【技术实现步骤摘要】
一种共享型VCSEL与HBT集成结构和制作方法
本专利技术属于化合物半导体材料及器件
,具体设计一种垂直腔面发射激光器(VCSEL)和异质结双极型晶体管(HBT)的结构。
技术介绍
VCSEL是一种出射光垂直于衬底表面的的半导体激光器,具有以下优点:圆形光斑易于光纤耦合;阈值电流小能耗低;腔长短能够实现单纵模工作;具有较高的弛豫振荡频率能够得到较大的调制带宽;可以在片测试节省测试成本。HBT作为激光器调制电路的主要器件之一,具有功率密度高、电流增益大、相位噪声低和线性度好等优点。通常是将VCSEL与驱动电路分开,这大大增加了成本。在未审查公开专利申请104752952中,将VCSEL与HBT简单的集成在同一衬底上,VCSEL与HBT形成并联结构,不利于减小芯片面积成本。因此将VCSEL与HBT共享结构,且VCSEL与HBT在竖直方向形成串联可减小芯片面积,降低成本。在美国公开专利申请1993/5216686中提供了一种HBT与VCSEL集成结构,但由于无InGaP腐蚀阻挡层,因此刻蚀深度很难控制,成品率较低;且无氧化限制层,不能提供很好的电流和光场限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种共享型VCSEL与HBT集成结构与制作方法,减小集成芯片面积,提高成品率,降低成本。本专利技术为实现以上目的,采用的技术方案如下:一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:VCSEL与HBT共享了n型InGaP发射区、p型GaAs基区和n型GaAs集电区,其结构自上而下依次为p型GaAs帽层、p型AlGaAs/AlGaAs上DBR、Al0.98Ga0.0 ...
【技术保护点】
1.一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:VCSEL与HBT共享了n型InGaP发射区、p型GaAs基区和n型GaAs集电区,其结构自上而下依次为p型GaAs帽层、p型AlGaAs/AlGaAs上DBR、Al0.98Ga0.02As氧化层和AlxOy复合层、InGaAs/AlGaAs量子阱、上下限制层、n型InGaP腐蚀阻挡层、n型GaAs集电区组成的圆柱结构,Al0.98Ga0.02As氧化层和AlxOy复合层:Al0.98Ga0.02As氧化层为圆中心,AlxOy在Al0.98Ga0.02As氧化层外环;n型GaAs集电区的下层依次为p型GaAs基区、n型InGaP发射区,p型GaAs基区的一侧延长长于n型GaAs集电区,其上为基极电极;n型InGaP发射区的一侧延长长于p型GaAs基区,其上有发射极电极;n型InGaP发射区的向下的下层依次为非故意掺杂AlGaAs/AlAs下DBR、非故意掺杂GaAs缓冲层、半绝缘GaAs衬底;非故意掺杂AlGaAs/AlAs下DBR的上面除了n型InGaP发射区外,为平坦化填充材料BCB,平坦化填充材料BCB向上的上面与p型GaAs ...
【技术特征摘要】
1.一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:VCSEL与HBT共享了n型InGaP发射区、p型GaAs基区和n型GaAs集电区,其结构自上而下依次为p型GaAs帽层、p型AlGaAs/AlGaAs上DBR、Al0.98Ga0.02As氧化层和AlxOy复合层、InGaAs/AlGaAs量子阱、上下限制层、n型InGaP腐蚀阻挡层、n型GaAs集电区组成的圆柱结构,Al0.98Ga0.02As氧化层和AlxOy复合层:Al0.98Ga0.02As氧化层为圆中心,AlxOy在Al0.98Ga0.02As氧化层外环;n型GaAs集电区的下层依次为p型GaAs基区、n型InGaP发射区,p型GaAs基区的一侧延长长于n型GaAs集电区,其上为基极电极;n型InGaP发射区的一侧延长长于p型GaAs基区,其上有发射极电极;n型InGaP发射区的向下的下层依次为非故意掺杂AlGaAs/AlAs下DBR、非故意掺杂GaAs缓冲层、半绝缘GaAs衬底;非故意掺杂AlGaAs/AlAs下DBR的上面除了n型InGaP发射区外,为平坦化填充材料BCB,平坦化填充材料BCB向上的上面与p型GaAs帽层齐平;在平坦化填充材料BCB向上的上面与p型GaAs帽层上均设有p面电极。2.按照权利要求1所述的一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:所述的非故意掺杂GaAs缓冲层用于抑制半绝缘GaAs衬底中的位错向外延层中延伸,厚度优选为1000nm。3.按照权利要求1所述的一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:所述的非故意掺杂AlGaAs/AlAs下DBR,由30.5对λ0/4光学厚度的Al0.12Ga0.88As/AlAs构成,总厚度优选为3988nm,掺杂浓度为2e18cm-3。4.按照权利要求1所述的一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:所述的n型InGaP发射区厚度优选为196nm,掺杂浓度为2e18cm-3;所述的p型GaAs基区厚度优选为59nm,掺杂浓度为1e19cm-3。5.按照权利要求1所述的一种共享性VCSEL与HBT集成结构,其特征在于:所述的n型GaAs集电区厚度优选为118nm,掺杂浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员:王智勇,周广正,李颖,兰天,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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