[發(fā)明專利]一種帶有空氣隙DBR的VCSEL結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811245161.1
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109103745B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周廣正;黃瑞;代京京
• 申請（專利權(quán)）人: 創(chuàng)智聯(lián)慧（重慶）科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/343
• 代理公司: 深圳泛航知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

1.一種帶有空氣隙DBR的VCSEL結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括導電襯底，所述導電襯底的背面設(shè)有N面電極，所述導電襯底的表面自下而上依次外延生長有N型GaAs緩沖層、N型DBR和量子阱有源區(qū)，所述量子阱有源區(qū)表面的一區(qū)域外延生長有圓形氧化限制層，所述圓形氧化限制層的外周同層設(shè)有鋁氧化產(chǎn)物Al_xO_y圓環(huán)，所述圓形氧化限制層和鋁氧化產(chǎn)物Al_xO_y的表面設(shè)有平面圓形的P型DBR，在所述鋁氧化產(chǎn)物Al_xO_y和P型DBR同層外周的量子阱有源區(qū)表面設(shè)有SiO₂填充層，所述P型DBR的表面設(shè)有空氣隙DBR，所述SiO₂填充層的表面設(shè)有與P型DBR電連接且與空氣隙DBR匹配的P面電極；所述空氣隙DBR由10～12對λ₀/4光學厚度的Al_0.12Ga_0.88As/air材料構(gòu)成，且未被氧化的Al_x3Ga_1-x3As作為支撐柱，即所述空氣隙DBR包括上下結(jié)構(gòu)的多層Al_0.12Ga_0.88As高折射率材料，上下相鄰的兩層Al_0.12Ga_0.88As高折射率材料之間設(shè)有兩個未被氧化的Al_x3Ga_1-x3As支撐柱，每一層Al_0.12Ga_0.88As高折射率材料的結(jié)構(gòu)為同一圓的雙扇形結(jié)構(gòu)對接而成的啞鈴型平面結(jié)構(gòu)，每一個Al_x3Ga_1-x3As支撐柱為一扇形柱，上下相鄰兩層Al_0.12Ga_0.88As高折射率材料之間的兩個Al_x3Ga_1-x3As支撐柱，扇形中心頂點相對且有空氣隙間距d₂，所述空氣隙間距d₂大于圓形氧化限制層的直徑d₁；其中，λ₀為VCSEL的激射波長，所述x3的典型值為0.92，所述d₂的典型值為7μm；所述P面電極具有兩個分支與空氣隙DBR中Al_0.12Ga_0.88As啞鈴型平面結(jié)構(gòu)中間的細腰匹配，所述Al_0.12Ga_0.88As啞鈴型平面結(jié)構(gòu)中間的細腰寬度d₄優(yōu)選為8μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有空氣隙DBR的VCSEL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓形氧化限制層為Al_x1Ga_1-x1As，x1的典型值為0.98，所述圓形氧化限制層的厚度為30nm，所述圓形氧化限制層的直徑d₁為5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有空氣隙DBR的VCSEL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述P型DBR由3對λ₀/4光學厚度的Al₀₁₂Ga₀₈₈As/Al_x2Ga_1-x2As材料層疊構(gòu)成，所述x2的典型值為0.8；其中，λ₀為VCSEL的激射波長。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有空氣隙DBR的VCSEL結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋁氧化產(chǎn)物Al_xO_y圓環(huán)的外徑和P型DBR的直徑均為d₃，且所述直徑d₃優(yōu)選為25μm。