[发明专利]延长使用寿命的VCSEL芯片及制作方法和电子器件

说明书

本发明公开了一种延长使用寿命的VCSEL芯片及制作方法和电子器件，在多量子阱有源层背离衬底一侧形成有第二半导体多层膜反射镜，以通过第二半导体多层膜反射镜阻挡限制层和多量子阱有源层相接触，进而能够在形成限制层的氧化结构时，通过第二半导体多层膜反射镜保护多量子阱有源层不被水汽侵蚀；同时第二半导体多层膜反射镜能够起到缓冲氧化结构应力的作用，避免在使用VCSEL芯片时产生高温条件下，氧化结构产生的应力对多量子阱有源层造成损坏的情况出现；并且，第二半导体多层膜反射镜还能够阻挡氧化结构中的杂质扩展至多量子阱有源层，保证VCSEL芯片的使用寿命较高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更为具体的说，涉及一种延长使用寿命的VCSEL芯片及制作方法和电子器件。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)芯片，又称VCSEL芯片，是以砷化镓半导体材料为基础的激光发射芯片，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。

现有技术中的VCSEL芯片的剖面结构参考图1，主要包括砷化镓衬底10和位于砷化镓衬底10上依次层叠的N型DBR(Distributed Bragg Reflection，分布式布拉格反射镜)层20、多量子阱有源层30、限制层40、P型DBR层50、砷化镓接触层60和p侧电极结构70，且砷化镓衬底10背面形成有n侧电极80。其中，限制层40包括导电结构41和环绕导电结构41的氧化结构42，以起到汇聚电流，从而形成大电流注入多量子阱有源层30中激发激光的目的；电极结构70限定有出射窗口区域71，该出射窗口区域71即是VCSEL芯片的出光区域，现有的VCSEL芯片使用寿命较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种延长使用寿命的VCSEL芯片及制作方法和电子器件，有效的解决了现有VCSEL芯片使用寿命较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种延长使用寿命的VCSEL芯片，包括：

衬底；

位于所述衬底正面上的第一半导体多层膜反射镜；

位于所述第一半导体多层膜反射镜背离所述衬底一侧的多量子阱有源层；

位于所述多量子阱有源层背离所述衬底一侧的第二半导体多层膜反射镜；

位于所述第二半导体多层膜反射镜背离所述衬底一侧的限制层，所述限制层包括导电结构和环绕所述导电结构的氧化结构；

位于所述限制层背离所述衬底一侧的第三半导体多层膜反射镜，所述第三半导体多层膜反射镜与所述第二半导体多层膜反射镜的掺杂类型相同，且均与所述第一半导体多层膜反射镜的掺杂类型相反；

位于所述第三半导体多层膜反射镜背离所述衬底一侧的欧姆接触层；

以及，位于所述欧姆接触层背离所述衬底一侧的第一电极，及位于所述衬底背面上的第二电极。

可选的，所述第一半导体多层膜反射镜、所述第二半导体多层膜反射镜和所述第三半导体多层膜反射镜均为DBR反射镜。

可选的，所述第一半导体多层膜反射镜包括叠加的多个第一反射层，所述第一反射层包括依次叠加的AlAs层和AlGaAs层。

可选的，所述第二半导体多层膜反射镜包括叠加的多个第二反射层，所述第二反射层包括依次叠加的AlAs层和AlGaAs层。

可选的，所述第三半导体多层膜反射镜包括叠加的多个第三反射层，所述第三反射层包括依次叠加的AlAs层和AlGaAs层。