The invention discloses a small mesa low-energy optical communication surface emitting laser top emitting coplanar electrode structure, followed by the bottom substrate, including the GaAs N Prague mirror, active region, a pair of P type Prague reflector, GaAs based low resistance tunnel junctions, oxidation layer and the upper limit of N Prague mirror type. The invention adopts a low emission flat top coplanar electrode structure combining a low resistance GaAs based tunnel junction and an oxide confinement layer to improve the high speed and low energy consumption performance of the optical communication laser. The structures of the BCB filling, can not only provide the flat GSG electrode, but also reduce the parasitic device, improve the modulation bandwidth of the device; double mesa structure the structure with different sizes to improve the heat dissipation device, this structure does not require additional heat sink and heat sink, directly and can achieve high-speed coplanar probe test device, and can avoid reducing thin inverted bottom emitting, reduce the difficulty of processing.
【技术实现步骤摘要】
低能耗光通讯面发射激光器的小台面顶发射共面电极结构
本专利技术属于光电子
,具体涉及一种进一步降低光通讯面发射激光器动态能耗的小台面顶发射共面电极结构。
技术介绍
自1996年Honeywell推出垂直腔面发射激光器(VCSEL)产品以来,VCSEL已经广泛应用于很多领域,如激光鼠标、激光打印、原子钟等,其中最广泛的一项应用是短距离光纤链路的数据传输。VCSEL因其高调制速度、低能耗、高光束质量、低生产成本等优势,已经取代边发射激光器成为短距离数据通信传输系统的首选光源。VCSEL被誉为数据中心与云计算“血液”,是现代数据中心、服务器集群和千万亿次规模的超级计算机的短距离光互连的关键技术,直到40G、100G,多模技术(多模光纤和VCSEL相结合的技术)一直是数据中心光互连的主要技术。随着数据分析和云端办公所需数据中心的建设,数据通信对VCSEL的需求迅猛增长,使数据中心的能耗已成为一个紧迫的生态和经济问题,基于低能耗VCSEL的绿色光互联是解决能耗问题的关键,但是VCSEL能耗的进一步降低受到调制带宽的限制。根据国际半导体技术发展路线图(ITRS)的评估和预测,通讯光源的能耗要减小~100fJ/bit才能维持互联网和云计算服务的经济生态可行性。报道的最低能耗是室温下850nm-VCSEL进行50Gb/s无误码传输时的耗能仅为95fJ/bit。在高温下,台湾国立中央大学的Jin-WeiShi教授课题组在2015年报道了850nm-VCSEL在41Gb/s传输速率下的能耗为213fJ/bit。申请人报道了高温下最低能耗的980nm-VCSEL,在85° ...
【技术保护点】
一种低能耗光通讯面发射激光器的小台面顶发射共面电极结构,其特征在于,该共面电极结构由下至上依次包括GaAs基衬底(1)、下N型布拉格反射镜(2)、有源区(3)、一对上P型布拉格反射镜(4)、低电阻GaAs基隧道结(5)、氧化限制层(6)和上N型布拉格反射镜(7);其中,所述上P型布拉格反射镜(4)、所述低电阻GaAs基隧道结(5)、所述氧化限制层(6)和所述上N型布拉格反射镜(7)共同构成成圆形小尺寸台面,即第一台面;所述下N型布拉格反射镜(2)和所述有源区(3)共同构成圆形较大尺寸台面,即第二台面;所述GaAs基衬底(1)上部镀有下电极(8),在所述上N型布拉格反射镜(7)上部镀有圆环式上电极(9),光从顶部的上N型布拉格反射镜(7)上部发出,为顶面发光结构;所述的圆形小尺寸台面和圆形较大尺寸台面组成的双台面填充BCB填充层(10),以实现共面电极结构。
【技术特征摘要】
1.一种低能耗光通讯面发射激光器的小台面顶发射共面电极结构,其特征在于,该共面电极结构由下至上依次包括GaAs基衬底(1)、下N型布拉格反射镜(2)、有源区(3)、一对上P型布拉格反射镜(4)、低电阻GaAs基隧道结(5)、氧化限制层(6)和上N型布拉格反射镜(7);其中,所述上P型布拉格反射镜(4)、所述低电阻GaAs基隧道结(5)、所述氧化限制层(6)和所述上N型布拉格反射镜(7)共同构成成圆形小尺寸台面,即第一台面;所述下N型布拉格反射镜(2)和所述有源区(3)共同构成圆形较大尺寸台面,即第二台面;所述GaAs基衬底(1)上部镀有下电极(8),在所述上N型布拉格反射镜(7)上部镀有圆环式上电极(9),光从顶部的上N型布拉格反射镜(7)上部发出,为顶面发光结构;所述的圆形小尺寸台面和圆形较大尺寸台面组成的双台面填充BCB填充层(10),以实现共面电极结构。2.如权利要求1所述的共面电极结构,其特征在于,所述第一台面和第二台面均采用ICP-RIE刻蚀形成;其中,ICP-RIE刻蚀形成第二台面后,通过湿法氧化工艺形成小的氧化限制孔径,氧化限制孔径小于7μm,以实现面发射激光器的高速低能耗性能。3.如权利要求1所述的共面电极结构,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:李惠,贾晓卫,夏丰金,郭广海,
申请(专利权)人:青岛科技大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。