Laserpointer 1000mw Grün

University of California in Santa Barbara (UCSB) wurde verwendet Foto-elektrochemische etch (PEC) Wellenl?nge 405nm Vertical-Cavity oberfl?chenemittierenden Lasern (VCSELs) auf der Grundlage erstellen auf Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) mehrere Quantum Wells (MQWs) [C. O. Halter Et al., Appl Phys. Lett., vol105, p031111, 2014]

Nach Angaben der Forscher sind VCSELs attraktiv aus verschiedenen Perspektiven wie "kreisf?rmige Ausgabe Balken l?ngs Singlemode-Betrieb, low-Output-Strahldivergenz, reduzierte Schwelle aktuelle, reduziertes Ger?t Fu?abdruck,  hohe Modulationsfrequenz und charakteristische vertikale Emission normal auf das Substrat, erm?glicht die Herstellung von high-Density-2D-Arrays."

Kurze Wellenl?nge VCSEL-Ger?te auf der Grundlage von Nitrid-Halbleitern wie InGaN sind jedoch schwer zu machen. Ablagerung von dielektrischen verteilter Bragg-Reflektoren (DBRs) auf der n-Seite des Ger?ts erfordert insbesondere die Entfernung des Substrates. Methoden, um das Substrat in der Regel entfernen führen zu einer unerwünschten rauhe Oberfl?che. UCSB wurde PEC verwendet, um eine glatte Oberfl?che nach dem Substrat entfernen zu erstellen.

Die Epitaxie Struktur (Abbildung 1) wurde auf m-Ebene freistehende GaN von Mitsubishi Chemical mit atmosph?rischen Druck Metall-organische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD-AP) gewachsen. Das Substrat war misoriented 1° im [000-1] Richtung zu vermeiden die Bildung von pyramidale Hügel, als mit auf Achse Wachstum geschieht.

Die Verwendung von m-Flugzeug Wachstum Richtung, anstatt der üblichen c-Ebene, wurde entworfen, um die elektrische Felder durch die spontane und piezoelektrischen (Stamm-abh?ngige) Polarisation von Nitrid Halbleiter-Legierungen zu vermeiden.   M-Flugzeug-Laser haben auch lineare Verst?rkung im Vergleich zu aktuellen Merkmale, geringe Transparenz Tr?ger und Stromdichten und hohe anisotrope Verst?rkung gezeigt.

Das epitaktische Material wurde in VCSELs gebildet, die Flip-Chip verklebt auf ein Saphirglas Submount (Abbildung 2 waren). Die p-Seite-DBR bestand aus 13-Periode Siliciumdioxid/Tantal-oxid (SiO2/Ta2O5) dielektrische Paare.

Abbildung 2: (a) schematische Querschnitt der VCSEL nach Flip Chip Bonden, aber vor dem einheimischen Substrat entfernen. (b) SEM Bild von Bandgap-selektive PEC untergraben Radierung zum Substrat entfernen.

Der 415nm MQW Teil der Epitaxie Struktur wurde verwendet, wie der aktive Bereich für ein PEC-Unterschnitt etch, die das Substrat entfernt. Die Beleuchtung über die 415nm Bandgap wurde bereitgestellt durch ein continuous wave (CW) 405nm Laser 200mW (65W/cm2).

Die generierten L?cher schufen die Bedingungen für selektive etch durch Oxidation der Gallium-Atome in die Opferschicht MQW. Als Elektrolyt wurde Kaliumhydroxid-L?sung. Die Foto-generated Elektronen wurden durch eine Verringerung der Reaktion an der Kathode ein Titan/Gold (Ti/Au) entfernt.

Die Blende von der VCSEL wurde aufgestellt, um n?her an  das Ga-Gesicht des MQW-Seitenwand, erm?glicht eine schnellere, vollst?ndige Radierung des Gebietes Blende. Der PEC-Prozess wurde fortgesetzt, bis das Substrat entfernt werden konnte.

Die Forscher Kommentar: "jenseits der Einfachheit dieser Substrat entfernen Technik, PEC unterbieten Radierung hat das Potenzial, die Wiederverwendung von freistehenden GaN Substrate, aktivieren, wie die Substrate nach Entfernung im wesentlichen unbesch?digt sind. Diese Funktion k?nnte die Kosten für die nicht-polaren und semipolare VCSELs sowie nicht-polaren und semipolare Rand-emitting Laser und Leuchtdioden (LEDs) erheblich."

Nach dem Entfernen von Substrat wurde Titan/Gold auf der n-GaN-Oberfl?che als Ger?t Kontakt hinterlegt. Der neue n-Kontakt war auch als eine Kathode für weitere PEC-?tzen verwendet. Die Beleuchtung war einer ultravioletten Quecksilber-Xenon-Lampe mit einem Filter, die Licht mit Wellenl?ngen kürzer als 320nm entfernt. Die n-Al0.3Ga0.7N-Schicht mit 310nm Bandgap diente als ?tzen-Stop Layer und Loch blockierende Schicht, die L?cher, die Teilnahme an der Etch-Prozess verhindert.