[發(fā)明專利]高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112332211A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖文龍;沈志強;祁繼鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳博升光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/028
• 分類號: H01S5/028;H01S5/183
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器及其制備方法，包括依次從下至上設(shè)置的第一反射器層、有源層、第二反射器層及光柵層，該光柵層上依次設(shè)置有的圖案化的第一保護層及第二保護層，該光柵層設(shè)置為包括光柵條的圖案化膜層，該第一保護層覆蓋該光柵條，該第一保護層與第二保護層存在刻蝕選擇比。本申請實施例通過在光柵層上設(shè)置存在刻蝕選擇比的保護層，使得對外側(cè)保護層進行選擇性刻蝕，對芯片的部分結(jié)構(gòu)進行保護時，由于存在的刻蝕選擇比從而能夠有效完整的保持內(nèi)部的保護層的完整性，實現(xiàn)內(nèi)側(cè)保護層對光柵條的保護，提高了發(fā)射激光器的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著激光發(fā)射模組的研究深入以及應(yīng)用需求的拓展，三維成像引起廣泛了關(guān)注。在光學(xué)三維成像系統(tǒng)中，核心部件為激光發(fā)射模組，目前業(yè)內(nèi)主要采用垂直腔面激光發(fā)射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSELs)，其主要用于向目標(biāo)空間投射調(diào)制光，通過接收相機獲取調(diào)制光的信息并對其特性進行分析，最終形成有效的深度信息圖。

在垂直腔面發(fā)射激光器中，氧化物隔離層(Oxide spacer)的高對比度光柵由于其出光的偏振性及小發(fā)散角性能，被廣泛使用。

目前，在形成高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器過程中，暴露的氧化物隔離層的高對比度光柵結(jié)構(gòu)，以及其他芯片結(jié)構(gòu)，機械穩(wěn)定性差，容易受到外界損傷。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器及制備方法，通過在光柵層外依設(shè)置具有選擇性刻蝕比的保護層，從而在對最外層的保護層進行選擇性刻蝕時，使得內(nèi)層的保護層得到完整保留，以對光柵條進行穩(wěn)定保護。

第一方面，提供一種高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器，包括依次從下至上設(shè)置的第一反射器層、有源層、第二反射器層及光柵層，該光柵層上依次設(shè)置有的圖案化的第一保護層及第二保護層，該光柵層設(shè)置為包括光柵條的圖案化膜層，該第一保護層覆蓋該光柵條，該第一保護層與該第二保護層存在刻蝕選擇比。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該第二保護層的厚度大于該第一保護層的厚度。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該第二保護層的刻蝕速率大于該第一保護層的刻蝕速率。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該第二保護層選擇性刻蝕為露出該光柵條上的該第一保護層的圖案化膜層，或者選擇性刻蝕為厚度變薄的膜層。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該第一保護層及該第二保護層設(shè)置為包括SiO2、SiN、TiO2、AlN、Ta2O5、AlOx及HfO2中至少任一種或其混合物的單層或復(fù)合層膜層。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器還包括N型金屬電極層、襯底及P型金屬電極層，該襯底設(shè)置在該N型金屬電極層上，該第一反射器層設(shè)置在該襯底上，該P型金屬電極層設(shè)置在該光柵層上。

第二方面，本申請實施例提供一種上述第一方面所述的高對比度光柵垂直腔面發(fā)射激光器的制備方法，該方法包括：

在襯底上依次形成第一反射器層、有源層及第二反射器層；

在該上第二反射器層上依次形成圖案化的氧化層及光柵層；

在該光柵層上形成圖案化的第一保護層；

在該第一保護層上沉積第二保護層，該第一保護層與該第二保護層存在刻蝕選擇比；

對該第二保護層進行選擇性刻蝕，形成圖案化的第二保護層。

本申請的一個實施例或者多個實施例中，該第二保護層的厚度大于該第一保護層的厚度