[发明专利]VCSEL激光器及其制备方法

说明书

本申请提供一种VCSEL激光器及其制备方法。该方法包括：形成外延结构，所述外延结构自下而上依次包括衬底、缓冲层、N型掺杂的DBR、有源区、限制层、P型掺杂的DBR和欧姆接触层；通过蚀刻工艺在所述外延结构上形成台面结构；通过特定清洗剂对所述台面结构进行清洗处理其中，所述清洗剂为不具有蚀刻半导体能力的溶液或溶剂；通过氧化工艺氧化所述限制层，以形成具有特定孔径的开孔；在所述台面结构上沉积非金属隔离层；以及，在所述欧姆接触层的上表面形成第一电极和在所述衬底的下表面形成第二电极。这样，有效地克服在氧化制程中出现的分层现象，以优化所述VCSEL激光器的结构。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地涉及激光器及其制备方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)是一种半导体激光器，其激光垂直于顶面或底面射出。相较于边发射半导体激光器，VCSEL激光器具有温漂小、低阈值、光纤耦合效率高、易于集成和封装等特性。

典型的VCSEL激光器，主要包括上下反射镜及其夹在两反射镜之间的有源区，并且，在有源区的上侧或下侧或者上下两侧设有限制层。其中，在制备过程中，限制层通过氧化工艺被氧化，以设定该VCSEL激光器的发光孔的孔径。

然而，由于激光器中不同材料的蚀刻速度存在差异(例如，所述反射镜中存在高铝材料和低铝材料)，在执行氧化工艺后，激光器的侧壁会出现凹凸不平的不良现象，即，出现分层现象(Delamination)，分层现象会影响产品的可靠性与稳定性。

因此，需要一种新型的用于VCSEL激光器的制备方案。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，所述VCSEL激光器采用新型的制备方法进行制备，以避免分层现象的出现，以提高产品的可靠性和稳定性。

本申请的另一个目的在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，所述制备方法能够有效地克服在氧化限制层的过程中所产生的缺陷，优化所述VCSEL激光器的结构。

本申请的另一目的在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，所述制备工艺能够通过微调现有的制备工艺来实施。也就是说，本申请所采用的所述VCSEL激光器的制备方法，无需改变现有的制备流水线，可实施性更强。

为了实现上述至少一发明目的，本发明提供了一种VCSEL激光器的制备方法，其包括：

形成外延结构，所述外延结构自下而上依次包括衬底、缓冲层、N型掺杂的DBR、有源区、限制层、P型掺杂的DBR和欧姆接触层；

通过蚀刻工艺在所述外延结构上形成台面结构；

通过特定清洗剂对所述台面结构进行清洗处理，以去除在形成所述台面结构过程中所产生的蚀刻副产物和保留在形成所述台面结构的过程中形成于所述台面结构的侧表面的原生氧化物，其中，所述清洗剂为不具有蚀刻半导体能力的溶剂或溶液；

通过氧化工艺氧化所述限制层，以形成具有特定孔径的开孔；

在所述台面结构上沉积非金属隔离层；以及

在所述欧姆接触层的上表面形成第一电极和在所述衬底的下表面形成第二电极。

在上述制备方法中，在氧化所述限制层以形成具有特定孔径的开孔的过程中，P型掺杂的DBR、N型掺杂的DBR与有源区的侧表面被形成于所述P型掺杂的DBR、N型掺杂的DBR与有源区的侧表面所述原生氧化物所保护。

在上述制备方法中，在通过氧化工艺氧化所述限制层，以形成具有特定孔径的开孔之后，以及，在所述台面结构上沉积非金属隔离层之前，还包括：通过所述清洗剂对所述台面结构进行清洗处理。