一种激光器及其制备方法技术

本申请公开了一种激光器及其制备方法，涉及半导体器件技术领域，本申请的激光器，包括衬底以及依次设置于衬底上的第一

【技术实现步骤摘要】
一种激光器及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体器件
，具体而言，涉及一种激光器及其制备方法
。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器
(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser
，
VCSEL)
是一种出光方向垂直与谐振腔表面的激光器，具有阈值电流小，发散角小且光斑呈现圆形对称性，易二维集成等优点，目前被广泛应用于光互连
、
光存储
、
光通信等领域
。
[0003]现有
VCSEL
器件出射的激光包括多模态激光和单模态激光，目前光通信高速
VCSEL
大多采用多模态的出光形式
。
多模态出光的
VCSEL
在提高出光功率的同时会降低传输速率与传输距离
。
而单模态出光的
VCSEL
有着发光功率低以及可靠性差的缺点，单模态出光的
VCSEL
虽然可以通过多器件耦合的方式进行合束，但需要进行透镜耦合，会使器件的复杂程度急剧增加，不利于实际的应用需求
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种激光器及其制备方法，能够在单模出光的前提下提高激光器的出光效率
。
[0005]本申请的实施例一方面提供了一种激光器，包括衬底以及依次设置于衬底上的第一
DBR、
有源层和第二
DBR
，由第二
DBR
的上表面向下刻蚀形成多个凹槽，凹槽延伸至第一
DBR
内，以形成多个发光台，每个发光台的第二
DBR
内分别形成第一氧化孔径，以限制每个发光台的发光模式
。
[0006]作为一种可实施的方式，第一
DBR
由多个高铝组分层和低铝组分层交替设置形成，第一
DBR
内沿衬底到第一
DBR
的方向依次设置有多组第二氧化孔径，多组第二氧化孔径的直径沿衬底到第一
DBR
的方向逐渐减小，且多组第二氧化孔径中心的连线与第一
DBR
的层叠方向相同
。
[0007]作为一种可实施的方式，多组第二氧化孔径所在的第一
DBR
的高铝组分层的铝含量沿衬底到第一
DBR
的方向逐渐减小
。
[0008]作为一种可实施的方式，第二氧化孔径中最靠近衬底的第二氧化孔径为最小氧化孔径，多个第一氧化孔径在衬底上的投影均落入最小氧化孔径在衬底上的投影内
。
[0009]作为一种可实施的方式，第一氧化孔径的孔径在
2.5
‑
3.5
μ
m
之间
。
[0010]作为一种可实施的方式，多个凹槽呈矩阵式分布，以使发光台呈矩阵式分布
。
[0011]作为一种可实施的方式，第一
DBR
的反射率小于第二
DBR
的反射率
。
[0012]作为一种可实施的方式，第一
DBR
的材料为
AlGaAs。
[0013]作为一种可实施的方式，激光器还包括设置衬底外侧的第一电极，和设置于第二
DBR
外侧的第二电极，其中，第一电极为
N
电极，第二电极为
P
电极，激光器还包括设置于第二
DBR
上的钝化层，钝化层覆盖凹槽的侧壁和底壁，
P
电极透过钝化层外露
。
[0014]作为一种可实施的方式，第一
DBR
的反射率在
99
％
‑
99.9
％之间，第二
DBR
为全反
射
。
[0015]本申请的实施例另一方面提供了一种激光器的制备方法，包括：在衬底上依次沉积第一
DBR、
有源层和第二
DBR
；在第一
DBR
中形成多组第二氧化孔径，多组第二氧化孔径的直径沿衬底到第一
DBR
的方向逐渐减小；由第二
DBR
上表面向下刻蚀形成多个凹槽，凹槽内延伸至第一
DBR
内以形成多个发光台；由凹槽的侧壁氧化第二
DBR
，以在每个发光台上形成第一氧化孔径
。
[0016]本申请实施例的有益效果包括：
[0017]本申请提供的激光器，包括衬底以及依次设置于衬底上的第一
DBR、
有源层和第二
DBR
，由第二
DBR
的上表面向下刻蚀形成多个凹槽，凹槽延伸至第一
DBR
内，以形成多个发光台，每个发光台的第二
DBR
内分别形成第一氧化孔径，以限制每个发光台的发光模式
。
当在激光器的两端连接电源时，电源的电压差施加通过第一
DBR
和第二
DBR
施加至有源层，由于本申请中将有源层分为多个发光台，多个发光台在电泵浦的作用下产生光子并在第一
DBR
和第二
DBR
形成的腔体内来回反射振荡，直至最后出射，多个发光台同时作为发光区，能够提高有源层的利用率，从而提高出光效率；另外，第一氧化孔径设置于发光台的第二
DBR
内，第一氧化孔径作为电流的流通通道，同时也作为光学模式的限制孔，能够限制光子的光模式，使得较多光模式的光子不能形成有效振荡，从而限制发光台的发光模式，使得每个发光台的发光模式为单模激光出射，因此，本申请提供的激光器，能够在单模出光的前提下提高激光器的出光效率
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图之一；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图之二；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图之三；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种激光器的制备方法流程；
[0023]图5为本申请实施例提供的一种激光器的状态图之一；
[0024]图6为本申请实施例提供的一种激光器的状态图之二；
[0025]图7为本申请实施例提供的一种激光器的状态图之三；
[0026]图8为本申请实施例提供的一种激光器的状态图之四
。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光器，其特征在于，包括衬底以及依次设置于所述衬底上的第一
DBR、
有源层和第二
DBR
，由所述第二
DBR
的上表面向下刻蚀形成多个凹槽，所述凹槽延伸至所述第一
DBR
内，以形成多个发光台，每个所述发光台的第二
DBR
内分别形成第一氧化孔径，以限制每个所述发光台的发光模式
。2.
根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一
DBR
由多个高铝组分层和低铝组分层交替设置形成，所述第一
DBR
内沿所述衬底到所述第一
DBR
的方向依次设置有多组第二氧化孔径，多组所述第二氧化孔径的直径沿所述衬底到所述第一
DBR
的方向逐渐减小，且多组所述第二氧化孔径中心的连线与所述第一
DBR
的层叠方向相同
。3.
根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，多组所述第二氧化孔径所在的第一
DBR
的高铝组分层的铝含量沿所述衬底到所述第一
DBR
的方向逐渐减小
。4.
根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述第二氧化孔径中最靠近所述衬底的第二氧化孔径为最小氧化孔径，多个所述第一氧化孔径在所述衬底上的投影均落入所述最小氧化孔径在所述衬底上的投影内
。5.
根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一氧化孔径的孔径在
2.5
‑
3.5
μ
m
之间
。6.
根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，多个所述凹槽呈矩阵式分布，以使所述发光台呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德正，陈柏翰，
申请(专利权)人：泉州市三安光通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：