[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述垂直腔面发射激光器包括自下而上依次设置的：

热沉；

第一电极；

在第一电极表面间隔分布的第一电极和第一分布式布拉格反射镜；

有源层；

在有源层表面间隔排布的第二分布式布拉格反射镜和第二电极；

优选地，所述热沉和所述第一电极之间还包括键合层；

更优选地，所述垂直腔面发射激光器为独立器件或集成于电路中。

2.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述热沉选自以下一种或多种：单金属基板、合金基板、陶瓷基板；

优选地，所述单金属基板的材料选自以下一种或多种：铜、铝、铁；所述合金基板的材料选自以下一种或多种：钼铜、钨铜、铬铜；和/或所述陶瓷基板的材料选自以下一种或多种：铝氮、金刚石、碳化硅；

更优选地，所述陶瓷基板的热导率大于300W/(m·K)。

3.根据权利要求1或2所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射镜的反射率大于99.9％，所述第二分布式布拉格反射镜的反射率大于99％且小于第一分布式布拉格反射镜的反射率；

优选地，所述第一分布式布拉格反射镜的材料为半导体材料对；更优选地，所述第一分布式布拉格反射镜的材料选自晶格常数与有源层匹配且折射率差大于0.01的半导体材料对；进一步优选地，所述第一分布式布拉格反射镜的材料选自以下一种或多种：铝镓砷、镓砷、铟镓砷、铟磷、铝镓氮、镓氮；和/或

优选地，所述第二分布式布拉格反射镜的材料为介质材料对；更优选地，所述介质材料对的折射率差大于0.1；

进一步优选地，所述第二分布式布拉格反射镜的材料选自以下一种或多种：氧化硅、氮化硅、氧化铌、氧化钛、氧化铪。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述有源层的材料选自以下一种或多种：镓砷、铝镓砷、铟镓砷、铟磷、铟镓磷、镓氮、铟镓氮；和/或

所述键合层的材料选自以下一种或多种：金锡、铟、铜锡、金硅、银、固化胶。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)提供生长工艺所需的晶圆衬底；优选地，所述晶圆衬底选自以下一种或多种：镓砷、硅、镓氮、铟磷、碳化硅；

(b)在晶圆上依次外延生长缓冲层、选择停止层、有源层结构；优选地，所述外延生长方法选自金属有机化合物化学气相淀积和/或分子束外延；

(c)制备第一分布式布拉格反射镜结构；

(d)在第一分布式布拉格反射镜上制备第一图形；

(e)以第一图形为掩膜，利用刻蚀/腐蚀技术，刻蚀第一分布式布拉格反射镜至有源层结构；

(f)制备第一电极；优选地，所述第一电极的制备方法选自电子束蒸发和/或溅射；

(g)在第一电极上电镀厚度不小于10um的金属，以得到热沉；优选地，所述金属选自以下一种或多种：铜、金、铬、镍；

(h)利用衬底去除技术去除晶圆衬底以及缓冲层；

(i)利用湿法腐蚀或干法刻蚀技术去除选择停止层，露出有源层结构表面；

(j)在有源层结构表面制备第二图形，与第一图形成对应关系，并利用腐蚀或刻蚀技术制备芯片隔离沟道；

(k)利用刻蚀/腐蚀技术制备圆柱形台面；

(l)制备第二分布式布拉格反射镜；优选地，所述第二分布式布拉格反射镜的制备方法选自电子束蒸发和/或溅射；

(m)制备环形电极图形，并刻蚀或腐蚀至有源层结构表面；

(n)制备第二电极。