Vcsel芯片和制作流程

但凡说到激光器，人们必须提及Vcsel，也就是垂直腔面发射激光器：Vertical－Cavity Surface－Emitting Laser。2017年苹果公司iPhone X采用vcsel作为3D感应技术，用于Proximity sensor和 Face ID模块，彻底把Vcsel炒热了。之后发现Vcsel在激光雷达LiDAR和气体检测等方面有很大的应用市场。市场预期2023年市场还会扩大10倍以上。同时随着光通讯数据中心的建设，Vcsel激光器作为980nm等短波长激光器的使用量也会激增。
       

       

       

        Vcsel的应用场景

       

       

       

        市场预期

       

       

       

        全球主要Vcsel供应商

        2． Vcsel的结构和原理
       

       

                如上图，我们都知道LD作为侧发光的激光器，光源是从侧边出光面发射，而且需要在AR面镀增透膜、HR面做高反膜。而Vcsel的光是从P型或N型表面直接发射出来，有点像红光LED的结构。
       

       

       

        芯片内部结构

        Vcsel的光腔是采用有源区上方和下方的布拉格在外延工序沉淀而成。
       

       

       

        TO封装后的Vcsel外形

       

       

                我们以上图的Vcsel的制备过程为例说明：
        （1）通过MBE或Mocvd在砷化镓的基板上，交替生长GaAs和AlAs，交替生长层最终形成布拉格反射镜。GaAs和AlAs有这显著不同的折射率，但是他们二者的晶格常数基本相同，因此可以交替生长很多层而不产生位错，这也是为什么可以做出高反射率的镜面效果。
        （2） 接着生长几个量子阱有源区。
        （3）在上面生长一组P掺杂的GaAs／AlAs。
        （4）刻蚀出一个圆环形区域，从而定义出区域中直径几微米的激光器。
        （5）通常金属接触位于顶部环绕器件环上，通常要在顶部反射镜堆叠中，通过氧化暴露的AlAs层，使它形成氧化物不导电，从而形成电流光阑，以便漏斗电流仅流向器件的中心。
        （6）P型布拉格反射镜。
        （7）镀上面P电极
        （8）减薄到100um，镀N电极锗镍金。
        3． Vcsel优缺点
        优点：
        （1）不需要单独做反射镜，工艺简单。
        （2）阈值电流仅为0．1mA，器件体积小，电容小，适用于10Gbit／s的高速调制系统。
        （3）出光面是圆形，发射出来的光也是圆形，且垂直腔的高度也只有几微米，纵模只有一个，而且当腔体直径小于8um时，只有一个横模存在。十分方便出光耦合光线等。
        （4）温度特性好，无需制冷。
        举例：德国Mergeoptics公司生产的850nm Vcsel激光器，谱宽0．2nm，平均发射功率－2．17dBm，消光比6．36dB，相对强度噪音－128dB／Hz。
        缺点：
        输出功率低，腔长短。 长波长的外延很难做，比如光通讯用的1310nm、1550nm。
       

       

                GaAs的vcsel有一个AlAs氧化工艺，可以用来形成侧向电流限制，inp系的材料没有这个工艺，侧面电流限制做得不太好。

第一次评论啊，好紧张啊，该怎么说啊，打多少字才显的有文采啊，这样说好不好啊，会不会成热贴啊，我写的这么好会不会太招遥，写的这么深奥别人会不会看不懂啊，怎样才能写出我博士后的水平呢，半年写了这么多会不会太快啊，好激动啊

◥█▄▃▁
.......◥█☆█▅▄▃▁▁▁▁▁▃▄▅▅ 贵州代表队 ▅▅▅▄▁
〓▇█████ 雷雷雷雷雷雷██████████████████▅▄▃▁▁
〓〓〓█████████████◤
....................轰炸过
..................轰炸过
...............轰炸过
............轰炸过
..........轰炸过
........轰炸过
......轰炸过
.....轰炸过
....轰炸过
...轰炸过
..轰炸过
.轰炸过 .轰炸过 楼上l楼下保持队行 ！！！！！

水帖美如花，养护靠大家！！

不错

楼主，你写得实在是太好了。我唯一能做的，就只有把这个帖子顶上去这件事了。 阁下 字迹工整， 文笔极佳
， 才思敏捷， 过目不忘， 十年寒窗， 博学多才， 见多识广， 才高八斗， 学富五车， 文武双全， 雄韬伟略
， 谈吐不凡， 谈笑风声， 高谈阔论， 眉飞色舞， 完美无缺， 一针见血，　　　　远见卓识，　　　　义正
词严，　　　　一气呵成，　　　　大显神通，　　　　出口成章，　　　　出类拔萃，　　　　出神入化，
　　　　万古流芳，　　　　一本正经，　　　　一箭双雕，　　　　长篇大论，　　　　功德无量，　　　
　力排众议，　　　　力挽狂澜，　　　　气贯长虹，　　　　气势磅礴，　　　　气吞山河，　　　　坚韧
不拔，　　　　身体力行，　　　　空前绝后，　　　　视死如归，　　　　英姿焕发，　　　　奉公守法，
　　　　艰苦奋斗，　　　　忠贞不渝，　　　　舍己为人，　　　　大公无私，　　　　一尘不染，　　　
　一鸣惊人，　　　　叱诧风云，　　　　排山倒海，　　　　惊涛骇浪，　　　　雷霆万钧，　　　　惊心
动魄，　　　　横扫千军，　　　　惊天动地，　　　　见缝插针，　　　　无孔不入，　　　　千篇一律，
　　　　口诛笔伐，　　　　文从字顺，　　　　十全十美，　　　　无懈可击，　　　　无与伦比，　　　
　励精图治，　　　　壮志凌云，　　　　高瞻远瞩，　　　　忍辱负重，　　　　盖世无双，　　　　龙飞
凤舞，　　　　一丝不苟，　　　　身兼数职，　　　　日理万机，　　　　明察秋毫，　　　　英明果断，
　　　　分身有术，　　　　孜孜不倦，　　　　吾等楷模　　　　…………　　　　
在下对你的景仰之情有如滔滔长江之水，　　　　
连绵不绝　　　　……　　　　
又如黄河泛滥，　　　　
一发不可收拾　　　　……　　　　
嘿嘿~~~~　　　　
惊天地！　　　　
泣鬼神！　　　　
感人肺腑！　　　　
感人落泪！　　　　
i 服了 u！　　　　
长江后浪退前浪，　　　　
灌水英雄代代出　　　　……　　　　　　　　
好贴。。。　　　　
又见好帖。。。　　　　　　　　
又见不是一般的好贴。。。　　　　　　　　
好贴不是别的。。。　　　　　　　　
好贴就是好贴。。。　　　　　　　　
好是好贴的好。。。　　　　　　　　
贴是好贴的帖。。。　　　　　　　　
好贴不是别的。。。　　　　　　　　
好贴就是好贴。。。

金鉴实验室搭建的这个论坛不错

嘻嘻不错支持一个

不错！顶LZ

学习了，这就去试试