本发明专利技术公开了一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜，采用二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料作为高折射率材料层，形成一种新型的二元数字合金GaAs/AIAs半导体超晶格型分布式布拉格反射镜DBR，在上述结构的DBR反射镜中，由于二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料的引入省去了异质界面的组分过渡层,简化了器件的结构设计,使得外延生长过程中对生长参数更易控制，同时由于超晶格各层的厚度与电子的德布洛意波长在同一数量级,使载流子通过隧道效应形成的隧道电流增强从而有利于DBR反射镜获得较低的串联电阻。
【技术实现步骤摘要】
一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜
本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜。
技术介绍
直腔面发射激光器(VCSEL)的有源区厚度仅有几个纳米，单程增益很低。为实现激射必须在有源区上、下两侧生长分布式布拉格反射镜(DistributedBraggReflector，DBR)。典型的DBR反射镜结构是通过对四分之一波长厚的高(如低Al组分的AlxGa1-xAs)、低折射率(如AlAs)薄膜交替生长几十个周期来得到设计预期的高反射率。为了保证DBR具有很高的反射率和较宽的反射带宽,构成分布布拉格反射镜基本周期的两种材料应该具有尽量大的折射率差,但是这样也会造成突变型DBR的两种材料禁带宽度相差很大,使得它们的同型异质结具有很大的串联电阻,使VCSEL器件发热严重,造成激射困难。以往降低DBR串联电阻的技术都是尝试保证在每一个周期仍为标准的四分之一波长的厚度的前提下,在两种高、低折射率材料之间插入台阶型或缓变形的组分渐变层,这样一来可以大大降低同型异质结之间的势垒,从而使DBR的串联电阻有数量级的降低，从而改善VCSEL的性能。但在分子束外延(MBE)设备生长AlxGa1-xAsDBR过程中，几十个周期交替生长AlxGa1-xAs及组分渐变层时，需要不断改变Al源炉温度，使得生长过程复杂和难以很好控制生长工艺，特别是针对只有单一Al源炉的MBE生长系统中，生长这种DBR反射镜需要更多的Al源炉升降温时间，这样的结构设计对VCSEL产业化是不利的。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种DBR反射镜，解决现有技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜，包括基底，以及交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料。进一步地，二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度和超晶格数量由Al组分和1/4波长光学总厚度决定。进一步地，二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度为超晶格对数是15对。进一步地，二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度为超晶格对数是17对。优选地，低折射率层为AlAs材料。优选地，分布式布拉格反射镜为P型或N型分布式布拉格反射镜。第二方面，本专利技术提供了一种使用上述DBR反射镜的垂直腔面发射激光器。本专利技术提供的一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜，采用二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料作为高折射率材料层，形成一种新型的二元数字合金GaAs/AIAs半导体超晶格型分布式布拉格反射镜DBR，在上述结构的DBR反射镜中，由于二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料的引入省去了异质界面的组分过渡层,简化了器件的结构设计,使得外延生长过程中对生长参数更易控制，同时由于超晶格各层的厚度与电子的德布洛意波长在同一数量级,使载流子通过隧道效应形成的隧道电流增强从而有利于DBR反射镜获得较低的串联电阻。附图说明图1为本专利技术提供的一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜结构示意图。图中：1、基底2、高折射率材料层3、低折射率材料层。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合具体实施方式和附图对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供的一种分布式布拉格反射镜，如图1所提供的示例，其包括基底1，其可以是LED芯片或者玻璃，也可以是其他合适的透明或不透明材料。在本实施例中，基底1为GaN蓝光LED芯片；所述的分布式布拉格反射镜还包括由交替生长若干个周期的高折射率材料层2和低折射率材料层3组成的折射部，每一个周期为标准的四分之一波长的厚度，在本实施例中，低折射率材料层3可以采用如AlAs材料，高折射率材料层2采用二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料构成，形成一种新型的二元数字合金GaAs/AIAs半导体超晶格型分布式布拉格反射镜DBR，在上述结构的DBR反射镜中，由于二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料的引入省去了异质界面的组分过渡层,简化了器件的结构设计,使得外延生长过程中对生长参数更易控制，同时由于超晶格各层的厚度与电子的德布洛意波长在同一数量级,使载流子通过隧道效应形成的隧道电流增强从而有利于DBR反射镜获得较低的串联电阻。应当理解的是，图1中所显示的高折射率材料层2和低折射率材料层3的分布顺序和数目是用于本领域技术人员理解本专利技术所提供的DBR的结构，其中的高折射率材料层2和低折射率材料层3的分布顺序和数目不构成对本专利技术的限制。在本实施例中，二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度和超晶格数量由Al组分和四分之一波长光学总厚度决定，下面提供两种一个周期内DBR反射镜厚度的实施示例：示例一，一个周期内DBR反射镜厚度为850nm，在四分之一波长光学总厚度为AIAs的低折射率材料层3为二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度为超晶格对数是15对；示例二，一个周期内DBR反射镜厚度为940nm，在四分之一波长光学总厚度为AIAs的低折射率材料层3为二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度为超晶格对数是17对。作为应用在垂直腔面发射激光器中的DBR反射镜，本专利技术提供的DBR反射镜可以作为其中的P型或N型DBR反射镜使用。第二方面，本专利技术提供了一种使用上述DBR反射镜的垂直腔面发射激光器。本文中应用了具体个例对专利技术构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的核心思想。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离该专利技术构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜，包括基底，其特征在于，该分布式布拉格反射镜包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料。
【技术特征摘要】
1.一种应用在垂直腔面发射激光器中的分布式布拉格反射镜，包括基底，其特征在于，该分布式布拉格反射镜包括交替生长的高折射率材料层和低折射率材料层，所述高折射率材料层为二元数字合金GaAs/AIAs超晶格材料。2.根据权利要求1所述的分布式布拉格反射镜，其特征在于，所述二元数字合金GaAs/AIAs超晶格厚度和超晶格数量由Al组分和1/4波长光学总厚度决定。3.根据权利要求2所述的分布式布拉格反射镜，其特征在于，所述二元数字合金GaAs/AIAs超晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔利杰，张杨，曾一平，
申请(专利权)人：中科芯电半导体科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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