CN116914561A - 一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，包括：依次设置的异质材料衬底，N型电极、N型欧姆接触层、N型反射镜、延长腔层、多有源区域、第二刻蚀停层、相位层、P型反射镜、P型欧姆接触层、离子注入区以及正面电极；所述第二刻蚀停层和所述相位层上设有出光孔；制备方法：在N型衬底上依次外延生长缓冲层、第一刻蚀停层、N型欧姆接触层、N型反射镜、延长腔层、多有源区域、第二刻蚀停层、相位层；刻蚀形成出光孔；二次外延生长P型反射镜、P型欧姆接触层；制作离子注入区和正面电极；去除N型衬底、缓冲层和第一刻蚀停层，将N型欧姆接触层与异质材料衬底集成。本发明实现了单模高功率和低热阻。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器及制备方法。
背景技术
垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)具有单纵模、低阈值、圆形光斑、易于形成二维阵列等特点，一种非常有吸引力的光源。在许多应用中如小型低功率原子传感器、光谱学、气体检测、激光打印、光存储、以及远距离光通信，均需要VCSEL单模工作且功率要求在几毫瓦。但是由于VCSEL的横向尺寸大，容易工作在多横模的状态，一般只能尽量缩小横向尺寸，从而限制了VCSEL的单模功率。
发明内容
为了解决现有技术中垂直腔面发射激光器的单模功率低的问题，本发明提供一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器及制备方法。
一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，包括：
依次设置的异质材料衬底，N型电极、N型欧姆接触层、N型反射镜、延长腔层、多有源区域、第二刻蚀停层、相位层、P型反射镜、P型欧姆接触层、离子注入区以及正面电极；
所述第二刻蚀停层和所述相位层上设有出光孔；
所述离子注入区位于所述出光孔的外围，所述有源区的内部和上部。
进一步地，所述多有源区域包括量子阱有源区、间隔层和隧道结层，所述量子阱有源区至少为两个，所述间隔层位于所述量子阱有源区和所述隧道结层之间。
进一步地，所述隧道结层的材料为AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1- xNyAs1-y中的一种或几种。
进一步地，所述异质材料衬底为金刚石、氮化铝、碳化硅、硅、铜、铝、铁、石英和聚二甲硅氧烷中的一种或几种。
进一步地，所述出光孔的直径不小于1微米。
进一步地，所述离子注入区的深度不大于20微米，所述离子注入区注入的离子为氢离子、氧离子、氮离子、氩离子、碳离子、磷离子和硼离子中的一种或几种。
进一步地，所述延长腔层的厚度不大于20微米，所述延长腔层的材料为AlxGa1- xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。
上述的垂直腔面发射激光器的制备方法，具体方法如下：
在N型衬底上依次外延生长缓冲层、第一刻蚀停层、N型欧姆接触层、N型反射镜、延长腔层、多有源区域、第二刻蚀停层、相位层；
选择性刻蚀掉相位层和第二刻蚀停层后形成出光孔；
二次外延生长P型反射镜、P型欧姆接触层；
在所述P型欧姆接触层上依次制作离子注入区和正面电极；
去除所述N型衬底、所述缓冲层和所述第一刻蚀停层，将所述N型欧姆接触层与所述异质材料衬底通过N型电极键合实现异质集成。
进一步地，所述多有源区域的制备方法为：所述多有源区域包括量子阱有源区、间隔层和隧道结层，根据需要设置所述量子阱有源区的数量，按如下方法制备：在所述延长腔层上生长所述量子阱有源区，在所述量子阱有源区上沉积所述间隔层，在所述间隔层上沉积所述隧道结层，在所述隧道结层上沉积所述间隔层，在所述间隔层上沉积所述量子阱有源区层。
进一步地，所述异质集成方法为：
在所述N型欧姆接触层背离所述N型反射镜的一侧进行溅射处理，形成N型接触电极；
在所述异质材料衬底上进行溅射处理，形成所述N型电极；
通过键合工艺将所述N型接触电极与所述N型电极键合。
本发明提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，是在N型反射镜和P型反射镜中间形成多有源区域来增加微分量子效率；同时，由于多有源区域的产热增加，通过衬底转移方法，将热导率低的N型衬底替换为热导率高的异质材料衬底，实现高效率散热。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备流程图。
图3为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图a。
图4为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图b。
图5为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图c。
图6为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图d。
图7为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图e。
图8为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图f。
图9为本申请实施例提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图g。
附图标记为：1-N型衬底，2-缓冲层，3-第一刻蚀停层，4-N型欧姆接触层，5-N型反射镜，6-延长腔层，7-多有源区域，71-量子阱有源区，72-间隔层，73-隧道结层，8-第二刻蚀停层，9-相位层，10-P型反射镜，11-P型欧姆接触层，12-离子注入区，13-正面电极，14-蓝宝石载体，15-N型电极，16-异质材料衬底。
具体实施方式
一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，其特征在于：包括：
依次设置的异质材料衬底16，N型电极15、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多有源区域7、第二刻蚀停层8、相位层9、P型反射镜10、P型欧姆接触层11、离子注入区12以及正面电极13；
所述第二刻蚀停层8和所述相位层9上设有出光孔；
所述离子注入区12位于所述出光孔的外围，所述有源区7的内部和上部。
本发明提供的一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，是在N型反射镜和P型反射镜中间形成多个有源区来增加微分量子效率；同时，由于多个有源区的产热增加，通过衬底转移方法，将热导率低的N型衬底替换为热导率高的异质材料衬底，实现高效率散热。
进一步地，所述多有源区域7包括量子阱有源区71、间隔层72和隧道结层73，所述量子阱有源区71至少为两个，所述间隔层72位于所述量子阱有源区71和所述隧道结层73之间。所述隧道结层73的材料为AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。
进一步地，所述异质材料衬底16为金刚石、氮化铝、碳化硅、硅、铜、铝、铁、石英和聚二甲硅氧烷中的一种或几种。
进一步地，所述出光孔的直径不小于1微米。
进一步地，所述离子注入区12的深度不大于20微米，所述离子注入区12注入的离子为氢离子、氧离子、氮离子、氩离子、碳离子、磷离子和硼离子中的一种或几种。
进一步地，所述延长腔层6的厚度不大于20微米，所述延长腔层6的材料为AlxGa1- xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。
上述的垂直腔面发射激光器的制备方法，具体方法如下：
在N型衬底1上依次外延生长缓冲层2、第一刻蚀停层3、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多有源区域7、第二刻蚀停层8、相位层9；
选择性刻蚀掉相位层9和第二刻蚀停层8后形成出光孔；
二次外延生长P型反射镜10、P型欧姆接触层11；
在所述P型欧姆接触层11上依次制作离子注入区12和正面电极13；
去除所述N型衬底1、所述缓冲层2和所述第一刻蚀停层3，将所述N型欧姆接触层4与所述异质材料衬底16通过N型电极15键合实现异质集成。
进一步地，所述多有源区域7的制备方法为：所述多有源区域7包括量子阱有源区71、间隔层72和隧道结层73，根据需要设置所述量子阱有源区71的数量，按如下方法制备：在所述延长腔层6上生长所述量子阱有源区71，在所述量子阱有源区71上沉积所述间隔层72，在所述间隔层72上沉积所述隧道结层73，在所述隧道结层73上沉积所述间隔层72，在所述间隔层72上沉积所述量子阱有源区层71。
进一步地，所述异质集成方法为：在所述N型欧姆接触层4背离所述N型反射镜5的一侧进行溅射处理，形成N型接触电极；在所述异质材料衬底16上进行溅射处理，形成所述N型电极15；通过键合工艺将所述N型接触电极与所述N型电极15键合。
本发明利用隧道结载流子再生效应，将多有源区域在垂直方向上进行纵向的串联，增大微分量子效率和输出功率。采用负折射率波导结构，产生泄露模式，增大高阶模式损耗，可以对基横模进行选择。同时采用长腔长结构增大高阶模式的衍射损耗，也可以抑制高阶模式的激射。利用离子注入的方法，对注入载流子进行限制，形成电流注入孔，避免采用氧化层引起光模式的变化。为了避免多有源区域的级联引起的严重的热效应，采用衬底转移方法，将原有的N型半导体衬底剥离掉，再将VCSEL器件结构层与高热导率的异质材料衬底实现异质集成，解决多有源区域级联VCSEL的散热问题，降低热阻，提升单模功率和可靠性。
下面结合附图，对本发明进行详细讲解。
如图1所示，本发明实施例提供一种垂直腔面发射激光器，包括：
依次在所述N型衬底1上外延生长缓冲层2、第一刻蚀停层3、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多有源区域7、第二刻蚀停层8、相位层9；选择性刻蚀掉相位层9和第二刻蚀停层8后形成出光孔，二次外延P型反射镜10、P型欧姆接触层11；其中，多有源区域7包括量子阱有源层71、间隔层72以及隧道结层73。
通过上述垂直腔面发射激光器的具体结构可知，经过衬底转移，高热导率的异质材料衬底16作为基底，N型电极15、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多有源区域7、第二刻蚀停层8、相位层9、离子注入区12、P型反射镜结构10、P型欧姆接触层11以及正面电极13形成在异质材料衬底16上。
基于此，本发明实施例提供的垂直腔面发射激光器，通过在P型反射镜和N型反射镜之间增加层叠设置的量子阱有源区71、间隔层72以及隧道结层73，提高微分量子效率。通过在多有源区域7上方刻蚀掉第二刻蚀停层8、相位层9形成的出光孔，提供模式选择。通过多有源区域7的中间和上部增加离子注入区12，对注入电流进行限制，减小载流子损失，增加斜率效率。通过将N型衬底1剥离，在N型欧姆接触层4表面形成N型接触电极，再与高热导率的异质材料衬底16上形成的N型电极键合实现异质集成，实现有效的散热，最终实现单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器。
在一种可能的实现方式中，多有源区域7包括间隔设置的至少两个量子阱有源区71，一层隧道结层73，每相邻的有源区层71与隧道结层73之间填充有至少一层间隔层72。
示例性的，当多有源区域7包括两个量子阱有源区71时，第一个间隔层72沉积在第一个量子阱有源区71上，隧道结层73沉积在第一个间隔层72上，第二个间隔层72沉积在隧道结层73上，第二个量子阱有源区71沉积在第二个间隔层72上。
当多有源区域包括三个量子阱有源区71时，第一个间隔层72沉积在第一个量子阱有源区71上，第一个隧道结层73沉积在第一个间隔层72上，第二个间隔层72沉积在第一层隧道结层73上，第二个量子阱有源区71沉积在第二个间隔层72上，第三个间隔层72沉积在第二个量子阱有源区71上，第二个隧道结层73沉积在第三个间隔层72上，第四个间隔层72沉积在第二个隧道结层73上，第三个量子阱有源区71沉积在第四个间隔层72上，依次类推。
在实际中，可以设置两个量子阱有源区71、两个间隔层72与一个隧道结层73，也可以设置三个量子阱有源区71、四个间隔层72与两个隧道结层73，还可以设置五个量子阱有源区71、八个间隔层72与四个隧道结层73，但应理解，当增加的量子阱有源区71、间隔层72与隧道结层73的层数越多，会进一步增大斜率效率，提高光功率密度，但也会相应的增加有源区内热产生，造成热量积累。因此，需要根据具体情况设置需要增加的量子阱有源区71、间隔层72与隧道结层73的数量，本发明实施例对此不做限定。在N型反射镜和P型反射镜中间形成多有源区域和隧道结层来增加微分量子效率，在第一个有源区复合的电子空穴对可以通过隧穿效应进入下一个有源区再次进行复合。
进一步的，离子注入区的深度为h，0＜h≤20微米。示例性的，离子注入区12的深度可以为0.1微米、2微米、5微米、10微米以及20微米，设置合适的离子注入区12的深度有利于减小阈值电流，提高载流子注入效率。
在一种可能的实现方式中，离子注入区12注入的离子包括氢离子、氧离子、氮离子、氩离子、碳离子、磷离子和硼离子中的一种或几种。
在一种可能的实现方式中，延长腔层6的厚度为h，0＜h≤20微米，示例性的，延长腔层6的厚度可以为0.1微米、2微米、5微米、10微米以及20微米。但是需要注意的是，太厚的延长腔层6可能会引起多纵模的激射，不利于模式稳定性，要根据实际情况进行优化。
延长腔层6的材料可以为AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。需要根据不同的激光激射波长选择合适的材料以降低光吸收损耗。
在一个实施例中，以N型衬底1为N型GaAs(砷化镓)衬底，缓冲层2的材质为GaAs，腐蚀停层3的材质为：In0.5Ga0.5P，N型欧姆接触层4为GaAs，N型反射镜5的材质包括多组材料层，例如，利用40组为n-Al0.12GaAs与n-Al0.9GaAs构成N型反射镜5，其中n-Al0.12GaAs为第一材料层，n-Al0.9GaAs为第二材料层，40个第一材料层与40个第二材料层依次层叠沉积，构成反射率接近100％的N型反射镜5。
之后，在N型反射镜5上沉积材质为Al0.12GaAs的延长腔层6；在延长腔层6上沉积材质为Al0.08GaAs/Al0.3GaAs的多量子阱有源区71，在多量子阱有源区71之上，沉积材质为Al0.3GaAs的间隔层72，在间隔层72之上，沉积N++-GaAs/P++-GaAs的隧道结层73，在隧道结层73之上沉积材质为Al0.3GaAs的间隔层72，在间隔层72之上，沉积材质为Al0.08GaAs/Al0.3GaAs的多量子阱有源区层。
P型反射镜10形成在第二刻蚀停层8和相位层9的上方，利用20组p-Al0.12GaAs与p-Al0.9GaAs构成P型反射镜10，其中p-Al0.12GaAs为第三材料层，p-Al0.9GaAs为第四材料层，20个第三材料层与20个第四材料层依次层叠沉积，构成反射率大于99％的P型反射镜10。
需要说明的是，N型反射镜5和P型反射镜10中，材料层数均可以为2～40组，在实际中，需要根据需求的反射率的高低设置相应的反射镜的材料层数，本发明实施例对此不做具体限定。
在一种可能的实现方式中，在第二刻蚀停层8和相位层9上刻蚀出光孔，出光孔的直径大于等于1微米。具体的，出光孔的直径可以是2微米、5微米、10微米、20微米或者30微米等，但需要保证单横模的激射。
在一种可能的实现方式中，垂直腔面发射激光器还包括高热导率的异质材料衬底16。具体的材料可以是金刚石、氮化铝、碳化硅、硅、铜、铝、铁、石英、聚二甲硅氧烷中等。高热导率的异质材料衬底16的集成方法可以是通过键合的方式与垂直腔面发射激光器结构进行集成，也可以通过导电胶等方法进行集成。
在一种可能的实现方式中，垂直腔面发射激光器的隧道结层材料73，具体的材料可以是AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs以及GaxIn1-xNyAs1-y等。
图1示例出了一种正面出光的垂直腔面发射激光器，在实际中，还可以根据具体需求将其设置为背面出光的垂直腔面发射激光器，本发明实施例对此不做限定。
如图2所示，本发明实施例还提供一种垂直腔面发射激光器的制备方法，图3～图9示例出了在垂直腔面发射激光器的制备过程中的剖面结构图。请一并参阅图2～图9，所述制备方法包括：
步骤S100：提供一N型衬底1。
示例性的，上述N型衬底1可以是N型GaAs(砷化镓)衬底。
步骤S200：在衬底1上依次形成缓冲层2、第一刻蚀停层3、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多有源区域7、第二刻蚀停层8、相位层9；选择性刻蚀掉相位层9和第二刻蚀停层8后形成出光孔，二次外延P型反射镜10、P型欧姆接触层11；其中，多有源区域7包括量子阱有源层71、间隔层72以及隧道结层73。
上述步骤S200包括以下子步骤：
子步骤S201：缓冲层2、第一刻蚀停层3、N型欧姆接触层4、N型反射镜5、延长腔层6、多个有源区7、第二刻蚀停层8、相位层9。
示例性的，如图3所示，采用通过金属有机物化学气相淀积(Metal OrganicChemical Vapor Deposition，MOCVD)或分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，MBE)工艺，在N-GaAs衬底1上依次外延生长GaAs缓冲层2，In0.5Ga0.5P刻蚀停层3，GaAs N型欧姆接触层4。
在N型欧姆接触层4上依次生长40对n-Al0.12GaAs与n-Al0.9GaAs构成N型反射镜5。
在N型反射镜5上，生长Al0.12GaAs的延长腔层6。
在延长腔层6上继续生长Al0.08GaAs/Al0.3GaAs的多量子阱有源区层71；
在量子阱多有源区域71之上，沉积材质为Al0.3GaAs的间隔层72，在间隔层72之上，沉积N++-GaAs/P++-GaAs的隧道结层73，在隧道结层73之上沉积材质为Al0.3GaAs的间隔层72，在间隔层72之上，沉积材质为Al0.08GaAs/Al0.3GaAs的量子阱有源区层71。
在多有源区域7上生长In0.5Ga0.5P的第二刻蚀停层8。
在第二刻蚀停层8上生长GaAs相位层9。
子步骤S202：
在第二刻蚀停层8上光刻出图形，利用湿法腐蚀的方法依次选择性腐蚀掉相位层9和第二刻蚀停层8，形成出光孔。
在选择性腐蚀完的表面二次外延生长20对p-Al0.12GaAs与p-Al0.9GaAs构成P型反射镜10。
在P型反射镜10上，生长GaAsP型欧姆接触层11。
之后执行步骤S300。
在P型欧姆接触层11表面通过紫外光刻制作出厚的离子注入掩膜，之后进行离子注入，在出光孔外围，多有源区域7的上部和中间区域形成高阻区。
如图6所示，在P型欧姆接触层11上，利用电子束蒸发制作厚度为150埃的Ti/150埃的Pt/2000埃的Au，再通过电镀的方法制作出正面电极13。
步骤S400：对N型半导体衬底进行减薄处理，腐蚀掉N型半导体衬底后露出N型欧姆接触层4，在背离N型反射镜5一侧形成N型电极15；与高热导率的异质材料衬底16实现异质集成。
上述步骤S400具体包括以下子步骤：
子步骤S401:如图7所示，用固封蜡将带有GaAs衬底的VCSEL的正面粘结到蓝宝石载体14上；
之后执行子步骤S402。
子步骤S402：如图8所示，将N型衬底1减薄至50微米，再通过ICP干法刻蚀结合湿法腐蚀，将N型衬底1和缓冲层2去除露出刻蚀停层3，通过湿法腐蚀方法去除刻蚀停层3，露出N型欧姆接触层4；
之后执行子步骤S403。
子步骤S403：如图9所示，在N型欧姆接触层4上溅射NiGeAu/Au层，制作欧姆接触电极，在高热导率的异质材料衬底16上制作3微米厚的Au背面电极，通过氧等离子体结合硅烷对欧姆接触电极和Au背面电极的表面进行处理，利用键合工艺实现异质集成。
之后执行子步骤S404。
子步骤S404：如图1所示，使用三氯乙烯溶液溶解低温蜡将VCSEL与蓝宝石载体分离。最后快速退火处理后最终形成VCSEL。
采用上述实施例制备出的垂直腔面发射激光器的波长为450nm～2000nm。
基于此，本发明实施例提供的垂直腔面发射激光器的制备方法中，通过金属有机物化学气相淀积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)或分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，MBE)制备出垂直腔面发射激光器的外延结构，在外延结构中通过隧道结73纵向串联多个有源区层71，可以增加微分量子效率，从而增大输出功率。通过负折射率波导、长腔长结构对横向高阶模式进行抑制，在大出光孔径下实现单横模输出，提高单模功率。利用离子注入技术实现载流子限制，从而减小垂直腔面发射激光器阈值。采用光刻、溅射、电镀等工艺制备出正面电极。采用二次转移技术，将半导体材料衬底剥离后，将器件结构层与高热导率的材料衬底实现异质集成，改善热特性，降低热阻。最后通过退火工艺，获得单模高功率、低热阻的VCSEL。该VCSEL在传感、数据通讯等领域具有重要的应用前景。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种单模高功率、低热阻垂直腔面发射激光器，其特征在于：包括：
依次设置的异质材料衬底(16)，N型电极(15)、N型欧姆接触层(4)、N型反射镜(5)、延长腔层(6)、多有源区域(7)、第二刻蚀停层(8)、相位层(9)、P型反射镜(10)、P型欧姆接触层(11)、离子注入区(12)以及正面电极(13)；
所述第二刻蚀停层(8)和所述相位层(9)上设有出光孔；
所述离子注入区(12)位于所述出光孔的外围，所述有源区(7)的内部和上部。
2.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述多有源区域(7)包括量子阱有源区(71)、间隔层(72)和隧道结层(73)，所述量子阱有源区(71)至少为两个，所述间隔层(72)位于所述量子阱有源区(71)和所述隧道结层(73)之间。
3.如权利要求2所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述隧道结层(73)的材料为AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述异质材料衬底(16)为金刚石、氮化铝、碳化硅、硅、铜、铝、铁、石英和聚二甲硅氧烷中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述出光孔的直径不小于1微米。
6.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述离子注入区(12)的深度不大于20微米，所述离子注入区(12)注入的离子为氢离子、氧离子、氮离子、氩离子、碳离子、磷离子和硼离子中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述延长腔层(6)的厚度不大于20微米，所述延长腔层(6)的材料为AlxGa1-xAs、GaAs、InP、InxGa1-xAs和GaxIn1-xNyAs1-y中的一种或几种。
8.权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于：具体方法如下：
在N型衬底(1)上依次外延生长缓冲层(2)、第一刻蚀停层(3)、N型欧姆接触层(4)、N型反射镜(5)、延长腔层(6)、多有源区域(7)、第二刻蚀停层(8)、相位层(9)；
选择性刻蚀掉相位层(9)和第二刻蚀停层(8)后形成出光孔；
二次外延生长P型反射镜(10)、P型欧姆接触层(11)；
在所述P型欧姆接触层(11)上依次制作离子注入区(12)和正面电极(13)；
去除所述N型衬底(1)、所述缓冲层(2)和所述第一刻蚀停层(3)，将所述N型欧姆接触层(4)与所述异质材料衬底(16)通过N型电极(15)键合实现异质集成。
9.权利要求8所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于：所述多有源区域(7)的制备方法为：所述多有源区域(7)包括量子阱有源区(71)、间隔层(72)和隧道结层(73)，根据需要设置所述量子阱有源区(71)的数量，按如下方法制备：在所述延长腔层(6)上生长所述量子阱有源区(71)，在所述量子阱有源区(71)上沉积所述间隔层(72)，在所述间隔层(72)上沉积所述隧道结层(73)，在所述隧道结层(73)上沉积所述间隔层(72)，在所述间隔层(72)上沉积所述量子阱有源区层(71)。
10.权利要求8或9所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，其特征在于：所述异质集成方法为：
在所述N型欧姆接触层(4)背离所述N型反射镜(5)的一侧进行溅射处理，形成N型接触电极；
在所述异质材料衬底(16)上进行溅射处理，形成所述N型电极(15)；
通过键合工艺将所述N型接触电极与所述N型电极(15)键合。
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