一种垂直腔面发射激光器制造技术

一种垂直腔面发射激光器，涉及光电技术领域，包括衬底以及依次层叠设置于衬底上的底部布拉格反射镜层、多量子阱有源层、具有电流限制孔的氧化层和顶部布拉格反射镜层，顶部布拉格反射镜层包括依次层叠设置的第一布拉格反射镜层、插入层和具有锌扩散区的第二布拉格反射镜层，插入层用于阻挡锌扩散区沿第二布拉格反射镜层至第一布拉格反射镜层的方向扩散。该垂直腔面发射激光器能够通过插入层起到阻挡的作用，有助于精准控制锌扩散的深度。有助于精准控制锌扩散的深度。有助于精准控制锌扩散的深度。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直腔面发射激光器


[0001]本专利技术涉及光电
，具体而言，涉及一种垂直腔面发射激光器。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser，简称VCSEL)，又可以称为垂直共振腔面射型激光，其激光垂直于顶面射出，与一般用切开的独立芯片制程，激光由边缘射出的边射型激光有所不同。
[0003]现有技术中的垂直腔面发射激光器，一般会在制备过程中通过氧化孔径实现单模输出，如果要再进一步优化并限制高阶横模，一般会在制备过程中增加锌扩散制程。具体地，在氧化限制VCSEL的顶部分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflection，简称DBR)上，采用锌扩散方法制作模式选择结构，通过降低该DBR层的反射率，以及提高自由载流子的吸收损耗，从而抑制高阶横模，实现基横模激射。目前，上述方式存在以下缺点：锌扩散的深度(或者说浓度)取决于锌扩散制程的温度和时间，无法进行精准控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种垂直腔面发射激光器，能够通过插入层起到阻挡的作用，有助于精准控制锌扩散的深度。
[0005]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0006]本专利技术实施例提供一种垂直腔面发射激光器，包括衬底以及依次层叠设置于所述衬底上的底部布拉格反射镜层、多量子阱有源层、具有电流限制孔的氧化层和顶部布拉格反射镜层，所述顶部布拉格反射镜层包括依次层叠设置的第一布拉格反射镜层、插入层和具有锌扩散区的第二布拉格反射镜层，所述插入层用于阻挡所述锌扩散区沿所述第二布拉格反射镜层至所述第一布拉格反射镜层的方向扩散。
[0007]作为一种可实施的方式，所述第一布拉格反射镜层的扩散系数和所述第二布拉格反射镜层的扩散系数相同，所述第二布拉格反射镜层的扩散系数和所述插入层的扩散系数不同。
[0008]作为一种可实施的方式，波长为λ的光在所述插入层中的折射率为n，所述插入层的厚度为d，且满足关系式：
[0009]作为一种可实施的方式，所述插入层的材料为砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、磷化铝铟、磷化铝镓铟或磷砷化铟镓。
[0010]作为一种可实施的方式，所述第二布拉格反射镜层具有通光孔，所述锌扩散区环绕于所述通光孔的外缘，所述电流限制孔和所述通光孔在层叠方向上对应。
[0011]作为一种可实施的方式，所述电流限制孔和所述通光孔在层叠方向上正对应。
[0012]作为一种可实施的方式，所述通光孔的孔径小于所述电流限制孔的孔径。
[0013]作为一种可实施的方式，所述底部布拉格反射镜层和所述多量子阱有源层之间设
置有第一缓冲层，所述多量子阱有源层和所述氧化层之间设置有第二缓冲层，所述氧化层和所述第一布拉格反射镜层之间设置有第三缓冲层。
[0014]作为一种可实施的方式，所述第二布拉格反射镜层背离所述插入层的一侧设置有接触层，所述底部布拉格反射镜层和所述多量子阱有源层形成台阶结构。
[0015]作为一种可实施的方式，所述接触层背离所述第二布拉格反射镜层的一侧设置有第一电极，所述底部布拉格反射镜层靠近所述多量子阱有源层的台面上设置有第二电极。
[0016]本专利技术实施例的有益效果包括：
[0017]该垂直腔面发射激光器包括衬底以及依次层叠设置于衬底上的底部布拉格反射镜层、多量子阱有源层、具有电流限制孔的氧化层和顶部布拉格反射镜层，顶部布拉格反射镜层包括依次层叠设置的第一布拉格反射镜层、插入层和具有锌扩散区的第二布拉格反射镜层，插入层用于阻挡锌扩散区沿第二布拉格反射镜层至第一布拉格反射镜层的方向扩散。在顶部布拉格反射镜层上进行锌扩散时，沿第二布拉格反射镜层至第一布拉格反射镜层的方向，锌离子会先以一定的扩散速率从第二布拉格反射镜层背离插入层的一侧注入第二布拉格反射镜层内形成锌扩散区，当锌离子到达插入层靠近第二布拉格反射镜层的一侧时，由于插入层的阻挡作用，会导致锌离子的扩散速率减慢，从而使得在除锌扩散制程的温度和时间的控制方式以外，还能够通过插入层的阻挡作用控制锌扩散的深度，进而有助于精准控制锌扩散的深度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的垂直腔面发射激光器的结构示意图之一；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的垂直腔面发射激光器的结构示意图之二；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的垂直腔面发射激光器的结构示意图之三。
[0022]图标：100
‑
垂直腔面发射激光器；110
‑
衬底；120
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底部布拉格反射镜层；130
‑
第一缓冲层；140
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多量子阱有源层；150
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第二缓冲层；160
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氧化层；161
‑
电流限制孔；170
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第三缓冲层；180
‑
顶部布拉格反射镜层；181
‑
第一布拉格反射镜层；182
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插入层；183
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第二布拉格反射镜层；1831
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锌扩散区；1832
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通光孔；190
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接触层；200
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第一电极；210
‑
第二电极。
具体实施方式
[0023]下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本公开的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本公开和随附权利要求的范围内。
[0024]应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如
本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
[0025]应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括衬底以及依次层叠设置于所述衬底上的底部布拉格反射镜层、多量子阱有源层、具有电流限制孔的氧化层和顶部布拉格反射镜层，所述顶部布拉格反射镜层包括依次层叠设置的第一布拉格反射镜层、插入层和具有锌扩散区的第二布拉格反射镜层，所述插入层用于阻挡所述锌扩散区沿所述第二布拉格反射镜层至所述第一布拉格反射镜层的方向扩散。2.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一布拉格反射镜层的扩散系数和所述第二布拉格反射镜层的扩散系数相同，所述第二布拉格反射镜层的扩散系数和所述插入层的扩散系数不同。3.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，波长为λ的光在所述插入层中的折射率为n，所述插入层的厚度为d，且满足关系式：4.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述插入层的材料为砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、磷化铝铟、磷化铝镓铟或磷砷化铟镓。5.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第二布拉格反射镜层...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘德烈，李承远，李佳勋，
申请(专利权)人：深圳市德明利光电有限公司，
类型：发明
国别省市：