一种垂直腔面发射激光器的制备方法技术

本公开提出一种垂直腔面发射激光器的制备方法，包括：制备出电光转换部分，其中，电光转换部分的背面为第一分布式布拉格反射器；在第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽；在第一分布式布拉格反射器的背面制备第一金属电极，并使第一金属电极的正面突起填充第一凹槽；在第一金属电极的背面制备第一衬底

【技术实现步骤摘要】
一种垂直腔面发射激光器的制备方法


[0001]本公开涉及垂直腔面发射激光器
，尤其涉及一种垂直腔面发射激光器的制备方法
。

技术介绍

[0002]对于垂直腔面发射激光器
(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser
，
VCSEL)
来说，光电转换效率的提高，可以有效降低器件结温和工作电流，并能有效提高器件的可靠性和稳定性
。
[0003]目前砷化镓
(GaAs)
基
VCSEL
，
GaAs
衬底通常为
100um
，导热系数为
50W/mK
‑
80W/mK
，并且有源区下方的
N
型分布式布拉格反射器
(Distributed Bragg Reflector
，
DBR)
对热传导具有一定的阻挡，因此同在连续工作条件下，
VCSEL
的结温远高于边发射激光器的结温，于是造就
VCSEL
低的光电转化效率
。
[0004]提高光电转换效率是
VCSEL
研究的主要难点之一，也是本公开需要解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
[0006]为此，本公开的目的在于提供一种垂直腔面发射激光器的制备方法
。
[0007]为达到上述目的，本公开提供一种垂直腔面发射激光器的制备方法，包括：制备出电光转换部分，其中，所述电光转换部分的背面为第一分布式布拉格反射器；在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽；在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备第一金属电极，并使所述第一金属电极的正面突起填充所述第一凹槽；在所述第一金属电极的背面制备第一衬底
。
[0008]可选的，所述制备出电光转换部分包括：在第二衬底上依次制备出所述第一分布式布拉格反射器
、
有源层
、
氧化层和第二分布式布拉格反射器，或在所述第二衬底上依次制备出所述第一分布式布拉格反射器
、
氧化层
、
有源层和第二分布式布拉格反射器，其中，所述第一衬底的导热系数大于所述第二衬底的导热系数；在所述第二分布式布拉格反射器的正面定义出多个第一单元结构；根据多个所述第一单元结构制备出多个贯穿到所述第一凹槽槽底的第二凹槽，以利用所述第二凹槽分隔出多个所述电光转换部分；在所述第二凹槽内依次制备出钝化层和第二金属电极
。
[0009]可选的，所述制备出电光转换部分包括：利用金属有机化合物化学气相沉淀法或分子束外延法在所述第二衬底上依次生长出所述第一分布式布拉格反射器
、
所述有源层
、
所述氧化层和所述第二分布式布拉格反射器，或利用金属有机化合物化学气相沉淀法或分子束外延法在所述第二衬底上依次生长出所述第一分布式布拉格反射器
、
所述氧化层
、
所述有源层和所述第二分布式布拉格反射器；在所述第二分布式布拉格反射器的正面利用第一光刻掩模图形定义出多个所述第一单元结构；根据多个所述第一单元结构并利用刻蚀法
制备出多个贯穿到所述第一凹槽槽底的所述第二凹槽，以利用所述第二凹槽分隔出多个所述电光转换部分；利用介质膜生长工艺
、
第二光刻掩模图形
、
第三光刻掩模图形和金属生长工艺在所述第二分布式布拉格反射器的正面制备出电极接触层以及在所述第二凹槽内依次制备出所述钝化层和所述第二金属电极，并使所述第二金属电极延伸出所述第二凹槽并覆盖所述电极接触层正面的四周
。
[0010]可选的，所述在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽包括：在所述第二金属电极和所述电极接触层的正面制备第三衬底；去除所述第二衬底，以裸露出所述第一分布式布拉格反射器；在所述第一分布式布拉格反射器的背面定义出多个与所述第一单元结构对应的第二单元结构；根据多个所述第二单元结构在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出多个所述第一凹槽；所述在所述第一金属电极的背面制备第一衬底之后，所述垂直腔面发射激光器的制备方法还包括：去除所述第三衬底
。
[0011]可选的，所述在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽包括：在所述第一分布式布拉格反射器的背面利用第四光刻掩模图形定义出多个与所述第一单元结构对应的所述第二单元结构；在所述第二单元结构内利用第五光刻掩模图形和刻蚀法制备出所述第一凹槽
。
[0012]可选的，所述制备出电光转换部分包括：利用金属有机化合物化学气相沉淀法或分子束外延法在所述第二衬底上依次制备出腐蚀停止层和所述第一分布式布拉格反射器；所述去除所述第二衬底包括：在所述电光转换部分的侧面旋涂保护层；通过湿法刻蚀或干法刻蚀去除所述第二衬底和所述腐蚀停止层
。
[0013]可选的，所述在所述第二金属电极和所述电极接触层的正面制备第三衬底包括：在所述第二金属电极和所述电极接触层的正面旋涂过渡粘附剂；利用过渡粘附剂将所述第三衬底粘合在所述第二金属电极和所述电极接触层的正面；所述去除所述第三衬底包括：利用丙酮或紫外激光去除所述过渡粘附剂，以去除所述第三衬底
。
[0014]可选的，所述在所述第二凹槽内依次制备出钝化层和第二金属电极之前，所述制备出电光转换部分还包括：利用所述第二凹槽在所述氧化层内的四周制备出光电限制层，并使所述氧化层的中部形成限流孔，其中，所述限流孔沿所述电光转换部分厚度方向上的投影与所述第一凹槽沿所述电光转换部分厚度方向上的投影不重叠
。
[0015]可选的，所述制备出电光转换部分还包括：利用湿法氧化法或质子注入法制备出所述光电限制层，并使所述氧化层的中部形成形状为圆形
、
菱形或椭圆形的所述限流孔
。
[0016]可选的，所述在所述第一金属电极的背面制备第一衬底包括：制备第一衬底；将所述第一衬底焊接在所述第一金属电极的背面；利用划片工艺形成所述垂直腔面发射激光器，且所述垂直腔面发射激光器包括：一个电光转换单元，或多个呈阵列状依次相连的所述电光转换单元，其中，所述电光转换单元包括：所述电光转换部分
。
[0017]本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0018]利用第一金属电极的正面突起填充第一凹槽，改变了垂直腔面发射激光器的电流分布，减小了垂直腔面发射激光器的串联电阻，并且使得垂直腔面发射激光器的光学路径和电学路径分离，形成了高导热
、
低电阻导通路径，使得电学性能和光学性能得到显著提高
。
[0019]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，包括：制备出电光转换部分，其中，所述电光转换部分的背面为第一分布式布拉格反射器；在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽；在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备第一金属电极，并使所述第一金属电极的正面突起填充所述第一凹槽；在所述第一金属电极的背面制备第一衬底
。2.
根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述制备出电光转换部分包括：在第二衬底上依次制备出所述第一分布式布拉格反射器
、
有源层
、
氧化层和第二分布式布拉格反射器，或在所述第二衬底上依次制备出所述第一分布式布拉格反射器
、
氧化层
、
有源层和第二分布式布拉格反射器，其中，所述第一衬底的导热系数大于所述第二衬底的导热系数；在所述第二分布式布拉格反射器的正面定义出多个第一单元结构；根据多个所述第一单元结构制备出多个贯穿到所述第一凹槽槽底的第二凹槽，以利用所述第二凹槽分隔出多个所述电光转换部分；在所述第二凹槽内依次制备出钝化层和第二金属电极
。3.
根据权利要求2所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述制备出电光转换部分包括：利用金属有机化合物化学气相沉淀法或分子束外延法在所述第二衬底上依次生长出所述第一分布式布拉格反射器
、
所述有源层
、
所述氧化层和所述第二分布式布拉格反射器，或利用金属有机化合物化学气相沉淀法或分子束外延法在所述第二衬底上依次生长出所述第一分布式布拉格反射器
、
所述氧化层
、
所述有源层和所述第二分布式布拉格反射器；在所述第二分布式布拉格反射器的正面利用第一光刻掩模图形定义出多个所述第一单元结构；根据多个所述第一单元结构并利用刻蚀法制备出多个贯穿到所述第一凹槽槽底的所述第二凹槽，以利用所述第二凹槽分隔出多个所述电光转换部分；利用介质膜生长工艺
、
第二光刻掩模图形
、
第三光刻掩模图形和金属生长工艺在所述第二分布式布拉格反射器的正面制备出电极接触层以及在所述第二凹槽内依次制备出所述钝化层和所述第二金属电极，并使所述第二金属电极延伸出所述第二凹槽并覆盖所述电极接触层正面的四周
。4.
根据权利要求3所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述在所述第一分布式布拉格反射器的背面制备出第一凹槽包括：在所述第二金属电极和所述电极接触层的正面制备第三衬底；去除所述第二衬底，以裸露出所述第一分布式布拉格反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李川川，李阳，韦欣，陈良惠，
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：