AlGaAs濕法氧化技術(shù)和新型垂直腔面發(fā)射激光器的研制.pdf

1、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)在近20年成為了各實(shí)驗(yàn)室熱衷研究的課題.VCSELs的優(yōu)勢體現(xiàn)在它的小尺寸,低閾值,單縱模,圓光斑及小發(fā)散角上.另外,因?yàn)樗鼈兊脑谄圃?與傳統(tǒng)的邊發(fā)射激光器相比,可輕易實(shí)現(xiàn)二維激光器陣列及與電組件一起形成單片集成激光器(如光互連).在各種結(jié)構(gòu)的VCSELs中,氧化物限制型垂直腔面發(fā)射激光器因其卓越的性能而應(yīng)用日益普遍.該論文圍繞980nm內(nèi)腔接觸式氧化物限制型VCSELs,對AlAs/AlGaAs掩埋

2、濕氧氧化技術(shù)和氧化物限制垂直腔面發(fā)射激光器進(jìn)行了深入的研究,在器件設(shè)計(jì)、器件工藝以及器件的優(yōu)化等方面均取得了重要進(jìn)展.成功地制備出了在室溫脈沖工作情況下,閾值電流為1.6mA,注入電流為20mA時(shí),輸出功率10.2mW;在室溫直流(CW)情況下,注入電流為35mA時(shí),輸出功率為9mW的新型隧道再生雙有源區(qū)器件.具體工作概括如下:1、垂直腔面發(fā)射激光器的基本原理及設(shè)計(jì).針對內(nèi)腔接觸式氧化物限制型VCSELs結(jié)構(gòu),圍繞980nmVCSELs

3、對材料生長、工藝制備等方面進(jìn)行了相應(yīng)研究.主要包括對DBR、有源區(qū)及光腔的基本的理論分析,以及有關(guān)材料選擇,生長順序、生長厚度等的計(jì)算.2、垂直腔面發(fā)射激光器外延片的檢測及工藝制備.為判斷MOCVD外延生長片是否適合制備VCSELs,在分析了各種的檢測方法后,明確了該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下,可采用的檢測手段為:利用白光反射譜檢測外延片的反射譜與腔模位置,利用邊發(fā)射激光器的制備檢測增益峰位置.在器件的具體制備方面,我們結(jié)合該實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況,對

4、各步工藝進(jìn)行了分析,最終摸索出了一套切實(shí)可行的工藝流程;并對其中的關(guān)鍵工藝——光刻及濕法腐蝕進(jìn)行了深入的研究,以提高我們的工藝質(zhì)量.最后通過掃描電鏡(SEM)的測試對工藝結(jié)果進(jìn)行了檢測.3、Al<,0.98>Ga<,0.02>As濕法氧化技術(shù)的深入研究.通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了氧化工藝條件,穩(wěn)定了各實(shí)驗(yàn)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了氧化工藝的可重復(fù)性.運(yùn)用一維Deal-Grove模型分析了Al<,0.98>Ga<,0.02>As條形臺(tái)面濕法氧化的一般規(guī)律,并在此基