[发明专利]光斑改善型垂直腔面发射激光器及其制作方法

说明书

本申请提供一种光斑改善型垂直腔面发射激光器，包括衬底，衬底包括第一区域和位于第一区域周围的第二区域，第二区域的平坦程度小于第一区域。在衬底正面依次形成有N型DBR层、发光层和P型DBR层，P型DBR层中形成有环状的氧化层，第二区域构成的环状内径小于氧化层构成的出光孔径。利用平坦程度较低的第二区域可以弱化对应位置的上下DBR层的光反射，可将出光孔径边缘的强光的光发射减弱，达到改善出光不均匀的问题。此外，本申请还提供一种该激光器的制作方法，通过直接对衬底进行粗糙化形成第二区域的方式，无需额外设置其他层级结构的基础上，达到改善出光不均匀的问题，实现改善最终光斑模态的目的。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体而言，涉及一种光斑改善型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)，能够实现芯片表面的激光发射，具有阈值电流低、稳定单波长工作、易高频调制等优点，因此被广泛应用到如光通信、光互连和光存储等领域。

传统的VCSEL结构一般均在P型DBR层成长形成氧化层，以达到电流局限的效果。由于电流分布的关系，在氧化层形成的氧化孔径内，靠近氧化层边缘的电流密度最高、而氧化孔径中心较低，造成氧化孔径内电流密度不均。电流分布不均将影响到VCSEL光斑模态，无法得到理想的高斯模态。现有技术中也有采用缩小氧化孔径的方式以一定程度改善光斑模态，但是这种方式将造成电流密度的上升，增加器件散热负担。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种光斑改善型垂直腔面发射激光器及其制作方法，其能够改善器件出光不均匀的问题，改善最终光斑模态。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种光斑改善型垂直腔面发射激光器，包括：

衬底，所述衬底正面具有平坦的第一区域和位于所述第一区域周围的第二区域，所述第二区域的平坦程度小于所述第一区域，所述第二区域由对所述衬底正面进行粗糙化处理得到；

设置于所述衬底正面的N型DBR层；

设置于所述N型DBR层远离所述衬底一侧的发光层；

设置于所述发光层远离所述N型DBR层一侧的P型DBR层，所述P型DBR层靠近所述发光层一侧形成有环状的氧化层，所述第二区域构成的环状内径小于所述氧化层构成的出光孔径；

设置于所述P型DBR层远离所述发光层一侧的接触层和呈环状的P电极；

设置于所述衬底背面的N电极。

在可选的实施方式中，所述第二区域包括多个对所述衬底的边缘区域进行刻蚀形成的用于降低该边缘区域的平坦程度的粗糙部件，多个粗糙部件间隔设置。

在可选的实施方式中，所述粗糙部件为形成于所述衬底上的凹槽，或形成于所述衬底上的柱状结构。

在可选的实施方式中，各所述粗糙部件的横截面宽度小于或等于2.5微米，相邻两个粗糙部件之间的距离小于或等于2.5微米。

在可选的实施方式中，所述粗糙部件的横截面的形状为圆形、椭圆形、方形或多边形。

在可选的实施方式中，各所述粗糙部件的刻蚀深度小于所述衬底的厚度。

在可选的实施方式中，所述衬底的被刻蚀位置处还填充有AlAs。

第二方面，本发明提供一种光斑改善型垂直腔面发射激光器的制作方法，所述方法包括：

提供一衬底；

对所述衬底的边缘进行粗糙化处理形成第一区域和位于所述第一区域周围的第二区域，所述第二区域的平坦程度小于所述第一区域；