[發明專利]基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器及制作方法

在審

• 申請號: 202110604143.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113363805A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張保平;陳衍暉;龍浩;梅洋;應磊瑩
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 吳廷正

1.一種基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，其包括依序層疊設置的襯底、第一反射鏡、第一n型層、有源區、p型層、電流限制層、第二反射鏡和p電極；

其中，第一n型層上還設置由n電極；

另外，所述第二反射鏡由導電性氧化物DBR構成。

2.如權利要求1所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述p型層和電流限制層之間還設有第二n型層，第二n型層與p型層之間還設有隧道結。

3.如權利要求1或2所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述第一反射鏡由氮化物DBR或導電性氧化物DBR構成；所述第二反射鏡由p型導電性氧化物DBR構成或由n型導電性氧化物DBR構成。

4.如權利要求3所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述第二反射鏡為p型導電性氧化物DBR構成時，其由p型導電性的氧化鎳、氧化銅或氧化亞銅中的任意兩種交叉排布構成；

所述第二反射鏡為n型導電性氧化物DBR構成時，其由n型導電性的氧化鎵、氧化鋅或氧化鎘中的任意兩種交叉排布構成。

5.如權利要求1或2所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述第一n型層接近有源區的端部形成內縮臺階，所述n電極設置在該內縮臺階上。

6.如權利要求1或2所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述電流限制層為SiO₂、AlN或Al₂O₃制成；

所述n電極和所述p電極為Cr、Ni、Pt、Ti、Au一種以上層疊制成。

7.如權利要求1或2所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器的制作方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1、在原始襯底上生長第一反射鏡以及PiN結構的半導體外延層，其中，半導體外延層包括依序層疊的第一n型層、有源區和p型層或包括依序層疊的第一n型層、有源區、p型層、隧道結和第二n型層；

S2、對半導體外延層進行刻蝕至n型層，以預留出區域制備n電極；

S3、在第一n型層上預留的區域制備n電極；

S4、對半導體外延層表面進行刻蝕出預設區域以用于沉積電流限制層；

S5、在半導體外延層表面刻蝕形成的預設區域上進行電流限制層沉積；

S6、在沉積有電流限制層的半導體外延層上層疊制備第二反射鏡；

S7、在第二反射鏡上制備p電極，完成激光器的制備。

8.如權利要求7所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器的制作方法，其特征在于，步驟S01中，采用MOCVD或者MBE方式生長第一反射鏡和PiN結構的半導體外延層。

9.基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器，其特征在于，其包括依序層疊設置的支撐基板、第一反射鏡、電流限制層、第一n型層、隧道結、P型層、有源區、第二n型層、第二反射鏡和n電極；

其中，所述第一反射鏡由導電性氧化物DBR構成；所述第二反射鏡由n型導電性氧化物DBR構成。

10.如權利要求9所述的基于導電氧化物DBR的氮化物垂直腔面發射激光器的制作方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1、在原始襯底上生長PiN結構的半導體外延層，該半導體外延層包括依序層疊的第二n型層、有源區、p型層、隧道結和第一n型層；

S2、對半導體外延層表面進行刻蝕出預設區域以用于沉積電流限制層；

S3、在刻蝕形成的預設區域上進行沉積電流限制層；

S4、在沉積有電流限制層的半導體外延層上層疊制備第一反射鏡；

S5、在第一反射鏡上層疊制備兼做第一電極的支撐基板，同時使其覆蓋第一反射鏡遠離半導體外延層的表面，獲得第一坯體；

S6、將第一坯體倒置，去除原始襯底；

S7、在第一坯體上依序層疊制備第二反射鏡和第二電極，完成激光器的制備。