一种VCSEL激光器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种VCSEL激光器及其制作方法，通过设置绝缘介质层、第一氧化层和第二氧化层对电流进行限制，被绝缘介质层环绕的透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，第一氧化层具有第二导电通道，第二氧化层具有第三导电通道，且出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小，从而能够有效地将电流导向由第一导电通道、第二导电通道和第三导电通道限定的区域，提高激光效率。

A VCSEL Laser and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种VCSEL激光器及其制作方法
本专利技术涉及VCSEL
，尤其涉及一种VCSEL激光器及其制作方法。
技术介绍
近年来，随着网络技术的迅猛发展，网络用户急剧上升，网络拥挤日益严重，对网络的传输容量和传输速度的要求越来越高，其中垂直腔面发射激光器(又称VCSEL激光器)尤其引人注目。它不仅提供了更多的自由波长，大大降低系统的运营成本和备份成本，极大地提高了系统的容量和传输量，且波长实时可调，是未来全光网络的关键器件。现有的垂直腔面发射激光器，通常采用设置氧化层来限制电流，实现电流引导，但是其电流仍然容易向四周扩散，激光器的激射效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的为：提供一种激射效率高的VCSEL激光器及其制作方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种VCSEL激光器，包括：沿垂直方向依次层叠的第一电极、导电基板、键合层、透明导电层、第一欧姆接触层、第一DBR层、第一氧化层、有源层、第二氧化层、第二欧姆接触层和第二DBR层，所述透明导电层位于所述导电基板的中心区域，所述第一欧姆接触层位于所述第一DBR层的中心区域，所述第二DBR层位于所述第二欧姆接触层的中心区域，还包括绝缘介质层和环形第二电极，所述绝缘介质层设于所述导电基板和所述第一DBR层之间并环绕所述透明导电层和第一欧姆接触层设置，所述环形第二电极设于所述第二欧姆接触层设有第二DBR层的一侧并环绕所述第二DBR层设置，所述透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，所述第一氧化层具有第二导电通道，所述第二氧化层具有第三导电通道，所述环形第二电极的中空部位构成出光孔，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小。进一步的，所述出光孔的中心、第三导电通道的中心、第二导电通道的中心和第一导电通道的中心位于同一直线上。进一步的，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸呈线性依次减小。进一步的，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸呈非线性依次减小。进一步的，所述透明导电层和所述第一欧姆接触层的厚度之和与所述绝缘介质层的厚度相同。进一步的，还包括保护层，所述保护层设于所述第二DBR背离所述第二欧姆接触层的一侧，所述环形第二电极环绕所述保护层设置，所述第二DBR层与所述保护层的厚度之和小于所述环形第二电极的厚度。进一步的，还包括金属反射镜，所述金属反射镜分别设于所述键合层与所述透明导电层之间，以及所述键合层与所述绝缘介质层之间，所述透明导电层位于所述金属反射镜的中心区域。进一步的，还包括第一限制层和第二限制层，所述第一限制层设于所述第一氧化层与所述有源层之间，所述第二限制层设于所述第二氧化层与所述有源层之间。本专利技术采用的另一个技术方案为：一种VCSEL激光器的制作方法，用于制造上述VCSEL激光器，包括：在衬底上依次生长缓冲层、腐蚀截止层、第二DBR层、第二欧姆接触层、第二氧化层、有源层、第一氧化层、第一DBR层和第一欧姆接触层；在所述第一欧姆接触层背离所述第一DBR层的一侧设置透明导电层；蚀刻所述透明导电层和所述第一欧姆接触层的外围部分至露出所述第一DBR层；在所述第一DBR层靠近所述欧姆接触层的一侧设置环绕所述透明导电层和所述第一欧姆接触层的绝缘介质层；通过键合层以将导电基板分别键合至所述绝缘介质层远离所述第一DBR层的一侧，以及所述透明导电层背离所述第一DBR层的一侧；腐蚀去除所述衬底、缓冲层和腐蚀截止层，直至露出所述第二DBR层；在所述导电基板远离所述键合层的一侧设置第一电极；蚀刻所述第二DBR层的外围部分至露出所述第二欧姆接触层；在所述第二欧姆接触层靠近所述第二DBR层的一侧设置环绕所述第二DBR层的环形第二电极；所述透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，所述第一氧化层具有第二导电通道，所述第二氧化层具有第三导电通道，所述环形第二电极的中空部位构成出光孔，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小。进一步的，设置所述绝缘介质层之后，设置所述键合层之前，还包括：在所述绝缘介质层远离所述第一DBR层的一侧和所述透明导电层远离所述第一欧姆接触层的一侧设置金属反射镜；所述键合层设于所述金属反射镜远离所述绝缘介质层和透明导电层的一侧。从上述描述可知：(1)本专利技术的VCSEL激光器，通过设置绝缘介质层、第一氧化层和第二氧化层对电流进行限制，被绝缘介质层环绕的透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，第一氧化层具有第二导电通道，第二氧化层具有第三导电通道，且出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小，从而能够有效地将电流导向由第一导电通道、第二导电通道和第三导电通道限定的区域，提高激光效率。(2)本专利技术的VCSEL激光器的制作方法，先在在衬底上制作出具有第二导电通道和第三导电通道两层电流引导的外延结构，然后制作由绝缘介质层限制的第一导电通道，且出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小，再将整个结构从衬底转移到导电基板，形成高效率激光器，制作工艺简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的VCSEL激光器的结构示意图一；图2为本专利技术实施例的VCSEL激光器的结构示意图二；图3-12为本专利技术实施例二的VCSEL激光器的制作方法各步骤对应的结构示意图；1、第一电极；2、导电基板；3、键合层；4、透明导电层；5、第一欧姆接触层；6、第一DBR层；7、第一氧化层；8、有源层；9、第二氧化层；10、第二欧姆接触层；11、第二DBR层；12、绝缘介质层；13、环形第二电极；14、保护层；15、金属反射镜；16、第一限制层；17、第二限制层；18、衬底；19、缓冲层；20、腐蚀截止层；a、第一导电通道；b、第二导电通道；c、第三导电通道；d、出光孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参考图1和图2，本专利技术提供一种VCSEL激光器，包括：沿垂直方向依次层叠的第一电极1、导电基板2、键合层3、透明导电层4、第一欧姆接触层5、第一DBR层6、第一氧化层7、有源层8、第二氧化层9、第二欧姆接触层10和第二DBR层11，所述透明导电层4位于所述导电基板2的中心区域，所述第一欧姆接触层5位于所述第一DBR层6的中心区域，所述第二DBR层11位于所述第二欧姆接触层10的中心区域，还包括绝缘介质层12和环形第二电极13，所述绝缘介质层12设于所述导电基板2和所述第一DBR层6之间并环绕所述透明导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VCSEL激光器，其特征在于，包括：沿垂直方向依次层叠的第一电极、导电基板、键合层、透明导电层、第一欧姆接触层、第一DBR层、第一氧化层、有源层、第二氧化层、第二欧姆接触层和第二DBR层，所述透明导电层位于所述导电基板的中心区域，所述第一欧姆接触层位于所述第一DBR层的中心区域，所述第二DBR层位于所述第二欧姆接触层的中心区域，还包括绝缘介质层和环形第二电极，所述绝缘介质层设于所述导电基板和所述第一DBR层之间并环绕所述透明导电层和第一欧姆接触层设置，所述环形第二电极设于所述第二欧姆接触层设有第二DBR层的一侧并环绕所述第二DBR层设置，所述透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，所述第一氧化层具有第二导电通道，所述第二氧化层具有第三导电通道，所述环形第二电极的中空部位构成出光孔，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小。

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL激光器，其特征在于，包括：沿垂直方向依次层叠的第一电极、导电基板、键合层、透明导电层、第一欧姆接触层、第一DBR层、第一氧化层、有源层、第二氧化层、第二欧姆接触层和第二DBR层，所述透明导电层位于所述导电基板的中心区域，所述第一欧姆接触层位于所述第一DBR层的中心区域，所述第二DBR层位于所述第二欧姆接触层的中心区域，还包括绝缘介质层和环形第二电极，所述绝缘介质层设于所述导电基板和所述第一DBR层之间并环绕所述透明导电层和第一欧姆接触层设置，所述环形第二电极设于所述第二欧姆接触层设有第二DBR层的一侧并环绕所述第二DBR层设置，所述透明导电层和第一欧姆接触层构成第一导电通道，所述第一氧化层具有第二导电通道，所述第二氧化层具有第三导电通道，所述环形第二电极的中空部位构成出光孔，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸依次减小。2.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其特征在于，所述出光孔的中心、第三导电通道的中心、第二导电通道的中心和第一导电通道的中心位于同一直线上。3.根据权利要求2所述的VCSEL激光器，其特征在于，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸呈线性依次减小。4.根据权利要求2所述的VCSEL激光器，其特征在于，所述出光孔、第三导电通道、第二导电通道和第一导电通道在水平方向的尺寸呈非线性依次减小。5.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其特征在于，所述透明导电层和所述第一欧姆接触层的厚度之和与所述绝缘介质层的厚度相同。6.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其特征在于，还包括保护层，所述保护层设于所述第二DBR背离所述第二欧姆接触层的一侧，所述环形第二电极环绕所述保护层设置，所述第二DBR层与所述保护层的厚度之和小于所述环形第二电极的厚度。7.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其特征在于，还包括金属反...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，蔡建九，彭钰仁，杜石磊，
申请(专利权)人：厦门乾照半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35