0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

典型的氧化局限面射型雷射结构

Semi Connect 来源:Semi Connect 2025-01-21 13:35 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

为了改善上述蚀刻柱状结构以及离子布植法制作面射型雷射的缺点,在1994年从德州大学奥斯丁分校获得博士学位的D.L. Huffaker 首次发表利用选择性氧化电流局限(selective oxide confined) 技术制作面射型雷射电流局限孔径[7]。

该方法主要沿袭1990年首次由伊利诺大学香横分校的J.M. Dallesasse 教授和N. Holonyak Jr.教授(红、绿光LED 与红光半导体雷射二极体发明人)团队利用高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)材料中铝组成比例的些微变化在高温水蒸气制程条件下所呈现的氧化速率显著差异,借由控制不同磊晶层的铝含量可以获得不同的氧化深度,而原本可导电的砷化铝镓/砷化铝(AlGaAs/AlAs)在氧化后转变为不导电的氧化铝绝缘层18],剩余未被氧化的区域仍可导电供电流注入,因此借由适当磊晶结构设计与材料组成控制,可以将选择性氧化制程应用于砷化镓系列材料导体雷射的电流局限用途[9]-[12]。

采用氧化局限法制作面射型雷射时因为氧化层的位置在磊晶成长时就已经设计好,可以紧邻活性层,因此对于注入载子的局限效果比传统离子布植法优异许多,也不至于因为高能离子轰击太接近活性层导致缺陷密度过高及非辐射复合而影响元件发光效率。

选择性氧化局限技术之主要概念,在于利用砷化镓材料在加入高莫耳分率的铝之后,所形成的砷化铝镓在高温高湿环境下的氧化速率可以借由改变铝的含量而获得控制。通常可以在砷化镓材料面射型雷射的共振腔附近成长一层铝含量96%以上的砷化铝镓(Alo.96Gao.04As)层[13],经过蚀刻制程制作出柱状结构并将该层高铝含量的磊晶层暴露出来后,再放置于350°C至 500°C的高温炉管(通常采用的氧化温度在400°C到450°C之间以获得适中的氧化速率并避免氧化终止后温度剧烈变化造成应力使氧化层与上方磊晶结构破裂剥离),通入水蒸气进行选择性氧化制程,借由适当控制氧化速率与时间,可以决定剩余未被氧化的电流导通孔径直径大小,如此一来就可以将原本高铝含量的磊晶层转变为电流局限层。

如下图5-7所示即为一典型的面射型雷射结构,与蚀刻柱状法相似处在于同样需要进行蚀刻制程以便将紧邻活性层发光区的高铝含量砷化铝镓层暴露出来,供后续高温水蒸气进行氧化反应。

058961a4-d6d5-11ef-9310-92fbcf53809c.png

一般应用在高速光通讯传输模组面射型雷射制程的氧化局限层,通常只成长在面射型雷射结构上层P型布拉格反射器与活性层之间,提供注入电洞的电流局限以及所产生之雷射光的光场局限,也就是说采用选择性氧化法制作面射型雷射可以同时获得增益波导和折射率波导的效果。

如果是采用P型基板成长P侧在下(p-side down)面射型雷射或者N型基板成长底部发光(bottom emission)面射型雷射,此时雷射光会从基板侧的DBR发出,这时就需要在下方 DBR 与活性层之间也加入一层选择性氧化层,提供双层的电流局限能力,同时也可更有效的局限雷射光输出。

目前绝大多数砷化镓材料所制作的面射型雷射均可应用选择性氧化技术来作为电流局限,以获得较低的临界电流值,同时其高温操作特性、高频调变特性以及可靠度也较蚀刻柱状结构和离子布植法所制作的元件优异,因此已经成为红光及红外光面射型雷射制程技术主流。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 元件
    +关注

    关注

    4

    文章

    1209

    浏览量

    37821
  • 雷射
    +关注

    关注

    0

    文章

    25

    浏览量

    10340
  • 蚀刻
    +关注

    关注

    10

    文章

    426

    浏览量

    16190

原文标题:氧化局限法

文章出处:【微信号:Semi Connect,微信公众号:Semi Connect】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    P+F对光电传感器

    P+F对光电传感器德国P+F倍加福对光电传感器发射器与接收器位于独立的两个壳体中。发射器发送的光直接被接收器接收。如果物体遮住了光束,开关功能触发。对
    发表于 04-24 18:19

    垂直共振腔雷射的制程细节

    先进电子显微镜成像技术揭露垂直共振腔雷射的制程细节
    发表于 02-22 07:36

    光电开关

    光电开关
    发表于 12-16 15:03 138次下载

    雷射,雷射是什么意思

    雷射,雷射是什么意思 一、 雷射盲孔的沧桑与HDI(   1.1 HDI的定
    发表于 03-02 09:39 5245次阅读

    防爆激光对与隔爆激光对之间的优势对比

    为什么使用维安达斯本安防爆激光对? 维安达斯本安防爆激光对标志为(ExiaIICT6Ga),本质安全防爆设计,通过限制电气回路中的
    发表于 08-03 10:11 840次阅读

    VCSEL基本结构 VCSEL激光器的特点

    垂直腔发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,简称VCSEL,又译垂直共振腔雷射
    发表于 09-11 09:52 9789次阅读
    VCSEL基本<b class='flag-5'>结构</b> VCSEL激光器的特点

    雷射发展历程

    早期所谓的雷射(surface emitting laser, EBL)本质上仍然是边
    的头像 发表于 12-09 09:52 571次阅读
    <b class='flag-5'>面</b><b class='flag-5'>射</b><b class='flag-5'>型</b><b class='flag-5'>雷射</b>发展历程

    雷射初期的研发进展

    早期雷射由于半导体磊晶技术简在发展初期阶段,因此还无法直接成长反射率符合雷射操作需求的全磊晶导体分布布拉格反射器,以Iga 教授团队所
    的头像 发表于 12-10 10:52 620次阅读

    典型的四种VCSEL结构解析

    典型的VCSEL 结构主要由p DBR、n DBR与光学共振腔所组成。上下 DBR提供纵向的光学共振腔,然而在横方向的电流局限与光学
    的头像 发表于 12-30 14:44 1062次阅读
    <b class='flag-5'>典型</b>的四种VCSEL<b class='flag-5'>结构</b>解析

    增益波导说明

    (radiative recombination)后,如果产生的增益大于损耗,就可以发出同调的雷射光。采用这种电流局限方式制作
    的头像 发表于 01-13 09:42 583次阅读
    增益波导说明

    离子布植法介绍

    由于蚀刻柱状结构有上述金属电极制作困难且需要额外的蚀刻制程步骤等问题,因此早期业界及学术研究单位最常采用的方法为离子布植法。采用离子布植法作为
    的头像 发表于 01-15 14:18 627次阅读
    离子布植法介绍

    雷射制程技术介绍

    变频率[18][19]等,其他蚀刻空气柱状结构所需的蚀刻制程以及离子布植法同样需要的金属电极制程也都与氧化局限技术中采用的制程参数相同,因此本节将针对氧化
    的头像 发表于 01-21 11:38 571次阅读
    <b class='flag-5'>面</b><b class='flag-5'>射</b><b class='flag-5'>型</b><b class='flag-5'>雷射</b>制程技术介绍

    选择性氧化知识介绍

    采用氧化局限技术制作雷射元件最关键的差异在于磊晶成长时就必须在活性层附近成长铝含量莫耳分率
    的头像 发表于 01-23 11:02 667次阅读
    选择性<b class='flag-5'>氧化</b>知识介绍

    InP异质接面/量子井雷射

    为了应用在光纤通讯上有效提升讯号传输距离,对于发光波长1310nm 与1550nm的雷射需求也相当迫切,传统半导体雷射二极体在长波长红
    的头像 发表于 02-07 10:20 630次阅读
    InP异质接面/量子井<b class='flag-5'>面</b><b class='flag-5'>射</b><b class='flag-5'>型</b><b class='flag-5'>雷射</b>

    InGaAs量子井雷射介绍

    由上述 InP 系列材料雷射发展可以发现,要制作全磊晶结构的长波长
    的头像 发表于 02-07 11:08 619次阅读