VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASER WITH ELECTRICALLY CONDUCTING MIRROR

본 발명은 활성층을 갖는 활성층, 하부(후면) 미러 및 미러와, 광학 전파의 방향에 평행한 방향으로 여기 전류를 인가하기 위한 정면 및 후면 전극을 갖는 레이싱 동공을 구비한 반도체 수직 동공 표면 방출 레이저이다. 본 발명에 따라, 정면 미러는 정면 전극으로서 동작하면서 얇고 반투명 금속층을 포함한다. 그 금속층은 비-합금 저항성 접촉부를 형성하는 높게 도프된 층 위에 있다. 그 금속층은 Ag 및 Al로부터 선택되어 5nm 내지 55nm 범위의 두께로 증착된다. 그 VCSEL은 반도체 장치이고, 그 반도체 재료는 III-V 또는 II-VI 화합물 반도체이다. GaAs 활성층을 갖는 VCSEL에 있어서, 정면 금속 미러/전극 측으로부터 출력되는 광은 54 퍼센트만큼 높은 외부 차등 양자 효율을 산출한다. 이는 VCSEL 구조에서 얻어진 최고의 양자 효율이다. 종래 기술의 VCSEL 구조에서는 전형적으로 10 내지 30 퍼센트 정도의 양자 효율을 나타낸다. 그 VCSEL은 플래너 기술을 이용하는 제조에 적당하다. This invention is a semiconductor vertical cavity surface emitting laser comprising a lasing cavity with an active layer (14), a bottom (rear) mirror (12) and a top (front) mirror (17), and a front and rear electrodes (17,18) for applying excitation current in direction substantially parallel to the direction of optical propagation. In accordance with this invention the front mirror comprises a thin, semitransparent metal layer (17) which also acts as the front electrode. The metal layer is upon a highly doped layer (16) forming a non-alloyed ohmic contact. The metal is selected from Ag and Al and is deposited in thickness ranging from 5 to 55 nm. The VCSEL is a semiconductor device wherein the semiconductor material is a III-V or II-VI compound semiconductor. For a VCSEL with GaAs active layer, the light output from the front metal mirror/electrode side yields a high external differential quantum efficiency as high as 54 percent. This is the highest quantum efficiency obtained in VCSEL structures. Quantum efficiences on the order of 10 to 30 percent are typical for prior art VCSEL structures. The VCSEL is suitable for fabrication utilizing planar technology.