[發(fā)明專(zhuān)利]垂直面腔表面發(fā)射激光器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810251636.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108777433A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱明星;周少將;王偉明;李華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇宜興德融科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S5/183
• 分類(lèi)號(hào): H01S5/183;H01S5/187
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

本公開(kāi)涉及一種垂直面腔表面發(fā)射激光器及其制備方法。所述垂直面腔表面發(fā)射激光器包括：按順序?qū)盈B設(shè)置的第一反射鏡層、有源層和第二反射鏡層，所述第二反射鏡層位于出光側(cè)，所述第一反射鏡層位于非出光側(cè)，其特征在于：所述第一反射鏡層包括位于非出光側(cè)的金屬反射鏡層和介于金屬反射鏡層與有源區(qū)之間的第一布拉格反射鏡層；以及所述第二反射鏡層包括第二布拉格反射鏡層。本公開(kāi)的垂直面腔表面發(fā)射激光器及其制備方法，可以提高垂直面腔表面發(fā)射激光器的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體激光器，尤其涉及一種垂直面腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)及其制備方法。

背景技術(shù)

垂直面腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)作為一種新型的半導(dǎo)體激光器，與普通的邊緣發(fā)射激光器相比，具有閾值電流低、效率高、功耗小、光發(fā)散角小、易與光纖耦合、易集成等優(yōu)點(diǎn)，在光信息處理、光互聯(lián)、光計(jì)算、照明、顯示等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。

半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化成由具有增益特性的材料層以及兩端的反射鏡。垂直面腔表面發(fā)射激光器(VSCEL)的特別之處在于：它采用高低折射率材料層周期性排布的分布式布拉格反射鏡(DBR)，并且增益材料層位于上下反射鏡中間且與反射鏡平行。在一種典型的VCSEL結(jié)構(gòu)中，P面電極下方是由多對(duì)高低折射率不同的半導(dǎo)體材料交替生長(zhǎng)而成的P型分布式布拉格反射鏡(DBR)，P型DBR下方是有源區(qū)，例如是幾個(gè)納米的量子阱結(jié)構(gòu)，以獲得高增益。在有源區(qū)下面是N型DBR，最下面是襯底。

在當(dāng)前的VCSEL器件制備中，為獲得高的增益，通常需要生長(zhǎng)多對(duì)布拉格反射鏡(DBR)，一般在30對(duì)以上，這種DBR工藝存在外延生長(zhǎng)困難，串聯(lián)電阻增加，熱損耗加重和光損耗增加等一系列不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供一種垂直面腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)及其制備方法，其至少能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)問(wèn)題，提高垂直面腔表面發(fā)射激光器的性能。

根據(jù)本發(fā)明一方面的實(shí)施例，提供一種垂直面腔表面發(fā)射激光器，包括：

按順序?qū)盈B設(shè)置的第一反射鏡層、有源層和第二反射鏡層，所述第二反射鏡層位于出光側(cè)，所述第一反射鏡層位于非出光側(cè)，其特征在于：

所述第一反射鏡層包括位于非出光側(cè)的金屬反射鏡層和介于金屬反射鏡層與有源層之間第一布拉格反射鏡層；以及

所述第二反射鏡層包括第二布拉格反射鏡層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，所述第一布拉格反射鏡層包括1-15個(gè)周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層，優(yōu)選包括1-10個(gè)周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層，更優(yōu)選包括1-5個(gè)周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，第二布拉格反射鏡層包括5-30個(gè)周期的交替排列的高折射率材料層和低折射率材料層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，所述的垂直面腔表面發(fā)射激光器，還包括設(shè)置在金屬反射鏡層的非出光側(cè)的第一電極層和設(shè)置在第二布拉格反射鏡層的出光側(cè)的第二電極層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，所述的垂直面腔表面發(fā)射激光器，還包括設(shè)置在有源層和第二布拉格反射鏡層之間的氧化隔離層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例，所述金屬反射鏡層包括Cu反射鏡層、Ag反射鏡層或Au反射鏡層。

根據(jù)本發(fā)明另一方面的實(shí)施例，提供一種垂直面腔表面發(fā)射激光器的制備方法，包括：

提供襯底；

在襯底上依次外延生長(zhǎng)犧牲層、第一布拉格反射鏡層、有源層、第二布拉格反射鏡層；

腐蝕犧牲層，將襯底從第一布拉格反射鏡層剝離；

在第一布拉格反射鏡層的背離有源層的一側(cè)沉積金屬反射鏡層。