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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110197993A(43)申请公布日2019.09.03(21)申请号201910523156.0(22)申请日2019.06.17(71)申请人威科赛乐微电子股份有限公司地址404040重庆市万州区万州经开区高峰园B02(72)发明人窦志珍曹广亮刘留苏小平(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李欧(51)Int.Cl.H01S5/183(2006.01)H01S5/187(2006.01)H01S5/34(2006.01)H01S5/343(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称高复合效率的VCSEL芯片及其制造方法(57)摘要本发明涉及激光芯片技术领域,尤其涉及高复合效率的VCSEL芯片及其制造方法,VCSEL芯片包括衬底、外延层和N-contact,外延层包括N-DBR、量子阱、氧化层和P-DBR,P-DBR、氧化层、量子阱被蚀刻至N-DBR表面形成台面,量子阱包括多对量子阱复合层,量子阱复合层包括重叠生长的AlxGaAs势垒、InGaAs势阱和AlxGaAs势垒,P-DBR上划分为中心区域、中间区域和边缘区域,中心区域为出光孔,P-DBR上于中心区域对应位置生长有第一SiNx层,P-DBR上于中间区域对应位置蒸镀有P-contact,P-DBR上于边缘区域对应位置生长有第二SiNx层。本发明的VCSEL芯片中的量子阱中的势垒具有较高的禁带宽度,容易达到晶格匹配,使得更多的电子被集中束缚在量子阱中,增大激发概率,提高复合效率,从而达到更高效率的受激辐射。CN110197993ACN110197993A权利要求书1/1页1.高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,所述VCSEL芯片包括衬底,以及分别生长在所述衬底相对两侧的外延层和N-contact,所述外延层包括在所述衬底表面从下至上依次生长的N-DBR、量子阱、氧化层和P-DBR,所述P-DBR、氧化层、量子阱被蚀刻至N-DBR表面形成台面,所述量子阱包括重叠生长的多对量子阱复合层,所述量子阱复合层包括重叠生长的AlxGaAs势垒、InGaAs势阱和AlxGaAs势垒,所述P-DBR上从中心到外侧依次划分为中心区域、中间区域和边缘区域,所述中心区域为出光孔,所述P-DBR上于中心区域对应位置生长有第一SiNx层,所述P-DBR上于中间区域对应位置蒸镀有P-contact,所述P-DBR上于边缘区域对应位置生长有第二SiNx层。2.根据权利要求1所述的高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,所述量子阱包括重叠生长的2~5对量子阱复合层。3.根据权利要求2所述的高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,每对所述量子阱复合层的AlxGaAs势垒的厚度为10埃,InGaAs势阱的厚度为10埃。4.根据权利要求1所述的高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,所述台面至P-contact表面覆盖有保护层,所述保护层的截面呈Z字形完全覆盖台面并部分覆盖P-contact表面。5.根据权利要求1所述的高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,所述N-DBR包括40对层叠生长的反射单元,所述P-DBR包括30对层叠生长的反射单元,所述反射单元为AlGaAs层。6.根据权利要求1-5任一所述的高复合效率的VCSEL芯片,其特征在于,所述氧化层包括未氧化段和包围所述未氧化段的氧化段,所述未氧化段由Al0.98GaAs材料生长形成。7.高复合效率的VCSEL芯片的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:外延层生长制成,先在衬底表面生长以AlGaAs为材料的N-DBR,然后在N-DBR表面生长量子阱,在量子阱上生长Al0.98GaAs层,最后在Al0.98GaAs层上生长以AlGaAs为材料的P-DBR,即在衬底上得到外延层;VCSEL芯片成型,将P-DBR表面由中心到外侧依次划分为中心区域、中间区域、边缘区域和外沿区域,在P-DBR上生长一层SiNx层,蚀刻中间区域、外沿区域位置对应的SiNx层至P-DBR表面,形成中心区域位置对应的第一SiNx层和边缘区域位置对应的第二SiNx层,随后在P-DBR表面于中间区域对应的位置蒸镀金属作为P-contact,沿着第二SiNx层的边沿蚀刻P-DBR、氧化层和量子阱至N-DBR表面形成台面后,对Al0.98GaAs层进行部分氧化,将Al0.98GaAs层分为未氧化段和氧化段,在台面上沉积生长保护层至部分覆盖P-contact表面,最后对衬底进行减薄并镀上金属作为N-contact。8.根据权利要求7所述的高复合效率的VCSEL芯片的制造方法,其特征在于,所述量子阱的生长制成如下:先在N-DBR上生长一层10埃厚度的AlxGaAs