垂直腔面发射激光器制造技术

一种垂直腔面发射激光器，包括：衬底；位于衬底上的第一反射镜结构；位于第一反射镜结构上的有源层；位于有源层上至少两层的第二反射镜结构；位于第二反射镜结构和第一发射镜结构顶部上的第一钝化层；位于第一钝化层上的第二钝化层；位于第一钝化层和第二钝化层内的第一电极层，第一电极层与第二反射镜结构电连接；位于第一钝化层内的第二电极层，第二电极层与第一反射镜结构电连接；位于第一钝化层和第二钝化层之间的下极板，下极板与第二电极层电连接；位于第二钝化层上的上极板，上极板与第一电极层电连接。通过上极板、下极板和第二钝化层形成电容器。当断电之后存储在电容器内的电荷还能够对有源层放电，起到延时发光的功能。起到延时发光的功能。起到延时发光的功能。

【技术实现步骤摘要】
垂直腔面发射激光器


[0001]本技术涉及半导体激光器领域，尤其涉及一种垂直腔面发射激光器。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser，简称 VCSEL)是一种垂直于衬底面射出激光的半导体激光器，当前以砷化镓半导体为基础材料的垂直腔面发射激光器居多，发射波长主要为近红外波段。
[0003]垂直腔面发射激光器的结构一般由上、下布拉格反射镜(DBR)和中间有源区三部分组成，布拉格反射镜一般由折射率不同且厚度为光波长的四分之一的两种材料交替生长而成，为了减小光学损耗，N型布拉格反射镜的反射率接近100％，可作为谐振腔的全反射镜，而P型布拉格反射镜反射率相对较低，可作为谐振腔的出射镜。其中P型布拉格反射镜中有一层或多层高铝组分AlGaAs层作为氧化限制层。
[0004]然而，现有的垂直腔面发射激光器仍存在诸多问题。

技术实现思路

[0005]本技术解决的技术问题是提供一种垂直腔面发射激光器，以实现延时发光的功能。
[0006]为解决上述问题，本技术提供一种垂直腔面发射激光器，包括：衬底；位于所述衬底上的第一反射镜结构；位于所述第一反射镜结构上的有源层；位于所述有源层上的至少两层重叠的第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反；位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的发光层、以及位于发光层周围的挡光层；位于所述第一反射镜结构内、所述有源区内以及所述第二反射镜结构内的凹槽，所述凹槽暴露出所述挡光层侧壁表面；位于所述第二反射镜结构顶部表面、所述凹槽侧壁表面和底部表面的第一钝化层；位于所述第一钝化层上的第二钝化层；位于所述第一钝化层和所述第二钝化层内的第一电极层，所述第一电极层与所述第二反射镜结构电连接；位于所述第一钝化层内的第二电极层，所述第二电极层与所述第一反射镜结构电连接；位于所述第一钝化层和所述第二钝化层之间的下极板，所述下极板与所述第二电极层电连接，所述下极板在所述衬底上具有第一投影图形；位于所述第二钝化层上的上极板，所述上极板与所述第一电极层电连接，所述上极板在所述衬底上具有第二投影图形，且所述第一投影图形和所述第二投影图形具有重叠区域。
[0007]可选的，所述第一反射镜结构为N型布拉格反射镜，所述第二反射镜结构为P型布拉格反射镜。
[0008]可选的，所述第一反射镜结构的材料中掺杂有硅离子；所述第二反射镜结构的材料中掺杂有碳离子。
[0009]可选的，所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构，所述第二堆叠结构包括第一反射层和位于所述第一反射层上的第二反射层，所述第一反射层与所述第二反射层的折
射率不同。
[0010]可选的，所述第一反射层的材料包括砷镓铝，所述第二反射层的材料包括砷化镓。
[0011]可选的，所述发光层的材料中铝元素的原子百分比浓度大于所述第一反射层的材料中铝元素的原子百分比浓度。
[0012]可选的，所述铝元素在所述发光层材料中的原子百分比浓度大于或等于 98％。
[0013]可选的，所述挡光层的材料包括氧化铝或掺硅的砷镓铝，所述发光层的材料包括砷镓铝。
[0014]可选的，还包括：位于所述挡光层上和所述发光层上的反射材料层，所述反射材料层的材料与所述第二反射层的材料相同；所述反射材料层位于相邻两层所述第二反射镜结构之间。
[0015]可选的，所述第二堆叠结构的堆叠次数为20～30次。
[0016]可选的，所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构，所述第一堆叠结构包括第三反射层和位于所述第三反射层上的第四反射层，所述第三反射层和所述第四反射层的折射率不同。
[0017]可选的，所述第三反射层的材料包括砷镓铝，所述第四反射层的材料包括砷化镓。
[0018]可选的，所述第一堆叠结构的堆叠次数为20～30次。
[0019]可选的，所述衬底的材料包括砷化镓。
[0020]可选的，所述有源层包括若干层沿垂直于所述衬底表面方向交错堆叠的若干第一垒层、第二垒层以及位于相邻所述第一垒层和所述第二垒层之间的阱层。
[0021]可选的，所述第一垒层的材料包括P型的砷化镓，所述P型的砷化镓中掺杂有碳离子；所述第二垒层的材料包括N型的砷化镓，所述N型的砷化镓中掺杂有硅离子；所述阱层的材料包括砷镓铟。
[0022]与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：
[0023]在本技术技术方案的垂直腔面发射激光器中，包括：位于所述第一钝化层和所述第二钝化层之间的下极板，所述下极板与所述第二电极层电连接，所述下极板在所述衬底上具有第一投影图形；位于所述第二钝化层上的上极板，所述上极板与所述第一电极层电连接，所述上极板在所述衬底上具有第二投影图形，且所述第一投影图形和所述第二投影图形具有重叠区域。通过所述上极板、所述下极板、以及位于所述上极板和所述下极板之间的所述第二钝化层形成电容器。当对所述第一电极层和所述第二电极层通电的过程中，同时对所述电容器进行充电；当所述第一电极层和所述第二电极层上的电压撤掉后，存储在所述电容器内的电荷还能够对所述有源层放电，使得所述垂直腔面发射激光器还能继续发光一段时间，起到延时发光的功能。
附图说明
[0024]图1是一种垂直腔面发射激光器的结构示意图；
[0025]图2和图3是本技术实施例垂直腔面发射激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0026]正如
技术介绍
所述，现有的垂直腔面发射激光器仍存在诸多问题。以下将结合附
图进行具体说明。
[0027]图1是一种垂直腔面发射激光器的结构示意图。
[0028]请参考图1，一种垂直腔面发射激光器，包括：衬底100；位于所述衬底 100上的第一反射镜结构，所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构，所述第一堆叠结构包括第一反射层101和位于所述第一反射层101上的第二反射层102；位于所述第一反射镜结构上的有源区103；位于所述有源区103上的第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反，所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构，所述第二堆叠结构包括第三反射层104和位于所述第三反射层104上的第四反射层105；位于所述第二反射镜结构上的发光层109和位于发光层109周围的挡光层108；位于所述发光层109和所述挡光层108上的第三反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第三反射镜结构的导电类型相同，所述第三反射镜结构包括若干第三堆叠结构，所述第三堆叠结构包括第五反射层106和位于所述第五反射层106上的第六反射层107；位于所述第三反射镜结构内、所述有源区103内、所述第二反射镜结构内和所述第一反射镜结构内的凹槽(未标示)，所述凹槽暴露出所述挡光层108侧壁表面；位于所述第三反射镜结构顶部表面、所述凹槽侧壁表面和底部表面的第一钝化层110；位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的第一反射镜结构；位于所述第一反射镜结构上的有源层；位于所述有源层上的至少两层重叠的第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反；位于相邻两层所述第二反射镜结构之间的发光层、以及位于发光层周围的挡光层；位于所述第一反射镜结构内、所述有源区内以及所述第二反射镜结构内的凹槽，所述凹槽暴露出所述挡光层侧壁表面；位于所述第二反射镜结构顶部表面、所述凹槽侧壁表面和底部表面的第一钝化层；位于所述第一钝化层上的第二钝化层；位于所述第一钝化层和所述第二钝化层内的第一电极层，所述第一电极层与所述第二反射镜结构电连接；位于所述第一钝化层内的第二电极层，所述第二电极层与所述第一反射镜结构电连接；位于所述第一钝化层和所述第二钝化层之间的下极板，所述下极板与所述第二电极层电连接，所述下极板在所述衬底上具有第一投影图形；位于所述第二钝化层上的上极板，所述上极板与所述第一电极层电连接，所述上极板在所述衬底上具有第二投影图形，且所述第一投影图形和所述第二投影图形具有重叠区域。2.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一反射镜结构为N型布拉格反射镜，所述第二反射镜结构为P型布拉格反射镜。3.如权利要求2所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一反射镜结构的材料中掺杂有硅离子；所述第二反射镜结构的材料中掺杂有碳离子。4.如权利要求2所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构，所述第二堆叠结构包括第一反射层和位于所述第一反射层上的第二反射层，所述第一反射层与所述第二反射层的折射率不同。5.如权利要求4所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一反射层的材料包括砷镓铝，所述第二反射层的材料包括砷化镓。6.如权利要求5所述的垂直腔面发射激光器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜清华，黄玺，叶鹏辉，丁帼君，
申请(专利权)人：常州承芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：