[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用

说明书

本发明提出一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用，包括，衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；至少两个发光单元，形成在所述第一反射层上，每一所述发光单元包括至少两个发光子单元；第一沟槽，形成在所述至少两个发光单元之间，所述第一沟槽暴露出所述衬底；绝缘层，形成在所述第一沟槽内；第一电极，形成在所述至少两个发光单元上，连接所述至少两个发光单元，且每一所述发光单元内的发光子单元通过所述第一电极连接，形成公共阳极；至少两个第二电极，与所述第一反射层接触；其中，所述第一电极覆盖所述发光子单元，所述发光子单元发射的光线通过所述衬底出射。本发明提出的垂直腔面发射激光器应用频率快。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用。

背景技术

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种垂直表面出光的新型激光器，与传统边发射激光器不同的结构带来了许多优势：圆形对称的远、近场分布使其与光纤的耦合效率大大提高，而不需要复杂昂贵的光束整形系统，现已证实与多模光纤的耦合效率竟能大于90％；光腔长度极短，导致其纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内实现单纵模工作，动态调制频率高；腔体积减小使得其自发辐射因子较普通端面发射激光器高几个数量级，这导致许多物理特性大为改善；可以在晶圆上片测试，极大地降低了开发成本；出光方向垂直衬底，可以很容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用；最吸引人的是它的制造工艺与发光二极管(LED)兼容，大规模制造的成本很低。

传统VCSEL采用的是共阴极方式，导致驱动系统无法选择体积更小，速度更快的N-MOS driver，同时传统VCSEL的阳极及阴极还需要进行打线。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用，以降低发光单元的面积，同时可以选择体积更小，速度更快的N-MOS driver，提高器件的应用频率，避免打线步骤。

为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种垂直腔面发射激光器，包括，

衬底；

第一反射层，形成在所述衬底上；

至少两个发光单元，形成在所述第一反射层上，每一所述发光单元包括至少两个发光子单元；

第一沟槽，形成在所述至少两个发光单元之间，所述第一沟槽暴露出所述衬底；

绝缘层，形成在所述第一沟槽内；

第一电极，形成在所述至少两个发光单元上，连接所述至少两个发光单元，且每一所述发光单元内的发光子单元通过所述第一电极连接，形成公共阳极；

至少两个第二电极，与所述第一反射层接触；

其中，所述第一电极覆盖所述发光子单元，所述发光子单元发射的光线通过所述衬底出射。

进一步地，每一所述发光子单元包括有源层及第二反射层，所述有源层形成在所述第一反射层上，所述二反射层形成在所述有源层上。

进一步地，所述第一沟槽贯穿所述第一反射层，将所述第一反射层分成多个部分。

进一步地，部分所述第一电极位于所述第一沟槽内，部分所述第一电极位于所述绝缘层上。

进一步地，所述多个发光子单元之间形成有第二沟槽，所述第二沟槽暴露出所述第一反射层。

进一步地，部分所述绝缘层形成在所述第二沟槽内，部分所述第一电极形成在所述第二沟槽内。

进一步地，所述第一反射层形成在所述衬底的第二表面上。