[发明专利]一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法

权利要求书

1.一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，生长不含氧化层的外延片；

S2，于所述外延片上制备掩膜，然后进行刻蚀得到待继续加工的薄膜VCSEL；

S3，对所述S2步骤中得到的薄膜VCSEL的侧壁刻蚀损伤进行修复，并将修复后的薄膜VCSEL剥离下来；

S4，将剥离下来的薄膜VCSEL转移至绝缘衬底层，接着制备薄膜VCSEL的P型电极接触窗口和N型电极接触窗口；

S5，于所述P型电极接触窗口和所述N型电极接触窗口上分别制备P型电极和N型电极，以完成非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备；

采用非对称电流注入孔径设计，使所述薄膜的长边的散射损耗恒小于短轴散射损耗，出射的偏振光通过散射损耗的选择作用以长边为主。

2.如权利要求1所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述外延片的制备具体为：在GaAs衬底上生长N型GaAs缓冲层、N型布拉格反射镜层、量子阱层以及P型布拉格反射镜层，以得到所述外延片，所述外延片中不含高铝组分氧化层。

3.如权利要求1所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，采用ICP刻蚀，然后使用RIE设备将顶端残留的掩膜刻蚀干净。

4.如权利要求3所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于：在所述外延片包括依次生长的GaAs衬底、N型GaAs缓冲层、N型布拉格反射镜层、量子阱层以及P型布拉格反射镜层时，刻蚀深度在7～8μm，刻穿所述N型GaAs缓冲层至所述GaAs衬底。

5.如权利要求1所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于，在所述S3步骤中，修复具体包括：先通过酸洗以减少薄膜VCSEL的侧壁刻蚀损伤，另一部分为在酸洗完成后进行退火，进一步修复薄膜VCSEL的侧壁刻蚀损伤。

6.如权利要求5所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于，酸洗采用磷酸、双氧水和水溶液，所述磷酸、所述双氧水和所述水溶液的比例为3:1:20，酸洗10～15秒；退火是在N₂氛围下300℃进行20min。

7.如权利要求1所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于：在所述S4步骤中，在转移至绝缘衬底层后，并在制备P型电极接触窗口和N型电极接触窗口前，对薄膜VCSEL的侧壁进行钝化处理。

8.如权利要求7所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于，钝化处理具体包括：在绝缘衬底层上生长侧壁钝化保护层，所述侧壁钝化保护层为四分之一光学厚度的奇数倍。

9.如权利要求8所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于：在所述S4步骤中，采用电子束曝光工艺制作所述P型电极接触窗口和所述N型电极接触窗口，然后使用RIE设备将接触窗口处的所述侧壁钝化保护层刻蚀干净。

10.如权利要求1所述的一种非氧化工艺薄膜VCSEL光源结构的制备方法，其特征在于：在P型电极和N型电极制备完成后，使用RTP对整个器件进行快速退火。