CN116526291A - 一种长波长vcsel的制备方法及结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体器件领域，提供了一种长波长VCSEL的制备方法，包括：在N‑InP衬底上，依次层叠生长N‑InP缓冲层、底DBR结构和N‑InP空间层，形成第一外延片；取出第一外延片，以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向N‑InP空间层注入H离子，进而钝化部分N‑InP空间层，形成钝化区，未被钝化的N‑InP空间层形成发光区；去除掩膜，得到第二外延片；对第二外延片退火处理，以及清洗表面；在第二外延片的N‑InP空间层上依次层叠生长P‑InAlAs空间层、量子阱区、N‑InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片；利用常规光电器件制备方法，制备第三外延片得到长波长VCSEL器件。工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，具体涉及一种长波长VCSEL的制备方法及结构。
背景技术
VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔表面发射激光器)是一种半导体激光二极管，以砷化镓等半导体材料为基础研制，VCSEL有别于LED(发光二极管)和LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源。与传统的边发射(Edge emitter)激光器不同，VCSEL是从顶部表面垂直发射高功率光学激光束，具有体积小、圆形输出光斑、天然2D机构光、单纵模输出、阈值电流小、工作温度范围大、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信，光互连，光存储等领域。
虽然VCSEL在多个领域作为3D成像和传感系统的核心器件得到长足发展，但是，在长波长VCSEL，如1310nm，1550nm等的VCSEL的制备和研发中，仍然存在着较多的掣肘。例如，长波长VCSEL制备的方法大多采用掩埋隧道结的方法，由于采用该方法需要采用二次外延技术，因此，增加了加工方法的复杂度，并降低了长波长VCSEL的良品率。
发明内容
本申请提供一种长波长VCSEL的制备方法及结构，解决了目前长波长VCSEL器件加工的工艺复杂，良品率低的问题。
本申请第一方面提供一种长波长VCSEL的制备方法包括：
在预置的N-InP衬底上，依次层叠生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片；
取出所述第一外延片，以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向所述N-InP空间层注入H离子，进而钝化部分所述N-InP空间层，形成钝化区，未被钝化的所述N-InP空间层形成发光区；
去除所述掩膜，得到第二外延片；
对所述第二外延片退火处理，以及清洗表面；
在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次层叠生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片；
利用常规光电器件制备方法，在所述第三外延片上刻蚀沟槽，以及在所述第三外延片的顶部制作上电极，所述第三外延片的底部制作下电极，得到长波长VCSEL器件。
可实施的一种方式中，所述在预置的N-InP衬底上，依次生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片，包括：
利用分子束外延设备在所述N-InP衬底上依次生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片；
所述在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次层叠生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片，包括：
利用分子束外延设备在所述第二外延片的所述N-I nP空间层上依次生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-I nAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片。
可实施的一种方式中，所述在预置的N-I nP衬底上，依次层叠生长N-I nP缓冲层、底DBR结构和N-I nP空间层，形成第一外延片，包括：
在预置的N-I nP衬底上生长所述N-I nP缓冲层；
在所述N-I nP缓冲层上生长所述底DBR结构；
在所述底DBR结构上生长所述N-I nP空间层。
可实施的一种方式中，所述底DBR结构包括N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构；
所述在所述N-I nP缓冲层上生长所述底DBR结构，包括：
在N-I nP缓冲层上周期性生长N型I nAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构，其中，所述周期为30-50。
可实施的一种方式中，所述在所述第二外延片的所述N-I nP空间层上依次层叠生长P-I nAlAs空间层、量子阱区、N-I nAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片，包括：
在所述第二外延片的所述N-I nP空间层上生长所述P-I nAlAs空间层；
在所述P-I nAlAs空间层上生长所述量子阱区；
在所述量子阱区上生长N-I nAlAs空间层；
在所述N-I nAlAs空间层上生长所述顶DBR结构。
可实施的一种方式中，所述顶DBR结构包括N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构；
所述在所述N-I nAlAs空间层上生长所述顶DBR结构，包括：
在所述N-I nAlAs空间层上周期性生长N型I nAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构，其中，所述周期为30-50；所述底DBR结构和所述顶DBR结构形成反射镜。
可实施的一种方式中，所述N-I nP空间层包括钝化区，以及重掺杂的N+-I nP和P+-I nP；
所述以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向所述N-I nP空间层注入H离子，以及钝化部分所述N-I nP空间层，包括：
在底DBR结构上依次层叠生长所述重掺杂的N+-I nP和P+-I nP，以便在所述底DBR结构上形成隧道结层；
在P+-I nP上涂抹所述光刻胶，依据所述掩膜，照射所述光刻胶，使所述N+-I nP和所述P+-I nP钝化，形成钝化区，其中，除所述钝化区外的所述N+-I nP和所述P+-I nP形成发光区。
可实施的一种方式中，所述取出所述第一外延片之前，包括：
利用光刻技术，将所述第一外延片制备成直径为10～100um的圆形。
可实施的一种方式中，所述对所述第二外延片退火处理，以及清洗表面，包括：
在所述第二外延片退火处理后，对所述第二外延片表面依次进行丙酮清洗、酒精清洗和去离子水清洗。
本申请第二方面提供一种长波长VCSEL的结构，应用于前述的方法，所述结构包括：
一预置N-I nP衬底；
N-I nP缓冲层，生长在所述N-I nP衬底上；
底DBR结构，生长在所述N-I nP缓冲层上；
N-I nP空间层，生长在所述底DBR结构上；
P-I nAlAs空间层，生长在所述N-I nP空间层上；
量子阱区，生长在所述P-I nAlAs空间层上；
N-I nAlAs空间层，生长在所述量子阱区上；
顶DBR结构，生长在所述N-I nAlAs空间层上；
下电极，生长所述N-I nP衬底背离所述N-I nP缓冲层侧；
上电极，生长在所述顶DBR结构背离所述N-I nAlAs空间层侧；其中，
所述N-I nP空间层包括钝化区和发光区，所述发光区置于所述钝化区的中心。
本发明有益效果：
本发明提供一种长波长VCSEL的制备方法及结构，通过在预置的N-I nP衬底上，依次层叠生长N-I nP缓冲层、底DBR结构和N-I nP空间层，形成第一外延片。将制备的第一外延片，以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向N-I nP空间层注入H离子，以及钝化部分N-InP空间层，形成钝化区，未被钝化的N-I nP空间层形成发光区。接下来，去除掩膜，得到第二外延片；对第二外延片退火处理，以及清洗表面；然后，在第二外延片的N-I nP空间层上依次层叠生长P-I nAlAs空间层、量子阱区、N-I nAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片；最后，利用常规光电器件制备方法，在第三外延片上刻蚀沟槽，以及在第三外延片的顶部制作上电极，第三外延片的底部制作下电极，得到长波长VCSEL器件。通过上述方法借助材料沉积，以及选择性刻蚀钝化的方法来代替直接刻蚀制备表面光栅的方案，避免单一材料刻蚀对刻蚀参数的严格要求，提高刻蚀后的形貌质量。降低长波长VCSEL的制备方法对生长工艺和制备工艺设备的依赖程度，降低工艺门槛，提高制备效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种长波长VCSEL的制备方法的流程图；
图2为本申请一种长波长VCSEL的结构示意图。
附图标记：
1-N-I nP衬底；2-N-I nP缓冲层；3-底DBR结构；4-N-I nP空间层；41-N+-I nP；42-钝化区；43-P+-I nP；5-P-I nAlAs空间层；6-量子阱区；7-N-I nAlAs空间层；8-顶DBR结构；9-下电极；10-上电极。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、"“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为便于对申请的技术方案理解，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。
DBR，Di str ibuted Bragg Ref lector，分布布拉格反射镜，是指在VCSEL类型激光器中形成的谐振腔。
epi-ready，是指预置的，可以直接使用的衬底。
分子束外延，简称MBE，是指一种化合物半导体多层薄膜的物理淀积技术。分子束外延是在超高真空条件下，将组成薄膜的各元素在各自的分子束炉中加热成定向分子束入射到加热的衬底上进行薄膜生长。
随着物联网、AI和5G技术的发展，3D成像和传感技术迎来了高速成长，不仅撬动了智能手机、AR/VR、智能汽车等多个领域发展，还加速万物互联时代的到来。其中，VCSEL作为3D成像和传感系统的核心器件，正处于智能互联产业的金字塔尖。目前，以镓砷衬底为基础的短波红外VCSEL，如850nm、980nm等波长的VCSEL已经得到了大力的发展，并且得到了很好地应用。在这些波段的VCSEL研发和应用中，都发挥了巨大的作用。但是在长波长VCSEL，例如1310nm、1550nm等的VCSEL的制备和研发中，由于DBR不容易制备，电流限制不容易得到等等问题，对于长波长VCSEL的制备工艺大多采用掩埋隧道结的方法。此种方法，增加了长波长VCSEL器件制备的工艺复杂度，由于工艺复杂，导致良品率低，从而使得长波长VCSEL器件的价格高居不下，为长波长VCSEL的推广增加了难度。
有鉴于此，参见图1，本申请提供一种长波长VCSEL的制备方法，包括如下步骤：
S100：在预置的N-I nP衬底上，依次层叠生长N-I nP缓冲层、底DBR结构和N-I nP空间层，形成第一外延片。
其中，预置的N-I nP衬底为取用epi-ready的N-I nP衬底，再利用分子束外沿(MBE)设备，在N-I nP衬底上进行外沿生长。
具体地，通过分子束外沿设备在epi-ready的N-I nP衬底生长N-InP缓冲层；接下来，在N-I nP缓冲层上生长底DBR结构；最后，在底DBR结构上生长N-I nP空间层，从而形成第一外延片。
需要说明地是，N-I nP为N型磷化铟，也就是说，N-I nP衬底为N型磷化铟衬底；N-InP缓冲层为N型磷化铟缓冲层；N-I nP空间层为N型磷化铟空间层。其中，N-I nP衬底、N-InP缓冲层、底DBR结构和N-I nP空间层的厚度可以根据需要设定，本申请对此并不加以限定。
其中，底DBR结构包括N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构。
在N-I nP缓冲层上生长底DBR结构的步骤中，包括在N-I nP缓冲层上周期性生长N型I nAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构，其中，周期为30-50。例如，在N-I nP缓冲层上依次层叠生长N型I nAlAs DBR结构、N型I nGaAlAs DBR结构、N型I nAlAs DBR结构、N型InGaAlAs DBR结构、N型I nAlAs DBR结构和N型I nGaAlAs DBR结构，形成周期性生长，在N-InP缓冲层上生长周期可以为30-50。优选地，在N-I nP缓冲层上生长周期为40次。关于在N-InP缓冲层上周期性生长的N型I nAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构的周期，可以根据需要设定，本申请对此并不加以限定。
其中，N型I nAlAs DBR结构为N型砷化铟铝DBR结构，N型I nGaAlAs DBR结构为N型DBR结构。
还需要说明地是，N-I nP衬底上生长N-I nP缓冲层，由于具有相同的化学成分，并且，N-I nP缓冲层上生长的底DBR结构为N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构时，N-I nP缓冲层与N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构具有相同的元素成分，因此，能够有效的减少N-I nP衬底与底DBR结构间的晶格失配。
N-I nP空间层，用于在底DBR结构上形成长波长VCSEL的发光通道。
S200：取出第一外延片，以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向N-I nP空间层注入H离子，进而钝化部分N-I nP空间层，形成钝化区，未被钝化的N-I nP空间层形成发光区。
其中，N-I nP空间层可包括钝化区，以及重掺杂的N+-I nP和P+-I nP。具体地，N+-InP和P+-I nP依次层叠的生长在底DBR结构上。以便在底DBR结构上形成隧道结层。
在一些实施例中，取出第一外延片后，在第一外延片上涂抹光刻胶，也就是说在P+-I nP上涂抹光刻胶。接下来，在光刻胶上布置预置的掩膜，利用离子注入技术，向N-I nP空间层注入H离子，H离子透过掩膜射在光刻胶上，形成对光刻胶的刻蚀，完成对重掺杂的N+-I nP和P+-I nP钝化，进而形成钝化区。其中，第一外延片的N-I nP空间层上重掺杂的N+-InP和P+-I nP被钝化的钝化区，形成非发光区，未被钝化的为重掺杂的N+-I nP和P+-I nP为发光区。
通过使用离子注入技术，对N-I nP空间层进行钝化，使得N-I nP空间层的钝化区表面平整。方便后续在钝化区的表面继续生长其他结构。另外，使用离子注入技术的N-I nP空间层表面平整，无需对N-I nP空间层进行二次外延，减少了制备工艺的复杂度，由于制备工艺复杂度的降低，增加了最终成品的长波长VCSEL器件良品率。
示例性地，对N-I nP空间层的边缘钝化，以便钝化区的形状为环形，钝化区所围的中心形成发光区，这样，能够避免发光区所发出的光经N-I nP空间层的边缘射出，造成漏光，另外，这种以发光区为中心边缘钝化的N-I nP空间层结构，还能够使光在底DBR结构和顶DBR结构之间传播，提高发光区的发光效果。
S300：去除掩膜，得到第二外延片。
其中，在N-I nP空间层形成钝化区后，将掩膜去除，即可得到第二外延片。
S400：对第二外延片退火处理，以及清洗表面。
其中，将第二外延片放置在烘箱中进行退火，示例性地，可将第二外延片置于具有卤素红外灯的烘箱中，将卤素红外灯作为热源，通过极快的升温速率，将第二外延片在极短的时间内加热到300℃-1200℃，消除第二外延片内部的缺陷，激活第二外延片中掺杂的元素，进而提升产品性能。
进一步地，退火完成后，取出第二外延片，对第二外延片的表面进行清洗。其中，清洗的方式可以包括丙酮清洗、酒精清洗和去离子水清洗，示例性地，将退火后的第二外延片依次使用丙酮清洗、酒精清洗和去离子水清洗清洗，以便去除第二外延片表面的杂质和油污，利于后续对第二外延片的加工。
S500：在第二外延片的N-I nP空间层上依次层叠生长P-I nAlAs空间层、量子阱区、N-I nAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片。
其中，第二外延片清洗完成后，将第二外延片放入分子束外延设备中，利用分子束外沿设备在第二外延片上依次叠生长P-I nAlAs空间层、量子阱区、N-I nAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片。
具体地，通过分子束外沿设备在第二外延片的N-I nP空间层上生长P-I nAlAs空间层；接下来，在P-I nAlAs空间层上生长量子阱区；然后，在量子阱区上生长N-I nAlAs空间层；最后，在N-I nAlAs空间层上生长顶DBR结构，得到第三外延片。
需要说明地是，P-I nAlAs空间层为P型砷化铟铝，P-I nAlAs空间层的作用包括两方面，其中，一方面可作为光波导结构，也就是说，作为光的传播通道；另一方面利用P-InAlAs空间层调整长波长VCSEL器件的整体厚度，也就是说，可以根据需要调整P-I nAlAs空间层的厚度，进而调整长波长VCSEL器件的整体厚度。
量子阱区的作用在于形成电子空穴。
N-I nAlAs空间层为N型砷化铟铝，N-I nAlAs空间层的作用包括两方面，其中，一方面可作为光波导结构，也就是说，作为光的传播通道；另一方面利用N-I nAlAs空间层调整长波长VCSEL器件的整体厚度，N-I nAlAs空间层的作用与P-I nAlAs空间层相同，此处不再赘述。
顶DBR结构可包括N型I nAlAs/I nGaAlAs DBR结构。
在N-I nAlAs空间层上生长顶DBR结构的步骤中，包括在N-I nAlAs空间层上周期性生长N型I nAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构，其中，周期为30-50；底DBR结构和顶DBR结构形成反射镜。例如，在N-I nAlAs空间层上依次层叠生长N型I nAlAs DBR结构、N型InGaAlAs DBR结构、N型I nAlAs DBR结构、N型I nGaAlAs DBR结构、N型I nAlAs DBR结构和N型I nGaAlAs DBR结构等周期性生长，在N-I nAlAs空间层上生长周期可以为30-50，优选地，在N-I nAlAs空间层上生长周期为40次。关于在N-I nAlAs空间层上周期性生长的N型InAlAs DBR结构与N型I nGaAlAs DBR结构周期，可以根据需要设定，本申请对此并不加以限定。
S600：利用常规光电器件制备方法，在第三外延片上刻蚀沟槽，以及在第三外延片的顶部制作上电极，第三外延片的底部制作下电极，得到长波长VCSEL器件。
其中，利用常规光电器件制备方法，可包括如常规的LED制备方法，在第三外延片上刻蚀沟槽，接下来，示例性地，通过蒸发或热蒸发形成在第三外延片的顶部和底部分别对应的制作上电极和下电极。进一步地，上电极可为p型电极，下电极可为n型电极。需要说明地是，LED制备方法可以为常规的LED制备方法。
在第三外延片上制备完成上电极和下电极，即可得到长波长VCSEL器件。
在一个实施例中，取出第一外延片之前，包括利用光刻技术，将第一外延片制备成直径为10～100um的圆形，优选地，第一外延片为10um、20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um或100um中的一种，此种尺寸的第一外延片能够方便后续的加工。
参见图2，本申请还提供了一种长波长VCSEL的结构，应用于前述的方法，长波长VCSEL的结构包括：N-I nP衬底1、N-I nP缓冲层2、底DBR结构3、N-I nP空间层4、P-I nAlAs空间层5、量子阱区6、N-I nAlAs空间层7、顶DBR结构8、下电极9和上电极10。
具体地，预置N-I nP衬底1；N-I nP缓冲层2，生长在N-I nP衬底1上；底DBR结构3，生长在N-I nP缓冲层2上；N-I nP空间层4，生长在底DBR结构3上；P-I nAlAs空间层5，生长在N-I nP空间层4上；量子阱区6，生长在P-I nAlAs空间层5上；N-I nAlAs空间层7，生长在量子阱区6上；顶DBR结构8，生长在N-I nAlAs空间层7上；下电极9，生长N-I nP衬底1背离N-I nP缓冲层2侧；上电极10，生长在顶DBR结构8背离N-I nAlAs空间层7侧。
其中，N-I nP空间层4包括钝化区42和发光区，发光区置于钝化区42的中心，具体地，发光区包括重掺杂的N+-I nP 41和P+-I nP 42，重掺杂的N+-I nP 41和P+-I nP 42依次层叠的生长在底DBR结构3上。
综上所述，本申请提供的一种长波长VCSEL的制备方法，利用利用质子注入技术使得第第一外延片的表面平滑，规避了制备VCSEL器件所需要的二次外延，本申请通过对第一外延片进行处理，得到第二外延片，接下来，对第二外延片再次生长得到第三外延片，最后利用常规的LED制备方法对第三外延片进行加工，得到VCSEL器件。
本申请采用借助材料沉积加选择性刻蚀的方法来代替传统的直接刻蚀制备表面光栅的方法，选择性刻蚀可以避免单一材料刻蚀对刻蚀参数的严格要求，可以提高刻蚀后的形貌质量。可以降低制备方法对生长工艺和制备工艺设备的依赖程度，降低工艺门槛，提高制备效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种长波长VCSEL的制备方法，其特征在于，方法包括：
在预置的N-InP衬底上，依次层叠生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片；
取出所述第一外延片，以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向所述N-InP空间层注入H离子，进而钝化部分所述N-InP空间层，形成钝化区，未被钝化的所述N-InP空间层形成发光区；
去除所述掩膜，得到第二外延片；
对所述第二外延片退火处理，以及清洗表面；
在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次层叠生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片；
利用常规光电器件制备方法，在所述第三外延片上刻蚀沟槽，以及在所述第三外延片的顶部制作上电极，所述第三外延片的底部制作下电极，得到长波长VCSEL器件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预置的N-InP衬底上，依次生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片，包括：
利用分子束外延设备在所述N-InP衬底上依次生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片；
所述在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次层叠生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片，包括：
利用分子束外延设备在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预置的N-InP衬底上，依次层叠生长N-InP缓冲层、底DBR结构和N-InP空间层，形成第一外延片，包括：
在预置的N-InP衬底上生长所述N-InP缓冲层；
在所述N-InP缓冲层上生长所述底DBR结构；
在所述底DBR结构上生长所述N-InP空间层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述底DBR结构包括N型InAlAs/InGaAlAs DBR结构；
所述在所述N-InP缓冲层上生长所述底DBR结构，包括：
在N-InP缓冲层上周期性生长N型InAlAs DBR结构与N型InGaAlAs DBR结构，其中，所述周期为30-50。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第二外延片的所述N-InP空间层上依次层叠生长P-InAlAs空间层、量子阱区、N-InAlAs空间层和顶DBR结构，形成第三外延片，包括：
在所述第二外延片的所述N-InP空间层上生长所述P-InAlAs空间层；
在所述P-InAlAs空间层上生长所述量子阱区；
在所述量子阱区上生长N-InAlAs空间层；
在所述N-InAlAs空间层上生长所述顶DBR结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述顶DBR结构包括N型InAlAs/InGaAlAs DBR结构；
所述在所述N-InAlAs空间层上生长所述顶DBR结构，包括：
在所述N-InAlAs空间层上周期性生长N型InAlAs DBR结构与N型InGaAlAs DBR结构，其中，所述周期为30-50；所述底DBR结构和所述顶DBR结构形成反射镜。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述N-InP空间层包括钝化区，以及重掺杂的N+-InP和P+-InP；
所述以光刻胶为掩膜，利用离子注入技术，向所述N-InP空间层注入H离子，以及钝化部分所述N-InP空间层，包括：
在底DBR结构上依次层叠生长所述重掺杂的N+-InP和P+-InP，以便在所述底DBR结构上形成隧道结层；
在P+-InP上涂抹所述光刻胶，依据所述掩膜，照射所述光刻胶，使所述N+-InP和所述P+-InP钝化，形成钝化区，其中，除所述钝化区外的所述N+-InP和所述P+-InP形成发光区。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取出所述第一外延片之前，包括：
利用光刻技术，将所述第一外延片制备成直径为10～100um的圆形。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二外延片退火处理，以及清洗表面，包括：
在所述第二外延片退火处理后，对所述第二外延片表面依次进行丙酮清洗、酒精清洗和去离子水清洗。
10.一种长波长VCSEL的结构，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一项所述的方法，所述结构包括：
一预置N-InP衬底；
N-InP缓冲层，生长在所述N-InP衬底上；
底DBR结构，生长在所述N-InP缓冲层上；
N-InP空间层，生长在所述底DBR结构上；
P-InAlAs空间层，生长在所述N-InP空间层上；
量子阱区，生长在所述P-InAlAs空间层上；
N-InAlAs空间层，生长在所述量子阱区上；
顶DBR结构，生长在所述N-InAlAs空间层上；
下电极，生长所述N-InP衬底背离所述N-InP缓冲层侧；
上电极，生长在所述顶DBR结构背离所述N-InAlAs空间层侧；其中，
所述N-InP空间层包括钝化区和发光区，所述发光区置于所述钝化区的中心。
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