[发明专利]氧化物限制的垂直腔面发射激光器中的水分控制

权利要求书

1.一种垂直腔面发射激光器(VCSEL)，包括：

基底，在所述基底上设置第一分布式布拉格反射器和第二分布式布拉格反射器(DBR)，每个DBR包括具有交替的折射率值的层的堆叠，所述第二DBR被形成为台面结构，所述台面结构具有暴露所述层的堆叠的端部区域的外部边界；

激活层，所述激活层被设置在所述第一DBR和所述第二DBR之间；

孔隙层，所述孔隙层被设置在所述第二DBR内并且具有比所述层的堆叠中的剩余层更高的氧化元素浓度；和

保护性涂层，所述保护性涂层被沉积以覆盖所述第一DBR和所述第二DBR的暴露的水平表面部分。

2.如权利要求1所述的VCSEL，其中所述孔隙层和所述第一DBR的顶表面层包含铝，其中所述孔隙层被形成为呈现出比所述第一DBR的所述顶表面层更高的铝浓度。

3.如权利要求1所述的VCSEL，其中所述保护性涂层是介电材料。

4.如权利要求3所述的VCSEL，其中介电材料的所述保护性涂层选自由以下组成的组：SiNx、SiOx和AlOx。

5.如权利要求1所述的VCSEL，其中所述VCSEL还包括外部钝化层，所述外部钝化层被沉积以覆盖所述保护性涂层和所述第二DBR的所述台面结构的暴露的端部区域。

6.一种制造氧化物限制的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的方法，包括：

a)在基底上生长具有交替的折射率和受控的厚度的层的堆叠，以形成第一分布式布拉格反射器(DBR)；

b)在所述第一DBR上形成多量子阱结构的激活区；

c)在所述激活区上生长具有交替的折射率和受控的厚度的层的叠层，以形成第二DBR，其中第二DBR层的堆叠内的层被定义为孔隙层，并且呈现出比第二DBR层的堆叠中的剩余层更高的氧化物形成元素浓度；

d)蚀刻所述第二DBR的所述层的堆叠以形成暴露包括所述孔隙层的层的边缘的台面结构，所述蚀刻在所述台面结构周围形成沟槽，所述沟槽具有包括氧化材料的顶表面层；

e)用保护性涂层覆盖所述沟槽；以及

f)在所述孔隙层上执行侧向氧化工艺，从而在所述VCSEL内产生氧化物孔隙。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤e)包括以下步骤：

在蚀刻的结构上沉积保形涂层；

使所述保形涂层图案化以界定待被暴露且未被所述保护性涂层覆盖的所述台面结构的边缘区；

蚀刻图案化的保形涂层以去除沿所述台面结构的界定的部分，以界定所述保护性涂层。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述保护性涂层包括介电材料。

9.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

g)在步骤f)中形成的结构上沉积钝化层，以便覆盖所述保护性涂层和所述台面结构的暴露的边缘区。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述钝化层包括介电材料。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述保护性涂层和所述钝化层包括相同的介电材料。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述保护性涂层和所述钝化层包括不同的介电材料。

13.如权利要求5所述的方法，其中所述孔隙层和所述沟槽的顶表面层包括铝，其中所述孔隙层具有比所述沟槽的顶表面层更高的铝含量。