【摘 要】
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垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),是最早在1977年由日本东京工业大学的伊贺建一教授提出的一种新型的半导体激光器结构,该结构主要由上反
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垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),是最早在1977年由日本东京工业大学的伊贺建一教授提出的一种新型的半导体激光器结构,该结构主要由上反射镜、有源区和下反射镜组成。由于激光垂直于衬底表面出射的特殊结构,VCSEL具有阈值电流低、单纵模激射、模式稳定性好、易与光纤耦合和制作二维阵列等众多优点,这也使得VCSEL及其二维阵列在光纤通信、激光打印、图像识别、光学感测、工业照明等领域被广泛应用。随着光通信技术的日新月异和信息数量呈指数增长,高性能VCSEL已成为高密度集成的光通信信号源的首要选择。对VCSEL的单管的研究也已经比较深入,但VCSEL阵列的研究发展还没达到一定深度。VCSEL阵列的制作过程也未见到详细论述。本文从工艺设备的角度,对制作过程进行了分析,具体工作概括如下:1.激光器制作设备主要包含有机金属化学气相沉积MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD),磁控溅射台,光刻机,等离子体增强型化学气相沉积PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,PECVD)几种主要设备。本文介绍了以上几种设备的原理,主要结构,工艺特点,制作过程工艺改进方向研究,参数影响。2.激光器阵列的具体制作过程分析,包含外延生长,外延片清洗,光刻台面,腐蚀台面,氧化孔制作,生长SiO2钝化层,光刻腐蚀SiO2,P型电极光刻,生长P型电极,剥离电极,磨片,生长N型电极,固化到到焊接板,打线,连接测试板,测试性能等工艺步骤;3.激光器阵列的工艺难点分析,包括光刻版间距设计,腐蚀的形貌控制,水氧氧化的工艺改善。
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