[发明专利]一种光子晶体面发射激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，在面发射激光器内以n-InP(1)为衬底的半导体叠层的区域外，增加同由InP覆盖层(13)覆盖的无法导通注入电流的阻流区域。

2.根据权利要求1所述的一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述阻流区域包括反向pn结，包括在n-InP(1)衬底上生长的p型InP层(11)和n型InP层(12)。

3.根据权利要求1所述的一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述半导体叠层包括，在n-InP衬底(1)上生长的层叠A、光子晶体层(8)；

所述层叠A包括应变量子阱有源区及其两侧的波导层。

4.根据权利要求3所述的一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述层叠A的两侧还生长InP垫层，包括顶侧的InP垫片层(6)和底侧的InP缓冲层(2)。

5.根据权利要求3所述的一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述InP覆盖层(13)的顶部覆有层叠B，包括保护层(14)、接触层(15)、绝缘层(16)。

6.一种光子晶体面发射激光器，其特征在于，根据权利要求1-5任一所述的制备方法制得，包括置于n-InP衬底(1)和InP覆盖层(13)之间的垂直腔内的半导体叠层，于垂直腔外设置反向pn结；

由保护层(14)、接触层(15)、绝缘层(16)构成的层叠B覆于InP覆盖层(13)顶面；

p面电极(17)设于绝缘层(16)开设的p面电极窗口内，n面电极(18)设于n-InP衬底(1)的底面；

所述半导体叠层包括层叠A、光子晶体层(8)；层叠A包括应变量子阱有源区及其两侧的波导层；

所述反向pn结包括p型InP层上的n型InP层(12)。

7.根据权利要求6所述的一种光子晶体面发射激光器，其特征在于，所述层叠A的顶侧设有InP垫片层(6)，底侧设有InP缓冲层(2)。

8.根据权利要求6所述的一种光子晶体面发射激光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在n-InP衬底(1)上依次外延生长InP缓冲层(2)、AlGaInAs下波导层(3)、应变量子阱有源区(4)、AlGaInAs上波导层(5)、InP垫片层(6)、和InGaAsP光栅层(7)；

S2、在InGaAsP光栅层(7)中制作光子晶体层(8)；

S3、于光子晶体层上外延InP覆盖内层(9)后，再生长氧硅硬掩模(10)；

S4、光刻定义出半导体叠层区域，腐蚀掉该区域外的氧硅硬掩模；

S5、腐蚀掉半导体叠层区域外部生长的材料，直至衬底；

S6、在半导体叠层区域外部依次生长p型InP(11)和n型InP(12)，形成反向pn结；

S7、去除剩余氧硅硬掩模(10)，外延InP覆盖层(13)，上保护层(14)和InGaAs接触层(15)；

S8、在外延片上生长二氧化硅做绝缘层(16)；

S9、在绝缘层开出电极窗口，在电极窗口内沉积金属形成p面电极(17)，将n-InP衬底(1)减薄后沉积金属形成n面电极(18)。

9.根据权利要求8所述的一种光子晶体面发射激光器的制作方法，所述步骤S2中采用电子束曝光和干法刻蚀法在InGaAsP光栅层(7)中制作光子晶体层(8)。

10.根据权利要求8所述的一种光子晶体面发射激光器的制作方法，所述步骤S5中采用干湿结合的半导体制程工艺将半导体叠层区域外部的生长材料腐蚀至衬底。