[实用新型]一种具有石墨烯导电膜的VCSEL

说明书

本实用新型提供了一种具有石墨烯导电膜的VCSEL，通过在所述外延叠层的裸露面覆盖与所述第一电极形成连接的石墨烯导电膜，且所述石墨烯导电膜包括依次层叠的第一绝缘层、石墨烯薄膜层、第二绝缘层，所述第一绝缘层或第二绝缘层直接层叠于所述外延叠层的裸露面；使载流子均匀扩散并集中在VCSEL芯片的有效发光面积内，从而增加载流子复合，抑制边缘增益，降低高阶模产生的几率。同时，由于载流子分布均匀，在一定程度上降低了焦耳热，从而达到降低阈值、提高增益的效果。其次，其外延叠层通过设置Al_xGa_(1‑x)As层及GaAs层，使所述第一电极和部分所述石墨烯导电膜层叠于所述GaAs层，以增加横向导电率，并减少第一电极和石墨烯导电膜对光的吸收。

技术领域

本实用新型涉及VCSEL技术领域，尤其涉及一种具有石墨烯导电膜的VCSEL。

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，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。

现有的VCSEL激光器，为了增大VCSEL的出光率，通常通过VCSEL激光器表面设置ITO增透膜或SiN_X增反膜或AlN增反膜。然而，由于ITO增透膜会产生反射，其波段为400-800nm，对于更长的红外波段，ITO增透膜很难满足，因此不仅降低出光，还增加VCSEL的阈值电流；当使用SiN_X增反膜时，由于其本身无法导电，因此在使用过程中会造成烧孔现象；当使用AlN增反膜时，由于其本身无法导电，因此在使用过程中会造成烧孔现象，同时容易被氧化，导致不激射。

有鉴于此，本实用新型人专门设计了一种具有石墨烯导电膜的VCSEL，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有石墨烯导电膜的VCSEL，以解决现有技术中通过在VCSEL激光表面镀膜而增大VCSEL的出光率时所引发的阈值电流大、使用过程中造成的烧孔、易被氧化导致的不激射等现象。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有石墨烯导电膜的VCSEL，包括：

衬底；

设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层包括以第一方向依次堆叠的N型DBR层、N型波导限制层、量子阱、P型波导限制层、氧化层、P型DBR层、Al_xGa_(1-x)As层及GaAs层，所述氧化层具有一介质孔；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延叠层；

第一电极，其层叠于所述GaAs层背离所述Al_xGa_(1-x)As层的一侧的部分表面；

第二电极，其层叠于所述衬底背离所述N型DBR层的一侧表面；

石墨烯导电膜，其覆盖于所述外延叠层的裸露面并与所述第一电极形成连接，所述石墨烯导电膜包括依次层叠的第一绝缘层、石墨烯薄膜层、第二绝缘层，所述第一绝缘层或第二绝缘层直接层叠于所述外延叠层的裸露面。

优选地，在外延叠层的水平裸露面设有所述石墨烯导电膜，且所述石墨烯导电膜与所述介质孔在所述衬底表面的投影重合。

优选地，所述VCSEL具有一N型DBR裸露部，所述N型DBR裸露部自所述GaAs层经所述Al_xGa_(1-x)As层、P型DBR层、氧化层、P型波导限制层、量子阱以及N型波导限制层延伸至所述N型DBR层，以使所述N型DBR层的一部分被暴露在所述N型DBR裸露部。