发明名称 半导体雷射元件结构及其制造方法
摘要 本发明为一种半导体雷射元件结构及其制造方法,尤指面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser)之结构和一种制造该雷射的方法,此种面射型雷射为具有一基底、一叠在基底上的多晶层(multilayer)结构,该结构具有一下分散式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector(DBR))、一下披覆层或填空层、一发光主动层、一上被覆层或填空层及一上分散式布拉格反射镜;此种面射型雷射的制造方法包括在雷射多晶层的一部份区域处形成有一具中心孔径的组成混合吸收区(disor- dered absorber);在发光主动层形成一主动区(acti- ve region) ,而它的中心是对正于组成混合吸收区的中心孔径;在正型与负型晶层处分别形成一正电极与一负电极,以此结构与制造方法来提供一种能够工作在稳态的单横模(singletransverse mode)之面射型雷射,并可拥有足够的输出功率且能适合大量生产者。
申请公布号 TW529211 申请公布日期 2003.04.21
申请号 TW091100905 申请日期 2002.01.21
申请人 杨英杰 发明人 杨英杰
分类号 H01S3/00 主分类号 H01S3/00
代理机构 代理人 江明志 台北市大安区忠孝东路四段一四八号二楼之四
主权项 1.一种半导体雷射元件结构,尤指能够工作在稳态的单横模(single transverse mode)之面射型雷射;该结构包括:一基底一叠在基底上的多晶结构,该结构具有一下分散式布拉格反射镜(DBR)、一下披覆层或填空层、一发光主动层、一上披覆层或填空层、一上分散式布拉格反射镜(DBR)、一在所述的多晶层结构中形成带有孔径的组成混合吸收区(disordered absorber),该组成混合吸收区具有所述上或下分散式布拉格反射镜(DBR)3%到95%的厚度;一主动区在所述发光主动层形成,它的中心对准所述组成混合吸收区的孔径;一正型电极和一负型电极分别地在一p型和一n型晶层形成。2.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该具有孔径的组成混合吸收区(disordered absorber)是由高浓度掺质的环状体(torus)形成,它的掺质浓度大于51018/立方公分。3.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该组成混合吸收区(disordered absorber)的孔径(aperture)具有一直径或一最长对角线在1到8微米之间,或一面积在1到60平方微米之间。4.如申请专利范围第2项所述之半导体雷射元件结构,其中掺质可以由下列元素形成:锌(Zn),镁(Mg),铍(Be),锶(Sr),钡(Ba),镉(Cd),矽(Si),锗(Ge),锡(Sb),硒(Se),硫(S),鍗(Te)。5.如申请专利范围第1项所述的半导体雷射元件结构,其中该主动区具有一直径或一最长对角线在5到50微米间,或一面积在20到2000平方微米间。6.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该下分散式布拉格反射镜(DBR)和下披覆层(cladding layer)或填空层(spacer)是正型(p-type)材料,而上分散式布拉格反射镜(DBR)和上披覆层(cladding layer)或填空层(spacer)是负型(n-type)材料。7.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该下分散式布拉格反射镜(DBR)和下披覆层(cladding layer)或填空层(spacer)为负型(n-type)材料,而上分散式布拉格反射镜(DBR)和上披覆层(cladding layer)或填空层(spacer)亦可为正型(p-type)材料。8.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该基底是半导体材料。9.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该叠在基底上的多晶层结构是由半导体或介电质材料形成。10.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该主动区(active region)是用离子布植技术形成绝缘体,在横向(lateral)方向限制电流范围所形成。11.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该主动区(active region)是由氧化法形成绝缘体,在横向(lateral)方向限制电流范围所形成。12.如申请专利范围第1项所述之半导体雷射元件结构,其中该主动区(active region)是由高台(mesa)结构限制电流范围所形成。图式简单说明:第一图 系为本发明具体的面射型雷射的横切面图,在上分散式布拉格反射镜有一吸收区,而主动区是用离子布植形成。第二图 系为本发明雷射的光输出功率对应电流的特性曲线图。第三图 系为本发明雷射在不同电流水平下的发射频谱图。第四图 系为本发明具体的面射型雷射的横切面图,在上分散式布拉格反射镜有一个组成混合吸收区,而主动区是用氧化形成。
地址 台北市信义区吴兴街二八四巷六十三号三楼