由于VCSEL可小规模集成,具有高可靠性和低功耗的特点,可低成本批量生产,因此被广泛应用。自从苹果手机3D面部识别技术出现,VCSEL受到研究人员关注,940nm垂直腔面发射激光器成为了新的研究热点。940 nm VCSEL具有避免红暴的特性并且转换效率高,成为移动设备中3D检测系统中应用最广泛的近红外光源。VCSEL作为消费电子视觉成像、三维感应的基础元器件,还有望被应用到民用、军用的激光雷达等领域。由于VCSEL的有源区面积非常小,因此对静电放电(ESD)的灵敏度非常高,即使是手指的无意触摸也可能降低器件的性能。ESD很难预防和检测,是影响大多数光电器件的可靠性问题之一,与静电放电相关的可靠性问题将制约着VCSEL应用范围的进一步扩展。基于以上背景,本论文进行了两方面的工作,首先对940nm垂直腔面发射激光器的DBR和量子阱进行了设计仿真,并制备了940nm VCSEL器件;在此基础上,对所制备的垂直腔面发射激光器进行了静电损毁失效机理研究,通过主动对垂直腔面发射激光器进行静电放电损毁,测试器件的光电特性,并对器件进行显微分析,表征了垂直腔面发射激光器的静电损毁现象,为判别静电损毁失效提供有效判据。本文的主要研究工作如下:1.设计了940nm VCSEL结构,并用Crosslight模拟平台中的PIC3D软件进行了仿真,结果显示,当氧化孔半径为5微米,注入电流为10m A时,器件光输出功率达到7.2m W。2.研究了940nm VCSEL器件制备工艺,形成一整套完整的制备方案。对器件测试分析,10m A注入电流下,单管器件的光输出功率达到了8.2m W,斜率效率达到0.9W/A。3.对制备好的940nm VCSEL进行ESD损毁研究。分别施加了正向和反向ESD电压,每次打击后,测量样品电学参数和光学参数。并且对打击后的器件进行腐蚀并显微观察其打击后损伤现象。正向和反向ESD后,器件的I-V曲线有明显的软击穿现象,反向ESD后器件的软击穿现象要强于正向ESD。ESD后,器件的光功率有明显下降,阈值电流增大,工作电压也增大,但是器件的远场发散角减小,意外的使光束质量变好。显微分析器件各层后发现表面Ga As有熔毁现象,氧化孔周围有明显损毁迹象。4.由于氧化速率不同,制备的器件的氧化孔为菱形,器件在静电放电后,观察到菱形氧化孔尖角位置处损毁严重。使用Crosslight软件模拟了矩形结构垂直腔面发射激光器的电场分布,模拟结果显示,矩形结构氧化孔边界的电场强度较大。之后模拟了普通轴对称结构垂直腔面发射激光器的电场分布,对比发现,普通圆形氧化孔器件氧化孔边界电场要比矩形结构氧化孔边界的电场小。