PCSEL有三種常見的加工方式。
第一種方式是晶片鍵合,如下左圖。其制作過程是:先在一個晶片上外延好N型包層和有源區層等外延層;然后在另一個晶片上外延好P型包層、光子晶體層,和刻蝕好光子晶體結構;最后,通過晶片鍵合方式將兩個晶片鍵合在一起。不過,晶片鍵合過程會在鍵合界面上產生許多缺陷,導致激射光的嚴重吸收和費米能級釘扎導致的電學性能惡化,目前基本不采用該方式。
第二種方式是二次外延,如下中圖。其制作過程是:先在晶片上外延好N型包層、有源區層和光子晶體層,并在光子晶體層上刻蝕好光子晶體結構;然后,清洗好晶片表面,在光子晶體層上再次外延生長P型包層和歐姆接觸層等。這是目前主流的加工方式,其難點是保留氣孔的二次外延,要么沒有外延設備,要么有設備但二次外延技術不成熟。
第三種方式是表面刻蝕,如下右圖。制作過程是:先在晶片上外延好N型包層、有源區層、P型包層和歐姆接觸層等整個完成的激光器外延結構;然后,從表面的歐姆接觸層直接刻蝕光子晶體層,一直刻蝕到有源區附近。目前,有一些相關的文獻,其難點是當采用薄P型包層光損耗大,當采用厚P型包層需要氣孔深刻蝕。
出光方向由加工的電極決定,并不受限于下圖中標記的形式。
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激光器
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光子晶體
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