优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法技术

本发明专利技术涉及芯片技术领域，具体涉及一种优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法，主要解决采用外部控制方式保证VCSEL性能存在的应用场景大幅减少的技术问题。所述优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法包括：S1.衬底准备；S2.生长半导体材料层；S3.定义有源区；S4.制作DBR反射镜；S5.将AlGaAs合金材料选择性氧化成Al<subgt;X</subgt;O<subgt;Y</subgt;；S6.在VCSEL表面加工SIN层、种子层和金属层；S7.成型P型电极和N型电极，并使触点在氮中快速退火后的环境中触发。本发明专利技术提供的优化高温环境下性能的VCSEL制造方法，制作出的VCSEL芯片能够在高温环境下保持良好的光电特性，从而满足对高温应用的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芯片，尤其涉及一种优化高温环境下性能的vcsel芯片制造方法。

技术介绍

1、vcsel芯片是一种垂直腔面发射激光器，广泛应用于光通信、面部识别、生物医学成像和消费类电子产品等领域。

2、vcsel非常容易受到温度的影响，主要体现在如下几点：其一，vcsel的输出功率会随着温度的变化而变化，当温度不稳定时，芯片的输出功率会出现波动，从而导致通信或传感系统性能下降；其二，温度变化会导致vcsel的工作波长发生漂移，从而不能适用于需要精确控制波长的场景（如光纤通信）；其三，高温和温度变化会引起内部结构的热应力，从而加速器件的老化和损坏，导致vcsel寿命的缩短；其四，温度变化会导致vcsel的输出光谱带宽增加，光谱纯度下降，从而不能适用于需要窄光谱宽度和高光谱纯度的场景（如光谱测量）。

3、现有一般采用外部控制的方式改善vcsel的工作环境，即使用温度传感器实时监测芯片的温度，并将监测结果反馈给控制系统，控制系统维持工作环境的温度在合适范围内，以保证vcsel的性能。但这种方式使得vcsel仅能适用于特定温度范围的场合，大幅减少了vcsel的应用场景。

技术实现思路

1、为克服现有采用外部控制方式保证vcsel性能存在的应用场景大幅减少的技术缺陷，本专利技术提供了一种优化高温环境下性能的vcsel芯片制造方法。

2、本专利技术提供的优化高温环境下性能的vcsel芯片制造方法，依次包括如下步骤：

3、s1.衬底准备；

<p>4、s2.在所述衬底上生长半导体材料层，所述半导体材料层包括从下至上依次层叠的n-dbr层、有源区和p-dbr层；

5、s3.采用电感耦合等离子体反应离子刻蚀法刻蚀所述p-dbr层形成一台面，从而定义所述有源区；

6、s4.通过刻蚀和沉积过程制作dbr反射镜；

7、s5.在420℃的温度下，将algaas合金材料选择性氧化成alxoy，形成氧化；

8、s6.在vcsel表面沉积200 nm厚的sin层，然后溅射种子层，最后电镀金属层；

9、s7.在所述p-dbr层顶面输出孔外围区域沉积p型电极；将衬底减薄至150µm，在所述衬底的底面使用蒸发技术制备n型电极，并使触点在氮中快速退火后的环境中触发。

10、可选的，所述p型电极为ti电极或pt电极或au电极。

11、可选的，所述种子层为ti和au形成的复合种子层。

12、可选的，所述金属层为au层。

13、本专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

14、本专利技术提供的优化高温环境下性能的vcsel制造方法，制作出的 vcsel芯片能够在高温环境下保持良好的光电特性，从而满足对高温应用的需求。

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【技术保护点】

1.一种优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法，其特征在于，所述P型电极（5）为Ti电极或Pt电极或Au电极。

3.根据权利要求1所述的优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法，其特征在于，所述种子层为Ti和Au形成的复合种子层。

4.根据权利要求1所述的优化高温环境下性能的VCSEL芯片制造方法，其特征在于，所述金属层为Au层。

【技术特征摘要】

1.一种优化高温环境下性能的vcsel芯片制造方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的优化高温环境下性能的vcsel芯片制造方法，其特征在于，所述p型电极（5）为ti电极或pt电极或au电极。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵菊敏，李灯熬，俞卓彬，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：

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