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垂直腔面发射激光器(VCSELs)在近20年成为了各实验室热衷研究的课题.VCSELs的优势体现在它的小尺寸,低阈值,单纵模,圆光斑及小发散角上.另外,因为它们的在片制造,与传统的边发射激光器相比,可轻易实现二维激光器阵列及与电组件一起形成单片集成激光器(如光互连).在各种结构的VCSELs中,氧化物限制型垂直腔面发射激光器因其卓越的性能而应用日益普遍.该论文围绕980nm内腔接触式氧化物限制型VCSELs,对AlAs/AlGaAs掩埋湿氧氧化技术和氧化物限制垂直腔面发射激光器进行了深入的研究,在器件设计、器件工艺以及器件的优化等方面均取得了重要进展.成功地制备出了在室温脉冲工作情况下,阈值电流为1.6mA,注入电流为20mA时,输出功率10.2mW;在室温直流(CW)情况下,注入电流为35mA时,输出功率为9mW的新型隧道再生双有源区器件.具体工作概括如下:1、垂直腔面发射激光器的基本原理及设计.针对内腔接触式氧化物限制型VCSELs结构,围绕980nmVCSELs对材料生长、工艺制备等方面进行了相应研究.主要包括对DBR、有源区及光腔的基本的理论分析,以及有关材料选择,生长顺序、生长厚度等的计算.2、垂直腔面发射激光器外延片的检测及工艺制备.为判断MOCVD外延生长片是否适合制备VCSELs,在分析了各种的检测方法后,明确了该实验室现有条件下,可采用的检测手段为:利用白光反射谱检测外延片的反射谱与腔模位置,利用边发射激光器的制备检测增益峰位置.在器件的具体制备方面,我们结合该实验室的实际情况,对各步工艺进行了分析,最终摸索出了一套切实可行的工艺流程;并对其中的关键工艺——光刻及湿法腐蚀进行了深入的研究,以提高我们的工艺质量.最后通过扫描电镜(SEM)的测试对工艺结果进行了检测.3、Al<,0.98>Ga<,0.02>As湿法氧化技术的深入研究.通过实验优化了氧化工艺条件,稳定了各实验参数,实现了氧化工艺的可重复性.运用一维Deal-Grove模型分析了Al<,0.98>Ga<,0.02>As条形台面湿法氧化的一般规律,并在此基础上进一步分析推导,加以适当的简化,提出了适用于二维圆形台面的简单氧化模型,用此模型模拟得到的结果与实验数据十分吻合.4、VCSELs器件特性的分析.对器件的光、电及转换效率三方面的各个测试参数进行详尽的阐述,分析了对器件阈值电流、电阻、输出功率及转换效率等参数可能有影响的各个因素.