[发明专利]一种垂直腔面发射激光器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，其中，所述垂直腔面发射激光器的制备方法通过磁控溅射法分别在第一衬底和第二衬底上形成第一DBR层和第二DBR层，通过旋涂在所述第二DBR层上形成发光层，避免了通过外延生长制备DBR层和发光层需要考虑膜层之间的晶格匹配的问题，使得用于制备第一DBR层和第二DBR层的材料无需受到晶格匹配的限制，有利于增加构成第一DBR层和第二DBR层中两种介质层之间的折射率差，使得第一DBR层和第二DBR层只需要较少的膜层即可具有高反射率，降低了器件的制备工序，从而降低了器件的制备周期、制备成本，提高了器件的制备效率。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种垂直腔面发射激光器及其制备方法。

背景技术

激光器是光通信系统中的核心部件，随着光电子技术的不断发展，人们对激光器也提出了越来越高的要求，低功耗、小型化、集成化也成为了激光器发展的方向之一，这使得微腔激光器越来越受到人们的关注。他可以满足人们将激光器集成到芯片的要求，所以近年来微腔激光的市场迅速扩大。

激光器的结构包括泵浦源、谐振腔和增益介质。常见的泵浦方式有电泵浦、光泵浦很化学泵浦等等。微腔激光器按谐振腔的形式不同又可分为回音壁式微腔激光器、随机激光器和垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)等。

回音壁激光器的谐振腔为圆盘状的，其厚度小于激射波长的半波长，光在腔体内沿着圆盘边缘传播，有如声音在回音腔传播，所以称之为回音壁，回音壁激光器阈值较低，但腔内的光不便于耦合出来。可以通过光纤接触谐振腔边缘将激光耦合出来，也有在圆盘边缘人为的引入一个缺陷，从缺陷处将激光耦合出来。

随机激光器是有强散射随机介质构成，其物理机理可以理解为光的安德森局域化，即光由于散射局域在一定的区域，光在这个区域闭环传播，达到了谐振腔的效果。由于局域区域是随机的，所以无法严格控制激射波长。但其结构简单，容易制备，在某些情况下具有一定的优势。

VCSEL，是一种以砷化镓半导体材料制备的激光器。VCSEL有别于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)和激光二极管(Laser diode，LD)等其他光源，VCSEL具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。

VCSEL的结构包括衬底、和在衬底上通过外延生长的方式依次生长的下DBR(Distributed Bragg Reflection，分布式布拉格反射镜)层、发光层和上DBR层，下DBR层和上DBR层构成谐振腔，谐振腔腔长在波长量级，这使得我们很容易通过VCSEL得到单模激光。而且由于光是垂直上DBR层表面直接发射的，有利于耦合。

但由于晶格匹配等问题，使得现有技术中的VCSEL的制备周期较长，制备成本较高，制备效率低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种垂直腔面发射激光器及其制备方法，以解决现有技术中VCSEL制备周期长、制备成本高和制备效率低下的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种垂直腔面发射激光器的制备方法，所述垂直腔面发射激光器的制备方法包括：

以磁控溅射法在第一衬底上制备第一DBR层，以磁控溅射法在第二衬底上制备第二DBR层；

获取发光材料量子点；

利用所述发光材料量子点，在所述第二DBR层上形成发光层；

将所述第一DBR层与所述发光层粘合，并将所述第一DBR层与所述第二DBR层的四周固定。