[实用新型]一种VCSEL激光器结构

说明书

本实用新型涉及半导体技术领域，公开了一种VCSEL激光器结构，包括依次连接的蓝宝石层、N‑contact金属层、N‑DNR层、有源区、氧化层、P‑DBR层和P‑contact金属层。本实用新型能够减少电子穿过VCSEL激光器的距离，从而减小VCSEL激光器的串联电阻。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种VCSEL激光器结构。

背景技术

VCSEL是指从垂直于衬底面射出激光的一种新型结构的半导体激光器，以砷化镓半导体材料为基础研制。VCSEL从诞生起就作为新一代光存储和光通信应用的核心器件，应用在光并行处理、光识别、光互联系统、光存储等领域。随着工艺、材料技术改进，VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散热等领域的优势开始显现，逐渐应用于工业加热、环境监测、医疗设备等商业级应用以及3D感知等消费级应用。未来，随着智能化信息世界的不断发展，VCSEL将广泛应用在消费电子3D成像、物联网、数据中心/云计算、自动驾驶等领域。其中，VCSEL在消费电子领域发挥越来越重要的作用，VCSEL可用来进行智能手机人脸识别、无人机避障、VR/AR、扫地机器人、家用摄像头等。

目前市面上的VCSEL激光器的结构如说明书附图2所示，从下至上一般包括N-contact金属层、衬底、N-DNR层、有源区、氧化层、P-DBR层和P-contact金属层，一般以砷化镓作为衬底。而电子从N-contact金属层到P-contact金属层会通过衬底、N-DBR层、有源区、氧化层、P-DBR层，而电子穿过的结构层越多，电子穿过所受到的电阻也就会越大，所以，如何减小VCSEL激光器的串联电阻是从业人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种VCSEL激光器结构，能够减少电子穿过VCSEL激光器的距离，从而减小VCSEL激光器的串联电阻。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种VCSEL激光器结构，其特征在于：包括依次连接的蓝宝石层、N-contact金属层、N-DNR层、有源区、氧化层、P-DBR层和P-contact金属层。

在本VCSEL激光器结构中，蓝宝石层作为衬底，作为激光器制作的基础；N-contact金属层作为激光器电路中电源的回路；N-DBR层和P-DBR层为布拉格反射镜，分别有99.9％和99％左右的反射率，让光子在激光器内部来回振荡直到一定程度再从P-DBR层激射出来；有源区是激光器收到能量激励后发出光子的区域；氧化层可以控制电流密度，控制激励电子不太分散；P-contact金属层作为激光器电路中电源的进路。

进一步，所述蓝宝石层和N-contact金属层的面积大于N-DNR层的面积。因为蓝宝石作为衬底，其不具导电性，将N-contact金属层的面积设置为大于N-DNR层的面积，可以将VCSEL激光器边缘的外延层至N-contact金属层显现出来，如此，在测试时，N-contact金属层作为N极更加方便实现。

进一步，所述蓝宝石层与N-contact金属层之间设置有UV胶层。制备时，在对蓝宝石作为衬底进行蒸镀前，通过涂布的方式设置一层耐高温的UV胶层，可以方便芯片从蓝宝石衬底上分离，重复利用蓝宝石。

进一步，所述N-contact金属层从蓝宝石层至N-DNR层依次为Al金属层、Cu金属层、Au金属层、Pt金属层、Ti金属层、Ge金属层和Pd金属层。

进一步，所述N-contact金属层与N-DNR层之间设置有缓冲层。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型相比现有技术，减少了N-contact金属层与N-DNR层之间的砷化镓衬底层，直接在蓝宝石层的衬底上生长N-contact金属层，然后N-contact金属层与N-DBR直接连接，使得去除砷化镓衬底层后的整个VCSEL激光器厚度减小，电子穿过的串联电阻减小，从而提高工作效率。