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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 | 269 次浏览 | 分享到:

超晶格结构(superlattice)以释放所累积的应力,整组超晶格结构的厚度对应到四分之一的光学波长,图7-1为此DBR结构侧向之穿透式电子显微镜图,其中颜色较浅的薄膜为AlN。量测结果显示,20对的AlN/GaN DBR 在波长399nm 时反射率可达97%以上。

而在 AlGaN/GaN DBR 材料系统中,Someya Arakawa 利用金属有机化学气相沉积系统成长表面无裂痕之35  Al0.34Ga0.66N/GaN DBR,其反射率可达96%。为了进一步控制成长氮化物 DBR 所累积的应力,Waldrip 等人提出在 AlGaN/GaN DBR 中插入 AlN 层来转换成长 DBR 时的应力,其实验结果显示,成长60 对的Al0.2Ga0.8N/GaN DBR 并无发现表面裂痕,波长在380nm 时其反射率可达99%

至于晶格匹配的 AlInN/GaN DBR 结构首先由 Carlin 与 Ilegems所提出,他们利用金属有机化学气相沉积系统成长 20 对的Al0.84In0.16N/GaN DBR,其反射率在波长515 nm 时可达90%与35 nm 的禁止带宽度。另外,此研究群更进一步成长紫外光波段晶格匹配的 Al0.85In0.15N/Al0.2Ga0.8N DBR,在成长此 DBR 结构前,必须先成长一层几乎没有应力的Al0.2Ga0.8N层以避免之后磊晶时应力的形成,其实验结果显示,35对的DBR结构在波长340 nm 时其反射率可达99%与大约20nm 的禁止带宽度。

由于高反射率氮化物 DBR 成长的困难性,氮化镓 VCSEL 所对应的结构设计主要可分为三种类型,如图 7-2所示。第一种类型为磊晶成长全结构的VCSEL,包含上下DBR与主动层材料,完整磊晶结构的优点是易于控制雷射共振腔的厚度,然而就氮化物材料系统而言,即使有部分研究群能够实现这样的磊晶结构,其应力的考量、良好的晶体品质与高反射