850 nm 離子佈植型面射型雷射之製造與光輸出－電流曲線之斜率特性分析

Abstract

我們在面射型雷射元件離子佈植製程步驟前成長二氧化矽層，使接觸金屬和電極能夠同時蒸鍍，並且在室溫直流條件下做晶片量測。元件之間的差異在於成長不同厚度的二氧化矽層以及在光罩設計下不同的離子佈植及接觸金屬的孔徑尺寸。 在離子佈植前成長較薄的二氧化矽層對離子佈植深度影響較小，同時元件的特性也較佳。不同離子佈植及接觸金屬孔徑的元件，其基本光輸出─電流─電壓特性的量測結果亦符合其相關電流散佈及熱的性質。在離子佈植型雷射一般光譜特性的量測結果中可以顯現出其與橫模波長間的關係。空間增益缺陷及熱透鏡效應對離子佈植型雷射橫模的生成，和光輸出─電流曲線中扭曲的現象和變動的斜率是有關聯的，其量測結果亦符合離子佈植孔徑尺寸的相關問題。最後比較估計的基態橫模寬度和接觸金屬的孔徑尺寸可以得到當面射型雷射元件的接觸金屬開口越小時，不但使輸出在相對較低階橫模的操作電流區間增長，也可得到更線性的光輸出特性。較小孔徑的接觸金屬抑制了高階態橫模的輸出，同時它也減輕了因為高階態橫模的生成，而在光輸出─電流曲線中所造成的扭曲問題。