CN117913653A - 表面发射半导体激光器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面发射半导体激光器及其制备方法，表面发射半导体激光器包括衬底和半导体外延层，半导体外延层的上表面或者衬底的下表面设置有出光窗口；半导体外延层具有至少一个倾斜侧面，所述倾斜侧面的表面设置钝化层以形成面向激光传播方向的光路转折镜面，所述光路转折镜面用于将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至所述出光窗口。本发明实现了半导体激光器的输出从边发射转变为表面发射，制备过程中不需要解离晶圆即可进行谐振腔端面的高反射和抗反射镀膜，以及输出激光并进行光特性的测试，能极大提升半导体激光器的量产效率。

Description

表面发射半导体激光器及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种表面发射半导体激光器及其制备方法。

背景技术

半导体激光器通常被用在通讯领域，是光通信的核心器件，其中分布反馈(DFB)半导体激光器是在法布里-珀罗(FP)半导体激光器的基础上采用光栅滤光器件使器件只有一个纵模输出，具有输出光功率大、发散角较小、光谱极窄、调制速率高、边模抑制比高等优点。

现有通信波段的DFB半导体激光器普遍为边发射激光器，即激光的出射方向平行于衬底表面，在生产过程中需要对晶圆进行端面解离，形成一排排激光器阵列(Bar条)，然后对每个Bar条进行两个端面的高反射(HR)和抗反射(AR)镀膜以后，才能进行加电输出激光并进行相关光特性的测试，极大限制了激光器的量产效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种表面发射半导体激光器及其制备方法，旨在提升激光器的量产效率。

为实现上述目的，本发明提出一种表面发射半导体激光器，包括：

衬底，具有上表面和下表面；

半导体外延层，生长于所述衬底的上表面，所述半导体外延层包括有源层，所述有源层用于产生平行于衬底表面方向传播的激光；

所述半导体外延层的上表面和所述衬底的下表面两者中至少一个设置有出光窗口，所述出光窗口设置有抗反射膜；

所述半导体外延层具有至少一个倾斜侧面，所述倾斜侧面的表面设置有钝化层以形成面向激光传播方向的光路转折镜面，所述光路转折镜面用于将所述半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至所述出光窗口。

可选地，所述出光窗口设置于所述半导体外延层上表面，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底下表面，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

可选地，所述光路转折镜面包括相对设置的第一光路转折镜面和第二光路转折镜面；

所述第一光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至外延层上表面方向；

所述第二光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至衬底下表面方向；

所述半导体外延层上表面和所述衬底下表面两者中的其中一个设置所述出光窗口，另一个设置有高反射膜。

可选地，所述第一光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，所述第二光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

可选地，所述表面发射半导体激光器还包括设置于所述半导体外延层上表面的第一电极，以及设置于所述衬底下表面的第二电极。

可选地，所述出光窗口设置于所述半导体外延层的上表面，所述第二电极设置于所述衬底下表面的出光位置，所述第二电极为高反射膜；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底的下表面，所述第一电极设置于所述外延层上表面的出光位置，所述第一电极为高反射膜。

可选地，所述半导体外延层内部包括复折射率周期性分布的光栅，所述光栅为从所述半导体外延层上表面由上往下刻蚀形成的表面光栅。

本发明还提出一种表面发射半导体激光器的制备方法，所述表面发射半导体激光器的制备方法包括：

准备衬底；

在所述衬底上表面生长半导体外延层；

刻蚀所述半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面；

刻蚀所述半导体外延层的波导和光栅结构；

在所述外延层的上表面沉积第一电极，在所述衬底的下表面沉积第二电极，并且在所述第一电极或所述第二电极上设置出光窗口；

在所述出光窗口处沉积抗反射膜。

可选地，所述出光窗口设置于所述半导体外延层上表面的出光位置，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底下表面的出光位置，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°；

所述光路转折镜面用于将平行于衬底表面传播的激光反射至所述出光窗口。

可选地，在刻蚀所述半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面的步骤中，构造相对设置的第一光路转折镜面和第二光路转折镜面，所述第一光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，所述第二光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°；

所述第一光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至外延层上表面方向；

所述第二光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至衬底下表面方向。与现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：

直接对半导体外延层进行刻蚀制作光路转折镜面，通过光路转折镜面对半导体外延层内部所产生的激光进行反射，实现了半导体激光器的输出激光从平行于衬底表面出射转变为从半导体激光器的上表面或下表面出射；

在制备所述表面发射半导体激光器的过程中不需要解离晶圆即可完成抗反射膜和高反射膜的镀膜，以及进行加电输出激光并进行相关光特性的测试，能极大提升DFB激光器的量产效率；

另外，还可以对所述表面发射半导体激光器的出射激光角度进行设计，使所述出射激光相对于衬底表面法线有一定程度的倾斜，能有效降低外界光学元件的光反馈对半导体激光器性能的影响。

附图说明

图1为本发明表面发射半导体激光器第一实施例的侧视结构图；

图2为本发明表面发射半导体激光器第二实施例的侧视结构图；

图3为本发明表面发射半导体激光器第三实施例的侧视结构图；

图4为本发明表面发射半导体激光器第四实施例的侧视结构图；

图5为本发明表面发射半导体激光器制备方法的工艺流程图；

图6为图1至图5中任一例所示的一实施例的半导体外延层侧视结构图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

传统的边发射半导体激光器需要对晶圆进行端面解离才能进行高反射(HR)和抗反射(AR)镀膜，以及加电输出激光并进行相关光特性的测试，极大限制了激光器的量产效率。

为解决上述问题，本发明提出一种表面发射半导体激光器。

在一实施例中，如图1至图4中任一例所示，表面发射半导体激光器包括：

衬底11，具有上表面和下表面；

半导体外延层12，生长于所述衬底11的上表面，所述半导体外延层12包括有源层，所述有源层用于产生平行于衬底表面方向传播的激光；

所述半导体外延层12的上表面和所述衬底11的下表面两者中至少一个设置有出光窗口16；

所述半导体外延层12具有至少一个光滑的倾斜侧面，所述倾斜侧面的外表面沉积钝化层以形成面向激光传播方向的光路转折镜面13(13、13A或13B)，所述光路转折镜面13用于将所述半导体外延层12内部平行于衬底11表面传播的激光反射至所述出光窗口16。

衬底11一般为半导体晶圆，常用材料一般有磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、镓化铝(AlGa)等。

半导体外延层12一般为多层结构，例如，如图6所示，衬底11表面上可以依次生长缓冲层121、下波导层122、多量子阱(MQW)有源层123、上波导层124、第一上限制层125、脊波导腐蚀停止层126、第二上限制层127和欧姆接触层128组合成所述半导体外延层12，为了清楚和易于描述，在图1至图4中并没有示出半导体外延层12的具体结构，本领域技术人员明白衬底11和半导体外延层12可以包含任何合适的材料，以及任何适用于本申请的外延层结构设计。

在本实施例中，所述半导体激光器在加电工作时，半导体外延层12中的有源层所产生的激光沿与衬底11表面平行的方向传播，在没有增加光路转折镜面的情况下，所述半导体激光器为边发射激光器。

光路转折镜面13为半导体外延层12的倾斜侧面沉积钝化层后形成，所述钝化层可以选用Al2O3，用以保护所述刻蚀侧面，光路转折镜面13将半导体外延层12内部平行于衬底表面传播的激光反射至半导体外延层12的上表面或者衬底11的下表面。

半导体外延层12上表面的出光位置或者衬底11下表面的出光位置设置有出光窗口。

本实施例通过增加光路转折镜面改变了水平腔中激光的传播方向，使得激光从与衬底11表面平行方向出射转变为从外延层12上表面或衬底11下表面出射，也因此，本发明提出的半导体激光器可称为“表面发射”。

基于上述实施例，在一实施例中，所述出光窗口设置于所述半导体外延层12的上表面，所述光路转折镜面13与所述衬底11表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，所述出光窗口16设置于所述衬底的下表面，所述光路转折镜面13与所述衬底11表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

本实施例具有至少1个光路转折镜面，用于将半导体外延层12内部平行于衬底11表面传播的激光反射至衬底11的下表面或者半导体外延层12的上表面。

因此，出光窗口设置于所述半导体外延层12的上表面时，光路转折镜面13数量可以设置为1，如图3所示，光路转折镜面13数量也可以为2，如图1所示；同理，出光窗口设置于衬底11的下表面时，光路转折镜面13数量可以设置为1或2，如图4或图1所示。

设置两个光路转折镜面可以在制备半导体激光器的工艺中无需解离晶圆就可实现输出激光，而在晶圆本身具有端面处(例如晶圆边缘)设置1个光路转折镜面也可实现无需解离晶圆输出激光。

如图1或图2所示，在一实施例中，光路转折镜面包括相对设置的第一光路转折镜面13A和第二光路转折镜面13B，所述第一光路转折镜面13A将半导体外延层内部平行于衬底表面方向传播的激光反射至外延层上表面方向，所述第二光路转折镜面13B将半导体外延层内部平行于衬底表面方向传播的激光反射至衬底下表面方向。

半导体外延层12上表面和衬底11下表面两者中的其中一个设置出光窗口16，另一个设置有高反射膜18。

出光窗口16即为所述表面发射半导体激光器的输出窗口，高反射膜18将其入射激光反射回原光路进行干涉加强。

进一步地，如图1所示，第一光路转折镜面13A与衬底11表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，第二光路转折镜面13B与衬底11表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

在一些实施例中，α或β不等于45°，即出射激光与衬底11表面形成的角度2α或2β不等于90°，以使出射激光角度不会垂直于衬底表面。

半导体激光器和其他光学元件耦合时，返回到半导体激光器的外界光反馈通常会限制恶化半导体激光器的特性，例如，当半导体激光器连接外部光纤时，光纤远端端面、光纤连接界面等处产生的反射光有可能返回至半导体激光器内部，从而引起系统噪声，对半导体激光器的输出稳定性造成负面影响，而在本实施例中，由于表面发射半导体激光器的出射激光不会垂直于所述衬底表面，外部光学元件以光纤为例，光纤和半导体激光器连接的界面通常与所述衬底表面平行，因此所述表面发射半导体激光器的出射激光不会垂直于所述光纤的连接界面，出射激光在光纤远端界面、光纤连接界面等处产生的反射光不会沿原路返回至半导体激光器内部，有效避免了外界光反馈对半导体激光器造成的负面影响。

在一实施例中，出光窗口16设置有抗反射膜，以减少其反射对出射激光的不利影响，抗反射膜厚度通常为输出激光波长的1/4。

在一实施例中，表面发射半导体激光器还包括位于所述半导体外延层12上表面的第一电极15，以及位于所述衬底11下表面的第二电极17。

具体地，第一电极15和第二电极17通常为金属电极，例如Ni、Ti、Au、Pt等两种或多种金属组成的合金，分别与半导体外延层12的上表面、衬底11下表面形成欧姆接触，且对器件产生的激光波长具有高反射率。此外，各种其他满足要求的金属构造也可以被用于第一电极15和第二电极17。

在一实施例中，出光窗口16设置于所述半导体外延层12的上表面，第二电极17兼作衬底11下表面出光位置的高反射膜18；

或者，出光窗口16设置于衬底11的下表面，第一电极15兼作半导体外延层12上表面出光位置的高反射膜18。

在一些实施例中，第二电极17为衬底11下表面出光位置的高反射膜18时，如图1所示，第二光路转折镜面13B与衬底表面形成的夹角β＝45°，即第二光路转折镜面13B将入射激光反射至第二电极17的法线方向，第二电极17作为高反射膜将入射激光反射回原光路；

或者，第一电极15为半导体外延层12上表面出光位置的高反射膜18时，如图2所示，α＝45°，第一电极15作为高反射膜将入射激光返回至原光路；

或者，在半导体外延层自带垂直端面、只需要设置一个光路转折镜面的情况下，在所述垂直端面另镀高反射膜18，如图3或图4所示。

在本实施例中，高反射膜18用以提高半导体激光器的效率和输出功率。

以上实施例中，高反射膜18、半导体外延层12、光路转折镜面13和抗反射膜16组成了所述表面发射半导体激光器的谐振腔，这与传统边发射半导体激光器的水平腔基本原理一致。

在一实施例中，表面发射半导体激光器的半导体外延层12内部包括复折射率周期性分布的光栅14；所述光栅满足布拉格光栅对波长的过滤作用，使得输出激光具有好的单色性。

在一实施例中，光栅14为从半导体外延层12上表面由上往下刻蚀形成的、无需再次外延的表面光栅；

由于外延生长的温度比较高，如果在外延的阶段中间插入光栅制造步骤再接着二次外延生长，会导致光栅沟槽回熔和光栅变形，因此在本实施例中，先制备完整的外延层，再从外延层上表面由上往下刻蚀制作光栅，保证光栅的完整性。

以上所述的半导体激光器为分布反馈(DFB)半导体激光器。

综上，本申请提出的表面发射半导体激光器实现了半导体激光器的输出激光从平行于衬底表面出射转变为从半导体激光器的上表面或下表面出射；在制备所述表面发射半导体激光器的过程中不需要解离晶圆即可完成抗反射膜和高反射膜的镀膜，以及进行加电输出激光并进行相关光特性的测试，能极大提升半导体激光器的量产效率；另外，由于可对所述表面发射半导体激光器的出射激光角度进行设计，使所述出射激光相对于衬底表面法线有一定程度的倾斜，能有效降低外界光学元件的光反馈对半导体激光器性能的影响。

本申请还提出一种表面发射半导体激光器的制备方法，用以制备上述的表面发射半导体激光器。

在一实施例中，如图5所示，表面发射半导体激光器的制备方法包括：

S1，准备衬底；

S2，在所述衬底上表面生长半导体外延层；

S3，刻蚀所述半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面；

S4，刻蚀所述半导体激光器的波导和光栅结构；

S5，在所述外延层的上表面沉积第一电极，在所述衬底的下表面沉积第二电极，并且在所述第一电极或所述第二电极上设置出光窗口；

S6，在所述出光窗口处沉积抗反射膜。

所述衬底和所述半导体外延层可以包含任何合适的材料，以及任何适用于本申请的外延层结构。

本实施例制备表面发射半导体激光器的所有步骤无需解离作为衬底的晶圆。

基于上述实施例，参考图1至图4中的任一例，在一实施例中，出光窗口16设置于半导体外延层12的上表面，光路转折镜面13与衬底11表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，出光窗口16设置于衬底11的下表面，光路转折镜面13与衬底11表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

在一实施例中，参考图1和图2，光路转折镜面13包括相对设置的第一光路转折镜面13A和第二光路转折镜面13B，第一光路转折镜面13A将半导体外延层12内部平行于衬底11表面方向传播的激光反射至外延层12上表面方向，第二光路转折镜面13B将半导体外延层12内部平行于衬底11表面方向传播的激光反射至衬底11下表面方向。

在一实施例中，第一光路转折镜面13A与衬底11表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，第二光路转折镜面13B与衬底11表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

本申请提出的表面发射半导体激光器的制备方法用以制备以上所述的表面发射半导体激光器，所述表面发射半导体激光器的结构和特点已在前文作出阐释，在此不再赘述。

实施例

实施例1

S1，准备衬底；

选用高掺杂n型InP晶圆作为衬底。

S2，在衬底上表面生长半导体外延层；

如图6所示，在n型InP晶圆衬底上依次外延如下材料结构：

n-InP缓冲层(厚度500nm、掺杂浓度约1×1018cm-3)；

非掺杂晶格匹配InGaAsP下波导层(厚度100nm，光荧光波长1050nm)；

非掺杂应变AlGaInAs多量子阱有源层(10周期，1％压应变阱，厚度6nm；晶格匹配垒，厚度10nm，荧光波长1270nm)；

非掺杂型晶格匹配InGaAsP上波导层(厚度150nm，光荧光波长1050nm)；

p-InP第一上限制层(厚度100nm，掺杂浓度约1×1017cm-3)；

InGaAsP脊波导腐蚀停止层(厚度20nm)；

p-InP第二上限制层(厚度1.7～1.8μm,掺杂浓度约8×1017cm-3)；

p+-InGaAs欧姆接触层(厚度300nm，掺杂浓度约1×1019cm-3)；

并且在半导体外延层上刻蚀半导体激光器的腔面：采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，在外延片上沉积厚度为500nm的SiNx。采用反应离子刻蚀(RIE)，以SF6为反应气体，将腔面图案从光刻胶转移到SiNx。

S3，刻蚀半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面；

采用电感应耦合等离子体刻蚀(ICP)，以Cl2、CH4、H2、Ar为反应气体，刻蚀半导体外延层，形成相对布置的两个倾斜的刻蚀镜面，分别为第一光路转折镜面和第二光路转折镜面，采用原子层沉积(ALD)，沉积厚度为50nm的Al2O3，形成对刻蚀镜面的钝化。

第一光路转折镜面与衬底表面形成夹角α，并且0°＜α＜90°，第二光路转折镜面与衬底表面形成夹角β，并且0°＜β＜90°。

S5，刻蚀上述半导体激光器的波导和光栅结构；

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，在外延片上沉积厚度为200nm的SiNx，采用电子束曝光，形成波导和光栅的光刻胶图案，其中波导大部分区域宽度为2μm，长度范围可以从200～1000μm，采用二阶光栅，周期为406nm。采用反应离子刻蚀(RIE)，以SF6为反应气体，将波导和光栅的图案从光刻胶转移到SiNx。

采用电感应耦合等离子体刻蚀(ICP)，以Cl2、CH4、H2、Ar为反应气体，刻蚀p型InGaAs接触层和p型InP层，形成InP基半导体的波导和光栅结构。采用原子层沉积(ALD)，沉积厚度为50nm的SiNx，形成对InP基半导体波导和光栅的侧壁钝化。旋转涂覆光敏聚酰亚胺，填充InP基半导体波导和光栅结构的间隙。这样InP、SiNx和聚酰亚胺就形成了DFB激光器的光栅和波导结构。光刻去除InP基半导体波导和光栅顶部的聚酰亚胺。采用RIE，以SF6为反应气体，去除InP基半导体波导和光栅顶部的SiNx，露出InP半导体波导和光栅的InGaAs欧姆接触层。

S6，在半导体外延层的上表面沉积第一电极，在衬底的下表面沉积第二电极，并且在第一电极上布置出光孔；

光刻，依次溅射Ti、Pt、Au后丙酮超声剥离形成DFB半导体激光器的第一电极)，光刻，露出出光孔；衬底减薄抛光，依次溅射Ni、Au后丙酮超声剥离形成DFB半导体激光器的第二电极，同时作为激光的高反射膜。

S7，在出光孔处沉积抗反射膜。

通过电感应耦合等离子体增强化学气相沉积(ICP-PECVD)在出光孔处沉积近1/4波长的SiNx，作为出光面的抗反射膜。

如图1所示，本实施例制备的表面发射半导体激光器从外延层上表面方向输出激光。

实施例2

实施过程和实施例1基本一致；

和实施例1的区别在于：

S6，在所述外延层的上表面沉积第一电极，在所述衬底的下表面沉积第二电极，并且在所述第二电极上布置出光孔。

如图2所示，本实施例制备的表面发射半导体激光器从衬底下表面方向输出激光。

实施例3

和实施例1的区别在于：

半导体激光器外延层具有原始垂直端面，例如在衬底晶圆的边缘制备的半导体激光器，因此只需要一个光路转折镜面。

S3，采用电感应耦合等离子体刻蚀(ICP)，以Cl2、CH4、H2、Ar为反应气体，刻蚀半导体外延层，形成一个倾斜的刻蚀镜面，刻蚀镜面与衬底表面形成夹角α，并且0°＜α＜90°。

并且，增加步骤：在半导体激光器外延层垂直端面的激光出射位置沉积高反射膜。

如图3所示，本实施例制备的表面发射半导体激光器从外延层上表面方向输出激光。

实施例4

实施过程基本和实施例3一致；

和实施例3的区别在于：

S3，采用电感应耦合等离子体刻蚀(ICP)，以Cl2、CH4、H2、Ar为反应气体，刻蚀半导体外延层，形成一个倾斜的刻蚀镜面，刻蚀镜面与衬底表面形成夹角β，并且0°＜β＜90°。

S6，在所述外延层的上表面沉积第一电极，在所述衬底的下表面沉积第二电极，并且在所述第二电极上布置出光孔。

如图4所示，本实施例制备的表面发射半导体激光器从衬底下表面方向输出激光。

实施例5

在实施例1的基础上，α不等于45°。

实施例6

在实施例1的基础上，β等于45°。

实施例7

在实施例1的基础上，α不等于45°且β等于45°。

实施例8

在实施例2的基础上，β不等于45°。

实施例9

在实施例2的基础上，α等于45°。

实施例10

在实施例2的基础上，β不等于45°且α等于45°。

实施例11

在实施例3的基础上，α不等于45°。

实施例12

在实施例4的基础上，β不等于45°。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接应用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种表面发射半导体激光器，其特征在于，所述表面发射半导体激光器包括：

衬底，具有上表面和下表面；

半导体外延层，生长于所述衬底的上表面，所述半导体外延层包括有源层，所述有源层用于产生平行于衬底表面方向传播的激光；

所述半导体外延层的上表面和所述衬底的下表面两者中至少一个设置有出光窗口，所述出光窗口设置有抗反射膜；

所述半导体外延层具有至少一个倾斜侧面，所述倾斜侧面的表面设置有钝化层以形成面向激光传播方向的光路转折镜面，所述光路转折镜面用于将所述半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至所述出光窗口。

2.如权利要求1所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述出光窗口设置于所述半导体外延层上表面，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底下表面，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

3.如权利要求1所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述光路转折镜面包括相对设置的第一光路转折镜面和第二光路转折镜面；

所述第一光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至外延层上表面方向；

所述第二光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至衬底下表面方向；

所述半导体外延层上表面和所述衬底下表面两者中的其中一个设置所述出光窗口，另一个设置有高反射膜。

4.如权利要求3所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述第一光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，所述第二光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°。

5.如权利要求1所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述表面发射半导体激光器还包括设置于所述半导体外延层上表面的第一电极，以及设置于所述衬底下表面的第二电极。

6.如权利要求5所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述出光窗口设置于所述半导体外延层的上表面，所述第二电极设置于所述衬底下表面的出光位置，所述第二电极为高反射膜；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底的下表面，所述第一电极设置于所述外延层上表面的出光位置，所述第一电极为高反射膜。

7.如权利要求1所述的表面发射半导体激光器，其特征在于，所述半导体外延层内部包括复折射率周期性分布的光栅，所述光栅为从所述半导体外延层上表面由上往下刻蚀形成的表面光栅。

8.一种表面发射半导体激光器的制备方法，其特征在于，所述表面发射半导体激光器的制备方法包括：

准备衬底；

在所述衬底上表面生长半导体外延层；

刻蚀所述半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面；

刻蚀所述半导体外延层的波导和光栅结构；

在所述外延层的上表面沉积第一电极，在所述衬底的下表面沉积第二电极，并且在所述第一电极或所述第二电极上设置出光窗口；

在所述出光窗口处沉积抗反射膜。

9.如权利要求8所述的表面发射半导体激光器的制备方法，其特征在于，所述出光窗口设置于所述半导体外延层上表面的出光位置，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°；

或者，所述出光窗口设置于所述衬底下表面的出光位置，所述光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°；

所述光路转折镜面用于将平行于衬底表面传播的激光反射至所述出光窗口。

10.如权利要求8所述的表面发射半导体激光器的制备方法，其特征在于，在刻蚀所述半导体外延层，形成倾斜的刻蚀镜面，在所述刻蚀镜面的表面沉积钝化层，形成光路转折镜面的步骤中，构造相对设置的第一光路转折镜面和第二光路转折镜面，所述第一光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角α，且0°＜α＜90°，所述第二光路转折镜面与所述衬底表面形成夹角β，且0°＜β＜90°；

所述第一光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至外延层上表面方向；

所述第二光路转折镜面将半导体外延层内部平行于衬底表面传播的激光反射至衬底下表面方向。