一种单模高功率垂直腔面发射激光器及其制作方法

摘要

本发明是一种单模高功率垂直腔面发射激光器，属半导体光电子领域。其特征在于，包括P型电极(1)，P型Si衬底(2)，金属键合层(3)，P型分布布拉格反射镜(DBR)(4)，氧化限制层(5)，有源区(6)，N型DBR(7)，SiO2掩膜(8)，聚酰亚胺或苯并环丁烯(BCB)(9)，N电极(10)，光子晶体(11)，出光窗口(12)。在该结构的垂直腔面发射激光器中引入光子晶体，可增大氧化孔径，提高单模输出功率，同时采用键合技术将传统VCSEL外延片转移到Si衬底上和采用底部出光的设计，便于拉近VCSEL外延片有源区与Si衬底的距离，改善器件热学特性，进一步提高单模输出功率。

主权项

一种单模高功率垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：一P型电极(1)，该电极(1)制作在Si衬底(2)的下面，电极材料为TiAu或TiPtAu一Si衬底(2)，采用P型Si衬底；一金属键合层(3)，通过金属键合的方法将VCSEL外延层从GaAs衬底转移到P型Si衬底；一P型DBR(4)，用于反射激光腔内的光来形成激光振荡，组成DBR的每对材料为调制掺杂且组分渐变的AlGaAs材料，提供低电阻和高反射率；一氧化限制层(5)，通过对该层湿法氧化形成电、光限制；一有源区(6)，该有源区材料是InGaAs、AlGaInAs、InGaNAs量子阱材料或者InGaAs/InAlAs量子点材料，有源区厚度为1λ，λ为激射波长用于产生光增益；一N型DBR(7)，用于反射激光腔内的光来形成激光振荡，DBR的每对材料为调制掺杂且组分渐变的AlGaAs或突变的AlGaAs材料，提供低电阻和高反射率；一SiO2掩膜(8)，采用等离子增强型化学汽相淀积(PECVD)方法淀积，起到绝缘层的作用；一聚酰亚胺(9)，用于通过聚酰亚胺固化台面技术，垫高台面，防止电极断路；一N型电极(10)，电极材料为AuGeNi/Au；一光子晶体(11)，用于改善VCSEL模式特性，通过电子束曝光和ICP刻蚀的方法制备得到；以及一出光窗口(12)。