介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法
【專利摘要】介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法屬于半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝精度低、可靠性差以及性能一致性差的問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括從下至上排列的N面電極、襯底層、N型DBR層、有源層、介質(zhì)薄膜電流限制層、P型DBR層和P面電極；本發(fā)明的方法為在襯底層上依次生長N型DBR層和有源層，將N型DBR層和有源層刻蝕成圓柱形臺面，并暴露出襯底層，在圓柱形臺面的表面以及襯底層的表面生長介質(zhì)薄膜電流限制層，在質(zhì)薄膜電流限制層刻蝕出電流限制窗口并暴露出有源層；在介質(zhì)薄膜電流限制層的上表面及有源層的上表面外延生長P型DBR層；分別在P型DBR層的上表面和襯底層的下表面制作P面電極和N面電極。
【專利說明】介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直腔面發(fā)射激光器1979年由日本東京工業(yè)大學(xué)的K.1ga教授首先提出(Soda, H.et al., Japanese Journal of Applied Physics, vol.18，n0.12，2329-2330),是一種由多層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的，從表面出射激光的光學(xué)器件，主要由上、下分布布拉格反射鏡和夾在中間的有源區(qū)三大部分構(gòu)成，這種激光器發(fā)光方向與芯片表面垂直，能夠輸出圓形對稱光斑，非常便于進(jìn)行二維集成，而且由于其諧振腔長度為微米量級，因此動(dòng)態(tài)單模調(diào)制速率極高。目前垂直腔面發(fā)射激光器已作為中短距離光通信系統(tǒng)的光源得到廣泛應(yīng)用。垂直腔面發(fā)射激光器的縱向諧振腔通常是由半導(dǎo)體材料生長形成的多層薄膜結(jié)構(gòu)形成，一旦材料生長完成后，諧振腔的縱向結(jié)構(gòu)就固定下來；其諧振腔的橫向尺寸是由電流限制孔徑的大小決定的，電流限制孔徑的形成方法通常有空氣柱法、質(zhì)子注入法以及側(cè)氧化法。其中空氣柱法對電場及光場限制均較弱，目前已很少采用；質(zhì)子注入法設(shè)備成本高昂，工藝難度大，并且對光場限制也較弱；側(cè)氧化法是通過濕法氧化工藝將垂直腔面發(fā)射激光器外延結(jié)構(gòu)中的預(yù)先生長好的一薄層高Al組分層氧化為致密的AlxOy，對有源區(qū)的側(cè)向形成有效的電、光限制，該方法設(shè)備成本較低并且電光限制效果很好，因此成為了目前垂直腔面發(fā)射激光器形成電流限制孔徑的主要手段。
[0003]然而，由于濕法氧化工藝需要在高溫氧化爐中進(jìn)行，工藝過程會受到爐體結(jié)構(gòu)、爐溫、水溫、氣體流量等多種因素的影響，因此其工藝精確度一般僅能達(dá)到微米量級，工藝精度低，這會對用于光通信或原子鐘應(yīng)用的單模垂直腔面發(fā)射激光器不同批次器件的性能一致性產(chǎn)生較大影響，因?yàn)檫@類激光器總的電流限制孔徑尺寸通常僅為3-5微米；此外，濕法氧化工藝需要將樣品長時(shí)間放入高溫氧化爐中，長時(shí)間的高溫處理會對半導(dǎo)體材料的各項(xiàng)性能產(chǎn)生一定影響，并且在工藝過程中容易通過爐體或水蒸氣污染樣品表面，可靠性差。同時(shí)，濕法氧化形成的電流注入孔徑形狀一般為普通的圓形或橢圓形，難以滿足某些特殊需求，如對輸出激光的偏振控制等通常需要電流注入孔徑為沿固定偏振方向的柵條結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝精度低、可靠性差以及性能一致性差的問題，通過在介質(zhì)薄膜電流限制層制作具有特殊形狀的電流限制窗口，實(shí)現(xiàn)對器件多項(xiàng)性能的改進(jìn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器包括:
[0006]襯底層，所述襯底層為GaAs結(jié)構(gòu)；
[0007]依次生長在所述襯底層上端的N型DBR層和有源層，所述有源層和N型DBR層構(gòu)成圓柱形臺面；[0008]制作在所述由有源層和N型DBR層構(gòu)成的圓柱形臺面上端和襯底層上端的介質(zhì)薄膜電流限制層，所述有源層上端的介質(zhì)薄膜電流限制層開有電流限制窗口，通過所述電流限制窗口暴露出所述有源層，所述介質(zhì)薄膜電流限制層由折射率低于2.0、熱導(dǎo)率高于SOWnT1K-1的低折射率、高熱導(dǎo)率材質(zhì)材料構(gòu)成；
[0009]生長在有源層和介質(zhì)薄膜電流限制層的上端的P型DBR層；
[0010]生長在P型DBR層上端的P面電極和制作在襯底層下表面的N面電極，所述N面電極設(shè)置有出光窗口，所述出光窗口和電流限制窗口相同，并精確對準(zhǔn)。
[0011]所述電流限制窗口形狀為單個(gè)圓形、多個(gè)圓形、多邊形或柵條結(jié)構(gòu)。
[0012]所述介質(zhì)薄膜電流限制層為AlN、Si3N4、BeO或SiC ;所述P型DBR層和N型DBR層均為 GaAs/AlAs 結(jié)構(gòu)；所述有源層為 InGaAs/GaAsP、GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs 或 AlGaN/InGaN周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極為Ti/Au或Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)，N面電極為Au/Ge/N1、AuGeNi/Au、Au/Ge 或 Pt/Au/Ge 結(jié)構(gòu)。
[0013]介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法包括以下步驟:
[0014]步驟一:采用有機(jī)溶劑結(jié)合等離子體設(shè)備清洗處理襯底層，去除襯底層表面顆粒和有機(jī)物沾污；
[0015]步驟二:在步驟一中獲得的清洗后的襯底層上依次外延生長N型DBR層和有源層；
[0016]步驟三:將步驟二中獲得的N型DBR層和有源層刻蝕成圓柱形臺面，刻蝕深度直至襯底層上端,暴露出襯底層上表面；
[0017]步驟四:在N型DBR層及有源層組成的圓柱形臺面的上表面、側(cè)表面以及步驟三中暴露出的襯底層的上表面生長介質(zhì)薄膜電流限制層；
[0018]步驟五:將覆蓋在圓柱形臺面上表面的介質(zhì)薄膜電流限制層刻蝕出電流限制窗口，刻蝕深度直至有源層上端，暴露出有源層上表面；
[0019]步驟六:在介質(zhì)薄膜電流限制層的上表面及步驟五中暴露出的有源層的上表面二次外延生長P型DBR層；
[0020]步驟七:分別在P型DBR層的上表面和襯底層的下表面制作P面電極和N面電極，并在N面電極制作出光窗口，形狀與電流限制窗口相同，并精確對準(zhǔn)。
[0021]步驟三中所述的將步驟二中或得的N型DBR層和有源層刻蝕成圓柱形臺面采用半導(dǎo)體干法刻蝕工藝或半導(dǎo)體濕法刻蝕工藝。
[0022]步驟五中所述的電流限制窗口為單個(gè)圓形、多個(gè)圓形、多邊形或柵條結(jié)構(gòu)。
[0023]所述介質(zhì)薄膜電流限制層為AlN、Si3N4、Si02*Al203 ;所述卩型DBR層和N型DBR層均為 GaAs/AlAs 結(jié)構(gòu)；所述有源層為 InGaAs/GaAsP、GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs 或 AlGaN/InGaN周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極為Ti/Au或Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)，N面電極為Au/Ge/N1、AuGeNi/Au、Au/Ge 或 Pt/Au/Ge 結(jié)構(gòu)。
[0024]所述N面電極上的出光窗口采用Lift-off (剝離工藝)制作工藝形成。
[0025]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法采用介質(zhì)薄膜電流限制層和在其上制作的電流限制窗口實(shí)現(xiàn)將注入電流和光場限制在有源層，并通過N型DBR層和P型DBR層實(shí)現(xiàn)對器件內(nèi)部光場的反饋放大后，通過N型DBR或P型DBR實(shí)現(xiàn)底面發(fā)光或頂面發(fā)光。本發(fā)明是一種完全基于半導(dǎo)體平面工藝的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器及其制作方法，該激光器采用低折射率、高熱導(dǎo)率介質(zhì)材料結(jié)合半導(dǎo)體平面工藝形成激光器電流限制窗口，無需采用濕法氧化工藝，避免了長期高溫?zé)崽幚韺ζ骷奈廴?，提高了器件的工藝精度和可靠性。該介質(zhì)薄膜電流限制層兼具絕緣鈍化功能，有源層、P型DBR材料生長完成后可直接生長P面電極，簡化了器件制備工藝。本發(fā)明采用的介質(zhì)薄膜電流限制層以及在其上制作的電流限制窗口能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對有源區(qū)電場及光場的有效限制，并且介質(zhì)薄膜電流限制層本身較高的熱導(dǎo)率能有效改善器件散熱，有效提高垂直腔面發(fā)射激光器內(nèi)部的熱場分布，進(jìn)而提高電-光轉(zhuǎn)換效率，可采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體平面工藝和二次外延生長工藝，形成的電流限制窗口具有高度的一致性，精確度可達(dá)到亞微米量級。通過在本發(fā)明介質(zhì)薄膜電流限制層上制作具有各種特殊形狀的電流限制窗口，可以直接對注入器件有源區(qū)的載流子分布形式進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)而對偏振特性、光束質(zhì)量等多項(xiàng)器件性能進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)仰視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的電流限制窗口為單個(gè)圓形時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的電流限制窗口為多個(gè)圓形時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的電流限制窗口為多邊形時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器的電流限制窗口為柵條結(jié)構(gòu)時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法的流程圖；
[0034]圖9為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟一對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖10為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟二對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖11為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟三對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖12為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟四對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖13為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟五對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖14為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟六對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖15為本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法步驟七對應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)圖；[0041]其中:1、P面電極，2、P型DBR層，3、介質(zhì)薄膜電流限制層，4、有源層，5、N型DBR層，6、襯底層，7、N面電極。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。
[0043]實(shí)施例一:
[0044]參見附圖1、附圖2和附圖3，本發(fā)明的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器包括:
[0045]襯底層6,所述襯底層6為GaAs結(jié)構(gòu)；
[0046]依次生長在所述襯底層6上端的N型DBR層5和有源層4，所述有源層4和N型DBR層5構(gòu)成圓柱形臺面；
[0047]制作在所述由有源層4和N型DBR層5構(gòu)成的圓柱形臺面上端和襯底層6上端的介質(zhì)薄膜電流限制層3，所述有源層4上端的介質(zhì)薄膜電流限制層3開有電流限制窗口，通過所述電流限制窗口暴露出所述有源層4，所述介質(zhì)薄膜電流限制層3由折射率低于2.0,熱導(dǎo)率高于SOWnr1K-1的低折射率、高熱導(dǎo)率材質(zhì)材料構(gòu)成；
[0048]生長在有源層4和介質(zhì)薄膜電流限制層3的上端的P型DBR層2 ;
[0049]生長在P型DBR層2上端的P面電極I和生長在襯底層6下表面的N面電極7。
[0050]參見附圖4，所述電流限制窗口的形狀為單個(gè)圓形。
[0051]所述的P型DBR層2和N型DBR層5構(gòu)成諧振腔結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生激光諧振，有源層4夾在P型DBR層2和N型DBR層5中間，提供產(chǎn)生激光所需的增益，介質(zhì)薄膜電流限制層3生長在由有源層4和N型DBR層5構(gòu)成的圓柱形臺面的上表面和側(cè)表面，并通過刻蝕技術(shù)在介質(zhì)薄膜電流限制層3刻蝕出窗口，實(shí)現(xiàn)對注入有源層4的電流及諧振腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部光場的限制，通過包覆介質(zhì)薄膜電流限制層3上的P型DBR層2以及P面電極I實(shí)現(xiàn)電流注入。
[0052]所述介質(zhì)薄膜電流限制層3為AIN、Si3N4, SiO2或Al2O3,對厚度沒有特別限制；所述P型DBR層2和N型DBR層5均為GaAs/AlAs結(jié)構(gòu)；所述有源層4為InGaAs/GaAsP周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極I為Ti/Au或Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)，N面電極7為Au/Ge/N1、AuGeNi/Au> Au/Ge 或 Pt/Au/Ge 結(jié)構(gòu)。
[0053]參見附圖8，介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法包括以下步驟:
[0054]步驟一:參見附圖9，采用有機(jī)溶劑結(jié)合等離子體設(shè)備清洗處理襯底層6，去除襯底層6表面顆粒和有機(jī)物沾污，增強(qiáng)襯底層6表面生長外延層的附著力，并提高外延層生長質(zhì)量，減少缺陷；
[0055]步驟二:參見附圖10，在步驟一中獲得的清洗后的襯底層6上依次外延生長N型DBR層5和有源層4，N型DBR層5厚度一般為3 μ m?5 μ m，有源層4的厚度一般為0.1 μ m?
0.5 μ m ；
[0056]步驟三:參見附圖11，將步驟二中獲得的N型DBR層5和有源層4刻蝕成圓柱形臺面，刻蝕深度直至襯底層6上端，暴露出襯底層6上表面；
[0057]步驟四:參見附圖12，在N型DBR層5及有源層4組成的圓柱形臺面的上表面、側(cè)表面以及步驟三中暴露出的襯底層6的上表面生長介質(zhì)薄膜電流限制層3 ；
[0058]步驟五:參見附圖13，將覆蓋在圓柱形臺面上表面的介質(zhì)薄膜電流限制層3刻蝕出電流限制窗口，刻蝕深度直至有源層4上端，暴露出有源層4上表面；
[0059]步驟六:參見附圖14，在介質(zhì)薄膜電流限制層3的上表面及步驟五中暴露出的有源層4的上表面二次外延生長P型DBR層2 ;
[0060]步驟七:參見附圖15，分別在P型DBR層2的上表面和襯底層6的下表面制作P面電極I和N面電極7，并在N面電極7制作出光窗口，形狀與電流限制窗口相同，并精確對準(zhǔn)。
[0061]步驟三中所述的將步驟二中或得的N型DBR層5和有源層4刻蝕成圓柱形臺面采用半導(dǎo)體干法刻蝕工藝或半導(dǎo)體濕法刻蝕工藝。
[0062]步驟五中所述的窗口為單個(gè)圓形、多個(gè)圓形、多邊形或柵條結(jié)構(gòu)。
[0063]步驟三種所述的將步驟二中或得的N型DBR層5和有源層4刻蝕成圓柱形臺面采用半導(dǎo)體干法刻蝕工藝或半導(dǎo)體濕法刻蝕工藝。
[0064]步驟五中所述的電流限制窗口為單個(gè)圓形。
[0065]步驟七中所述出光窗口與步驟五中所述電流限制窗口形狀形同，并精確對準(zhǔn)。
[0066]所述N面電極7上的出光窗口采用Lift-off (剝離工藝)制作工藝形成。
[0067]所述介質(zhì)薄膜電流限制層3為AlN、Si3N4、Si02或Al2O3 ;所述P型DBR層2和N型DBR層5均為GaAs/AlAs結(jié)構(gòu)；所述有源層4為InGaAs/GaAsP周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極 I 為 Ti/Au 或 Ti/Pt/Au 結(jié)構(gòu)，N 面電極 7 為 Au/Ge/N1、AuGeNi/Au、Au/Ge 或 Pt/Au/Ge結(jié)構(gòu)。
[0068]所述的N型DBR層5、有源層4使用MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣象淀積方法)或MBE(分子束外延方法)外延生長法一次形成；P型DBR層2使用MOCVD或MBE 二次外延生長法形成；介質(zhì)薄膜電流限制層3采用電子束或磁控濺射或PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)法生長，并通過干法或濕法刻蝕在其上刻蝕出窗口；N面電極7通過電子束、熱蒸發(fā)或磁控濺射法生長；P面電極I通過電子束、熱蒸發(fā)或磁控濺射法生長。
[0069]對于激射波長為980nm的輸出光，泵浦源為連續(xù)激光電源，P型DBR層2為30對GaAs/AlAs，N型DBR層5為25對GaAs/AlAs，襯底層6為GaAs,介質(zhì)薄膜電流限制層3為單層A1N，在其上用刻蝕技術(shù)得到電流限制窗口，有源層4為周期性InGaAs/GaAsP多量子阱結(jié)構(gòu)，其中包括InGaAs量子阱及GaAsP勢壘，P面電極I為Ti/Pt/Au金屬薄膜，N面電極7為AuGeNi/Au薄膜，這樣就能獲得980nm介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器。
[0070]實(shí)施例二:
[0071]參見附圖5，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述的電流限制窗口及出光窗口均為多個(gè)圓形結(jié)構(gòu)。
[0072]實(shí)施例三:
[0073]參見附圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述的電流限制窗口及出光窗口均為多邊形結(jié)構(gòu)。
[0074]實(shí)施例四:
[0075]參見附圖7，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述的電流限制窗口及出光窗口均為柵條結(jié)構(gòu)。
[0076]以上為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但絕非對本發(fā)明的限制，任何在本發(fā)明精神范圍內(nèi)做的等效替換或調(diào)整都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，包括: 襯底層(6),所述襯底層(6)為GaAs結(jié)構(gòu)； 依次生長在所述襯底層(6)上端的N型DBR層(5)和有源層(4)，所述有源層(4)和N型DBR層(5)構(gòu)成圓柱形臺面； 制作在所述由有源層(4)和N型DBR層(5)構(gòu)成的圓柱形臺面上端和襯底層(6)上端的介質(zhì)薄膜電流限制層(3)，所述有源層(4)上端的介質(zhì)薄膜電流限制層(3)開有電流限制窗口，通過所述電流限制窗口暴露出所述有源層(4)，所述介質(zhì)薄膜電流限制層(3)由折射率低于2.0、熱導(dǎo)率高于SOWnr1K-1的低折射率、高熱導(dǎo)率材質(zhì)材料構(gòu)成； 生長在有源層(4 )和介質(zhì)薄膜電流限制層(3 )的上端的P型DBR層(2 ); 生長在P型DBR層(2 )上端的P面電極(I)和制作在襯底層(6 )下表面的N面電極(7 )，所述N面電極(7 )設(shè)置有出光窗口，所述出光窗口和電流限制窗口相同，并精確對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述電流限制窗口形狀為單個(gè)圓形、多個(gè)圓形、多邊形或柵條結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述介質(zhì)薄膜電流限制層(3)為AIN、Si3N4, BeO或SiC;所述P型DBR層(2)和N型DBR層(5)均為 GaAs/AlAs 結(jié)構(gòu)；所述有源層(4)為 InGaAs/GaAsP、GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs 或AlGaN/InGaN周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極(I)為Ti/Au或Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)，N面電極(7)為 Au/Ge/N1、AuGeNi/Au、Au/Ge 或 Pt/Au/Ge 結(jié)構(gòu)。
4.介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一: 采用有機(jī)溶劑結(jié)合等離子體設(shè)備清洗處理襯底層(6)，去除襯底層(6)表面顆粒和有機(jī)物沾污； 步驟二:在步驟一中獲得的清洗后的襯底層(6)上依次外延生長N型DBR層(5)和有源層(4); 步驟三:將步驟二中獲得的N型DBR層(5 )和有源層(4 )刻蝕成圓柱形臺面，刻蝕深度直至襯底層(6)上端，暴露出襯底層(6)上表面； 步驟四:在N型DBR層(5)及有源層(4)組成的圓柱形臺面的上表面、側(cè)表面以及步驟三中暴露出的襯底層(6)的上表面生長介質(zhì)薄膜電流限制層(3)； 步驟五:將覆蓋在圓柱形臺面上表面的介質(zhì)薄膜電流限制層(3)刻蝕出電流限制窗口，刻蝕深度直至有源層(4 )上端，暴露出有源層(4 )上表面； 步驟六:在介質(zhì)薄膜電流限制層(3)的上表面及步驟五中暴露出的有源層(4)的上表面二次外延生長P型DBR層(2)； 步驟七:分別在P型DBR層(2)的上表面和襯底層(6)的下表面制作P面電極(I)和N面電極(7)，在N面電極(7)上制作出光窗口，出光窗口的形狀與步驟五得到的電流限制窗口相同，并精確對準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法，其特征在于，步驟三種所述的將步驟二中或得的N型DBR層(5)和有源層(4)刻蝕成圓柱形臺面采用半導(dǎo)體干法刻蝕工藝或半導(dǎo)體濕法刻蝕工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法，其特征在于，步驟五中所述的電流限制窗口為單個(gè)圓形、多個(gè)圓形、多邊形或柵條結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法，其特征在于，所述介質(zhì)薄膜電流限制層(3)為AIN、Si3N4, BeO或SiC;所述P型DBR層(2)和N型DBR 層(5)均為 GaAs/AlAs 結(jié)構(gòu)；所述有源層(4)為 InGaAs/GaAsP、GaAs/AlGaAs、InGaAs/GaAs或AlGaN/InGaN周期性多量子阱結(jié)構(gòu)；所述P面電極(I)為Ti/Au或Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)，N 面電極(7)為 Au/Ge/N1、AuGeNi/Au、Au/Ge 或 Pt/Au/Ge 結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)薄膜電流限制型垂直腔面發(fā)射激光器制作方法，其特征在于，所述N面電極(7)上的出光窗口`采`用Lift-off制作工藝形成。
【文檔編號】H01S5/10GK103872580SQ201410035556
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】張星, 寧永強(qiáng), 張建偉, 張建, 秦莉, 王立軍 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所