[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，制备方法中通过在同一刻蚀工艺中刻蚀位于N型欧姆层远离衬底一侧的第一钝化层，以及位于发光台面结构中P型接触层远离衬底一侧的第一钝化层，以在N型欧姆层远离衬底一侧形成第一开口暴露N型欧姆层，在发光台面结构中P型接触层远离衬底一侧形成第二开口暴露P型接触层，减少了开口刻蚀工艺的次数，并且在同一金属沉积工艺中，于第一开口中形成第一电极层以及于第二开口中依次形成P型欧姆层和第二电极层，减少了金属沉积工艺的次数以及金属耗材的量，从而提高了激光器的制备效率，缩短了激光器的制备时长，降低了制备成本。

技术领域

本发明实施例涉及激光器技术领域，尤其涉及一种垂直腔面发射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)是以砷化镓半导体材料为基础研制，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储高功率的应用、工业切割、测距、Lidar、医疗等领域。

目前，垂直腔面发射激光器由于其优良性能以及广泛应用而备受关注。要实现低制造成本就要高生产效率，因此对用于生产制造的方法要求严格可控。但是现有的垂直腔面发射激光器的制备方法存在平均总工艺工时长，并且金属耗材多，制备成本高的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，以提高激光器的制备效率，降低制备成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种垂直腔面发射激光器的制备方法，包括：

提供衬底，并在衬底的一侧形成半导体外延结构；所述半导体外延结构包括在衬底上依次形成的N型接触层、N型分布布拉格反射层、量子阱层、P型分布布拉格反射层和P型接触层；

在所述半导体外延结构上刻蚀出沟槽以形成发光台面结构；其中，所述沟槽暴露部分的N型接触层；

于所述发光台面结构中形成电流限制层；所述电流限制层具有开口，所述开口用于定义出所述发光台面结构的发光区；

于所述沟槽暴露的N型接触层远离衬底的一侧形成N型欧姆层；所述N型欧姆层距离沟槽侧壁的距离大于零；

于所述半导体外延结构远离所述衬底的一侧以及所述沟槽的侧壁和底部形成第一钝化层；并在同一刻蚀工艺中刻蚀位于所述N型欧姆层远离衬底一侧的第一钝化层，以及位于所述发光台面结构中P型接触层远离所述衬底一侧的第一钝化层，以在所述N型欧姆层远离衬底一侧形成第一开口暴露所述N型欧姆层，在所述发光台面结构中P型接触层远离所述衬底一侧形成第二开口暴露所述P型接触层；

在同一金属沉积工艺中，于所述第一开口中形成第一电极层以及于第二开口中依次形成P型欧姆层和第二电极层。

可选的，位于所述半导体外延结构远离所述衬底的一侧的第一钝化层与所述半导体外延结构之间还包括第二钝化层；所述刻蚀所述半导体外延结构形成沟槽之前，还包括：

于所述半导体外延结构远离所述衬底的一侧形成第二钝化层，并刻蚀位于所述沟槽所在区域的第二钝化层，暴露出待刻蚀的半导体外延结构。

可选的，所述N型分布布拉格反射层和所述P型分布布拉格反射层均由铝镓砷材料层和砷化镓材料层两种不同折射率的材料层层叠形成，或者由高铝组分的铝镓砷材料层和低铝组分的铝镓砷材料层两种不同折射率的材料层层叠形成。

可选的，所述于所述发光台面结构中形成电流限制层包括：

湿法氧化所述沟槽暴露的P型分布布拉格反射层中铝组分最高的铝镓砷以形成所述电流限制层。

可选的，所述发光台面结构的个数为1个；所述于所述沟槽暴露的N型接触层远离衬底的一侧形成N型欧姆层包括：