[发明专利]一种VCSEL结构

说明书

本发明涉及一种VCSEL结构，包括衬底、电极接触层、下DBR、有源区、上DBR，其中，所述上DBR内的光学路径上的堆叠结构由中Al含量的低折射率材质Al₂O₃由Al_xGa_1‑xAs经氧化工艺形成Al₂O₃/AlyGa1‑yAs组成，谐振腔光学路径外侧的导通路径由欧姆金属取代Al₂O₃形成低电阻路径及光局限，所述堆叠结构与所述欧姆金属组成的组合层的上下两侧由Al_xGa_1‑xAs组成并形成DBR结构中高折射率的部分，所述有源区的上方设有电流孔径，所述电流孔径由Al_zGa_1‑zAs组成并形成DBR结构中高折射率的部分，其中，x＞z＞y。

技术领域

本发明涉及VCSEL技术领域，尤其涉及一种VCSEL结构。

背景技术

VCSEL的结构主要由上下DBR与有源区的MQW所形成的谐振腔所构成。在GaAs材料系统中，由于AlAs与GaAs的折射系数(refractive index)差异不大(GaAs～3.66、AlAs～3.01)，根据菲涅耳方程式，一组2p+1层DBR薄膜在垂直方向的反射率约为其中n_H、n_L、n_S分别为DBR结构层的高、低折射系数及衬底的折射系数。明显地，n_H/n_L比值越高(差值越大)则可有较高的反射率。就一特定的反射率(R)而言，只要较少的对数即可达到。而GaAs与AlAs的n_H/n_L比值约只有3.66/3.01≈1.2，因此通常需要约30对的堆叠才能到达99％的反射率。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提出一种可以降低堆叠数量的VCSEL结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种VCSEL结构，包括衬底、电极接触层、下DBR、有源区、上DBR，其中，所述上DBR内的光学路径上的堆叠结构由中Al含量的低折射率材质Al₂O₃由Al_xGa_1-xAs经氧化工艺形成Al₂O₃/AlyGa1-yAs组成，谐振腔光学路径外侧的导通路径由欧姆金属取代Al₂O₃形成低电阻路径及光局限，所述堆叠结构与所述欧姆金属组成的组合层的上下两侧由Al_xGa_1-xAs组成并形成DBR结构中高折射率的部分，所述有源区的上方设有电流孔径，所述电流孔径由Al_zGa_1-zAs组成并形成DBR结构中高折射率的部分，其中，x＞z＞y。

进一步的，所述电流孔径的两侧由Al_zGa_1-zAs氧化后所形成的Al₂O₃组成。

进一步的，所述Al_zGa_1-zAs为一层或多层，多层的所述Al_zGa_1-zAs之间以Al_yGa_1-yAs作为间隔层。

进一步的，所述电流孔径的直径小于任意一层的所述堆叠结构的直径。

进一步的，所述有源区从上至下依次包括上限制层、MQW和下限制层。

进一步的，所述上DBR上设有上电极，所述上电极设置在所述堆叠结构外。

进一步的，所述电极接触层上设置有下电极。