[發明專利]一種雙共振腔VCSEL激光器及其制作方法

在審

• 申請號: 202010711057.8
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112310809A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 蔡文必;曾評偉;范綱維
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/187
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

1.一種雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：包括由下至上按序設置的第一DBR、第一共振腔、中間DBR組、第二共振腔和第二DBR，其中所述中間DBR組由下至上包括第三DBR和第四DBR；

所述第一共振腔用于生成第一光束，所述第二共振腔用于生成第二光束，所述第一光束的波長小于或等于所述第二光束的波長，所述第一共振腔產生的第一光束垂直耦合至所述第二共振腔。

2.根據權利要求1所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：還包括第一電極、第二電極、第三電極和第四電極；所述第一電極連接于襯底；第二電極、第三電極和第四電極一一對應的與所述第一DBR、第二DBR、第三DBR和第四DBR電連接，其中第一電極和第三電極組成一組P/N電極，第二電極和第四電極組成另一組P/N電極。

3.根據權利要求2所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：所述第一電極和第三電極連接DC電源以驅動所述第一共振腔，所述第二電極和第四電極連接RF電源以驅動所述第二共振腔。

4.根據權利要求2所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：所述中間DBR組還包括由下至上按序設于所述第三DBR和第四DBR之間的第一接觸層、蝕刻停止層和第二接觸層；所述第一接觸層的上表面形成有第一臺面，所述第三電極設于所述第一臺面上；所述第二接觸層的上表面形成有二臺面，所述第四電極設于所述第二臺面上。

5.根據權利要求4所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：所述第三DBR和第四DBR是AlGaAs系DBR，所述第一接觸層和第二接觸層的材料是AlGaAs，所述蝕刻停止層的材料是InGaP。

6.根據權利要求2所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：還包括設于所述第一DBR之下的襯底和設于所述第二DBR之上的第三接觸層，所述第一電極設于所述襯底的底面，所述第三接觸層的頂面作為出光面，所述第三電極設于所述第三接觸層的頂面。

7.根據權利要求1所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：所述第一DBR和第二DBR是N型DBR，所述第三DBR和第四DBR是P型DBR；或，所述第一DBR和第二DBR是P型DBR，所述第三DBR和第四DBR是N型DBR。

8.根據權利要求1所述的雙共振腔VCSEL激光器，其特征在于：所述第三DBR和第四DBR中分別設有氧化限制層。

9.權利要求1～8任一項所述雙共振腔VCSEL激光器的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

1)提供一襯底，于所述襯底上依次外延形成第一DBR、第一共振腔、中間DBR組、第二共振腔和第二DBR，其中中間DBR組包括依次外延的第三DBR和第四DBR；

2)進行臺面蝕刻；

3)分別于第三DBR和第四DBR形成氧化限制層；

4)制作與第一DBR、第二DBR、第三DBR和第四DBR一一對應地電連接的第一電極、第二電極、第三電極和第四電極。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于：步驟1)中，所述中間DBR組通過依次外延所述第三DBR、第一接觸層、蝕刻停止層、第二接觸層和所述第四DBR形成；步驟2)中，向下蝕刻至所述第二接觸層表面形成第二臺面，然后蝕刻所述第二接觸層和蝕刻停止層至所述第一接觸層表面形成第一臺面。

11.根據權利要求10所述的制作方法，其特征在于：步驟1)中，還包括于所述第二DBR上外延形成第三接觸層；步驟4)中，于所述襯底底面制作第一電極，于所述第三接觸層上制作第二電極，于所述第一臺面上制作第三電極，于所述第二臺面上制作第四電極。