高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法技術(shù)

本公開提供了一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法，涉及光電器件技術(shù)領(lǐng)域。所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射器層、有源層、氧化限制層、第二反射器層和第二電極層，其中所述第一電極層為N型金屬電極層，所述第二電極層為P型金屬電極層，所述氧化限制層的氧化孔徑形狀為水滴形。采用本公開的高速垂直腔面發(fā)射激光器，能夠減小同一頻點(diǎn)上多個(gè)簡并模式的產(chǎn)生，進(jìn)而可以減小激光器的相對強(qiáng)度噪聲，同時(shí)提高相對強(qiáng)度噪聲和均方根譜寬的一致性，大幅提升了通信品質(zhì)。幅提升了通信品質(zhì)。幅提升了通信品質(zhì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法


[0001]本公開一般涉及光電器件
，具體涉及一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法。

技術(shù)介紹

[0002]垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）由于具有體積小、功耗低、可二維陣列集成、調(diào)制速率高和圓形光束輸出等諸多優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用在光通信、3D傳感和激光雷達(dá)等領(lǐng)域。而VCSEL的氧化限制層中氧化孔徑形狀會(huì)影響激光器的模式，并進(jìn)一步影響相對強(qiáng)度噪聲（Relative Intensity Noise，RIN）和均方根譜寬（Root Mean Square，RMS）等重要特性。
[0003]目前，相關(guān)技術(shù)中VCSEL的氧化孔徑形狀通常為圓形，具有極高的旋轉(zhuǎn)對稱性，使得在同一頻點(diǎn)上容易出現(xiàn)兩個(gè)甚至多個(gè)簡并模式，而簡并模式之間會(huì)存在模式競爭現(xiàn)象，導(dǎo)致模式分配噪聲（Mode Partition Noise，MPN）增加，進(jìn)一步引起RIN增加，同時(shí)使得RIN和RMS一致性變差，因此會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)的誤碼率（Bit Error Ratio，BER）提升，嚴(yán)重影響通信品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]鑒于相關(guān)技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法，能夠減小激光器的相對強(qiáng)度噪聲，同時(shí)提高相對強(qiáng)度噪聲和均方根譜寬的一致性，從而解決因相對強(qiáng)度噪聲和色散過大而導(dǎo)致誤碼率增加的問題，提升通信品質(zhì)。
[0005]第一方面，本公開提供一種高速垂直腔面發(fā)射激光器，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射器層、有源層、氧化限制層、第二反射器層和第二電極層，其中所述第一電極層為N型金屬電極層，所述第二電極層為P型金屬電極層，所述氧化限制層的氧化孔徑形狀為水滴形。
[0006]可選地，所述第一電極層、所述第一反射器層、所述有源層、所述氧化限制層、所述第二反射器層和所述第二電極層依次堆疊在所述襯底層的上方；或者，所述第一電極層位于所述襯底層的下方，所述第一反射器層、所述有源層、所述氧化限制層、所述第二反射器層和所述第二電極層依次堆疊在所述襯底層的上方。
[0007]可選地，所述第一反射器層和所述第二反射器層包括布拉格反射器層和高對比度光柵層中的至少一種。
[0008]可選地，所述有源層包括單量子阱層和多量子阱層中的任意一種。
[0009]可選地，所述氧化孔徑設(shè)置在所述氧化限制層的中間位置。
[0010]可選地，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器還包括鈍化層，所述鈍化層位于所述第二反射器層上未設(shè)置所述第二電極層的區(qū)域。
[0011]第二方面，本公開提供一種光電設(shè)備，所述光電設(shè)備包括第一方面中任意一項(xiàng)所
述的高速垂直腔面發(fā)射激光器。
[0012]第三方面，本公開提供一種高速垂直腔面發(fā)射激光器的制造方法，所述方法應(yīng)用于第一方面中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，所述方法包括：提供所述襯底層，并在所述襯底層上方依次形成所述第一反射器層、所述有源層、所述氧化限制層和所述第二反射器層；設(shè)置三個(gè)按照預(yù)設(shè)方式排列的Trench，并通過刻蝕使所述氧化限制層裸露，以對所述氧化限制層進(jìn)行部分氧化，獲得所述水滴形的氧化孔徑；對刻蝕后的Trench進(jìn)行金屬填充，并形成所述第一電極層和所述第二電極層，所述第一電極層與所述第一反射器層相連接，所述第二電極層與所述第二反射器層相連接。
[0013]可選地，各所述Trench之間的距離相等或者不等。
[0014]可選地，所述Trench的寬度為3m ~6m。
[0015]從以上技術(shù)方案可以看出，本公開具有以下優(yōu)點(diǎn)：本公開提供了一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法，通過將高速垂直腔面發(fā)射激光器的氧化限制層中氧化孔徑形狀設(shè)置為水滴形，打破了圓形氧化孔徑模式分布的旋轉(zhuǎn)對稱性，能夠減小同一頻點(diǎn)上多個(gè)簡并模式的產(chǎn)生，進(jìn)而可以減小激光器的相對強(qiáng)度噪聲，同時(shí)提高相對強(qiáng)度噪聲和均方根譜寬的一致性，大幅提升了通信品質(zhì)。
附圖說明
[0016]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本公開的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：圖1為本公開實(shí)施例提供的一種高速垂直腔面發(fā)射激光器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本公開實(shí)施例提供的一種水滴形氧化孔徑的俯視圖；圖3分別為本公開實(shí)施例提供的一種水滴形氧化孔徑對應(yīng)的氧化仿真示意圖、實(shí)際芯片對應(yīng)的顯微鏡示意圖以及近場光斑示意圖；圖4為本公開實(shí)施例提供的另一種高速垂直腔面發(fā)射激光器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本公開實(shí)施例提供的一種光電設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本公開實(shí)施例提供的一種高速垂直腔面發(fā)射激光器的制造方法的基本流程示意圖；圖7為本公開實(shí)施例提供的一種不同縱橫比的水滴形設(shè)計(jì)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記：100
?
高速垂直腔面發(fā)射激光器，101
?
襯底層，102
?
第一電極層，103
?
第一反射器層，104
?
有源層，105
?
氧化限制層，1051
?
氧化孔徑，106
?
第二反射器層，107
?
第二電極層，108
?
鈍化層，200
?
光電設(shè)備。
具體實(shí)施方式
[0018]為了使本
的人員更好地理解本公開方案，下面將結(jié)合本公開實(shí)施例中的附圖，對本公開實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本公開一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒竟_中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在
沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本公開保護(hù)的范圍。
[0019]本公開的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便描述的本公開的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?br/>[0020]此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或模塊的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或模塊，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或模塊。
[0021]為便于理解和說明，下面通過圖1至圖7詳細(xì)地闡述本公開實(shí)施例提供的高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備、制造方法。
[0022]請參考圖1，其為本公開實(shí)施例提供的一種高速垂直腔面發(fā)射激光器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該高速垂直腔面發(fā)射激光器100包括襯底層101、第一電極層102、第一反射器層103、有源層104、氧化限制層105、第二反射器層106和第二電極層107。
[0023]需要說明的是，本公開實(shí)施例中第一電極層10本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射器層、有源層、氧化限制層、第二反射器層和第二電極層，其中所述第一電極層為N型金屬電極層，所述第二電極層為P型金屬電極層，所述氧化限制層的氧化孔徑形狀為水滴形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一電極層、所述第一反射器層、所述有源層、所述氧化限制層、所述第二反射器層和所述第二電極層依次堆疊在所述襯底層的上方；或者，所述第一電極層位于所述襯底層的下方，所述第一反射器層、所述有源層、所述氧化限制層、所述第二反射器層和所述第二電極層依次堆疊在所述襯底層的上方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一反射器層和所述第二反射器層包括布拉格反射器層和高對比度光柵層中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述有源層包括單量子阱層和多量子阱層中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述氧化孔徑設(shè)置在所述氧化限制層的中間位置。6.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王嘉星，陳建強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：深圳博升光電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：