[实用新型]一种新型底发射垂直腔面发射激光器

说明书

本实用新型提供一种新型底发射垂直腔面发射激光器，包括顺序形成在衬底基板表面的下DBR、有源区域、氧化限制层、上DBR和上金属电极层，衬底基板底面形成有向表面延伸具有内外深度差的出光孔，出光孔内层底部与下DBR间距为d且0<d<λ，λ为垂直腔面发射激光器的激光出光波长，出光孔外层与下DBR相邻，出光孔的孔中心与衬底基板上共轴设置的下DBR、有源区域、氧化限制层、上DBR和上金属电极层的中心轴线重合，衬底基板底面和出光孔内侧壁形成有欧姆接触的下金属电极层，下金属电极层通过出光孔外层与下DBR形成欧姆接触，出光孔内层底表面形成有与出光孔外层下金属电极层邻接的全反射层。本申请能够使得任意波长的激光均可采用该底发射结构。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种新型底发射垂直腔面发射激光器。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，是指出射光方向垂直于衬底表面的半导体激光器。由于可以在衬底上并列集成多个激光器，因而在新的光电子领域中起着越来越重要的作用。与传统的边发射激光器(Edge EmittingLaser，EEL)不同，VCSEL是光从垂直于半导体衬底表面方向出射的一种新型半导体激光器，其具有单纵模、发散角小、圆形对称光斑、耦合效率高、阈值低、调制速率高、体积小、可二维集成、可在片测试和价格便宜等很多优点。但是本实用新型的发明人经过研究发现，目前底发射型的VCSEL由于受制于衬底对波长的选择性，因此只能特定波长的激光器才能采用传统底发射结构。

实用新型内容

针对现有底发射型的VCSEL由于受制于衬底对波长的选择性，因此只能特定波长的激光器才能采用传统底发射结构的技术问题，本实用新型提供一种新型底发射垂直腔面发射激光器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种新型底发射垂直腔面发射激光器，包括衬底基板，所述衬底基板表面形成有高反射率的下DBR，所述下DBR表面形成有有源区域，所述有源区域表面形成有氧化限制层，所述氧化限制层表面形成有高反射率的上DBR，所述上DBR表面形成有欧姆接触的上金属电极层，所述衬底基板底面形成有向衬底基板表面延伸具有内外深度差的出光孔，所述出光孔的内层底部与下DBR的间距为d且0<d<λ，所述λ为垂直腔面发射激光器的激光出光波长，所述出光孔的外层与下DBR相邻，所述出光孔的孔中心位于衬底基板上方并与衬底基板上共轴设置的下DBR、有源区域、氧化限制层、上DBR和上金属电极层的中心轴线重合，所述衬底基板底面和出光孔内侧壁形成有欧姆接触的下金属电极层，且所述下金属电极层通过出光孔外层与下DBR形成欧姆接触，所述出光孔的内层底表面形成有与出光孔外层下金属电极层邻接的全反射层。

与现有技术相比，本实用新型提供的新型底发射垂直腔面发射激光器，通过在衬底基板底面形成向衬底基板表面延伸具有内外深度差的出光孔，出光孔的内层底部与下DBR的间距为d且0<d<λ，其中λ为垂直腔面发射激光器的激光出光波长，出光孔的外层与下DBR相邻，出光孔的孔中心位于衬底基板上方并与衬底基板上共轴设置的下DBR、有源区域、氧化限制层、上DBR和金属上电极层的中心轴线重合，而且衬底基板底面的下金属电极层通过出光孔外层与下DBR形成欧姆接触。由此当有源区域发射的激光经上下DBR多次反射以后，由于激光的出光波长λ大于出光孔内层底部与下DBR之间的间距d，而且下金属电极层通过出光孔外层与下DBR形成欧姆接触，因此可增加注入电流改善器件发光不均匀等问题，因而能够通过衬底基板从出光孔内层透射或衍射出来，因此能够使得任意波长的激光均可采用本申请中的底发射结构。

进一步，所述衬底基板为GaAs基板或GaN基板。

进一步，所述下DBR和上DBR的反射率大于99％。

进一步，所述出光孔的孔径从衬底基板底面向衬底基板表面逐渐减小。

附图说明