具有埋入式折射率引导型电流限制层的垂直腔面发射器件制造技术

一种垂直腔面发射器器件(例如，VCSEL或RC‑LED)含有埋入式折射率引导型电流限制孔层，所述限制孔层生长并被光刻处理以限定内部孔的位置、形状和尺寸。在再生工艺中，所述孔被第三接触层的单晶材料填充。所述孔提供用于电流限制和光限制，同时允许更高的光功率输出和改善的导热性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有埋入式折射率引导型电流限制层的垂直腔面发射器件相关申请的交叉引用本申请主张于2018年5月11日提交的美国临时专利申请序列号62/670,078的优先权和权益，其全部内容通过引用包含于此。关于联邦政府赞助的研究或开发的声明不适用受版权保护的材料的通知本专利文件中的部分材料受美国和其他国家的版权法的版权保护。版权所有者不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制，因为它出现在美国专利商标局的公开文件或记录中，但在其他方面保留所有版权。版权所有者在此不放弃任何使本专利文件保密的权利，包括但不限于其根据37C.F.R.§1.14的权利。
技术介绍
1.
本专利技术的技术总体上涉及垂直腔面发射光电电路，更具体地涉及具有埋入式折射率引导型电流限制层的垂直腔面发射光电电路。2.背景讨论垂直腔面发射器(VCSE)包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)和共振腔发光二极管(RC-LED)，具有许多应用如电信、传感和打印。此外，可调谐VCSEL作为光学相干断层扫描(OCT)和调频连续波(FMCW)光检测和测距(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直腔面发射光电装置，包括：/n(a)顶反射器和底反射器；/n(b)第一接触层，在所述底反射器上方并且具有第一类型掺杂；/n(c)有源区，位于所述第一接触层上方并且含有一个或多个量子阱层；/n(d)第二接触层，在所述有源区上方并且具有第二类型掺杂；/n(e)在所述第二接触层上方的折射率引导型电流限制层，所述折射率引导型电流限制层具有中心孔；和/n(f)第三接触层，具有第二类型掺杂、位于所述折射率引导型电流限制层上方并且填充所述折射率引导型电流限制层的中心孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180511 US 62/670,0781.一种垂直腔面发射光电装置，包括：
(a)顶反射器和底反射器；
(b)第一接触层，在所述底反射器上方并且具有第一类型掺杂；
(c)有源区，位于所述第一接触层上方并且含有一个或多个量子阱层；
(d)第二接触层，在所述有源区上方并且具有第二类型掺杂；
(e)在所述第二接触层上方的折射率引导型电流限制层，所述折射率引导型电流限制层具有中心孔；和
(f)第三接触层，具有第二类型掺杂、位于所述折射率引导型电流限制层上方并且填充所述折射率引导型电流限制层的中心孔。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)或共振腔发光二极管(RC-LED)。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述垂直腔面发射激光器(VCSEL)或共振腔发光二极管(RC-LED)包括电泵浦器件或光泵浦器件。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个量子阱层被夹在覆层之间。


5.根据权利要求1所述的装置，还包括电极，所述电极包括底电极和顶电极。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述底电极在所述底反射器下方的衬底下方。


7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述底电极在所述第一接触层的顶部上。


8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述顶电极在所述顶反射器的顶部上。


9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述顶电极在所述第二接触层的顶部上。


10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置形成有至少一个台面。


11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述折射率引导型电流限制层被配置为原生层，在外延之后不再对所述原生层进行进一步的氧化或离子注入。


12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述折射率引导型电流限制层包括在所述折射率引导型电流限制层中横向分布的内部电流注入孔和外部电流阻挡环。


13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内部电流注入孔与所述第二接触层导电以限定进入所述有源区的电流通道。


14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述外部电流阻挡环具有足够高的电阻，或者为与所述第二接触层相反地掺杂，以将电流限制到所述折射率引导型电流限制层中的所述内部电流注入孔中。


15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内部电流注入孔具有与所述外部电流阻挡环相比更高的折射率，从而提供横向折射率引导。


16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内部电流注入孔和所述外部电流阻挡环能够选自由以下所组成的孔/环材料对的组：GaAs/InGaP、AlGaAs/InGaP、GaAs/InAlGaP、AlGaAs/InAlGaP、InGaAs/InP、InAlGaAs/InP。


17.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内部电流注入孔为直径在约100nm～50μm范围内的圆形。


18.根据权利要求12所述的装置，其中，所述内部电流注入孔能够为宽度在约100nm～50μm范围内的非圆形。


19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述折射率引导型电流限制层具有在约10nm～2000nm范围内的厚度。


20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述底反射器和所述顶反射器包括分布式布拉格反射器(DBR)或高对比度光栅(HCG)反射器。


21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述顶反射器为平坦的或者从共形的第二生长中变形。


22.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：常瑞华，王嘉星，凯文·T·库克，邵宥楠，埃米尔·科列夫，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US