一种面发射激光器及其制作方法技术

本公开提供了一种面发射激光器及其制作方法，面发射激光器包括一悬浮型光栅，悬浮型光栅的制作方法包括：S1，在衬底上依次形成牺牲层和高折射率差亚波长光栅层，牺牲层所用材料为GaInP；S2，刻蚀高折射率差亚波长光栅层，得到光栅图形；S3，刻蚀所述光栅图形下方的牺牲层，得到用于支撑所述光栅图形的至少两个支撑柱，其中，根据所述光栅图形的形状采用相应的刻蚀时间。其采用GaInP作为牺牲层的组成材料，通过控制刻蚀时间和选择特定HCG图形的拓扑结构，在HCG区域四周支撑梁下面形成支撑柱，避免了HCG图形坍塌，简化了制作工艺，降低了制作成本，具有大规模生产的前景。具有大规模生产的前景。具有大规模生产的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种面发射激光器及其制作方法


[0001]本公开涉及半导体光电子器件领域，具体涉及一种面发射激光器及其制作方法。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(VCSEL)由衬底、下布拉格反射镜、有源区、氧化层、上布拉格反射镜、正电极和负电极等构成，其激光腔由沿着材料生长方向的上/下布拉格反射镜(DBR)构成，激光沿着材料生长方向即垂直于衬底方向输出。由于VCSEL独特的器件结构，它具有功耗低、调制速度快、体积小、成本低、可靠性高、圆形光束、二维阵列集成等优势，广泛应用于光通讯、光互连、打印、显示、传感、消费电子等等领域。
[0003]布拉格反射镜(distributed Bragg reflector，DBR)由两种折射率不同的材料交替排布构成，达到99.5％的反射率需要DBR的对数在20对以上，因此整个VCSEL的厚度可到达8微米，对材料生长有极大的挑战。DBR的反射带宽有限，只有3％
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9％。此外，对GaN基和InP基的VCSEL，非常难制作高质量的DBR。近年来，人们发现高折射率差亚波长光栅(high
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬浮型光栅的制作方法，其特征在于，包括：S1，在衬底(2)上依次形成牺牲层(9)和高折射率差亚波长光栅层(12)，牺牲层(9)所用材料为GaInP；S2，刻蚀高折射率差亚波长光栅层(12)，得到光栅图形；S3，刻蚀所述光栅图形下方的牺牲层(9)，得到用于支撑所述光栅图形的至少一个支撑柱(13)，其中，根据所述光栅图形的形状采用相应的刻蚀时间。2.根据权利要求1所述的悬浮型光栅的制作方法，其特征在于，步骤S3中的刻蚀操作中所用的刻蚀液为盐酸，刻蚀时间为1～10分钟，所述牺牲层(9)在被刻蚀时，光栅图形相对激光器台面水平方向偏转0
°
～45
°
，以形成2个或者4个支撑柱(13)。3.一种基于权利要求1或2所述悬浮型光栅的制作方法的面发射激光器的制作方法，其特征在于，包括：在所述悬浮型光栅的衬底(2)与牺牲层(9)之间依次形成下布拉格反射镜层(4)、有源层(5)、氧化层(6)和上布拉格反射镜层(8)；依次刻蚀高折射率差亚波长光栅层(12)、牺牲层(9)、上布拉格反射镜层(8)、氧化层(6)、有源层(5)和下布拉格反射镜层(4)中的若干对下布拉格反射镜；采用湿法氧化工艺制作氧化层(6)，并形成氧化孔(7)。4.根据权利要求3所述的面发射激光器的制作方法，其特征在于，还包括：在衬底(2)和下布拉格反射镜层(4)之间形成缓冲层(3)；在衬底(2)上制作N侧电极(1)；在高折射率差亚波长光栅层(12)上生长P侧电极(11)。5.一种基于权利要求3或4所述面发射激光器的制作方法的面发射激光器，其特征在于，包括：衬底(2)，用于承载面发射激光器；下布拉格反射镜层(4)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安金，张靖，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：