[發明專利]新型調制高功率VCSEL芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202011270985.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112467517A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 堯舜;張顏儒;楊默;戴偉;常露;王青;李軍;張楊
• 申請（專利權）人: 華芯半導體科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/187;H01S5/06;H01S5/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 周慧云

1.一種新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，包括：

依次生長的緩沖層、N型布拉格反射鏡、第一量子阱和P型布拉格反射鏡；

第一反向電極，所述第一反向電極設置在所述緩沖層遠離所述N型布拉格反射鏡的至少部分表面上；

正向電極，所述正向電極為環形，且所述正向電極設置在所述P型布拉格反射鏡遠離所述N型布拉格反射鏡的表面的邊緣；

第二量子阱，所述第二量子阱設置在所述正向電極以及所述正向電極未覆蓋的P型布拉格反射鏡的表面上；

第二反向電極，所述第二反向電極為環形，且所述第二反向電極設置在所述第二量子阱遠離所述P型布拉格反射鏡的表面的邊緣。

2.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二反向電極的環的寬度為3～10um。

3.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述正向電極的環的寬度為3～10um。

4.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二量子阱包括1～N對。

5.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二量子阱的材料選自InGaAs/GaAs、InGaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAsP、GaAs/AlGaAs、AlInGaAs/AlGaAs和InGaAsP/AlGaAs中的任一種。

6.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二量子阱的材料帶隙對應的波長不小于激光器的發光波長。

7.根據權利要求6所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述激光器的發光波長為500nm～1200nm。

8.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二量子阱的生長形狀選自方形、三角形和梯形中的任一種。

9.根據權利要求1所述的新型調制高功率VCSEL芯片，其特征在于，所述第二量子阱中的阱為InGaAs，所述第二量子阱中的壘為GaAs，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm；

任選地，所述第二量子阱中的阱為InGaAs，所述第二量子阱中的壘為Al_xGa_1-xAs，其中x為0.1～1中的任意值，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm；

任選地，所述第二量子阱中的阱為InGaAs，所述第二量子阱中的壘為GaAsP，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm；

任選地，所述第二量子阱中的阱為GaAs，所述第二量子阱中的壘為Al_xGa_1-xAs，其中x為0.1～1中的任意值，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm；

任選地，所述第二量子阱中的阱為AlInGaAs，所述第二量子阱中的壘為Al_xGa_1-xAs，其中x為0.1～1中的任意值，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm；

任選地，所述第二量子阱中的阱為InGaAsP，所述第二量子阱中的壘為Al_xGa_1-xAs，其中x為0.1～1的任意值，所述阱的厚度為4～10nm，所述壘的厚度為6～14nm。

10.一種制備權利要求1-9任一項所述的新型調制高功率VCSEL芯片的方法，其特征在于，包括：

(1)在襯底上依次生長緩沖層、N型布拉格反射鏡、第一量子阱和P型布拉格反射鏡；

(2)刻蝕所述襯底以便露出緩沖層，在所述緩沖層遠離所述N型布拉格反射鏡的至少部分表面上制作第一反向電極；

(3)在所述P型布拉格反射鏡遠離所述N型布拉格反射鏡的表面的邊緣制作環形的正向電極；

(4)在所述正向電極以及所述正向電極未覆蓋的P型布拉格反射鏡的表面上生長第二量子阱；

(5)在所述第二量子阱遠離所述P型布拉格反射鏡的表面的邊緣制作環形的第二反向電極。