
为进一步说明本发明的内容和特征，下面结合附图和具体实施例对
本发明作进一步的说明，其中：