具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器及其制作方法技术

本申请公开了一种具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其制备方法。所述VCSEL包括第一、第二半导体层和设置在该两者之间的有源层，所述第一、第二半导体层分别与第一、第二DBR结构连接，所述第二DBR结构为导电DBR结构，所述导电DBR结构是采用电学击穿工艺对介质DBR结构进行处理后形成；所述第一、第二半导体层中的任一者为n型半导体层，另一者为p型半导体层。本申请VCSEL因采用了导电介质DBR结构，故而电极注入效率高，能在较大电流下稳定工作，寿命长，且制作工艺简单，可控性好，成本低，产品良率高。产品良率高。产品良率高。

【技术实现步骤摘要】
具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器及其制作方法


[0001]本申请涉及一种GaN基垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，特别是涉及一种具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器及其制作方法。

技术介绍

[0002]基于Ⅲ族氮化物材料的半导体激光器因效率高，损耗低，体积小，寿命长，重量轻等优点受到普遍关注。传统的边发射激光器基于垂直于薄膜表面的谐振腔产生光增益，是激光器的主流结构。相比于边发射激光器，GaN基垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)则具有有源区体积小、易于实现单纵模发光、激射阈值低、发散角小、与光纤及其他光学元件耦合效率高等优点；此外VCSEL激光器可以实现高速调制，能够应用于长距离、高速率的光纤通信系统。基于这些特点，VCSEL器件在显示器、生物传感、光通信等领域具有十分巨大的应用前景。
[0003]自1996年Redwing等人首次成功制备了光泵浦的GaN基VC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于包括第一半导体层、第二半导体层和设置在第一半导体层、第二半导体层之间的有源层，所述第一半导体层、第二半导体层分别与第一DBR结构、第二DBR结构连接，所述第二DBR结构为导电DBR结构，所述导电DBR结构是采用电学击穿工艺对介质DBR结构进行处理后形成，所述第一半导体层还与第一电极电连接；所述第一半导体层、第二半导体层中的任一者为n型半导体层，另一者为p型半导体层。2.根据权利要求1所述的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述第二DBR结构与导电衬底键合，所述导电衬底至少用作第二电极；优选的，所述导电衬底包括表面镜面抛光的金属片、透明导电薄膜或底部沉积有欧姆电极的高掺杂浓度Si片，所述金属片包括Cu片、Al片或Ag片。3.根据权利要求2所述的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于包括沿指定方向依次设置的导电衬底、第二DBR结构、第二半导体层、有源层、第一半导体层和第一DBR结构，所述第一半导体层与第一电极电性结合；优选的，所述第一半导体层与第一电极形成欧姆接触。4.根据权利要求1所述的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于包括沿指定方向依次设置的衬底、第一DBR结构、第一半导体层、有源层、第二半导体层和第二DBR结构，所述第一半导体层、第二DBR结构分别与第一电极、第二电极电性结合；优选的，所述第一半导体层与第一电极形成欧姆接触；优选的，所述第二电极的注入面积为所述第二DBR结构远离第二半导体层的一端面的整个面积。5.根据权利要求1所述的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述第一DBR结构包括氮化物DBR或介质DBR；优选的，所述介质DBR结构包括氧化物DBR，所述氧化物DBR的材质包括SiO2、HfO2、TiO2、ZnO中的任意一种或多种的组合；优选的，所述氮化物DBR的材质包括AlN、GaN、InGaN、AlGaN中的任意一种或多种的组合；和/或，所述电学击穿工艺的条件包括：电场采用正负交变电场，振幅从5V至50V逐渐增大，正负电压施加的频率为1Hz-100Hz，电压振幅的增大速率为0.1V/s-10V/s之间。6.根据权利要求1-5中任一项所述的GaN基垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述第一半导体层为n型半导体层，所述第二半导体层为p型半导体层。7.一种具有导电DBR结构的GaN基垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔梅，郭炜，叶继春，张耀华，柯强，
申请(专利权)人：宁波升谱光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：