[实用新型]一种高线性度垂直腔面激光器芯片结构

说明书

本实用新型属于激光器制造技术领域，具体提供了一种高线性度垂直腔面激光器芯片结构，包括由下至上依次加工形成的衬底、N‑DBR层、多量子阱层、P‑DBR层、帽层、绝缘层及电极接触层，绝缘层设有内外连接通道，内外连接通道设有金属层，金属层的上端面与电极层接触，金属层的下端面与帽层之间注入有离子注入层。在外延片清洗完成后先进行光刻工艺，将外延结构上不需要离子注入的区域用光刻胶保护，然后进行离子注入工艺，再将含有光刻胶的区域去胶，最后的工艺方法和现有工艺一样。当器件处于工作状态时载流子会被限制在离子注入的区域传输，不会因为刻蚀过程中过刻导致载流子的传输路径发生改变，提高了产品的可靠性，延长了使用寿命。

技术领域

本实用新型属于激光器制造技术领域，具体涉及一种高线性度垂直腔面激光器芯片结构。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，一般在衬底上生长外延结构层，外延生长后进行的工艺是对外延片表面进行清洗作业去除表面的颗粒particle，紧接着进行Mesa光刻(光刻包含的步骤有涂胶、曝光以及显影)，接下来进行氧化、光刻、刻蚀、光刻、P面金属化、减薄、N面金属化、测试划片、封装等。具体的工艺流程为GaAs衬底—MOCVD外延生长—Mesa光刻—刻蚀、氧化—光刻—刻蚀—光刻—P面金属化—减薄—N面金属化—测试划片——封装。

现有的工艺方法在芯片端进行工艺时会因为刻蚀工艺过刻对N-DBR层造成破坏，最终会影响LIV曲线的线性度以及产品的可靠性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种产品可靠性高且寿命长的高线性度垂直腔面激光器芯片结构，解决了上述问题。

为此，本实用新型提供了一种高线性度垂直腔面激光器芯片结构，包括由下至上依次加工形成的衬底、N-DBR层、多量子阱层、P-DBR层、帽层、绝缘层及电极接触层，所述绝缘层设有内外连接通道，所述内外连接通道设有金属层，所述金属层的上端面与所述电极层接触，所述金属层的下端面与所述帽层之间注入有离子注入层。

优选地，所述离子注入层含有锌(Zn)原子、碳(C)原子、镁(Mg)原子或者铍(Be)原子的气体、固体及液体中的一种或多种组合。

优选地，所述离子注入层中的离子浓度含量为10¹⁸～10²¹cm^-3。

优选地，所述离子注入层的注入时间为5s～30min。

优选地，所述离子注入层注入时腔体的温度范围为70～300℃。

优选地，所述离子注入层的厚度范围为50nm～5000nm。

优选地，所述衬底为GaAs衬底。

优选地，所述衬底的材料为Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体。

优选地，所述电极接触层的材料为Ⅲ/Ⅴ族化合物半导体。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种高线性度垂直腔面激光器芯片结构，包括由下至上依次加工形成的衬底、N-DBR层、多量子阱层、帽层、绝缘层及电极接触层，绝缘层设有内外连接通道，内外连接通道设有金属层，金属层的上端面与电极层接触，金属层的下端面与帽层之间注入有离子注入层。在外延片清洗完成后先进行光刻工艺，将外延结构上不需要离子注入的区域用光刻胶保护，再进行离子注入工艺，最后将含有光刻胶的区域去胶，然后和原有工艺方法一样作业。因此当器件处于工作状态时载流子会被限制在离子注入的区域传输，不会因为刻蚀过程中过刻导致载流子的传输路径发生改变，提高了产品的稳定，增加了使用寿命。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型高线性度垂直腔面激光器芯片结构示意图；