外腔面发射激光器GaAs基质的酸性腐蚀

房启鹏; 詹小红; 梁一平; 蒋茂华; 朱仁江; 吴建伟; 张鹏

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.021

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外腔面发射激光器GaAs基质的酸性腐蚀

房启鹏 , 詹小红 , 梁一平 , 蒋茂华 , 朱仁江 , 吴建伟 , 张鹏

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引用本文:

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外腔面发射激光器GaAs基质的酸性腐蚀

1.
重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市高校光学工程重点实验室, 重庆 400047

作者简介: 房启鹏（1987-），男，硕士研究生，主要从事激光单元器件及技术方面的研究。.

通讯作者: 张鹏, zhangpeng2010@cqnu.edu.cn

基金项目:
重庆市自然科学基金资助项目（cstc2011jjA40015）;重庆市教委科技研究基金资助项目（KJJ130630）
中图分类号: TN248.4

Acid etching of GaAs substrate of external-cavity surface-emitting laser

1.
Chongqing High Education Key Laboratory of Optical Engineering, College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China

Corresponding author: ZHANG Peng, zhangpeng2010@cqnu.edu.cn

CLC number: TN248.4

摘要: 外腔面发射激光器的GaAs基质厚度大，热导率低，严重阻碍有源区热量的扩散，影响激光器功率的提高。为了去除激光器的GaAs基质，采用硫酸系酸性腐蚀，通过改变腐蚀液浓度和腐蚀温度来比较腐蚀液对GaAs基质的腐蚀影响，并采用原子力显微镜照片表征了腐蚀表面的粗糙度。结果表明，当腐蚀液的体积比V（H2SO4）：V（H2O2）：V（H2O）=1：5：10，腐蚀温度为30℃时，腐蚀速率适中，为5.2μm/min，腐蚀表面粗糙度2.7nm，腐蚀总体效果较为理想。较好的GaAs基质腐蚀效果为外腔面发射激光器衬底去除腐蚀阻挡层的选择性腐蚀提供了基本的保障。
- 激光器 /
- 外腔面发射激光器 /
- 酸性腐蚀 /
- GaAs基质
Abstract: Because of the large thickness and low thermal conductivity of GaAs substrate in external-cavity surface-emitting laser, the heat diffusion of active region is seriously impeded and the laser output power is difficult to improve. In order to remove the GaAs substrate, sulfate acid corrosion was used. The corrosion effects were compared with different concentration etching liquid at different temperature. Atomic force microscope photos were used to represent the roughness of etching surface. The results show that when the volume ratio of the etching liquid V(H2SO4)：V(H2O2)：V(H2O) is 1：5：10 and the temperature is 30℃, the moderate etching rate about 5.2μm/min and the 2.7nm roughness of etching surface is obtained. The good etching effect of GaAs substrate provides the basic guarantee for the next step of the substrate removal-selective etch of the stop-layer.
- lasers /
- external-cavity surface-emitting laser /
- acid etching /
- GaAs substrate

[1]	SONG Y R, ZHANG P, ZHANG X P, et al. Intracavity frequency-doubled green vertical external cavity surface emitting laser[J]. Chinese Optics Letters, 2008, 6(4):271-273.
[2]	SONG Y R, ZHANG P, YAN B X, et al. Intracavity frequency-doubled green optically pumped semiconductor vertical external cavity surface emitting laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2007, 34(12): 1763-1763(in Chinese).
[3]	CALVEZ S, HASTIE J, GUINA M, et al. Semiconductor disk lasers for the generation of visible and ultraviolet radiation[J]. Laser & Photonics Reviews, 2009, 3(5): 407-434.
[4]	KELLER U, TROPPER A C. Passively mode-locked surface-emitting semiconductor lasers [J]. Physics Reports, 2006, 429(2): 67-120.
[5]	HARING R, PASCHOTTA R, ASCHWANDEN A, et al. High-power passively mode-locked semiconductor lasers[J]. IEEE Journal of Quantum Electronics, 2002, 38(9): 1268-1275.
[6]	ZHANG P, YU W M, SONG Y R, et al. Technology of SESAM mode-locked OP-VECSELs[J]. Laser Technology, 2007, 31(3): 291-294(in Chinese).
[7]	HOU L F, FENG Y, YANG Y Zh, et al. The wet etching process of high-power VCSEL[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2011, 32(6): 598-602 (in Chinese).
[8]	HANSON A W, DANZILIO D, BACHER K, et al. A selective gate recess process utilizing MBE-grow In0.5Ga0.5P etch-stop layer for GaAs-based FET technologies//Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs IC) Symposium, 20th annual IEEE.New York,USA:IEEE,1998:195-197.
[9]	LIN L, WANG W, XU A H, et al. Wet etching of GaAs/InGaP heterointerfaces[J]. Journal of Functional Materials and Devices, 2008, 14(3): 634-638 (in Chinese).
[10]	LIU X W, YU Y. Isopropanol in the role of silicon in alkaline etching solutions[J]. Equipment for Electronic Products Manufacturing, 2010, 39(8): 23-25 (in Chinese).

[1]	伍瑜 , 倪演海 , 戴特力 , 周勇 , 秦莉 , 梁一平 , 范嗣强 , 张鹏 . 基质刻蚀的高功率外腔面发射激光器. 激光技术, 2012, 36(2): 200-203. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.014
[2]	詹小红 , 朱仁江 , 蒋茂华 , 胡平 , 崔玉亭 , 张鹏 . 外腔面发射激光器自发辐射谱的热特性. 激光技术, 2016, 40(4): 610-614. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.032
[3]	郭婧 , 谢生 , 毛陆虹 , 郭维廉 . GaAs/AlGaAs环形激光器的量子阱结构优化. 激光技术, 2015, 39(5): 654-657. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.014
[4]	李保志 , 邹永刚 . 可调谐垂直腔面发射激光器. 激光技术, 2018, 42(4): 556-561. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.023
[5]	郭嘉伟 , 李彤 , 牛瑞华 , 薛亮平 , 李燕凌 , 王宏元 . Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析. 激光技术, 2011, 35(6): 761-764. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.010
[6]	戚向涛 , 顾亚平 , 张曼 , 方斯喆 . 垂直腔面发射激光器的温度特性研究. 激光技术, 2018, 42(4): 457-461. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.005
[7]	李林福 , 陈建军 . 长波长垂直腔面发射激光器开关及双稳特性. 激光技术, 2015, 39(4): 515-519. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.019
[8]	罗广军 , 罗斌 , 潘炜 , 卢静 , 李建平 . 垂直耦合腔面发射激光器阈值特性研究. 激光技术, 2007, 31(6): 616-619.
[9]	高恒 , 刘佳铭 , 杨闯 , 赵刚 , 李斌 , 彭绪金 , 刘亚萍 . 用于远程激光测距机的小体积高功率固体激光器. 激光技术, 2019, 43(5): 597-600. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.05.002
[10]	方刚 , 徐向涛 , 全恩臣 , 戴特力 , 范嗣强 , 张鹏 . 掺Yb3+双包层光纤激光器的研究进展. 激光技术, 2014, 38(2): 278-282. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.028
[11]	王聪 , 吕冬翔 . 外腔式双波长喇曼激光器的耦合波理论. 激光技术, 2023, 47(5): 579-586. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.05.001
[12]	郭天华 , 汪岳峰 , 于广礼 . 光纤光栅外腔半导体激光器理论模型分析与选取. 激光技术, 2017, 41(2): 225-230. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.016
[13]	郭海平 , 万辰皓 , 许成文 , 严拓 , 王东升 . 外腔半导体激光器动态模稳定性的研究. 激光技术, 2016, 40(5): 706-710. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.018
[14]	刘小溪 , 王学锋 , 阚宝玺 , 王军龙 , 朱占达 , 郑也 . 用于光纤激光器光谱组束的外腔反馈研究. 激光技术, 2018, 42(6): 835-839. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.020
[15]	王军阵 , 朱忠 , 于新峰 , 周军 . 双体光栅外腔二极管激光器光谱特性研究. 激光技术, 2018, 42(1): 108-112. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.021
[16]	贾富强 , 郑权 , 薛庆华 , 谭成桥 , 钱龙生 . Cr4+：YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器. 激光技术, 2005, 29(6): 629-631.
[17]	田明 , 王菲 , 车英 . 双波长腔外同步和频355nm准连续全固态激光器. 激光技术, 2014, 38(6): 804-806. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.017
[18]	金杰 , 张建伟 , 杨宇 , 马翔 . 1.5μm波段乙炔气体稳频光纤光栅外腔半导体激光器. 激光技术, 2007, 31(4): 341-343.
[19]	严拓 , 郭海平 , 王振 , 王炜 , 唐霞辉 , 王度 . 3kW射频板条CO2激光器抛物面非稳波导腔研究. 激光技术, 2016, 40(6): 796-800. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.005
[20]	马海全 , 赵卫 , 张伟 , 王屹山 , 陈国夫 , 程昭 . 波长可调谐被动锁模光纤激光器. 激光技术, 2006, 30(3): 289-291.

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外腔面发射激光器GaAs基质的酸性腐蚀

通讯作者: 张鹏, zhangpeng2010@cqnu.edu.cn

作者简介: 房启鹏（1987-），男，硕士研究生，主要从事激光单元器件及技术方面的研究。

1. 重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市高校光学工程重点实验室, 重庆 400047

收稿日期: 2013-11-18
录用日期: 2013-12-20
网络出版日期: 2014-09-25

基金项目: 重庆市自然科学基金资助项目（cstc2011jjA40015）;重庆市教委科技研究基金资助项目（KJJ130630）

关键词:

摘要: 外腔面发射激光器的GaAs基质厚度大，热导率低，严重阻碍有源区热量的扩散，影响激光器功率的提高。为了去除激光器的GaAs基质，采用硫酸系酸性腐蚀，通过改变腐蚀液浓度和腐蚀温度来比较腐蚀液对GaAs基质的腐蚀影响，并采用原子力显微镜照片表征了腐蚀表面的粗糙度。结果表明，当腐蚀液的体积比V（H2SO4）：V（H2O2）：V（H2O）=1：5：10，腐蚀温度为30℃时，腐蚀速率适中，为5.2μm/min，腐蚀表面粗糙度2.7nm，腐蚀总体效果较为理想。较好的GaAs基质腐蚀效果为外腔面发射激光器衬底去除腐蚀阻挡层的选择性腐蚀提供了基本的保障。