本發(fā)明實施例涉及激光器，尤其涉及一種垂直腔面發(fā)射激光器、制備方法及激光器發(fā)光模塊。

背景技術(shù)：

1、垂直腔面發(fā)射激光器(vertical?cavity?surface?emitting?laser，vcsel)具有體積小、圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小且易集成大面積陣列等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于光通信、光互連和光存儲等領(lǐng)域。但在vcsel的發(fā)射光斑的中心部分易存在發(fā)光能量較弱的黑心區(qū)域，從而影響使用效果。vcsel的壽命、熱飽和特性、耐熱性、耐大電流和耐直流特性，也是亟需提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種垂直腔面發(fā)射激光器、制備方法及激光器發(fā)光模塊，實現(xiàn)減少發(fā)光孔中心部分分布的載流子和發(fā)光孔邊緣處的載流子之間的數(shù)量差距，從而使發(fā)光孔內(nèi)的載流子分布更均勻，避免出光光斑中心部分形成黑洞，有利于形成高斯光斑。同時提供一種長壽命、熱飽和特性、耐熱性、耐大電流和耐直流特性更好的vcsel陣列芯片。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種垂直腔面發(fā)射激光器，包括：

3、激光器本體；所述激光器本體的表面設(shè)置有環(huán)形絕緣結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形絕緣結(jié)構(gòu)從所述激光器本體的表面延伸至所述激光器本體內(nèi)，所述激光器本體一側(cè)構(gòu)成圓臺結(jié)構(gòu)；所述激光器本體包括限制層，所述限制層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述限制層包括限制通孔，所述限制通孔的直徑范圍為0.5～6um；

4、歐姆接觸環(huán)，設(shè)置在所述圓臺結(jié)構(gòu)的一側(cè)；

5、絕緣層，設(shè)置在所述歐姆接觸環(huán)遠(yuǎn)離所述激光器本體一側(cè)；所述絕緣層具有第一開口，所述第一開口至少露出部分所述歐姆接觸環(huán)的表面；

6、第一電極層，設(shè)置在所述絕緣層遠(yuǎn)離所述激光器本體一側(cè)；所述第一電極層通過所述第一開口與所述歐姆接觸環(huán)連接；或者，所述歐姆接觸環(huán)設(shè)置在所述絕緣層遠(yuǎn)離所述激光器本體的一側(cè)，所述第一開口露出部分所述圓臺結(jié)構(gòu)的表面，所述第一電極層與所述歐姆接觸環(huán)直接連接，所述歐姆接觸環(huán)通過所述第一開口與所述激光器本體連接；

7、第二電極層，設(shè)置在所述激光器本體遠(yuǎn)離所述第一電極層的一側(cè)。

8、可選的，所述圓臺結(jié)構(gòu)的直徑范圍為7～39um。

9、可選的，所述限制通孔的側(cè)壁與所述圓臺結(jié)構(gòu)的側(cè)壁在第一方向上的間距范圍為3～15um；所述第一方向平行于所述歐姆接觸環(huán)。

10、可選的，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑通孔在所述圓臺結(jié)構(gòu)上的正投影覆蓋所述限制通孔在所述圓臺結(jié)構(gòu)上的正投影；其中，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述限制通孔的側(cè)壁在所述第一方向上的間距范圍為1～7um。

11、可選的，在所述第一方向上，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距大于所述歐姆接觸環(huán)的外徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距。

12、可選的，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距范圍為0.5～8um；

13、所述歐姆接觸環(huán)的外徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距范圍為0.2～3um。

14、可選的，所述激光器本體包括依次層疊的襯底、第一反射層、有源層、限制層和第二反射層；其中，所述有源層、所述限制層和所述第二反射層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；或，部分所述第一反射層、有源層、所述限制層和所述第二反射層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；

15、所述歐姆接觸環(huán)的外徑邊緣與所述圓臺結(jié)構(gòu)的邊緣的間距范圍為0.2～3um。

16、可選的，所述第一電極層包括第一通光孔，所述第一通光孔在所述襯底上的正投影至少部分覆蓋所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑通孔在所述襯底上的正投影。

17、第二方面，本發(fā)明實施例提供一種垂直腔面發(fā)射激光器的制備方法，包括：

18、提供激光器本體；

19、在激光器本體表面形成歐姆接觸環(huán)；其中所述激光器本體的表面設(shè)置有環(huán)形絕緣結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形絕緣結(jié)構(gòu)從所述激光器本體的表面延伸至所述激光器本體內(nèi)，在所述激光器本體一側(cè)構(gòu)成圓臺結(jié)構(gòu)；所述激光器本體包括限制層，所述限制層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述限制層包括限制通孔，所述限制通孔的直徑范圍為0.5～6um；所述歐姆接觸環(huán)位于所述圓臺結(jié)構(gòu)的表面；

20、在所述歐姆接觸環(huán)遠(yuǎn)離所述激光器本體一側(cè)形成絕緣層；所述絕緣層具有第一開口，所述第一開口至少露出部分所述歐姆接觸環(huán)的表面；

21、在所述絕緣層遠(yuǎn)離所述激光器本體一側(cè)形成第一電極層；所述第一電極層通過所述第一開口與所述歐姆接觸環(huán)連接；

22、或者，

23、在所述圓臺結(jié)構(gòu)一側(cè)形成絕緣層；所述絕緣層具有第一開口，所述第一開口至少露出部分所述圓臺結(jié)構(gòu)的表面；

24、在所述絕緣層遠(yuǎn)離所述激光器本體的一側(cè)形成所述歐姆接觸環(huán)；

25、在所述歐姆接觸環(huán)遠(yuǎn)離所述激光器本體一側(cè)形成第一電極層；所述第一電極層與所述歐姆接觸環(huán)直接連接，所述歐姆接觸環(huán)通過所述第一開口與所述激光器本體連接；

26、在所述激光器本體遠(yuǎn)離所述第一電極層的一側(cè)形成第二電極層。

27、第三方面，本發(fā)明實施例提供一種激光器發(fā)光模塊，包括本發(fā)明任意實施例提供的所述的垂直腔面發(fā)射激光器。

28、本發(fā)明實施例提供的垂直腔面發(fā)射激光器，將限制層設(shè)置在圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過限制通孔的直徑范圍為0.5～6um，可以使限制通孔具有較小的直徑，更多的載流子可以通過發(fā)光孔中心部分，從而提高發(fā)光孔中心部分的載流子分布，減少發(fā)光孔中心部分分布的載流子和發(fā)光孔邊緣處的載流子之間的數(shù)量差距，從而使發(fā)光孔內(nèi)的載流子分布更均勻，避免出光光斑中心部分形成黑洞，有利于形成高斯光斑。

技術(shù)特征：

1.一種垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述圓臺結(jié)構(gòu)的直徑范圍為7～39um。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述限制通孔的側(cè)壁與所述圓臺結(jié)構(gòu)的側(cè)壁在第一方向上的間距范圍為3～15um；所述第一方向平行于所述歐姆接觸環(huán)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑通孔在所述圓臺結(jié)構(gòu)上的正投影覆蓋所述限制通孔在所述圓臺結(jié)構(gòu)上的正投影；其中，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述限制通孔的側(cè)壁在所述第一方向上的間距范圍為1～7um。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，在所述第一方向上，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距大于或等于所述歐姆接觸環(huán)的外徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑邊緣與所述第一開口側(cè)壁的間距范圍為0.5～8um；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述激光器本體包括依次層疊的襯底、第一反射層、有源層、限制層和第二反射層；其中，所述有源層、所述限制層和所述第二反射層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；或，部分所述第一反射層、有源層、所述限制層和所述第二反射層位于所述圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一電極層包括第一通光孔，所述第一通光孔在所述襯底上的正投影至少部分覆蓋所述歐姆接觸環(huán)的內(nèi)徑通孔在所述襯底上的正投影。

9.一種垂直腔面發(fā)射激光器的制備方法，其特征在于，包括：

10.一種激光器發(fā)光模塊，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一項所述的垂直腔面發(fā)射激光器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種垂直腔面發(fā)射激光器、制備方法及激光器發(fā)光模塊，其中，激光器包括：激光器本體，激光器本體的表面設(shè)置有環(huán)形絕緣結(jié)構(gòu)，激光器本體一側(cè)構(gòu)成圓臺結(jié)構(gòu)；激光器本體包括限制層，限制層位于圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)；限制層包括限制通孔，限制通孔的直徑范圍為0.5～6um；歐姆接觸環(huán)，設(shè)置在圓臺結(jié)構(gòu)的表面；絕緣層，設(shè)置在歐姆接觸環(huán)遠(yuǎn)離激光器本體一側(cè)第一電極層，第一電極層通過第一開口與歐姆接觸環(huán)連接，實現(xiàn)減少發(fā)光孔中心部分分布的載流子和發(fā)光孔邊緣處的載流子之間的數(shù)量差距，從而使發(fā)光孔內(nèi)的載流子分布更均勻，避免出光光斑中心部分形成黑洞，有利于形成高斯光斑，同時，可以提升陣列芯片的耐熱性，以及耐直流和耐大電流注入的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：請求不公布姓名,請求不公布姓名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州山芝半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15