垂直腔面发射半导体激光器氧化优化研究
Optimization of Oxidation for Vertical Cavity Surface Emitting Semiconductor Lasers作者机构:北京工业大学信息学部光电子技术教育部重点实验室北京100124
出 版 物:《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)
年 卷 期:2024年第51卷第8期
页 面:16-22页
核心收录:
学科分类:080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术(可授工学、理学学位)] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学]
基 金:国家自然科学基金(60908012,61575008,61775007) 北京市自然科学基金(4172011)
主 题:激光器 垂直腔面发射激光器 氧化孔 湿法氧化 钝化 干法刻蚀
摘 要:GaAs基垂直腔面发射激光器在干法刻蚀过程中,台面侧壁形成的缺陷会导致器件出现层结构分层、断裂以及氧化孔不规则等问题。针对该问题,提出了一种干法刻蚀与硫化铵钝化相结合的氧化前预处理方案,研究了硫化铵钝化处理对器件层结构以及氧化工艺稳定性的影响。扫描电子显微镜测试结果表明:器件侧壁层结构的分层现象减少,器件结构稳定性更好;高Al层的氧化速率更稳定,氧化孔形状更为规则。将该工艺方案用于制备氧化孔直径为5μm的940 nm垂直腔面发射激光器,室温下,与传统工艺制备的器件相比,钝化后的器件的斜率效率提高了5%,各器件之间的性能一致性更好。同时,在1 mA的驱动电流下,激光器的边模抑制比可达36 dB,处于单模激射状态。在优化后的氧化工艺条件下,制备了形状规范的氧化孔结构,进一步改善了氧化限制型垂直腔面发射激光器的性能。