[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其制作方法

说明书

本申请公开了一种垂直腔面发射激光器，包括垂直腔面发射激光器组件、位于垂直腔面发射激光器组件表面的第一绝缘层、位于第一绝缘层的上表面的加热组件；加热组件包括金属层、接线垫、连接金属层和接线垫的导线；垂直腔面发射激光器组件包括从下至上依次分布的N型背面电极、衬底、N面DBR层、位于N面DBR层上表面第一预设区域的凸起结构，和分布在N面DBR层上表面除第一预设区域、凸起结构侧面、凸起结构上表面第二预设区域的第二绝缘层，以及分布在第二绝缘层外表面的P型注入电极。由于加热组件的体积很小、结构简单、成本低，从而使激光器的体积小，同时又能降低复杂程度和成本。此外，本申请还提供一种具有上述优点的制作方法。

技术领域

本申请涉及半导体激光器技术领域，特别是涉及一种垂直腔面发射激光器及其制作方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)是一种出光方向垂直与谐振腔表面的激光器，具有阈值电流小，发散角小且光斑呈现圆形对称性，易二维集成等优点，目前被广泛应用于光互连、光存储、光通信等领域。

VCSEL在原子传感器(原子钟、原子陀螺仪、磁力计)等方面的应用时，需要在较高的温度下输出一定功率大小的激光。为了保证VCSEL的激光波长在工作电流大小下满足原子传感器中原子蒸汽吸收谱线对应的中心波长的要求，可通过调节VCSEL的工作温度来实现对VCSEL激光波长的调节，进而满足系统对激光波长的要求。而VCSEL的加热需要借助于单独的加热设备给VCSEL加热，首先把VCSEL封装到管壳表面，然后把带有VCSEL的管壳与加热设备贴紧，通过加热激光器管壳来加热VCSEL，最后根据VCSEL的温度漂移特性(0.06nm/℃)实现对激光波长的调节。外加的加热设备增加了系统的复杂性，使得系统的体积变大，不能满足微型化、小型化的需求，并且外加的加热设备成本高。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种垂直腔面发射激光器及其制作方法，使垂直腔面发射激光器可以升温，同时减小垂直腔面发射激光器的体积，降低成本。

为解决上述技术问题，本申请提供一种垂直腔面发射激光器，包括垂直腔面发射激光器组件、位于所述垂直腔面发射激光器组件表面的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层的上表面的加热组件；

所述加热组件包括金属层、接线垫、连接所述金属层和所述接线垫的导线；所述垂直腔面发射激光器组件包括从下至上依次分布的N型背面电极、衬底、N面DBR层、位于所述N面DBR层上表面第一预设区域的凸起结构，和分布在所述N面DBR层上表面除所述第一预设区域、所述凸起结构侧面、所述凸起结构上表面第二预设区域的第二绝缘层，以及分布在所述第二绝缘层外表面的P型注入电极。

可选的，所述第一绝缘层位于所述凸起结构上表面。

可选的，所述第一绝缘层位于所述P型注入电极的第三预设区域，其中，所述第三预设区域对应所述N面DBR层上表面除所述第一预设区域以外的区域。

可选的，所述第一绝缘层为二氧化硅层、氧化铝层、氮化硅层中的任一种。

可选的，所述金属层为往返环绕型环形金属层。

可选的，所述衬底为砷化镓衬底。

本申请还提供一种垂直腔面发射激光器制作方法，包括：

在衬底的上表面生长N面DBR层；

在所述N面DBR层上表面的第一预设区域生长凸起结构；

在所述N面DBR层上表面除所述第一预设区域、上锁凸起结构侧面、所述凸起结构上表面第二预设区域生长第二绝缘层；

在所述第二绝缘层外表面生长P型注入电极，得到垂直腔面发射激光器组件；