[發明專利]垂直腔面發射激光器

在審

• 申請號: 202011408034.6
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN112510485A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 崔元珍
• 申請（專利權）人: 雷伊株式會社
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;田英愛

本實施例公開一種垂直腔面發射激光器，其特征在于，包括：基板；第一反射層，布置在所述基板上；活動層，布置在所述第一反射層上；氧化層，布置在所述活動層上，且包含位于其中心的第一孔；第二反射層，布置在所述氧化層和所述第一孔上；及第一電極，布置在所述第二反射層上，其中，所述第二反射層包括臺階部，所述臺階部布置在所述第一孔上。

技術領域

本實施例涉及一種垂直腔面發射激光器。

背景技術

目前在商業上使用的垂直腔面發射激光器(VCSEL)的重大進展通過引入氧化物開口(oxide aperture)來實現。

氧化物開口通過如下的氧化過程形成，即，當AlGaAs層暴露于高溫的N₂和H₂O的混合氣體氣氛中時，H₂O分子在AlGaAs層中擴散并與AlGaAs材料發生化學反應，結果，經過AlGaAs材料轉換成AlO_x:As形式的氧化過程，從而形成氧化物開口。這種化學氧化過程強烈依賴于AlGaAs層中的Al含量、蒸氣含量、反應室溫度及結晶學等處理條件，因此難以控制氧化物開口在橫向方向上的形狀和尺寸。因此，存在難以在同一晶片上均勻地形成氧化物開口的問題。

為了克服這些問題，至今已通過濕式氧化工序設備的溫度均勻度和溫度再現來作出很大努力。

目前，雖然使用昂貴的商業制造工序設備來精確地控制氧化物開口的形成，但根本問題尚未解決，僅生產成本增加。并且，即使使用這種精密裝置，也存在至少1μm以上產生誤差的問題。[參照M.Grabherr,D.Wiedenmann,R.Jaeger,and R.King,“Fabrication andperformance of tunable single-mode VCSELs emitting in the 750 to 1000nmrange,”Proc.SPIE 5737,120-128(2005)]由于一般垂直腔面發射激光器元件的氧化物開口的直徑為約5～10μm，因此1μm的工藝誤差會顯著降低元件特性收率。

另外，為了精確控制而必須一個接一個地進行氧化處理，因此存在操作效率極低的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題

本實施例提供具有均勻的氧化物開口的垂直腔面發射激光器。

本實施例提供可以通過自動終止氧化物開口的形成來容易且準確地控制氧化物開口的垂直腔面發射激光器的制造方法。

應理解，在本實施例中要解決的問題不限于這些問題，還包括從下述的解決問題的方案或實施方式可以理解的目的和效果。

技術方案

根據本發明的一實施例的垂直腔面發射激光器包括：基板；第一反射層，布置在所述基板上；激光腔，將布置在所述第一反射層上的活動層位于其中心；氧化層，布置在將所述活動層位于其中心的激光腔上，且包含位于其中心的第一孔；第二反射層，布置在所述氧化層和第一孔上；及第一電極，布置在所述第二反射層上，其中，所述第二反射層包括臺階部，所述臺階部布置在所述第一孔上。

所述第二反射層可以包含多個第一子層和多個第二子層，多個所述第一子層和多個所述第二子層可以交替布置，所述第一子層的折射率可以高于所述第二子層的折射率。

所述第二反射層越靠近所述第一電極，所述臺階部的寬度可以越窄。

所述第二反射層可以包括形成在最外層的第一凹槽，所述第一凹槽的直徑可以小于所述第一孔的直徑。

所述垂直腔面發射激光器可以包括帽層，所述帽層布置在所述氧化層與所述第二反射層之間；

所述帽層可以包括延伸部，所述延伸部向所述第一孔的內側壁延伸。