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CN114175430A - 激光二极管、光集成装置及其制造方法 - Google Patents

激光二极管、光集成装置及其制造方法 Download PDF

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CN114175430A
CN114175430A CN202080055424.1A CN202080055424A CN114175430A CN 114175430 A CN114175430 A CN 114175430A CN 202080055424 A CN202080055424 A CN 202080055424A CN 114175430 A CN114175430 A CN 114175430A
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CN
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laser diode
semiconductor layer
layer
mode
gain medium
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崔武汉
金仁普
朴弘植
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Qingbei University School Industry University Cooperative Force
Original Assignee
Qingbei University School Industry University Cooperative Force
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Publication date
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Abstract

一种光集成装置可以包括：基底；第一激光二极管，设置在基底上并且以横磁模(TM模)振荡；以及第二激光二极管，设置在基底上并且以横电模(TE模)振荡，其中，第一激光二极管包括圆盘形的第一主体以及穿透第一主体的通孔。

Description

激光二极管、光集成装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及激光二极管、光集成装置及其制造方法，更具体地，涉及包括使用变换光学的激光二极管的光集成装置及其制造方法。
背景技术
变换光学是试图通过控制空间中的材料常数(例如，介电常数、透射率和折射率)的分布来任意地控制光的流动的研究领域。这已经成为纳米光学研究的新范例，并且除了基础研究，各种应用可能性也被提出。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种具有改进性能的激光二极管和光集成装置。
技术方案
根据本发明的光集成装置包括：基底；第一激光二极管，在基底上以横磁模(TM模)振荡；以及第二激光二极管，在基底上以横电模(TE模)振荡，其中，第一激光二极管可以包括：第一主体，呈圆盘的形状；以及通孔，穿透第一主体。
根据一些实施例，第二激光二极管可以包括呈圆盘的形状的第二主体，其中，从基底的上表面到第一主体的上表面的距离可以与从基底的上表面到第二主体的上表面的距离相同。
根据一些实施例，第一主体可以具有不均一的曲率。
根据一些实施例，第一主体的每单位面积的通孔的面积比可以是不均一的。
根据一些实施例，第一主体的每单位面积的通孔的数量可以是不均一的。
根据一些实施例，第一主体的每单位面积的通孔的直径可以是不均一的。
根据一些实施例，第一主体的至少一部分可以具有不均匀的折射率。
根据一些实施例，光集成装置还可以包括基底上的光波导，光波导位于第一激光二极管与第二激光二极管之间。
根据一些实施例，第一主体可以具有不均一的曲率，其中，第一主体的与光波导相邻的部分的曲率可以比第一主体的与光波导间隔开的另一部分的曲率小。
根据一些实施例，第一主体和第二主体中的每个可以包括：上包覆层和下包覆层；以及增益介质，置于上包覆层与下包覆层之间。
根据一些实施例，通孔的直径可以比发射光的波长的长度小。
在根据本发明的包括呈圆盘的形状的主体的激光二极管中，主体可以具有不均一的曲率，并且TM模和TE模可以根据主体中的折射率分布选择性地振荡。
根据一些实施例，主体的至少一部分可以具有不均匀的介电常数并且以TM模振荡。
根据一些实施例，主体可以包括：上包覆层和下包覆层；以及增益介质，置于上包覆层与下包覆层之间。
根据一些实施例，激光二极管还可以包括穿透主体的通孔。
根据一些实施例，主体的每单位面积的通孔的面积比可以是不均一的。
根据一些实施例，通孔的直径可以比入射光的波长的长度小。
根据本发明的制造光集成装置的方法可以包括：在基底上形成第一半导体层、第二半导体层和置于第一半导体层与第二半导体层之间的增益介质层；在第二半导体层上形成掩模层；图案化掩模层以形成第一掩模图案和第二掩模图案；通过使用第一掩模图案来图案化第二半导体层、增益介质层和第一半导体层从而形成以TM模振荡的第一激光二极管；以及通过使用第二掩模图案来图案化第二半导体层、增益介质层和第一半导体层从而形成以TE模振荡的第二激光二极管，其中，形成第一激光二极管的步骤可以包括：形成穿透第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的通孔，以控制图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的折射率。
根据一些实施例，形成第一激光二极管的步骤可以包括：通过控制图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的介电常数来控制进入图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的入射光的路径。
根据一些实施例，控制介电常数的步骤可以包括：通过控制第一掩模图案的每单位面积的通孔的面积比来控制介电常数。
有益效果
根据本发明的构思，可以使用变换光学来实现激光二极管(例如，以TM模振荡的激光二极管)。因此，当形成激光二极管时(例如，当生长用于激光二极管的晶片时)，不需要施加外力(例如，拉伸应力等)，使得可以防止增益降低和寿命缩短。此外，TM模的激光二极管和TE模的激光二极管可以在单个芯片上实现，使得TM模和TE模可以同时振荡。当根据本发明的实施例的光集成装置应用于光通信领域时，由于两种不同的偏振模(TM模和TE模)可以用于单个波长，因此可以提高数据传输速率。
附图说明
图1a是根据本发明的一些实施例的图，示出了激光二极管。
图1b是示出图1a的主体的曲率的视图。
图1c是示出根据实施例的主体的每单位面积的通孔的面积比的图。
图1d是示出根据实施例的主体的每单位面积的通孔的面积比的图。
图2a至图2h是示出通过应用变换光学得到的根据本发明的实施例的主体形状的视图。
图3a是示意性地示出包括上述图1a的激光二极管的光集成装置的图。
图3b是如从上方观察的图3a的光集成装置的平面图。
图4是示出光波导和第一激光二极管的耦合的图。
图5a至图5d是示出形成图3a的光集成装置的工艺的图。
具体实施方式
为了充分理解本发明的构造和效果，将参照附图详细描述本发明的实施例。本发明不限于下面公开的实施例，而是可以以各种形式实现，并且可以添加各种修改和改变。然而，提供了通过本实施例的描述完全公开本发明的技术思想，并且充分告知本发明所属领域的普通技术人员。
在本说明书中，当组件被称为在另一组件上时，该组件可以直接形成在另一组件上，或者第三组件可以置于它们之间。另外，在附图中，为了技术内容的有效描述，夸大了组件的厚度。同样的附图标记在整个说明书中表示同样的元件。
将参照剖视图和/或平面图来描述在这里描述的实施例，剖视图和/或平面图是本发明的理想的说明性视图。在附图中，为了有效描述技术内容，夸大了膜和区域的厚度。因此，附图中所示的区域具有示意性的性质，并且附图中所示的区域的形状意图示出装置区域的特定形状，而不意图限制发明的范围。在本说明书的各种实施例中，诸如第一、第二、第三等的术语用于描述各种组件，但是这些组件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。在这里描述和示出的实施例也包括其互补实施例。
本说明书中使用的术语用于描述实施例，并且不意图限制本发明。在本说明书中，单数形式也包括复数形式，除非在短语中特别说明。如说明书中使用的，“包括”和/或其变型不排除存在或添加一个或更多个其他元件。
在下文中，将参照附图详细描述本发明。
图1a示出了根据本发明的一些实施例的图中的激光二极管10。图1b是示出图1a的主体12的曲率的视图。
根据本发明的实施例的激光二极管10可以通过应用变换光学来形成。变换光学意味着可以通过调整材料常数(折射率)在空间中的分布来控制光的路径。换句话说，具有特定形状的谐振器可以表现得像有效形状的谐振器，其中的每个取决于折射率(例如，介电常数和/或磁导率)。
激光二极管10可以根据主体12中的折射率分布选择性地振荡横磁模(TM模)和横电模(TE模)。作为示例，在本说明书中，将描述通过固定主体12中的磁导率并且控制介电常数而以TM模振荡的TM模激光二极管作为示例。
激光二极管10包括主体12。主体12可以设置为圆盘形状。例如，主体12可以具有微圆盘形状。
参照图1a和图1b，主体12可以具有不均一的曲率。换句话说，主体12的平面可以不是具有恒定曲率的完美圆形。曲率指曲线的弯曲程度，并且如果对应部分的弧的半径是R，则可以将曲率定义为1/R。图1b的主体12的部分A的第一曲率1/(R1)可以不同于主体12的另一部分B的第一曲率1/(R2)。主体12的一部分A的第一曲率1/(R1)可以比主体12的另一部分B的第一曲率1/(R2)小。
再次参照图1a，主体12可以包括下包覆层14a、上包覆层14b和增益介质16。
下包覆层14a可以包括半导体材料。例如，下包覆层14a可以包括n型半导体材料或p型半导体材料。下包覆层14a可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
上包覆层14b可以具有对应于下包覆层14a的尺寸和/或形状的尺寸和/或形状。上包覆层14b可以包括半导体材料。例如，上包覆层14b可以包括n型半导体材料或p型半导体材料。上包覆层14b可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。上包覆层14b可以具有与下包覆层14a的导电类型不同的导电类型。
增益介质16可以置于下包覆层14a与上包覆层14b之间。增益介质16可以具有对应于下包覆层14a和上包覆层14b中的每个的尺寸和/或形状。增益介质16可以吸收能量以产生激光。增益介质16可以包括多量子阱。增益介质16可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
可以设置穿透主体12的通孔18。通孔18中的每个可以形成为穿过上包覆层14b、增益介质16和下包覆层14a。通孔18的直径可以比发射光的波长的长度小。例如，通孔18的直径可以比发射光的波长长度的约1/10小。根据主体12的每单位面积的通孔18的面积比，可能会发生局部介电常数的差异。例如，由于包括通孔18的部分与空气接触和/或包括空气，因此可以根据通孔18的比率来控制介电常数。作为示例，参照图2f，其中每单位面积以相对大数量形成通孔18的部分可以具有比其中每单位面积以相对小数量形成通孔18的部分的介电常数低的介电常数。
图1c是示出根据实施例的主体12的每单位面积的通孔18的面积比的视图。参照图1c，主体12的每单位面积的通孔18的面积比可以是不均一的。例如，图1c示出了形成具有相同直径的通孔18。形成在图1c的主体12的部分A的单位面积UA1中的通孔18的数量可以与形成在主体12的部分B的单位面积UA2中的通孔18的数量不同。形成在主体12的部分A的单位面积UA1中的通孔18的数量可以比形成在主体12的一个部分B的单位面积UA2中的通孔18的数量小。作为示例，形成在主体12的部分A的单位面积UA1中的通孔18的数量可以是一个，形成在主体12的一个部分B的单位面积UA2中的通孔18的数量可以是四个。因此，形成在主体12的部分A的单位面积UA1中的通孔18的面积比可以比形成在主体12的部分B的单位面积UA2中的通孔18的面积比小。
图1d是示出根据实施例的主体12的每单位面积的通孔18的面积比的视图。参照图1d，主体12的每单位面积的通孔18的面积比可以是不均一的。例如，图1d示出了具有不同直径的通孔18形成在主体12中。形成在图1d的主体12的部分A的单位面积UA3中的通孔18的数量可以与形成在主体12的部分B的单位面积UA4中的通孔18的数量相同。然而，形成在主体12的部分A的单位面积UA3中的通孔18的直径可以比形成在主体12的部分B的单位面积UA4中的通孔18的直径小。因此，形成在主体12的部分A的单位面积UA3中的通孔18的面积比可以比形成在主体12的部分B的单位面积UA4中的通孔18的面积比小。
图2a至图2f是示出通过应用变换光学得到根据本发明的实施例的主体形状的视图。为了解释应用变换光学，下面将描述腔作为示例。腔是由导电壁围绕的空的空间，并且当腔被微波(例如，电磁波或光)激发时，它可以在特定频率/波长(例如，频率/波长可以由导体壁的形状或尺寸限定)下谐振。
首先，可以通过在一般坐标系中执行图2a中的圆形腔C的坐标变换来获得具有变形的形状的图2b中的腔C'。此时，假设图2a中的圆形腔C是没有源电荷或源电流的线性各向同性的电介质。如果采用保角映射作为坐标变换，则变形腔C'可以是例如蜗线
Figure BDA0003495025740000063
形，但这仅是示例且不限于此，变形腔C'的坐标系可以例如表示如下。
z＝β(w+αw2),
Figure BDA0003495025740000061
参照图2a和图2b，当坐标变换是等距变换时，变换之前和变换之后的腔C和C'中的光L的反射角X可以保持相同。因此，参照图2c，可以在变形腔C'中保持全反射条件。例如，回音壁模可以保持在变形腔C'内。回音壁模指其中光沿着对称谐振器(例如，球体)中的界面由于全内反射而被捕获非常长的时间的谐振现象或与其对应的光的谐振波(模)。
参照图2d，可以如下获得变形腔C'的折射率(在这种情况下，假设腔外的折射率为1)。此时，变形腔C'可以对应于将在后面描述的图2g的(a)。
Figure BDA0003495025740000062
n0＝1.8
参照图2e，变形腔C'可以变换为具有恒定的折射率。作为示例，变形腔C'可以通过复合变换(例如，多重映射)而具有恒定的折射率(例如，n4)。这是为了控制腔中的折射率，复合变换的类型和数量可以不限于此。
作为示例，在执行蜗线坐标变换之前，可以如下执行莫比乌斯
Figure BDA0003495025740000079
变换。
z1(ω)
Figure BDA0003495025740000071
在执行莫比乌斯变换和仅移动圆形图形的中心而不改变形状的坐标变换(参照图2f)之后，可以执行最终的复合变换(参照图2g的(b))。
Figure BDA0003495025740000072
由此，可以获得一个变形腔形状的各种空间折射率分布。另外，如果在中间过程中引入适当的合成函数(例如，莫比乌斯变换等)，则可以减小设计变换腔时所需的最大折射率与最小折射率之间的差距。由于大多数半导体材料具有有限的折射率值，因此减小设计中所需的折射率差可以便于变换腔的实现。此时，不必知道用于执行连接圆形腔和变形腔的外部形状的保角变换的特定函数式(例如，
Figure BDA0003495025740000073
的z)。
参照图2h，通过将变形腔C'中的通孔18形成为具有恒定的折射率(例如，n4)，可以控制变形腔C'的折射率。比较图2e和图2h，当通孔18形成在变形腔C'中时，可以确保在主体12内发生折射率分布的差异。例如，每单位面积具有许多通孔18的部分的折射率可以具有比n4小的n3。此外，由于多重映射，变形腔C'内的折射率差(图2f中的n3-n4)可以比图2d的变形腔C'内的折射率差(图2d中的n1-n2)小。将变换光学选择性地应用于TM模的理论背景如下。
假设图2a中的圆形腔C是没有源电荷或源电流的线性各向同性电介质，当应用变换光学时，频域中的麦克斯韦方程通过一般坐标变换如下面的[式1]中所示进行变换。
[式1]
Figure BDA0003495025740000074
Figure BDA0003495025740000075
其中，
Figure BDA0003495025740000076
和J是与坐标变换相关的雅可比矩阵(Jacobianmatrix)。
这里，如果采用保角映射作为坐标变换，则张量
Figure BDA0003495025740000077
和
Figure BDA0003495025740000078
可以如下面的[式2]中所示。
[式2]
Figure BDA0003495025740000081
关于[式2]，在TM偏振模
Figure BDA0003495025740000082
的情况下，对于电场
Figure BDA0003495025740000083
获得如下面的[式3]中所示的波方程。
[式3]
Figure BDA0003495025740000084
另一方面，对于[式2]，在TE偏振模
Figure BDA0003495025740000085
的情况下，对于磁场
Figure BDA0003495025740000086
获得如下面[式4]中所示的波方程。
[式4]
Figure BDA0003495025740000087
这里，为了实现基于实际变换光学的介电谐振器，磁导率被固定为真空中的值μ0，并且仅介电常数ε可以根据位置被调整为具有不同的值。在这种情况下，张量
Figure BDA0003495025740000088
和
Figure BDA0003495025740000089
如下面的[式5]中给出。
[式5]
Figure BDA00034950257400000810
根据上面给出的
Figure BDA00034950257400000811
和
Figure BDA00034950257400000812
获得用于TM/TE偏振模的波方程如下。
在TM偏振模的情况下，波方程如下面的[式6]。
[式6]
Figure BDA00034950257400000813
[式6]与从转换磁导率和介电常数两者的完整变换光学获得的[式3]相同。也就是说，在TM偏振模的情况下，即使当仅介电常数根据变换光学规则而改变时，这意味着原始空间(圆形谐振器：均匀腔)中的TM模变换到目标空间(变换谐振器：非均匀腔)而不损失质量因子Q。
然而，在TE偏振模的情况下，波方程如下面的[式7]。
[式7]
Figure BDA00034950257400000814
由于中间的新项，[式7](即，TE偏振的波方程)与从完整变换光学获得的波方程的[式4]不同。这个结果意味着，在磁导率固定并且介电常数随空间变化的非均匀介电腔(转换谐振器)中形成的TE模不同于通过在空间中同时改变介电常数和磁导率获得的TE模(应用完整变换光学)。以亥姆霍兹(Helmholtz)的形式添加的新中间项在变换谐振器的整个区域中像噪声一样起作用，不可避免地导致质量值Q的显著降低。
常规激光二极管通常以TE模振荡，因为在量子阱板之间的TE模的反射率高于TM模的反射率，并且增益介质的能量增益在TE模中也更高。然而，在其中磁导率固定并且仅介电常数根据空间改变的变换腔的情况下，如上所述，在TE模中可能会发生光损耗，从而快速降低TE模的光增益。因此，TE偏振模输掉了与TM偏振模的对于激光振荡的模竞争，使得TM偏振模可以使激光二极管10振荡。由于麦克斯韦方程是其中电场和磁场完美对称的方程，与上述通过应用本发明的原理的方程相反，当构成谐振器的材料的介电常数被固定并且仅磁导率相对于空间改变以制造谐振器时，与上述情况相反，变换光学可以仅完美应用于TE模。换句话说，理论上可以选择性地仅降低TM模的Q因子。
图3a是示意性地示出包括上述图1a的激光二极管10的光集成装置1的图。图3b是如从上方观察的图3a的光集成装置1的平面图。
参照图3a和图3b，光集成装置1可以包括基底100上的第一激光二极管10、第二激光二极管20和光波导30。
第一激光二极管10可以设置在基底100的一侧。第一激光二极管10可以是以TM模振荡的激光二极管。第一激光二极管10可以包括第一主体12。第一激光二极管10可以与参照图1a至图2e描述的激光二极管10相同或相似，第一主体12也可以与主体12相同或相似。因此，为了简化描述，省略了冗余描述。
第二激光二极管20可以设置在基底100的另一侧。第二激光二极管20可以是以TE模振荡的激光二极管。第二激光二极管20可以包括具有圆盘形状的第二主体22。与第一主体12不同，第二主体22可以具有完美圆形形状。例如，第二主体22可以具有与第一主体12相同的曲率。与第一激光二极管10不同，可以在不应用变换光学的情况下形成第二激光二极管20。
第二主体22可以包括下包覆层24a、上包覆层24b和增益介质26。
下包覆层24a可以包括半导体材料。例如，下包覆层24a可以包括n型或p型半导体材料。下包覆层24a可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
上包覆层24b可以具有对应于下包覆层24a的尺寸和/或形状的尺寸和/或形状。上包覆层24b可以包括半导体材料。例如，上包覆层24b可以包括n型或p型半导体材料。上包覆层24b可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。上包覆层24b可以具有与下包覆层24a不同的导电类型。
增益介质26可以置于下包覆层24a与上包覆层24b之间。增益介质16可以具有对应于下包覆层24a和上包覆层24b中的每个的尺寸和/或形状。增益介质26可以吸收能量以产生激光。增益介质26可以包括多量子阱。增益介质26可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
光波导30可以在第一激光二极管10与第二激光二极管20之间设置在基底100上。光波导30可以设置为具有距第一激光二极管10和第二激光二极管20中的每个相同的距离。
支撑第一激光二极管10的第一支撑部112和支撑第二激光二极管20的第二支撑部114可以设置在基底100上。由于第一支撑部112和第二支撑部114，可以增加由第一激光二极管10和第二激光二极管20中的每个捕获的光的量。
参照图3b，第一激光二极管10的一个部分P1可以比另一部分P2靠近光波导30。例如，第一主体12的部分P1可以与光波导30相邻，第一主体12的另一部分P2可以是与光波导30间隔开的另一部分。第一主体12的一个部分P1的曲率可以比第一主体12的另一部分P2的曲率小。因此，与光波导30相邻的部分P1可以靠近线。
图4是示出光波导30和第一激光二极管10的耦合的视图。参照图4，与光波导30相邻的部分P1更靠近线，使得与常规圆形激光二极管(例如，第二激光二极管)相比，耦合面积可以增加。因此，可以提高光传输效率。
根据本发明的构思，激光二极管(例如，以TM模振荡的激光二极管)可以使用变换光学来实现。因此，当形成激光二极管时，不必施加外力(例如，拉伸应力等)，因此，可以防止增益降低和寿命缩短。另外，TM模的激光二极管和TE模的激光二极管可以在单个芯片上实现，使得TM模和TE模可以同时振荡。当根据本发明的实施例的光集成装置应用于光通信领域时，由于两种不同的偏振模(TM模和TE模)可以用于单个波长，因此可以提高数据传输速率。
图5a至图5d是示出形成图3a的光集成装置1的工艺的图。在下文中，将参照图5a至图5d和图3a描述形成光集成装置1的工艺。
参照图5a，可以在基底100上顺序地形成牺牲层110、第一半导体层124a、增益介质层126和第二半导体层124b。基底100可以是半导体基底。例如，基底100可以包括InP、InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。牺牲层110可以包括InP、InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但这仅是示例且不限于此。
第一半导体层124a可以包括半导体材料。例如，第一半导体层124a可以包括n型或p型半导体材料。第一半导体层124a可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
第二半导体层124b可以具有对应于第一半导体层124a的尺寸和/或形状的尺寸和/或形状。第二半导体层124b可以包括半导体材料。例如，第二半导体层124b可以包括n型或p型半导体材料。第二半导体层124b可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。第二半导体层124b可以具有与第一半导体层124a的导电类型不同的导电类型。
增益介质层126可以置于第一半导体层124a与第二半导体层124b之间。增益介质层126可以具有对应于第一半导体层124a和第二半导体层124b中的每个的尺寸和/或形状。增益介质层126可以吸收能量以产生激光。增益介质层126可以包括多量子阱。增益介质层126可以包括例如InGaAsP、InGaAs、AlGaAsP和AlGaAs中的任一种，但不限于此。
可以在第二半导体层124b上形成抗蚀剂层130。抗蚀剂层130可以包括PMMA，但不限于此。
参照图5b，可以图案化抗蚀剂层130以形成第一掩模图案132和第二掩模图案134。第一掩模图案132可以具有与上述第一主体12相同的形状，第二掩模图案134可以具有与上述第二主体22相同的形状。图案化抗蚀剂层130的步骤可以使用电子束光刻工艺。第一掩模图案132可以包括开口133。
参照图5c，可以通过使用第一掩模图案132作为掩模蚀刻第二半导体层124b、增益介质层126和第一半导体层124a来形成第一主体12。可以通过使用第二掩模图案134作为掩模蚀刻第二半导体层124b、增益介质层126和第一半导体层124a来形成第二主体22。可以同时执行使用第一掩模图案132形成第一主体12的步骤和使用第二掩模图案134形成第二主体22的步骤。例如使用干蚀刻执行使用第一掩模图案132形成第一主体12的步骤和使用第二掩模图案134形成第二主体22的步骤。在形成第一主体12和第二主体22之后，可以去除第一掩模图案132和第二掩模图案134。
参照图5d，可以通过蚀刻牺牲层110在第一主体12下方形成第一支撑部112。类似地，可以蚀刻牺牲层110以在每个第二主体22下方形成第二支撑部114。由于第一支撑部112和第二支撑部114，第一主体12和第二主体22可以分别与基底100间隔开。例如，第一主体12的上表面可以与基底100的上表面间隔开第一距离H1，第二主体22的上表面可以与基底100的上表面间隔开第二距离H2。在这种情况下，第一距离H1和第二距离H2可以彼此相等。由于第一支撑部112和第二支撑部114，可以分别增加在第一激光二极管10和第二激光二极管20中捕获的光的量。
然后，再次参照图3a，可以通过在第一激光二极管10与第二激光二极管20之间形成光波导30来制造光集成装置1。
本发明的实施例的以上描述提供了用于描述本发明的示例。因此，本发明的技术思想不限于上述实施例，并且明显的是，在本发明的技术思想内，本领域普通技术人员可以通过组合上述实施例来进行各种修改和改变。

Claims (20)

1.一种光集成装置，所述光集成装置包括：
基底；
第一激光二极管，在基底上以TM模(横磁模)振荡；以及
第二激光二极管，在基底上以TE模(横电模)振荡，
其中，第一激光二极管包括：
第一主体，呈圆盘的形状；以及
通孔，穿透第一主体。
2.根据权利要求1所述的光集成装置，其中，第二激光二极管包括呈圆盘的形状的第二主体，
其中，从基底的上表面到第一主体的上表面的距离与从基底的上表面到第二主体的上表面的距离相同。
3.根据权利要求1所述的光集成装置，其中，第一主体具有不均一的曲率。
4.根据权利要求1所述的光集成装置，其中，第一主体的每单位面积的通孔的面积比是不均一的。
5.根据权利要求4所述的光集成装置，其中，第一主体的每单位面积的通孔的数量是不均一的。
6.根据权利要求4所述的光集成装置，其中，第一主体的每单位面积的通孔的直径是不均一的。
7.根据权利要求1所述的光集成装置，其中，第一主体的至少一部分具有不均匀的折射率。
8.根据权利要求1所述的光集成装置，所述光集成装置还包括位于基底上的光波导，光波导位于第一激光二极管与第二激光二极管之间。
9.根据权利要求8所述的光集成装置，其中，第一主体具有不均一的曲率，
其中，第一主体的与光波导相邻的部分的曲率比第一主体的与光波导间隔开的另一部分的曲率小。
10.根据权利要求2所述的光集成装置，其中，第一主体和第二主体中的每个包括：
上包覆层和下包覆层；以及
增益介质，置于上包覆层与下包覆层之间。
11.根据权利要求1所述的光集成装置，其中，通孔的直径比发射光的波长的长度小。
12.一种以TM模振荡的激光二极管，所述激光二极管包括：呈圆盘的形状的主体，
其中，主体具有不均一的曲率。
13.根据权利要求12所述的激光二极管，其中，主体的至少一部分具有不均匀的折射率。
14.根据权利要求13所述的激光二极管，其中，主体包括：
上包覆层和下包覆层；以及
增益介质，置于上包覆层与下包覆层之间。
15.根据权利要求14所述的激光二极管，所述激光二极管还包括穿透主体的通孔。
16.根据权利要求15所述的激光二极管，其中，主体的每单位面积的通孔的面积比是不均一的。
17.根据权利要求15所述的激光二极管，其中，通孔的直径比入射光的波长的长度小。
18.一种制造光集成装置的方法，所述方法包括：
在基底上形成第一半导体层、第二半导体层和置于第一半导体层与第二半导体层之间的增益介质层；
在第二半导体层上形成掩模层；
图案化掩模层以形成第一掩模图案和第二掩模图案；
通过使用第一掩模图案来图案化第二半导体层、增益介质层和第一半导体层从而形成以TM模振荡的第一激光二极管；以及
通过使用第二掩模图案来图案化第二半导体层、增益介质层和第一半导体层从而形成以TE模振荡的第二激光二极管，
其中，形成第一激光二极管的步骤包括：形成穿透第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的通孔，以控制图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的折射率。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，形成第一激光二极管的步骤包括：通过控制图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层的介电常数来控制入射到图案化的第二半导体层、增益介质层和第一半导体层中的入射光的路径。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，控制介电常数的步骤包括：通过控制第一掩模图案的每单位面积的通孔的面积比来控制介电常数。
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