[发明专利]垂直腔面发射激光器

说明书

本实施例公开一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：基板；第一反射层，布置在所述基板上；活动层，布置在所述第一反射层上；氧化层，布置在所述活动层上，且包含位于其中心的第一孔；第二反射层，布置在所述氧化层和所述第一孔上；及第一电极，布置在所述第二反射层上，其中，所述第二反射层包括台阶部，所述台阶部布置在所述第一孔上。

技术领域

本实施例涉及一种垂直腔面发射激光器。

背景技术

目前在商业上使用的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的重大进展通过引入氧化物开口(oxide aperture)来实现。

氧化物开口通过如下的氧化过程形成，即，当AlGaAs层暴露于高温的N₂和H₂O的混合气体气氛中时，H₂O分子在AlGaAs层中扩散并与AlGaAs材料发生化学反应，结果，经过AlGaAs材料转换成AlO_x:As形式的氧化过程，从而形成氧化物开口。这种化学氧化过程强烈依赖于AlGaAs层中的Al含量、蒸气含量、反应室温度及结晶学等处理条件，因此难以控制氧化物开口在横向方向上的形状和尺寸。因此，存在难以在同一晶片上均匀地形成氧化物开口的问题。

为了克服这些问题，至今已通过湿式氧化工序设备的温度均匀度和温度再现来作出很大努力。

目前，虽然使用昂贵的商业制造工序设备来精确地控制氧化物开口的形成，但根本问题尚未解决，仅生产成本增加。并且，即使使用这种精密装置，也存在至少1μm以上产生误差的问题。[参照M.Grabherr,D.Wiedenmann,R.Jaeger,and R.King,“Fabrication andperformance of tunable single-mode VCSELs emitting in the 750 to 1000nmrange,”Proc.SPIE 5737,120-128(2005)]由于一般垂直腔面发射激光器元件的氧化物开口的直径为约5～10μm，因此1μm的工艺误差会显着降低元件特性收率。

另外，为了精确控制而必须一个接一个地进行氧化处理，因此存在操作效率极低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本实施例提供具有均匀的氧化物开口的垂直腔面发射激光器。

本实施例提供可以通过自动终止氧化物开口的形成来容易且准确地控制氧化物开口的垂直腔面发射激光器的制造方法。

应理解，在本实施例中要解决的问题不限于这些问题，还包括从下述的解决问题的方案或实施方式可以理解的目的和效果。

技术方案

根据本发明的一实施例的垂直腔面发射激光器包括：基板；第一反射层，布置在所述基板上；激光腔，将布置在所述第一反射层上的活动层位于其中心；氧化层，布置在将所述活动层位于其中心的激光腔上，且包含位于其中心的第一孔；第二反射层，布置在所述氧化层和第一孔上；及第一电极，布置在所述第二反射层上，其中，所述第二反射层包括台阶部，所述台阶部布置在所述第一孔上。

所述第二反射层可以包含多个第一子层和多个第二子层，多个所述第一子层和多个所述第二子层可以交替布置，所述第一子层的折射率可以高于所述第二子层的折射率。

所述第二反射层越靠近所述第一电极，所述台阶部的宽度可以越窄。

所述第二反射层可以包括形成在最外层的第一凹槽，所述第一凹槽的直径可以小于所述第一孔的直径。

所述垂直腔面发射激光器可以包括帽层，所述帽层布置在所述氧化层与所述第二反射层之间；

所述帽层可以包括延伸部，所述延伸部向所述第一孔的内侧壁延伸。