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蓝紫光 VCSEL 用之反射镜
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2025-02-13 | 267 次浏览 | 分享到:

在氮化镓发光二极体的发展过程中已受到许多的阻碍,其中包含缺少晶格匹配的基板、p型氮化镓镁的低活化率、电子电洞移动率差异大、与 quantum-confined Stark effectQCSE)现象等。而蓝光 VCSEL 除了必须考量到上述的困难之外,DBR的制作对于蓝光VCSEL 而言更是一大挑战,一般而言以氮化镓为材料系统的 DBR 可以分成三种,包含AlN/GaNAlGaN/AlGaN  AlInN/GaN 三种组合。AlN/GaN DBR 可以提供最大的折射率差异与禁止带宽度(stopband width),然而 AIN  GaN 之晶格常数差异高达2.4%,因此成长这种材料系统容易遇到应力的累积进而在晶片表面产生裂痕(crack),这样的裂痕通常会伴随着晶体缺陷的出现,并导致DBR 反射率的降低。为了避免应力的累积效应,AlGaN/AlGaN 材料系统成了第二种选择,主要是利用调整铝与镓的含量来减少晶格不匹配的程度,然而随之而来的问题是折射率差异的下降导致DBR 对数的增加。第三种是使用 AlInN/GaN 材料系统,并且调整铟含量使 AlInN 可晶格匹配于GaN,然而成长高品质的AlInN 薄膜并不容易,主要是因为高含量的铟容易形成相分离的现象以及薄膜中铟含量的不均匀分布,而InN  AlN的最适成长温度极具差异性更是造成磊晶成长困难的主因之一。

尽管成长氮化物 DBR 极具挑战性,许多研究群仍致力于高反射率氮化物DBR的成长与研究。Ng 等人利用分子束磊晶技术成长25对的 AlN/GaN DBR,波长在467 mm 时最大反射率高达99%,禁止带宽度为45 nm,然而由于AlN 造成的伸张应力,部分DBR 表面具有网状的裂痕 。交通大学 Huang等人利用金属有机化学气相沉积系统成长20对无裂痕的 AlN/GaN DBR,为了克服应力累积的问题,在DBR 结构中每5对 AlN/GAN DBR插入一组包含5对的 AlN/GaN