一种长波长垂直腔面发射激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种长波长垂直腔面发射激光器，在有源层背向n型衬底一侧表面设置有环形本征层，在环形本征层内侧设置有p型重掺杂层以及位于p型重掺杂层背向n型衬底一侧表面的n型重掺杂层以构成掩埋隧道结结构。通过p型重掺杂层和n型重掺杂层形成隧穿导通区，并且由于环形本征层的电导率极低，使得电流只会从环形本征层中心通过隧穿导通区通过，通过控制环形本征层中心的图形，可以形成有效的电流限制；同时通过对环形本征层厚度的控制，可以实现在环形本征层覆盖区域的光限制，从而使得长波长垂直腔面发射激光器中电流以及光线更加集中，以提高长波长垂直腔面发射激光器的性能。

A long wavelength vertical cavity surface emitting laser

【技术实现步骤摘要】
一种长波长垂直腔面发射激光器
本技术涉及激光器
，特别是涉及一种长波长垂直腔面发射激光器。
技术介绍
长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)可以从表面发射1.3-1.8um波段激光，相比于边发射激光器具有低阈值、低功耗、易集成等优点。可应用于长距(>80km)高速光通信、光互连、气体检测、激光雷达等领域，随着信息化、智能化、绿色化社会的不断发展，未来长波长垂直腔面发射激光器具有极大的应用前景。传统的长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)制备技术只能基于磷化铟(InP)材料体系，面临P型InP层电阻较大、发热严重并且价带内带间吸收(IvBA)严重等问题，很难形成有效的光电限制。因此，找到一种新型的光电限制结构以提高长波长垂直腔面发射激光器的性能是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种长波长垂直腔面发射激光器，可以提高长波长垂直腔面发射激光器的性能。为解决上述技术问题，本技术提供一种长波长垂直腔面发射激光器，包括：n型衬底；位于所述n型衬底表面的n型DBR反射镜；位于所述n型DBR反射镜背向所述n型衬底一侧表面的有源层；位于所述有源层背向所述n型衬底一侧表面的环形本征层；至少位于所述环形本征层内侧的p型重掺杂层以及至少位于所述环形本征层内侧的n型重掺杂层；所述p型重掺杂层至少覆盖所述有源层位于所述环形本征层内侧区域表面，所述n型重掺杂层位于所述p型重掺杂层背向所述n型衬底一侧表面；位于所述环形本征层背向所述n型衬底一侧的n型导电层；所述n型导电层覆盖所述n型重掺杂层；位于所述n型导电层背向所述n型衬底一侧表面的p型DBR反射镜；所述p型DBR反射镜与所述环形本征层内侧区域相互对应；与所述n型导电层电连接的p面电极，以及与所述n型衬底电连接的n面电极。可选的，所述环形本征层的内侧呈圆柱形；所述p型DBR反射镜呈圆柱形。可选的，所述p型重掺杂层为碳掺杂重掺杂层；所述n型重掺杂层为锌掺杂重掺杂层。可选的，所述p型重掺杂层厚度的取值范围为8nm至15nm，包括端点值；所述n型重掺杂层厚度的取值范围为15nm至30nm，包括端点值。可选的，所述p面电极位于所述n型导电层背向所述n型衬底一侧表面，所述n面电极位于所述n型衬底背向所述n型DBR反射镜一侧表面。可选的，所述环形本征层的厚度等于四分之一激光器激射波长除以所述环形本征层的折射率；所述p型重掺杂层和所述n型重掺杂层均仅位于所述环形本征层内侧。可选的，所述环形本征层的厚度等于二分之一激光器驻波波长；所述p型重掺杂层还覆盖所述环形本征层背向所述n型衬底一侧表面。本技术所提供的一种长波长垂直腔面发射激光器，在有源层背向n型衬底一侧表面设置有环形本征层，在环形本征层内侧设置有p型重掺杂层以及位于p型重掺杂层背向n型衬底一侧表面的n型重掺杂层以构成掩埋隧道结结构(BTJ)。通过p型重掺杂层和n型重掺杂层形成隧穿导通区，并且由于环形本征层的电导率极低，使得电流只会从环形本征层中心通过隧穿导通区通过，通过控制环形本征层中心的图形，可以形成有效的电流限制；同时通过对环形本征层厚度的控制，可以实现在环形本征层覆盖区域的光限制，从而使得长波长垂直腔面发射激光器中电流以及光线更加集中，以提高长波长垂直腔面发射激光器的性能。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所提供的一种长波长垂直腔面发射激光器的结构示意图；图2为本技术实施例所提供的一种具体的长波长垂直腔面发射激光器的结构示意图；图3为本技术实施例所提供的另一种具体的长波长垂直腔面发射激光器的结构示意图；图4为图3中长波长垂直腔面发射激光器内驻波分布图。图中：1.n型衬底、2.n型DBR反射镜、3.有源层、4.环形本征层、5.p型重掺杂层、6.n型重掺杂层、7.n型导电层、8.p型DBR反射镜、9.n面电极、10.p面电极、11.光电限制层。具体实施方式本技术的核心是提供一种长波长垂直腔面发射激光器。在现有技术中，长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)制备技术只能基于磷化铟(InP)材料体系，面临P型InP层电阻较大、发热严重并且价带内带间吸收(IvBA)严重等问题，很难形成有效的光电限制。而本技术所提供的一种长波长垂直腔面发射激光器，在有源层背向n型衬底一侧表面设置有环形本征层，在环形本征层内侧设置有p型重掺杂层以及位于p型重掺杂层背向n型衬底一侧表面的n型重掺杂层以构成掩埋隧道结结构(BTJ)。通过p型重掺杂层和n型重掺杂层形成隧穿导通区，并且由于环形本征层的电导率极低，使得电流只会从环形本征层中心通过隧穿导通区通过，通过控制环形本征层中心的图形，可以形成有效的电流限制；同时通过对环形本征层厚度的控制，可以实现在环形本征层覆盖区域的光限制，从而使得长波长垂直腔面发射激光器中电流以及光线更加集中，以提高长波长垂直腔面发射激光器的性能。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参考图1，图1为本技术实施例所提供的一种长波长垂直腔面发射激光器的结构示意图。参见图1，在本技术实施例中，长波长垂直腔面发射激光器包括n型衬底1；位于所述n型衬底1表面的n型DBR反射镜2；位于所述n型DBR反射镜2背向所述n型衬底1一侧表面的有源层3；位于所述有源层3背向所述n型衬底1一侧表面的环形本征层4；至少位于所述环形本征层4内侧的p型重掺杂层5以及至少位于所述环形本征层4内侧的n型重掺杂层6；所述p型重掺杂层5至少覆盖所述有源层3位于所述环形本征层4内侧区域表面，所述n型重掺杂层6位于所述p型重掺杂层5背向所述n型衬底1一侧表面；位于所述环形本征层4背向所述n型衬底1一侧的n型导电层7；所述n型导电层7覆盖所述n型重掺杂层6；位于所述n型导电层7背向所述n型衬底1一侧表面的p型DBR反射镜8；所述p型DBR反射镜8与所述环形本征层4内侧区域相互对应；与所述n型导电层7电连接的p面电极10，以及与所述n型衬底1电连接的n面电极9。上述n型衬底1通常用于承载本技术所提供的激光器中主要的功能结构，下述n型DBR反射镜2、有源层3等结构均需要在n型衬底1表面沿衬底法线方向依次设置。有关衬底的具体材质在本技术实施例中不做具体限定，视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长波长垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：/nn型衬底；/n位于所述n型衬底表面的n型DBR反射镜；/n位于所述n型DBR反射镜背向所述n型衬底一侧表面的有源层；/n位于所述有源层背向所述n型衬底一侧表面的环形本征层；/n至少位于所述环形本征层内侧的p型重掺杂层以及至少位于所述环形本征层内侧的n型重掺杂层；所述p型重掺杂层至少覆盖所述有源层位于所述环形本征层内侧区域表面，所述n型重掺杂层位于所述p型重掺杂层背向所述n型衬底一侧表面；/n位于所述环形本征层背向所述n型衬底一侧的n型导电层；所述n型导电层覆盖所述n型重掺杂层；/n位于所述n型导电层背向所述n型衬底一侧表面的p型DBR反射镜；所述p型DBR反射镜与所述环形本征层内侧区域相互对应；/n与所述n型导电层电连接的p面电极，以及与所述n型衬底电连接的n面电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种长波长垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：
n型衬底；
位于所述n型衬底表面的n型DBR反射镜；
位于所述n型DBR反射镜背向所述n型衬底一侧表面的有源层；
位于所述有源层背向所述n型衬底一侧表面的环形本征层；
至少位于所述环形本征层内侧的p型重掺杂层以及至少位于所述环形本征层内侧的n型重掺杂层；所述p型重掺杂层至少覆盖所述有源层位于所述环形本征层内侧区域表面，所述n型重掺杂层位于所述p型重掺杂层背向所述n型衬底一侧表面；
位于所述环形本征层背向所述n型衬底一侧的n型导电层；所述n型导电层覆盖所述n型重掺杂层；
位于所述n型导电层背向所述n型衬底一侧表面的p型DBR反射镜；所述p型DBR反射镜与所述环形本征层内侧区域相互对应；
与所述n型导电层电连接的p面电极，以及与所述n型衬底电连接的n面电极。


2.根据权利要求1所述的长波长垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述环形本征层的内侧呈圆柱形；所述p型DBR反射镜呈圆柱形。


3.根据权利要求2所述的长波长垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星，
申请(专利权)人：长春中科长光时空光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22