[實用新型]一種激光器外延結構、VCSEL芯片

有效

• 申請號: 202023168938.4
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN214255059U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 林志偉;陳凱軒;童吉楚;謝昆江;徐楓
• 申請（專利權）人: 廈門乾照激光芯片科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種激光器外延結構、VCSEL芯片，其中激光器外延結構包括：依次堆疊的襯底、緩沖層、N型DBR層、有源區、氧化層、P型DBR層及P型歐姆接觸層；所述N型DBR層和P型DBR層分別包括若干組交替生長的低折射率物質層和高折射率物質層，且所述低折射率物質層和所述高折射率物質層界面之間形成隧穿結，可以提高激光器內量子效應，有效提升激光器的性能。

技術領域

本實用新型涉及激光器技術領域，更為具體地說，涉及一種激光器外延結構、VCSEL芯片。

背景技術

近年來，隨著網絡技術的迅猛發展，網絡用戶急劇上升，網絡擁擠日益嚴重，對網絡的傳輸容量和傳輸速度的要求越來越高，其中激光器尤其引人注目。它不僅提供了更多的自由波長，大大降低系統的運營成本和備份成本，極大地提高了系統的容量和傳輸量，且波長實時可調，是未來全光網絡的關鍵器件。

現有的激光器，通常采用多組DBR(分布式布拉格反射)作為諧振腔的反射鏡，并具有一定的摻雜濃度，且N型DBR采用N型摻雜，P型DBR采用P型摻雜，但由于DBR采用折射率差值大的兩種材料循環構成(如AlAs/GaAs)會存在較高的勢壘差，電子很難躍遷，從而限制在勢壘結中產生大量的熱，在DBR對數多的情況下，激光器的內阻增大，電流在DBR中消耗過多，造成激光器的閾值電流較大，降低了芯片內部的電流擴展，嚴重影響激光器的性能。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種激光器外延結構、VCSEL芯片，以解決現有技術中因在有源區兩側串聯多組DBR所帶來的內阻增大的問題。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種激光器外延結構，包括：

襯底，所述襯底為導電襯底；

沿第一方向依次堆疊在所述襯底表面的緩沖層、N型DBR層、有源區、氧化層、P型DBR層及P型歐姆接觸層；所述第一方向垂直于所述襯底，并由所述襯底指向所述P型歐姆接觸層；所述N型DBR層和P型DBR層分別包括若干組交替生長的低折射率物質層和高折射率物質層，且所述低折射率物質層和所述高折射率物質層界面之間形成隧穿結。

優選地，所述低折射率物質層包括N型摻雜層，所述高折射率物質層包括P型摻雜層，所述隧穿結包括N型高摻層與P型高摻層的堆疊，且所述N型高摻層靠近所述N型摻雜層而設置，所述P型高摻層靠近所述P型摻雜層而設置，使所述N型摻雜層與P型摻雜層之間形成隧穿效應。

優選地，所述N型DBR層沿所述第一方向的開始層和結束層均為N型摻雜；所述P型DBR層沿所述第一方向的開始層和結束層均為P型摻雜。

優選地，所述N型高摻層的厚度不超過5nm；所述P型高摻層的厚度不超過3nm。

優選地，所述N型摻雜層和所述N型高摻層包括Al_xGa_1-xAs材料層；所述P型摻雜層和所述P型高摻層包括Al_xGa_1-xAs材料層；其中，0＜x≤0.5，0.5＜y＜1。

優選地，所述N型摻雜層和N型高摻層的摻雜源均包括Si或Te的任意一種；所述N型摻雜層的摻雜濃度為1*10E17-1*10E19，不包括端點值；所述N型高摻層的摻雜濃度大于等于1*10E19。

優選地，所述P型摻雜層和P型高摻層的摻雜源均包括Mg或Zn的任意一種；所述P型摻雜層的摻雜濃度為1*10E17-1*10E19，不包括端點值；所述P型高摻層的摻雜濃度大于等于1*10E19。

優選地，所述N型DBR層交替生長的組數為0-30組，不包括端點值；所述P型DBR層交替生長的組數為0-30組，不包括端點值。

一種VCSEL芯片，包括：

上述任一項所述的激光器外延結構；