[发明专利]垂直腔面发射激光器的形成方法

说明书

一种垂直腔面发射激光器的形成方法，涉及半导体激光器领域，包括：提供衬底；在衬底表面依次形成第一反射镜结构、有源层、以及第二反射镜结构；在第二反射镜结构顶部表面形成第一钝化层；在第一钝化层表面形成初始光刻胶层；采用半色调掩膜板对初始光刻胶层进行图形化以形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层内具有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的深度小于光刻胶层的深度；以光刻胶层为掩膜刻蚀光刻胶层、第一钝化层、第二反射镜结构、有源层和第一反射镜结构，在第一凹槽底部的第一钝化层内形成第三凹槽，在第一钝化层内、第二反射镜结构内、有源层内和第一反射镜结构内形成位于第二凹槽底部的第四凹槽。所述方法简化了工艺。

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，尤其涉及一种垂直腔面发射激光器的形成方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL）是一种垂直于衬底面射出激光的半导体激光器，当前以砷化镓半导体为基础材料的垂直腔面发射激光器居多，发射波长主要为近红外波段。

垂直腔面发射激光器的结构一般由上、下布拉格反射镜(DBR)和中间有源区三部分组成，布拉格反射镜一般由折射率不同且厚度为光波长的四分之一的两种材料交替生长而成，为了减小光学损耗，N型布拉格反射镜的反射率接近100%，可作为谐振腔的全反射镜，而P型布拉格反射镜反射率相对较低，可作为谐振腔的出射镜。其中P型布拉格反射镜中有一层或多层高铝组分AlGaAs层作为氧化限制层。

然而，现有的垂直腔面发射激光器的形成过程还有待改善。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种垂直腔面发射激光器的形成方法，以改善垂直腔面发射激光器的形成过程。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种垂直腔面发射激光器的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成第一反射镜结构、位于所述第一反射镜结构表面的有源层、以及位于所述有源层表面的第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型相反；在所述第二反射镜结构顶部表面形成第一钝化层；在所述第一钝化层表面形成初始光刻胶层；采用半色调掩膜板对所述初始光刻胶层进行图形化以形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层内具有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的深度小于所述光刻胶层的深度，所述第二凹槽暴露出所述第一钝化层表面；以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述光刻胶层、所述第一钝化层、所述第二反射镜结构、所述有源层和所述第一反射镜结构，在所述第一凹槽底部的所述第一钝化层内形成第三凹槽，在所述第一钝化层内、所述第二反射镜结构内、所述有源层内和所述第一反射镜结构内形成位于所述第二凹槽底部的第四凹槽。

可选的，所述初始光刻胶层包括正性光刻胶。

可选的，所述半色调掩膜板包括第一区、第二区和第三区，所述第一区表面上具有遮光层，所述第二区表面具有半透层，所述第三区为透光区；所述第一凹槽的区域与所述半色调掩膜板的所述第二区相对应，所述第二凹槽的区域与所述半色调掩膜板的所述第三区相对应，所述光刻胶层与所述半色调掩膜板的所述第一区相对应。

可选的，所述初始光刻胶层包括负性光刻胶。

可选的，所述半色调掩膜板包括第一区、第二区和第三区，所述第一区为透光区，所述第二区表面具有半透层，所述第三区表面具有遮光层；所述第一凹槽的区域与所述半色调掩膜板的所述第二区相对应，所述第二凹槽的区域与所述半色调掩膜板的所述第一区相对应，所述光刻胶层与所述半色调掩膜板的所述第一区相对应。

可选的，所述半色调掩膜板材料的透过率大于90%。

可选的，所述半色调掩膜板的材料包括石英玻璃。

可选的，所述遮光层材料的透过率小于10%。

可选的，所述遮光层的材料包括铬。