垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.     

选择氧化工艺在垂直腔面发射激光器中的应用

讨论和研究了氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.综合考虑各因素,得到最佳氧化条件:氧化温度为420℃,氧化载气的气体流量1.6L/min,此时的氧化速率为0.58μm/ min.     

一种提高垂直腔面发射激光器性能的新工艺

采用一种新的工艺方法提高了垂直腔面发射激光器的输出功率.采用开环分布孔代替环形沟槽,使器件的输出功率提高了0.34倍.14μm孔径的器件输出功率超过10mW,工作电流为29.6mA时,最大输出功率达到12.48mW.而且,这些开环分布孔为电注入提供了便捷的桥通道,很好地解决了电极易过沟断线问题.器件表现了良好的高温工作特性,当温度高达60℃时输出功率仍可达到8mW.     

垂直腔面发射激光器的湿法氧化速率规律

为实现垂直腔面发射激光器(VCSEL)氧化孔径的精确控制,对垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺的氧化速率规律进行了实验研究.在不同的温度下对垂直腔面发射激光器样品进行湿法氧化,氧化后采用扫描电镜(SEM)对氧化层不同氧化深度处生成物组成进行了微区分析.结果表明在不同氧化深度处氧化生成物各元素的组分含量不同,尤其氧元素的组分含量差别较大.分析和讨论了氧化不同阶段的反应类型和反应生成物,并建立了氧化速率随时间变化的数学模型,推导出在湿法氧化过程中,氧化速率随时间按指数规律变化,指出在一定的温度下,氧化时间越长,氧化速率越趋于稳定;适当降低氧化温度,延长氧化时间可提高氧化工艺的可控性与准确性.     

840 nm VCSEL阵列湿法氧化研究

湿法氧化工艺已经成为制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其阵列的关键技术,为提高器件的散热性能,对单元器件采用环行分布孔的氧化窗口,优化设计了分布孔的数目与间距.同时从瞬态热传导方程对构成激光器阵列单元器件的热相互作用进行了理论的分析.采用湿法氧化工艺制备了840 nm、3×3二维VCSEL阵列,对阵列器件的光电特性、光谱及近场等进行了测量,证明器件性能良好.