[实用新型]一种极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片及激光器

说明书

本申请实施例提供了一种极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片及激光器，其中，该极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片包括：衬底、依次形成于所述衬底上的N型层、发光层、P型层和P型电极层，形成于所述衬底背面的N型电极层；所述P型层包括依次形成于所述发光层上的多个反射层，多个所述反射层中的每个反射层均包括导电区域和绝缘区域，且多个反射层中的所述导电区域的面积自下至上逐渐增大，使得所述P型层形成截面呈倒梯形的导电区域；所述P型电极层包括与所述导电区域对应的出光孔；所述出光孔内设置有凸透镜。本申请实施例减小了垂直腔面发射激光器芯片中出射光线的发散角。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片及激光器。

背景技术

VCSEL，全名为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和 LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源，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。

VCSEL芯片中包括电流限制层，比如氧化层，氧化层上的氧化孔对电流起到限制作用，氧化孔的大小直接影响VCSEL芯片中出射光线的发散角大小，为了尽可能的缩小VCSEL芯片的发散角，需要尽可能的制备小的氧化孔，但是目前制备孔径很小的氧化孔工艺繁琐，较难控制。

综上，目前VCSEL芯片中出射光线的发散角较大，不易于应用。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片及激光器，以减小目前垂直腔面发射激光器芯片中出射光线的发散角。

第一方面，本申请实施例提供了一种极小发散角的垂直腔面发射激光器芯片，包括：

衬底、依次形成于所述衬底上的N型层、发光层、P型层和P型电极层，形成于所述衬底背面的N型电极层；

所述P型层包括依次形成于所述发光层上的多个反射层，多个所述反射层中的每个反射层均包括导电区域和绝缘区域，且多个反射层中的所述导电区域的面积自下至上逐渐增大，使得所述P型层形成截面呈倒梯形的导电区域；

所述P型电极层包括与所述导电区域对应的出光孔；所述出光孔内设置有凸透镜。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述P型电极层包括形成于所述P型层上的欧姆接触层和形成于所述欧姆接触层上的P电极。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述P型层的多层反射层构成分布式布拉格反射镜结构。

结合第一方面的第二种可能的实施防方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述P型分布式布拉格反射镜结构包括多层交替的砷化铝层和砷化铝镓层。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述N型层的多层反射层构成N型分布式布拉格反射镜结构。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述N型分布式布拉格反射镜结构包括多层交替的砷化铝层和砷化铝镓层。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，多个所述反射层的导电区域均为圆形区域，各个所述圆形区域的中心与所述出光孔的中心重合。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述发光层上表面中心到所述凸透镜中心的距离等于所述凸透镜的焦距。