CN109449753B - Hcg反射镜层、垂直腔面发射激光器以及二者的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体激光器领域,提供了一种HCG反射镜层。还提供一种垂直腔面发射激光器。还提供一种HCG反射镜层的制备方法。还提供一种垂直腔面发射激光器的制备方法。本发明的一种HCG反射镜层、垂直腔面发射激光器以及二者的制备方法,通过使用制备的HCG反射镜层来替代现有技术中的两个DBR反射层,由于该HCG反射镜层包含有具有高对比度的空气悬浮光栅结构,一方面,可以解决VCSEL外延结构复杂且难以实现规模化的缺陷,极大地减少了制作成本,另一方面HCG反射镜层有着反射带宽更宽和偏振保持性更好的优点,并可以通过制备HCG反射镜层时调整制备的参数来达到调节输出光偏振特性的目的;进而使得所制备的VCSEL激光器具有极高反射率和结构简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器领域,具体为一种HCG反射镜层、垂直腔面发射激光器以及二者的制备方法。
背景技术
现有的发射激光器通常分为FP型等边发射激光器、DFB型等边发射激光器以及垂直腔面发射激光器。
其中,FP型或DFB型等边发射激光器的反射腔位于激光器芯片两侧,可以采用蒸镀介质膜的方式实现反射腔的高反射率,以降低激光器的阈值电流提高出光功率。而垂直腔面发射激光器简称为VCSEL激光器,它通常是在衬底a上依次生长n型电极b、n型DBR反射层c、多量子阱有源层d、限制层e、p-DBR反射镜f、p型电极g而成(请参见说明书附图图1)。VCSEL激光器与FP型或DFB型等边发射激光器具有明显的区别,VCSEL结构中的上下反射镜无法通过蒸镀介质膜的工艺形成,因此为了达到反射腔90%以上的反射率,VCSEL通常是采用上下两个分布反馈式布拉格反射镜(DBR)作为其上下反射镜,从而形成谐振腔。
分布反馈式布拉格反射镜和边发射激光器的镀膜工艺原理一致,均为采用折射率高低不同的两种材料以四分之一波长的光程厚度交替生长而成。然而由于此结构位于III-V族晶圆材料衬底上,为保证晶格匹配避免错位等材料缺陷过大,可供选择的高折射率和低折射率材料之间的折射率差异很小,因此为了达到整个DBR结构具备90%甚至99%以上的高反射率,必须采用30至40层甚至更多层的高低不同的折射率材料交替生长才能实现。
但是,这一点会极大的增加VCSEL激光器外延结构的制作难度和整个激光器芯片的制作成本,由于目前我国水平有限,在对于激射波长较短的情况时,现有VCSEL制作工艺需要在III-V族晶圆材料衬底上生长三十多层下DBR反射镜、十几层有源区多量子阱层和二十多层上DBR反射镜,而对于激射波长更长的InP衬底材料,其高低折射率之间的差异更小,使得其DBR结构达到高反射率所需的层数更多,材料的外延生长难度更高,因此,VCSEL的DBR反射镜结构直接阻碍了其国产化的进程和规模化的生产应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种HCG反射镜层、垂直腔面发射激光器以及二者的制备方法,通过使用制备的HCG反射镜层来替代现有技术中的两个DBR反射层,由于该HCG反射镜层包含有具有高对比度的空气悬浮光栅结构,一方面,可以解决VCSEL外延结构复杂且难以实现规模化的缺陷,极大地减少了制作成本,另一方面HCG反射镜层有着反射带宽更宽和偏振保持性更好的优点,并可以通过制备HCG反射镜层时调整制备的参数来达到调节输出光偏振特性的目的;进而使得所制备的VCSEL激光器具有极高反射率和结构简单的特点。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:一种HCG反射镜层,包括依次生长的铟镓砷层、第一多量子阱有源层以及磷化铟层,所述HCG反射镜层还包括形成于所述磷化铟层和所述第一多量子阱有源层上的空气悬浮光栅结构,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅。
进一步,所述空气悬浮光栅结构位于磷化铟层和第一多量子阱有源层的中央位置。
本发明实施例提供另一种技术方案:一种垂直腔面发射激光器,包括陶瓷垫片,还包括两个上述的HCG反射镜层,两个所述HCG反射镜层分别为第一HCG反射镜层以及第二HCG反射镜层;所述陶瓷垫片上依次生长有n型电极层、第一HCG反射镜层、第二多量子阱有源层、限制层、第二HCG反射镜层以及p型电极层,所述第一HCG反射镜层的所述磷化铟层靠近所述n型电极层,所述第二HCG反射镜层的所述磷化铟层靠近所述p型电极层。
进一步,所述n型电极焊接于所述陶瓷垫片。
本发明实施例提供另一种技术方案:一种HCG反射镜层的制备方法,包括如下步骤:
S1,依次生长铟镓砷层、第一多量子阱有源层以及磷化铟层;
S2,依次处理所述铟镓砷层、所述第一多量子阱有源层以及所述磷化铟层,以获得空气悬浮光栅结构,且获得的所述空气悬浮光栅结构中,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅。
进一步,在所述S2步骤中,处理方式为:
S20,通过腐蚀的方式沿所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层的方向依次腐蚀所述所述磷化铟层和所述第一多量子阱有源层,再进一步处理后获得亚波长光栅,获得的所述亚波长光栅具有多个第一孔隙;
S21,在所述第一多量子阱有源层中,沿其中一个所述第一孔隙与另一个所述第一孔隙之间的方向再次腐蚀所述第一多量子阱有源层,直至掏空该部分的所述第一多量子阱有源层并获得凹槽,以使所述亚波长光栅悬浮于所述凹槽中。
进一步,在所述S20步骤中,具体的处理方式为:
S201,在所述磷化铟层上涂覆电子束光刻胶;
S202,在所述电子束光刻胶上使用电子束光刻机直写曝光并显影,以在所述电子束光刻胶中获得周期性光栅,此时获得的所述周期性光栅具有多个第二孔隙;
S203,在每一所述第二孔隙中采用RIE干法刻蚀继续腐蚀靠近所述电子束光刻胶的所述磷化铟层,直至破开所述磷化铟层并完全腐蚀掉其下方的所述第一多量子阱有源层,并在继续腐蚀时控制腐蚀的深度不至于破开所述铟镓砷层;
S204,采用去胶液浸泡以去除多余的所述电子束光刻胶,以获得亚波长光栅。
进一步,在所述S21中,具体是采用磷酸稀释液来选择性腐蚀所述第一多量子阱有源层以获得所述凹槽。
本发明实施例提供另一种技术方案:一种垂直腔面发射激光器的制备方法,包括如下步骤:
Sa,以S1和S2两个步骤制备的其中一个HCG反射镜层为第一HCG反射镜层,并将所述第一HCG反射镜层倒过来;
Sb,再在未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层上沉积n型电极层;
Sc,将所述n型电极层远离所述磷化铟层的一侧焊接到陶瓷垫片上,以完成激光器下半部分的制备;
Sd,接着在所述第一HCG反射镜层层的铟镓砷层远离所述磷化铟层的一侧生长第二多量子阱有源层;
Se,在所述第二多量子阱有源层上生长限制层;
Sf,以S1和S2两个步骤制备的另一个HCG反射镜层为第二HCG反射镜层,并将其生长在所述限制层上,此时所述第二HCG反射镜层的所述铟镓砷层贴合所述限制层;
Sg,在所述第二HCG反射镜层未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层上沉积p型电极层,以完成激光器的制备。
进一步,在所述Sc步骤与所述Sd步骤之间,先采用湿法腐蚀将激光器的下半部分减薄,再在所述第一HCG反射镜层层的所述铟镓砷层上设置定位标记,便于进行所述Sd步骤时定位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过使用制备的HCG反射镜层来替代现有技术中的两个DBR反射层,由于该HCG反射镜层包含有具有高对比度的空气悬浮光栅结构,一方面,可以解决VCSEL外延结构复杂且难以实现规模化的缺陷,极大地减少了制作成本,另一方面HCG反射镜层有着反射带宽更宽和偏振保持性更好的优点,并可以通过制备HCG反射镜层时调整制备的参数来达到调节输出光偏振特性的目的;进而使得所制备的VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔面发射)激光器具有极高反射率和结构简单的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的现有技术中一种垂直腔面发射激光器的示意图;
图2为本发明实施例提供的一种垂直腔面发射激光器的示意图;
图3为本发明实施例提供的一种HCG反射镜层的制备方法的整体每步的制备示意图;
附图标记中:a-衬底;b-n型电极b;c-n型DBR反射层;d-多量子阱有源层;e-限制层;f-p-DBR反射镜;g-p型电极;1-陶瓷垫片;2-n型电极层;3-第一HCG反射镜层;30-磷化铟层;31-第一多量子阱有源层;32-铟镓砷层;4-第二多量子阱有源层;5-限制层;6-第二HCG反射镜层;7-p型电极层;8-电子束光刻胶;90-第一孔隙;91-第二孔隙;92-第一凹槽;93-第二凹槽;94-亚波长光栅。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在下面的实施例中,第一多量子阱有源层和第二多量子阱有源层是相同的材质和结构,只是为了作为区分,将其定义了第一和第二。另外第一HCG反射镜层和第二HCG反射镜层以及第一凹槽和第二凹槽也同样如此。
实施例一:
请参阅图3,本发明实施例提供一种HCG反射镜层,包括依次生长的铟镓砷层32、第一多量子阱有源层31以及磷化铟层30,所述HCG反射镜层还包括形成于所述磷化铟层30和所述第一多量子阱有源层31上的空气悬浮光栅结构,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层30至所述第一多量子阱有源层31方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅94。在本实施例中,通过处理磷化铟层30和第一多量子阱有源层31得到空气悬浮光栅结构,该处理的方式通常为腐蚀,在腐蚀磷化铟层30和第一多量子阱有源层31后,会形成一个凹槽,在腐蚀时优选的可以腐蚀到铟镓砷层32,但需要保证铟镓砷层32不被腐蚀破,因此最终获得的该空气悬浮光栅结构包括凹槽和亚波长光栅94,而此时亚波长光栅94正好悬浮于该凹槽的上方,可以解决现有技术中需要采用很多层DBR反射镜和很多层有源区多量子阱所来带的技术难题,极大地简化了外延结构。因为在本领域中,铟镓砷具有低折射率,其折射率仅有1,若腐蚀时选择性地腐蚀到它这一层,可以使该折射率低的材料变为空气,而磷化铟具有高折射率,其折射率有3.2,如此两种材料之间的折射率差比起III-V族材料间的折射率差有很大的提高,因此可以是整个HCG反射镜层的反射率得到极大的提高,用它来替换现有的DBR反射镜能够起到相同且更好的效果。因此,可以通过调整腐蚀到铟镓砷层32的深度来自助调节输出光偏振特性的目的。另外,形成的亚波长光栅94,其带来的1310nm波段或1550nm通信波段波长光的反射率值可以大于99%,甚至是到99.9%以上,而且采用它使得带宽也得到了拓展。而且,通过调控高低折射率层厚度、光栅周期以及占空比,能够实现输出光的保偏特性,直接输出偏振光。HCG为high contrast grating,高对比度光栅。DBR为distributed Bragg reflection,分布式布拉格反射镜。
优化上述方案,请参阅图2-3,所述空气悬浮光栅结构位于磷化铟层30和第一多量子阱有源层31的中央位置。在本实施例中,在制备空气悬浮光栅结构时,只需要保证不把磷化铟层30和第一多量子阱有源层31完全腐蚀光就行了,至于是在磷化铟层30和第一多量子阱有源层31的那个位置制备空气悬浮光栅结构都可以,但如果将其设在中央位置,可以得到结构更为紧凑和美观的HCG反射镜层,并有利于垂直腔面发射激光器的制备。
实施例二:
请参阅图2-3,本发明实施例提供一种垂直腔面发射激光器,包括陶瓷垫片1以及上述的HCG反射镜层,两个所述HCG反射镜层分别为第一HCG反射镜层3以及第二HCG反射镜层6;所述陶瓷垫片1上依次生长有n型电极层2、第一HCG反射镜层3、第二多量子阱有源层4、限制层5、第二HCG反射镜层6以及p型电极层7,所述第一HCG反射镜层3的所述磷化铟层30靠近所述n型电极层2,所述第二HCG反射镜层6的所述磷化铟层30靠近所述p型电极层7。在本实施例中,除去陶瓷垫片1后,n型电极层2和第一HCG反射镜层3是与第二HCG反射镜层6和p型电极层7对称的,其对称线是第二多量子阱有源层4和限制层5。由图2可以直观地看到,第一HCG反射镜层3实际上是倒的。本激光器采用了上述的HCG反射镜层后,不仅可以达到高反射率,还可以更容易制备,更容易实现大规模的量产。
进一步优化上述方案,请参阅图3,为了便于区分,将上述的凹槽定义为第一凹槽92,所述n型电极层2以及所述p型电极层7均具有沿其厚度方向凹陷的第二凹槽93,所述第二凹槽93与所述第一凹槽92连通。在本实施例中,为了防止n型电极层2和p型电极层7挡住第一凹槽92,因此在n型电极层2以及所述p型电极层7上均设有第二凹槽93。
作为本发明实施例的优化方案,所述n型电极焊接于所述陶瓷垫片1上。在本实施例中,在完成了HCG反射镜层的制备以及沉积了n型电极层2后,将所述n型电极层2远离所述磷化铟层30的一侧焊接到陶瓷垫片1上,也就是需要将制备好的HCG反射镜倒过来后再沉积n型电极层2,然后将电极层焊接到陶瓷垫片1上后,即完成了激光器下半部分的制作。作为本实施例的优选方案,陶瓷垫片1为陶瓷导电散热片。
实施例三:
本实施例可制备上述实施例一中的HCG反射镜层,本实施例与实施例一互相关联,请参阅图3,本发明实施例提供一种HCG反射镜层的制备方法,S1,依次生长铟镓砷层32、第一多量子阱有源层31以及磷化铟层30;S2,依次处理所述铟镓砷层32、所述第一多量子阱有源层31以及所述磷化铟层30,以获得空气悬浮光栅结构,且获得的所述空气悬浮光栅结构中,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层30至所述第一多量子阱有源层31方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅94。在本实施例中,通过处理磷化铟层30和第一多量子阱有源层31得到空气悬浮光栅结构,该处理的方式通常为腐蚀,在腐蚀磷化铟层30和第一多量子阱有源层31后,会形成一个凹槽,在腐蚀时优选的可以腐蚀到铟镓砷层32,但需要保证铟镓砷层32不被腐蚀破,因此最终获得的该空气悬浮光栅结构包括凹槽和亚波长光栅94,而此时亚波长光栅94正好悬浮于该凹槽的上方,可以解决现有技术中需要采用很多层DBR反射镜和很多层有源区多量子阱所来带的技术难题,极大地简化了外延结构。因为在本领域中,铟镓砷具有低折射率,其折射率仅有1,若腐蚀时选择性地腐蚀到它这一层,可以使该折射率低的材料变为空气,而磷化铟具有高折射率,其折射率有3.2,如此两种材料之间的折射率差比起III-V族材料间的折射率差有很大的提高,因此可以是整个HCG反射镜层的反射率得到极大的提高,用它来替换现有的DBR反射镜能够起到相同且更好的效果。因此,可以通过调整腐蚀到铟镓砷层32的深度来自助调节输出光偏振特性的目的。另外,形成的亚波长光栅94,其带来的1310nm波段或1550nm通信波段波长光的反射率值可以大于99%,甚至是到99.9%以上,而且采用它使得带宽也得到了拓展。而且,通过调控高低折射率层厚度、光栅周期以及占空比,能够实现输出光的保偏特性,直接输出偏振光。作为本实施例的优选方案,所述限制层5为二氧化硅/氧化硅电注入的限制层。
进一步优化上述方案,在所述S2步骤中,处理方式为:S20,通过腐蚀的方式沿所述磷化铟层30至所述第一多量子阱有源层31的方向依次腐蚀所述所述磷化铟层30和所述第一多量子阱有源层31,再进一步处理后获得亚波长光栅94,获得的所述亚波长光栅94具有多个第一孔隙90;S21,在所述第一多量子阱有源层31中,沿其中一个所述第一孔隙90与另一个所述第一孔隙90之间的方向再次腐蚀所述第一多量子阱有源层31,直至掏空该部分的所述第一多量子阱有源层31并获得凹槽,以使所述亚波长光栅94悬浮于所述凹槽中。在本实施例中,处理的方式为腐蚀,腐蚀分为两个方向,如图3所示,先朝竖直方向腐蚀,即从磷化铟层30往第一多量子阱有源层31腐蚀,最终腐蚀停止的位置在铟镓砷层32上方,优选的可以腐蚀至铟镓砷层32中,但不能破开铟镓砷层32,此时就会形成亚波长光栅94,为了便于描述,定义该亚波长光栅94具有并排的多个第一孔隙90,至此,这是第一个方向上的腐蚀,然后再进行第二个方向上的腐蚀,即图3中的横向腐蚀,将磷化铟层30下方的第一多量子阱有源层31完全腐蚀掉(如图3中最后一个步骤的示意图),优选的腐蚀到铟镓砷层32,但还是需要保证不能破开铟镓砷层32,如此操作后即可得到凹槽,那么此时亚波长光栅94就可以悬浮在凹槽中,以得到空气悬浮光栅结构。
进一步优化上述方案,请参阅图3,在所述S20步骤中,具体的处理方式为:S201,在所述磷化铟层30上涂覆电子束光刻胶8;S202,在所述电子束光刻胶8上使用电子束光刻机直写曝光并显影,以在所述电子束光刻胶8中获得周期性光栅,此时获得的所述周期性光栅具有多个第二孔隙91;S203,在每一所述第二孔隙91中采用RIE干法刻蚀继续腐蚀靠近所述电子束光刻胶8的所述磷化铟层30,直至破开所述磷化铟层30并完全腐蚀掉其下方的所述第一多量子阱有源层31,并在继续腐蚀时控制腐蚀的深度不至于破开所述铟镓砷层32;S204,采用去胶液浸泡以去除多余的所述电子束光刻胶8,以获得亚波长光栅94。在本实施例中,是步骤S20更为细化的处理,主要是通过刻蚀(属于上述腐蚀方式中的其中一种)的方式来进行。通过电子束曝光方式能够控制刻画的参数,可以先得到周期性光栅,此时的周期性光栅其实就定性了再通过RIE干法后就能最终得到亚波长的光栅。RIE为reactive IonEtching反应离子刻蚀。
作为本发明实施例的优化方案,在所述S21中,具体是采用磷酸稀释液(H3PO4)来选择性腐蚀所述第一多量子阱有源层31以获得所述凹槽。上述的横向处理是采用的磷酸稀释液来完成。
实施例四:
请参阅图2-3,本发明实施例提供了一种垂直腔面发射激光器的制备方法,包括如下步骤:Sa,以S1和S2两个步骤制备的其中一个HCG反射镜层为第一HCG反射镜层3,并将所述第一HCG反射镜层3倒过来;Sb,再在未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层30上沉积n型电极层2;Sc,将所述n型电极层2远离所述磷化铟层30的一侧焊接到陶瓷垫片1上,以完成激光器下半部分的制备;Sd,接着在所述第一HCG反射镜层层的铟镓砷层32远离所述磷化铟层30的一侧生长第二多量子阱有源层4;Se,在所述第二多量子阱有源层4上生长限制层5;Sf,以S1和S2两个步骤制备的另一个HCG反射镜层为第二HCG反射镜层6,并将其生长在所述限制层5上,此时所述第二HCG反射镜层6的所述铟镓砷层32贴合所述限制层5;Sg,在所述第二HCG反射镜层6未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层30上沉积p型电极层7,以完成激光器的制备。在本实施例中,是将上述制备的HCG反射镜层用到了整体激光器的制备方法中,使得本激光器具备上述HCG反射镜层的任何有益效果,此处就不再赘述。实际上制备的过程可以看做两大步,其中一大步是下半部分激光器的制备,另外一大步是上半部分激光器的制备。在制备下半部分的激光器时,需要在制备好第一HCG反射镜层3后将其倒过来,才能继续进行沉积n型电极层2以及焊接的工序。
进一步优化上述方案,在所述Sc步骤与所述Sd步骤之间,先采用湿法腐蚀将激光器的下半部分减薄,再在所述第一HCG反射镜层层的所述铟镓砷层32上设置定位标记,便于进行所述Sd步骤时定位。在本实施例中,在完成了下半部分的激光器的制备后,还需要将其进行减薄至几十微米的厚度,才能再进行上半部分的激光器的制备,而为了便于上半部分激光器的对齐工作,会在制备好下半部分的激光器后设一些定位标记,在制备上半部分的激光器时,可以迅速地定位,提高了制备效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种垂直腔面发射激光器,包括陶瓷垫片,其特征在于:还包括两个HCG反射镜层,两个所述HCG反射镜层均包括依次生长的铟镓砷层、第一多量子阱有源层以及磷化铟层,所述HCG反射镜层还包括形成于所述磷化铟层和所述第一多量子阱有源层上的空气悬浮光栅结构,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅,两个所述HCG反射镜层分别为第一HCG反射镜层以及第二HCG反射镜层;所述陶瓷垫片上依次生长有n型电极层、第一HCG反射镜层、第二多量子阱有源层、限制层、第二HCG反射镜层以及p型电极层,所述第一HCG反射镜层的所述磷化铟层靠近所述n型电极层,所述第二HCG反射镜层的所述磷化铟层靠近所述p型电极层;所述凹槽为第一凹槽,所述n型电极层以及所述p型电极层均具有沿其厚度方向凹陷的第二凹槽,所述第二凹槽与所述第一凹槽连通。
2.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器,其特征在于:所述空气悬浮光栅结构位于磷化铟层和第一多量子阱有源层的中央位置。
3.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器,其特征在于:所述n型电极焊接于所述陶瓷垫片上。
4.一种垂直腔面发射激光器的制备方法,其特征在于,先制备HCG反射镜层,包括如下步骤:
S1,依次生长铟镓砷层、第一多量子阱有源层以及磷化铟层;
S2,依次处理所述铟镓砷层、所述第一多量子阱有源层以及所述磷化铟层,以获得空气悬浮光栅结构,且获得的所述空气悬浮光栅结构中,所述空气悬浮光栅结构包括由所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层方向凹陷的凹槽以及悬浮于所述凹槽中的亚波长光栅;
再制备垂直腔面发射激光器,包括如下步骤:
Sa,以S1和S2两个步骤制备的其中一个HCG反射镜层为第一HCG反射镜层,并将所述第一HCG反射镜层倒过来;
Sb,再在未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层上沉积n型电极层;
Sc,将所述n型电极层远离所述磷化铟层的一侧焊接到陶瓷垫片上,以完成激光器下半部分的制备;
Sd,接着在所述第一HCG反射镜层层的铟镓砷层远离所述磷化铟层的一侧生长第二多量子阱有源层;
Se,在所述第二多量子阱有源层上生长限制层;
Sf,以S1和S2两个步骤制备的另一个HCG反射镜层为第二HCG反射镜层,并将其生长在所述限制层上,此时所述第二HCG反射镜层的所述铟镓砷层贴合所述限制层;
Sg,在所述第二HCG反射镜层未参与制作空气悬浮光栅结构的磷化铟层上沉积p型电极层,以完成激光器的制备。
5.如权利要求4所述的垂直腔面发射激光器的制备方法,其特征在于,在所述S2步骤中,处理方式为:
S20,通过腐蚀的方式沿所述磷化铟层至所述第一多量子阱有源层的方向依次腐蚀所述所述磷化铟层和所述第一多量子阱有源层,再进一步处理后获得亚波长光栅,获得的所述亚波长光栅具有多个第一孔隙;
S21,在所述第一多量子阱有源层中,沿其中一个所述第一孔隙与另一个所述第一孔隙之间的方向再次腐蚀所述第一多量子阱有源层,直至掏空该部分的所述第一多量子阱有源层并获得凹槽,以使所述亚波长光栅悬浮于所述凹槽中。
6.如权利要求5所述的垂直腔面发射激光器的制备方法,其特征在于,在所述S20步骤中,具体的处理方式为:
S201,在所述磷化铟层上涂覆电子束光刻胶;
S202,在所述电子束光刻胶上使用电子束光刻机直写曝光并显影,以在所述电子束光刻胶中获得周期性光栅,此时获得的所述周期性光栅具有多个第二孔隙;
S203,在每一所述第二孔隙中采用RIE干法刻蚀继续腐蚀靠近所述电子束光刻胶的所述磷化铟层,直至破开所述磷化铟层并完全腐蚀掉其下方的所述第一多量子阱有源层,并在继续腐蚀时控制腐蚀的深度不至于破开所述铟镓砷层;
S204,采用去胶液浸泡以去除多余的所述电子束光刻胶,以获得亚波长光栅。
7.如权利要求5所述的垂直腔面发射激光器的制备方法,其特征在于,在所述S21中,具体是采用磷酸稀释液来选择性腐蚀所述第一多量子阱有源层以获得所述凹槽。
8.如权利要求4所述的垂直腔面发射激光器的制备方法,其特征在于,在所述Sc步骤与所述Sd步骤之间,先采用湿法腐蚀将激光器的下半部分减薄,再在所述第一HCG反射镜层层的所述铟镓砷层上设置定位标记,便于进行所述Sd步骤时定位。
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