面射型雷射制程技术介绍

目前市场上普遍采用的面射型雷射元件主流技术为选择性氧化法，绝大多数面射型雷射操作特性纪录均是由选择性氧化局限技术所达成，例如低操作电压［14］、低临界电流［15］、高电光转换效率［16］17、高调变频率［18］［19］等，其他蚀刻空气柱状结构所需的蚀刻制程以及离子布植法同样需要的金属电极制程也都与氧化局限技术中采用的制程参数相同，因此本节将针对氧化局限面射型雷射制程技术进行介绍，让读者能对面射型雷射制程技术有一个全面的概念。选择性氧化面射型雷射制程步骤大致如下图5-8所示，关键制程会在本节详细介绍。

与蚀刻空气柱状结构和离子布植法制作面射型雷射所需的磊晶成长结构最显著的差异在于靠近活性层增益区必须成长一层或数层厚度约数十奈米的高铝含量砷化铝镓层以供后续氧化制程形成电流局限孔径，通常该层铝含量会在95%以上以获得足够的氧化速率。典型的氧化局限面射型雷射磊晶结构如下图5-9所示，该结构具有n型（Si掺杂浓度3X1018cm-3）与p型（C掺杂浓度3X1018cm-3）DBR各39.5对与22对，等效四分之一波长厚度的高折射率Al0.12Ga0.88As与低折射率Al0.92Ga0.08As层之间有20nm的渐变层（graded interface）以降低介面电阻，活性层增益区为三层8nm厚的GaAs量子井被Al0.3Ga0.7As量子能障包围以提供优异的载子局限效果，元件发光波长为850nm。