[发明专利]一种电流导引型VCSEL及其制备方法

权利要求书

1.一种电流导引型VCSEL，其特征在于，自下而上依次包括一导电GaAs衬底、n型GaAs缓冲层、n型AlGaAs/AlAs的DBR、AlGaAs下限制层、多量子阱发光区、AlGaAs上限制层；在AlGaAs上限制层为一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合；在一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合上依次为二次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR、p型GaAs欧姆接触层；在导电GaAs衬底的背面设有n面电极，在p型GaAs欧姆接触层上设有p面电极。

2.按照权利要求1所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合方案中，一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR：DBR是由3-5对λ₀/4光学厚度的Al_0.12Ga_0.88As/AlAs构成。

3.按照权利要求2所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，DBR的掺杂浓度为1E18-3E18cm^-3。

4.按照权利要求1所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构均为圆环结构，上述一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合方案中，中心为一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR圆，向外依次为质子注入栅格结构圆环和一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR圆环交叉间隔排列，且最外环为质子注入栅格结构。

5.按照权利要求1所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合方案中的质子注入栅格结构，质子注入栅格结构包含3-5对DBR厚度。

6.按照权利要求1所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和质子注入栅格结构交叉间隔排列组合方案中的质子注入栅格结构，多个质子注入栅格结构的排列，质子注入栅格宽度由中心向两边逐渐递减。

7.按照权利要求1所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，二次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR，DBR是由16-18对λ₀/4光学厚度的Al_0.12Ga_0.88As/AlAs构成。

8.按照权利要求7所述的一种电流导引型VCSEL，其特征在于，二次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR，掺杂浓度为2E18cm^-3。

9.权利要求1-8任一项所述的一种电流导引型VCSEL的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取一GaAs导电衬底，放入红光MOCVD中，通入AsH₃去除表面的水和氧化物等。自下而上依次生长n型GaAs缓冲层、n型AlGaAs/AlAs的DBR、AlGaAs下限制层、多量子阱发光区、AlGaAs上限制层、一次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR；

(2)在步骤(1)所得外延片上采用PECVD方法沉积厚度为1-2μm的SiO₂薄膜；经光刻和刻蚀制作出一排栅格结构，栅格宽度由中心向两边递减；余下的没有刻蚀的SiO₂部分作为质子注入掩膜；

(3)利用H⁺质子注入外延片，注入计量为1E15cm^-2，注入能量为30-60keV，注入的质子峰值浓度的位置距离表面为1-3对DBR；

(4)刻蚀SiO₂掩膜，清洗外延片；放入MOCVD中依次生长二次外延p型AlGaAs/AlAs的DBR和p型GaAs欧姆接触层；

(5)在顶部制作p面电极，将衬底减薄至100μm，在衬底背面制作n面电极。