[发明专利]垂直腔面发射激光器及其制备方法

说明书

本发明提供一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，其中的垂直腔面发射激光器包括从下至上依次制备的衬底、第一p型接触层、第一垂直腔面发射激光器层、n型接触层、第二垂直腔面发射激光器层和第二p型接触层；其中，第一垂直腔面发射激光器层包括第一有源层，第二垂直腔面发射激光器层包括第二有源层；第二垂直腔面发射激光器层的台面面积小于第一垂直腔面发射激光器层的台面面积；第一垂直腔面发射激光器层的激射波长大于或等于第二垂直腔面发射激光器层的激射波长。相较于现有技术，本发明提供的垂直腔面发射激光器能够在实现光信号高速率输出的同时实现高功率输出。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种垂直腔面发射激光器及其制备方法。

背景技术

通信所用的垂直腔面激光器具有高数据传输速率、低成本、低功耗等诸多优点。为了使垂直腔面发射激光器具有更高的数据传输速率，目前主要采用电信号直接调制的小尺寸台面结构，台面结构尺寸越小，越容易实现高高速率传输，但随着台面结构尺寸的缩小，有源区的体积也随之变小，因有源区的体积与输出功率成正比，有源区的体积越小，输出功率也越小。对于长距离的光纤和无线通信来说，不仅需要高数据传输速率，同时也需要高输出功率。因此现有技术中小尺寸台面结构的垂直腔面发射激光器无法同时满足高速率和高功率的光信号输出。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，以克服现有技术中的垂直腔面发射激光器在实现光信号高速率输出的同时难以实现高功率输出的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的垂直腔面发射激光器，包括从下至上依次制备的衬底、第一p型接触层、第一垂直腔面发射激光器层、n型接触层、第二垂直腔面发射激光器层和第二p型接触层；其中，第一垂直腔面发射激光器层包括从下至上依次制备的第一p型DBR层、第一有源层和第一n型DBR层；第二垂直腔面发射激光器层包括从下至上依次制备的第二n型DBR层、第二有源层和第二p型DBR层；第二垂直腔面发射激光器层的台面面积小于第一垂直腔面发射激光器层的台面面积；第一垂直腔面发射激光器层的激射波长大于或等于第二垂直腔面发射激光器层的激射波长。

优选地，第二p型DBR层的反射率大于第二n型DBR层的反射率。

优选地，第二垂直腔面发射激光器层的台面直径为5-50μm，第一垂直腔面发射激光器层的台面直径为6-400μm。

优选地，第二垂直腔面发射激光器层出射的激光束垂直入射到第一垂直腔面发射激光器层。

优选地，第一垂直腔面发射激光器层出射的激光束的方向为背离或者朝向衬底。

优选地，在第一p型接触层上制备有第一金属电极，在n型接触层上制备有第二金属电极，在第二p型接触层上制备有第三金属电极。

优选地，通过偏置器、第二驱动电源及信号源向第二金属电极和第三金属电极加载电信号和驱动电流，使得第二垂直腔面发射激光器层出射激光束；通过第一驱动电源向第一金属电极加载驱动电流，使得第二垂直腔面发射激光器层出射的激光束入射到所述第一垂直腔面发射激光器层时对所述第一垂直腔面发射激光器层进行光调制。

本发明提供的垂直腔面发射激光器的制备方法，包括如下步骤：

S1、从下至上依次制备衬底、第一p型接触层、第一垂直腔面发射激光器层、n型接触层、第二垂直腔面发射激光器层和第二p型接触层；其中，

第一垂直腔面发射激光器层包括从下至上依次制备的第一p型DBR层、第一有源层和第一n型DBR层；

第二垂直腔面发射激光器层包括从下至上依次制备的第二n型DBR层、第二有源层和第二p型DBR层；

第一垂直腔面发射激光器层的激射波长大于或等于第二垂直腔面发射激光器层的激射波长；