CN111313236B

CN111313236B - 具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和其制作方法

Info

Publication number: CN111313236B
Application number: CN202010390117.0A
Authority: CN
Inventors: 方照诒; 郭浩中; 叶晏玮; 潘德烈
Original assignee: Beijing Jintai Optical Core Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jintai Optical Core Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2040-05-11
Also published as: CN111313236A

Abstract

本发明提供一种具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和其制作方法，所述垂直腔表面发射激光器包括多层结构，该多层结构至少包括基底（10）、设置于基底（10）上方的第一镜层（20）、设置于第一镜层（20）上方的主动区（30）及设置于主动区（30）上方的第二镜层（40），且所述第一镜层（20）、所述主动区（30）和所述第二镜层（40）经过侧面刻蚀和侧面氧化，所述垂直腔表面发射激光器还包括复合钝化层（50），复合钝化层（50）用于包覆第二镜层（40）和主动区（30）与空气接触的表面，复合钝化层（50）包括至少两层介质材料。通过本发明可以实现表面钝化且提高抗反射的效果，极大化地阻止激光返回主动区及保护主动区。

Description

具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体芯片领域，具体涉及一种具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和其制作方法。

背景技术

由于在制作垂直腔表面发射激光器的过程中，首先需要将主动区区域独立出来，以精确限定其谐振腔尺寸。在刻蚀过程所产生的侧壁有大量的不成对键结（danglingbond），因此通常采取的方式是利用干式的等离子刻蚀技术形成一个圆柱状平台，这样可以利用镀膜技术将不成对键披覆，以增加其后器件的操作寿命。而现有的垂直腔表面发射激光器主动区的钝化层主要有由PECVD及ALD 所形成的SiOxNy覆盖，但是其覆盖性和膜厚精准性比较低，且沉积速度比较慢。

对于JP-A-2004-200211 中公开的氧化型垂直腔表面发射激光器器件，为了防止台面结构等的释放和延长器件寿命，层间绝缘膜13的内部应力被设为等于或小于1.5×10⁹(dyne/cm2)。

在JP-A-2004-241777中，形成了部分刺入垂直腔表面发射激光器结构的氧化空洞，并且对结构中的层进行了氧化。在氧化空洞的表面上形成有第一钝化层，并且在第一钝化层上形成有第二钝化层。第一钝化层由氮化硅（SiN）制，第二钝化层由氮氧化硅（SiON）制成。可存在于任意一个钝化层中的针孔由另一钝化层覆盖，由此阻挡了制造工艺中剩余的湿气可能进入的路径，并且由此可以增加氧化型垂直腔表面发射激光器器件的可靠性。

在JP-A-2006-086498中，在台面结构的侧表面上形成有：无机材料制成的第一绝缘膜、用来填充周围部分的树脂层、之上由无机材料制成的第二绝缘层。在台面结构的上表面上形成有带开口的上接触电极。通过这种构造，在制造过程中可抑制树脂层的氧化和蚀变，并且可无间隙地填充台面结构，由此可得到高度可靠的垂直腔表面发射激光器器件，抑制了被绝缘膜夹着的树脂层的氧化和蚀变。

上面提及到的三个专利都没有考虑不同材质界面间如较大的折射系数差对应较高反射率效应，若以折射系数渐变的方式，则能有效地提高光窗透光率，同时达到良好的器件保护效果。

发明内容

为至少解决上述技术问题，提出了本发明的如下所述的多个方案。

具体地说，根据本发明的第一方面，提供一种具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器，所述垂直腔表面发射激光器包括多层结构，所述多层结构至少包括基底、设置于所述基底上方的第一镜层、设置于所述第一镜层上方的主动区及设置于所述主动区上方的第二镜层，且所述第一镜层、所述主动区和所述第二镜层经过刻蚀和侧面氧化，所述垂直腔表面发射激光器还包括复合钝化层，所述复合钝化层用于包覆所述第二镜层和所述主动区与空气接触的表面，所述复合钝化层包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的。

在本发明中，通过将至少两层介质材料披覆在垂直腔表面发射激光器的裸露面，可以实现垂直腔表面发射激光器的表面钝化，且以折射系数渐变的方式，可以提高垂直腔表面发射激光器在垂直方向上光窗的透光率，可以降低水平方向的自发发射光子返回主动区消耗位于粒子数反转（Population Inversion）的载子，从而提高垂直方向激光的放射效率，进而整体增加器件的效率及寿命。

可选的是，所述至少两层介质材料包括以下中的任意两层或多层： AlN层、SiOxNy层、Al2O3层，其中AlN层的折射系数n约为2.61±0.2，SiOxNy层的折射系数n约为2.00±0.2，Al2O3层的折射系数n约为1.65±0.5。

在本实施例中，通过使用AlN层、SiOxNy层和Al2O3层中的任意两层或者多层形成的复合钝化层，该复合钝化层的总厚度为激光在介质内有效波长的（2m+1）/4倍，其中m为非负整数，且该复合钝化层以折射系数渐变的方式设置，能够有效地提高光窗透光率，同时达到保护器件良好效果。

在上述任一方案中可选的是，在所述复合钝化层包括两层介质材料时，所述两层介质材料依次为AlN层、SiOxNy层，其中所述AlN层与所述第二镜层和所述主动区接触，所述SiOxNy层的外表面与空气接触。

在上述任一方案中可选的是，在所述复合钝化层包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为AlN层、Al2O3层，其中所述AlN层与所述第二镜层和所述主动区接触，所述Al2O3层的外表面与空气接触。

在上述任一方案中可选的是，在所述复合钝化层包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为SiOxNy层、Al2O3层，其中所述SiOxNy层与所述第二镜层和所述主动区接触，所述Al2O3层的外表面与空气接触。

在上述任一方案中可选的是，在所述复合钝化层包括三层介质材料时，所述三层介质材料由内向外依次为AlN层、SiOxNy层、Al2O3层，其中所述AlN层与所述第二镜层和所述主动区接触，所述Al2O3层的外表面与空气接触。

在上述任一方案中可选的是，SiOxNy层的折射系数约为1.8~2.1。

可选地，所述基底为砷化镓基底、氮化铝铟镓基底或磷砷化铟镓基底。

根据本发明的第二方面，提供一种具有钝化层的垂直腔表面发射激光器的制作方法，所述制作方法包含包括以下步骤：

垂直腔表面发射激光器外延生长步骤：准备由基底经外延生长成包含第一镜层、主动区及第二镜层的面射型雷射元件的垂直腔表面发射激光器外延片；

主动区平台定义步骤：对所述垂直腔表面发射激光器外延片进行所述主动区的平台刻蚀并且氧化，蚀刻深度至少通过所谓的氧化后具备光局限及电局限功能的载流子限制层；

钝化步骤：在所述第一镜层、所述主动区和所述第二镜层经过刻蚀和侧面氧化后，在所述第二镜层和所述主动区与空气接触的表面形成复合钝化层，所述复合钝化层包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的。

在上述任一方案中可选的是，所述至少两层介质材料包括以下中的任意两层或多层：AlN层、SiOxNy层、Al2O3层，其中AlN层的折射系数n约为2.61±0.2，SiOxNy层的折射系数n约为2.00±0.2，Al2O3层的折射系数n约为1.65±0.5。

本发明的垂直腔表面发射激光器和其制作方法，通过将至少两层介质材料披覆在垂直腔表面发射激光器的裸露面，可以实现垂直腔表面发射激光器的表面钝化，且以折射系数渐变的方式，可以提高垂直腔表面发射激光器的垂直方向上光窗的透光率，可以降低水平方向的自发发射光子返回主动区消耗位于粒子数反转的载子，从而提高垂直方向激光的放射效率，进而整体增加器件的效率及寿命。

附图说明

以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施方案，其中：

图1示出根据本发明一实施方案的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器的示意图；

图2a-2d示出根据本发明一实施方案的复合钝化层的结构示意图；

图3a和3b示出根据本发明一实施方案的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和常规钝化层的垂直腔表面发射激光器的寿命示意图；

图4示出根据本发明一实施方案的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器的制作方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施方案是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

图1示出根据本发明一实施方案的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器的示意图。

如图1所示，所述垂直腔表面发射激光器垂直腔表面发射激光器100包括多层结构，所述多层结构至少包括：基底10、设置于所述基底10上方的第一镜层20、设置于所述第一镜层20上方的主动区30及设置于所述主动区30上方的第二镜层40，且所述第一镜层20、所述主动区30和所述第二镜层40经过刻蚀和侧面氧化，所述垂直腔表面发射激光器还包括：复合钝化层50，所述复合钝化层50用于包覆所述第二镜层40和所述主动区30与空气接触的表面（如图1中用包覆两侧以及第二镜层40的上表面的黑色粗线表示），所述复合钝化层50包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的。需要说明的是，在本文中无意对刻蚀和侧面氧化做进一步限定，适合于本发明的目的的现有技术均可采用，在本文中不过多地进行描述。

具体地说，图1所示，在本发明中第一镜层20可以为N型下多层反射镜（BottomDBR）20，第二镜层40为P型上多层反射镜（Top BDR）以及所述主动区30（MQW）包括多量子阱有源层，其中N型下多层反射镜设置在GaAs基底10上，多量子阱有源层设置在N型下多层反射镜上，P型上多层反射镜设置在多量子阱有源层上。

在本文中垂直腔表面发射激光器100当电流从P面电极和N面电极注入，多量子阱有源层中量子阱的材料受电流激发而产生光子，然后在P型上多层反射镜40和N型下多层反射镜20之间形成激光，激光从P型上多层反射镜40出射。其中多量子阱有源层例如可由非掺杂GaAs量子阱层和非掺杂Al0.35Ga0.65As势垒层(barrier layer)制成。

另外，在P型上多层反射镜40和N型下多层反射镜20可以使用GaAs与AlGaAs材料或AlAsSb与GaSb材料或GaN与InGaN材料或InP与InAlP/InGaAsP材料交替生长。在本文中 P型上多层反射镜40可以利用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）或真空电子束蒸发镀膜机交替生长的薄膜构成，可通过交替堆叠多个周期的例如Al0.9Ga0.1As层和Al0.12Ga0.88As层而形成P型上多层反射镜40，其中每个层的厚度都是介质中波长的1/4，这与N型下多层反射镜20的情况相同。例如，形成在DBR 40下方的是P型AlxGa1-xAs层（氧化控制层, x>0.9），并且形成在DBR 40 上的是具有更高载流子浓度的P型GaAs 接触层，并且这些层形成了反射镜的一部分。DBR反射镜包括具有交替的高和低折射系数的层。每对通常具有材料中的激光波长的二分之一的厚度，这产生99%以上的强度反射率。

另外，还可以理解的是，垂直腔表面发射激光器100的腔谐振波长可以通过改变垂直腔表面发射激光器的反射镜的厚度来变化，当蚀刻穿过垂直腔表面发射激光器的反射镜时，可以观察到腔谐振波长中的变化。

在本文中，通过将至少两层介质材料披覆在垂直腔表面发射激光器的裸露面，可以实现垂直腔表面发射激光器的表面钝化，且该复合钝化层折射系数由内向外渐变，可以提高垂直方向上光窗的透光率，可以降低水平方向的自发发射光子返回主动区消耗位于粒子数反转（Population Inversion）的载子，从而提高垂直方向激光的放射效率，进而整体增加器件的效率及寿命。

在一实施方案中，所述至少两层介质材料包括以下中的任意两层或多层：AlN层、SiOxNy层、Al2O3层，其中AlN层的折射系数n约为2.61±0.2，SiOxNy层的折射系数n约为2.00±0.2，Al2O3层的折射系数n约为1.65±0.5。

具体地，在AlN层的折射系数n约为2.61、SiOxNy层的折射系数n约为2.00和Al2O3层的折射系数n约为1.65时，复合钝化层50的抗反射较好。至少两层介质材料可以是由内到外的AlN层/ SiN层/ SiO 层组合，且每层介质材料的厚度限制为1/4等效波长的非负整数倍。

具体的，可以理解的是，由于AlN是一种在热、电、光和机械等方面具有良好综合性能的材料，作为电子薄膜材料在微电子、电子元件、高频宽带通信以及功率半导体器件等领域有广泛应用。因此，AlN、Al2O3等用作钝化层具有较高的热导率和良好的散热性，由此与光一起从多量子阱有源层发出的热可通过钝化层有效地释放到外界。这改善了垂直腔表面发射激光器器件在高温下的性能，即使在高温下也可保持稳定运行。另外，通过使用AlN层、SiOxNy层和Al2O3层中的任意两层或者多层形成的复合钝化层，可以最大程度提高激光出光的效率。

图2a-2d示出根据本发明一实施方案的复合钝化层的结构示意图。

在一实施方案中，如图2a所示，在所述复合钝化层50包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内到外依次为AlN层51、SiOxNy层52，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述SiOxNy层52的外表面与空气接触。

具体的，在本文中通过AlN层51和SiOxNy层52形成的钝化层50，可以提高耐热性以及沉积速度。

在一实施方案中，如图2b所示，在所述复合钝化层50包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为ALN层51、Al2O3层53，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。

具体的，在本文中通过AlN层51和Al2O3层53形成的钝化层50，使得垂直腔表面发射激光器外表面具有较高的热导率和良好的散热性，由此与光一起从多量子阱有源层发出的热可通过复合钝化层50有效地释放到外界。这改善了垂直腔表面发射激光器器件在高温下的性能，即使在高温下也可保持稳定运行。

在一实施方案中，如图2c所示，在所述复合钝化层包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为SiOxNy层52、Al2O3层53，其中所述SiOxNy层52与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。

具体的，在本文中通过SiOxNy层52和Al2O3层53形成的复合钝化层50，可以实现垂直腔表面发射激光器的表面钝化且提高垂直腔表面发射激光器的抗反射的效果，极大化地阻止激光返回主动区及保护主动区，以增加垂直腔表面发射激光器器件的效率及寿命。

在一实施方案中，如图2d所示，在所述复合钝化层50包括三层介质材料时，所述三层介质材料由内向外依次为AlN层51、SiOxNy层52、Al2O3层53，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。

在一实施方案中，SiOxNy层52的折射系数n约为1.8~2.1。

具体的，AlN层51的折射系数n约为2.61、SiOxNy层52的折射系数n约为1.90和Al2O3层53的折射系数n约为1.65时，复合钝化层50的抗反射也比较好。

在一实施方案中，所述基底10为砷化镓基底、氮化铝铟镓基底或磷砷化铟镓基底。

另外，在本文中，该基底10下方还可以设置有钼金属层，该基底10还可以设置容置空间，在该容置空间内部设置有铝层；该铝层与该第一镜层20之间还可以设置增强层，该增强层延伸至铝层与该基底10之间；该基底10与该钼金属层之间可以设置有黏着层。钼金属层是钼金属片，为了增加该基底10与钼金属层之间的结合强度，因此在基底10与钼金属层之间设置黏着层，黏着层可以选择使用锗金(GeAu)、镍 (Ni)、金 (Au)当作黏着层的材料，也就是说该黏着层为GeAu层、Ni层及Au层的基层体。铝层用于反射来自该主动区30的光线，使光线再度朝上方反射，以增加整体垂直腔表面发射激光器元件的出光效率。强度的目的是用于增强铝层反射来自主动区30的光线，以及加强把热从该基底10传导到铝层，再由铝层依序传导至黏着层、钼金属层及外部环境。增强层由二氧化矽(SiO2)层或氮化矽(Si3Nx)层所构成，其中Si3Nx层可选用Si3N3层或Si3N4层。

图3a和3b示出根据本发明一实施方案的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器和常规钝化层的垂直腔表面发射激光器的寿命示意图。

如图3a所示，具有常规的钝化层的垂直腔表面发射激光器在功率90%的时候，老化时间只需要2200小时；如图3b所示，具有本申请中抗反射的复合钝化层的垂直腔表面发射激光器在功率90%的时候，老化时间需要3000小时。通过实验数据可知，本申请中的抗反射的复合钝化层可以减缓老化时间，延长垂直腔表面发射激光器的寿命。

图4示出根据本发明一实施方案的具有钝化层的垂直腔表面发射激光器的制作方法的流程图。

如图4所示，所述制作方法200包括以下步骤：

步骤S210，垂直腔表面发射激光器外延生长步骤：准备由基底10经外延生长成包含第一镜层20、主动区30及第二镜层40的面射型雷射元件的垂直腔表面发射激光器外延片。

具体的，采用金属有机化学汽相淀积（MOCVD）首先在GaAs基底上交替生长n-Al0.12 Ga 0.88 As层与n-Al 0.9 Ga 0.1 As层，构成下DBR；然后生长GaAs/Al 0.3 Ga 0.7As量子阱结构构成有源区。利用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）生成P型上DBR。

步骤S220，主动区平台定义步骤：对所述垂直腔表面发射激光器外延片进行所述主动区30的平台刻蚀并且氧化，形成载流子限制层。

步骤S230，钝化步骤：在所述第一镜层20、所述主动区30和所述第二镜层40经过刻蚀和侧面氧化后，在第二镜层40和所述主动区30与空气接触的表面形成钝化层，所述钝化层50包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的。

另外，在本文中还可以包括上电极制作、下电极制作、蚀刻凹区填充（平坦化）和衬底研磨减薄、芯片切割等步骤，由于这些步骤是常规步骤，因此，在本文中并没有对这些步骤进行详细的描述。

在一实施方案中，所述至少两层介质材料包括以下中的任意两层或多层：AlN层51、SiOxNy层52、Al2O3层53，其中AlN层51的折射系数n约为2.61±0.2，SiOxNy层52的折射系数n约为2.00±0.2，Al2O3层53的折射系数n约为1.65±0.5。

在一实施方案中，在所述复合钝化层50包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为AlN层51、SiOxNy层52，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述SiOxNy层52的外表面与空气接触。

在一实施方案中，在所述复合钝化层50包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为AlN层51、Al2O3层53，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。具体的，例如由内到外设置为GaAs层/AlN层/Al2O3层，GaAs层/AlN层/Al2O3层的折射系数由大到小向外变化。

在一实施方案中，在所述复合钝化层50包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为SiOxNy层52、Al2O3层53，其中所述SiOxNy层52与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。

在一实施方案中，在所述复合钝化层50包括三层介质材料时，所述三层介质材料由内向外依次为AlN层51、SiOxNy层52、Al2O3层53，其中所述AlN层51与所述第二镜层40和所述主动区30接触，所述Al2O3层53的外表面与空气接触。

在一实施方案中，SiOxNy层52的折射系数n约为1.8~2.1。

根据本发明的方面，垂直腔表面发射激光器可应用于发光器件，例如LED 或激光二极管，其中阵列可一维或二维地在基板上排列，并且可用作光传输、光存储等的光源。垂直腔表面发射激光器可具可弯曲形变、环境适应力强、制备工序简便、可实现大面阵集成、亦可实现不同阵列单独控制、通过压力形变实现偏振模式选择等特点。可以在很多领域具有应用前景，如全方位监控、生物医学、激光雷达、激光泵浦和光纤通信等。

对于本发明的具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器的制作方法的更具体的方案，可以参照上文中对于本发明的垂直腔表面发射激光器的说明，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现根据本发明的上述实施方案的方法中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指示相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于非易失性的计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可实施如上述各方法的实施方案的步骤。其中，本申请所提供的各实施方案中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。

以上实施方案的各个技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方案中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

尽管结合实施方案对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施方案。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims

1.一种具有复合钝化层的垂直腔表面发射激光器，所述垂直腔表面发射激光器包括多层结构，所述多层结构至少包括基底（10）、设置于基底（10）上方的第一镜层（20）、设置于所述第一镜层（20）上方的主动区（30）及设置于所述主动区（30）上方的第二镜层（40），且所述第一镜层（20）、所述主动区（30）和所述第二镜层（40）经过刻蚀和侧面氧化，其特征在于，所述垂直腔表面发射激光器还包括：复合钝化层（50），所述复合钝化层（50）用于包覆所述第二镜层（40）和所述主动区（30）与空气接触的表面，所述复合钝化层（50）包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的；其中所述至少两层介质材料包括SiOxNy层（52），还包括：AlN层（51）和/或Al2O3层（53），其中AlN层（51）的折射系数n为2.61±0.2，SiOxNy层（52）的折射系数n为2.00±0.2，Al2O3层（53）的折射系数n为1.65±0.5。

2.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其特征在于，在所述复合钝化层（50）包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为AlN层（51）、SiOxNy层（52），其中所述AlN层（51）与所述第二镜层（40）和所述主动区（30）接触，所述SiOxNy层（52）的外表面与空气接触。

3.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其特征在于，在所述复合钝化层（50）包括两层介质材料时，所述两层介质材料由内向外依次为SiOxNy层（52）、Al2O3层（53），其中所述SiOxNy层（52）与所述第二镜层（40）和所述主动区（30）接触，所述Al2O3层（53）的外表面与空气接触。

4.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器，其特征在于，在所述复合钝化层（50）包括三层介质材料时，所述三层介质材料由内向外依次为AlN层（51）、SiOxNy层（52）、Al2O3层（53），其中所述AlN层（51）与所述第二镜层（40）和所述主动区（30）接触，所述Al2O3层（53）的外表面与空气接触。

5.根据权利要求1-4任一项所述的垂直腔表面发射激光器，其特征在于，SiOxNy层（52）的折射系数n为1.8~2.1。

6.根据权利要求1-4任一项所述的垂直腔表面发射激光器，其特征在于，所述基底（10）为砷化镓基底、氮化铝铟镓基底或磷砷化铟镓基底。

7.一种具有钝化层的垂直腔表面发射激光器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：

垂直腔表面发射激光器外延生长步骤：准备由基底（10）经外延生长成包含第一镜层（20）、主动区（30）及第二镜层（40）的面射型雷射元件的垂直腔表面发射激光器外延片；

主动区平台定义步骤：对所述垂直腔表面发射激光器外延片进行所述主动区（30）的平台刻蚀并且氧化，形成载流子限制层；

钝化步骤：在所述第一镜层（20）、所述主动区（30）和所述第二镜层（40）经过刻蚀和侧面氧化后，在所述第二镜层（40）和所述主动区（30）与空气接触的表面形成复合钝化层，其中所述复合钝化层（50）包括至少两层介质材料，所述至少两层介质材料中的每层厚度为1/4等效波长的非负整数倍，且所述至少两层介质材料的折射系数是由大到小向外变化的；其中所述至少两层介质材料包括：SiOxNy层（52），还包括：AlN层（51）和/或Al2O3层（53），其中AlN层（51）的折射系数n为2.61±0.2，SiOxNy层（52）的折射系数n为2.00±0.2，Al2O3层（53）的折射系数n为1.65±0.5。