N面出光980nmVCSEL的工艺研究

摘要

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种新型的半导体激光器，与传统的边发射激光器相比这种激光器具有诸多优点。传统的VCSEL一般是P面出光，由于P面材料空穴有效质量大而产生了大量的焦耳热。影响了器件的性能。
　　针对这一问题我们设计制备了N面出光倒装贴片的980nmVCSEL器件，着重工艺的研究，主要包括：
　　(1)提出了一种新型辐射桥结构电极的氧化物限制窗口，并为此设计了光刻版。
　　(2)刻蚀工艺中通过对比实验确定了腐蚀液为H3P4：H2O2：H2O=1:1:10的磷酸溶液，在0℃时平均腐蚀速率为0.14μm/min。
　　(3)氧化工艺中通过对温度与时间的渐变控制解决了芯片开裂的问题。
　　最后对器件做了性能参数的测试，器件在室温下(22℃)工作的阈值电流为400mA，器件在30℃时的阈值电流最低，约为370mA；器件的峰值波长为983.42nm，半峰宽度为0.92nm。当注入电流为1.8A时器件达到了峰值功率730mW。光电转换效率为25％；另外对在片与装管后分别作了近远场光场测试，测试结果光斑质量较好，光强均匀分布，光束整形性好，远场光束与近场光束相差不多，发散角在正负20度之间。