面射型雷射制程技術介紹

目前市場上普遍采用的面射型雷射元件主流技術為選擇性氧化法，絕大多數(shù)面射型雷射操作特性紀錄均是由選擇性氧化局限技術所達成，例如低操作電壓［14］、低臨界電流［15］、高電光轉(zhuǎn)換效率［16］17、高調(diào)變頻率［18］［19］等，其他蝕刻空氣柱狀結構所需的蝕刻制程以及離子布植法同樣需要的金屬電極制程也都與氧化局限技術中采用的制程參數(shù)相同，因此本節(jié)將針對氧化局限面射型雷射制程技術進行介紹，讓讀者能對面射型雷射制程技術有一個全面的概念。選擇性氧化面射型雷射制程步驟大致如下圖5-8所示，關鍵制程會在本節(jié)詳細介紹。

與蝕刻空氣柱狀結構和離子布植法制作面射型雷射所需的磊晶成長結構最顯著的差異在于靠近活性層增益區(qū)必須成長一層或數(shù)層厚度約數(shù)十奈米的高鋁含量砷化鋁鎵層以供后續(xù)氧化制程形成電流局限孔徑，通常該層鋁含量會在95%以上以獲得足夠的氧化速率。典型的氧化局限面射型雷射磊晶結構如下圖5-9所示，該結構具有n型（Si摻雜濃度3X1018cm-3）與p型（C摻雜濃度3X1018cm-3）DBR各39.5對與22對，等效四分之一波長厚度的高折射率Al0.12Ga0.88As與低折射率Al0.92Ga0.08As層之間有20nm的漸變層（graded interface）以降低介面電阻，活性層增益區(qū)為三層8nm厚的GaAs量子井被Al0.3Ga0.7As量子能障包圍以提供優(yōu)異的載子局限效果，元件發(fā)光波長為850nm。