CN1780004A - 一种含隧道结的垂直腔型光电子器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垂直腔型半导体光电子器件，其特征在于将隧道结置于垂直腔型半导体光电子器件的微腔中，利用隧道结的反向电流遂穿特性，实现用N型的分布反馈布拉格腔镜(DBR)取代P型的DBR腔镜，能有效降低垂直腔器件的串联电阻，限制侧向电流的扩散，提高电流注入有源区的均匀性，降低器件的阈值电流密度，改善器件的热特性，隧道结的材料采用均匀掺杂或多次δ掺杂，垂直腔型半导体光电子器件的顶部和底部腔镜采用III－V族半导体多层薄膜膜构成的DBR、光学介质膜DBR、高反射率金属膜、半导体薄膜/空气隙DBR中的一种，或他们的组合；微腔中的有源区采用MBE或MOCVD生长的InGaAs、InGaAsP、AlGaInAs或InGaNAs系列量子阱。

Description

一种含隧道结的垂直腔型光电子器件

技术领域

本发明涉及一个种含隧道结的垂直腔型光电子器件，在光通讯系统中有重要应用。此发明属于半导体光电子材料、器件技术领域。

背景技术

由于光纤在1.3μm和1.55μm两个窗口中具有很低的吸收和色散，所以在长距离光纤通讯系统中主要是以这两个波段为主。此光纤的通讯系统中需要高质量的光源，并且以室温、连续、单模的方式进行工作。

传统的光纤通讯系统主要采用分布反馈(DFB)半导体激光器作为光源，此激光器具有稳定的单横模和单纵模特性。但是DFB激光器的制作需要很多复杂和低成品率的工序，并且其工作性能对环境温度十分敏感，在光收发机中需要复杂的电子器件来控制其工作温度，所以这就提高了DFB激光器的价格。

现在波长为1.3μm和1.55μm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)被认为是最有可能替代DFB半导体激光器的光源。VCSEL主要有三部分构成，顶分布反馈布拉格(DBR)腔镜、有源区和底分布反馈DBR腔镜。其有源区的光学厚度在几个波长的数量级，很容易实现单纵模、低阈值工作，容易制作二维高密度阵列，实现二维光互联和信息处理。并且其具有高调制速率，很适合应用在高速光纤通讯系统中。

VCSEL在短波方向的发展已经十分成熟，在过去的几十年里，780-980nm波长范围内的GaAs基VCSEL取得了巨大的进展。阈值电流从几十毫安降低到了几十个微安，其对温度的敏感性下降，功率转换效率超过50％，实现了室温连续激射。但是对于长波长VCSEL研究进展缓慢，其中问题之一就是DBR反射腔镜的反射率低。长波长VCSEL一个很大的转变是用InP衬底代替GaAs衬底，相应的外延材料也改变。许多四元半导体材料已被应用在了外延层上，已广泛研究的有InGaAsP/InP、InAlGaAs/InAlAs、AlAsSb/GaAsSb、AlAsSb/InGaAlAs、AlGaAsSb/AlAsSb等等。但是三元、四元合金其热导率依次降低，理论计算表明四元合金的热导率比三元合金要低一个数量级。这几种交替生长的DBR外延材料折射率差(An)没有短波长VCSEL的AlAs/GaAs折射率差大，所以如果要获得高的反射率，必须要有很多层的DBR材料，结果是其串联电阻增大，特别是P型DBR，很容易导致激光器的热失效。而且多层的DBR导致了很高的吸收、界面散射损失，从而难以达到理论的最大反射率。

提高DBR反射率，降低其串联电阻、吸收损耗和界面损耗，一种方法是选择两种材料，使他们之间要有高的折射率差，即Δn要大。可以在相同的反射率下可以减少DBR的层数，降低串联电阻，降低电压，减少热量的产生。现在很多科研工作者正在研究如何用AlGaAsSb/AlAsSb、AlAsSb/InGaAlAs材料以解决上面所述问题，但是这几种材料的导热率很低，串联电阻很大。同时许多人采用多层光学膜反射镜来代替半导体薄膜反射镜，几对材料就可以获得很好的反射率，但是光学膜不导电并且有些材料吸收较大，必须采用内腔接触，给工艺带来了一定难度；在半导体薄膜外边加金属反射镜来提高反射率，这种方法可以作为优化的方法，不能从根本上解决问题。另外一种方法是通过优化DBR的结构来达到目的。如利用MOCVD生长梯度的DBR层，由突变型改变为缓变型，也可以用于减小电阻。还有人采用在DBR层之间生长超晶格，减小对电流的阻碍，但这种方法由于超晶格层数很多，每层厚度小，所以对材料生长十分严格、成本提高。普通的垂直腔型光电子器件不仅需要n-型DBR腔镜，而且需要P-型腔镜，P-型腔镜往往具有更高的串联电阻，影响器件的工作性能。

综上所述，至今为止有效降低垂直腔光电子器件的串联电阻，限制侧向电流的扩散，降低器件的阈值电流密度，改善器件的热特性至今仍是值得探讨的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种含隧道结的垂直腔型光电子器件，也即本发明提出了将隧道结(TJ)应用到垂直腔型光电子器件中，省去P-型DBR腔镜，顶部、底部两个腔镜均可用n-型腔镜，从而十分有效的降低器件的串联电阻，提高载流子的注入均匀性，降低器件的阈值电流。N⁺/P⁺隧道结在其他光学和电学器件里已经得到了广泛应用，在VCSEL及其它垂直腔光电子器件里是利用它的反向遂穿特性，隧道结作为整个器件的空穴源，从而可以将P型DBR用N型DBR代替。在反向偏致电压作用下，电子在隧道结处产生遂穿效应，从而产生空穴。产生的空穴在电压作用下流向有源区与电子进行辐射复合产生光子；采用隧道结的另外一个优点是可以对载流子和光场进行侧向限制，提高载流子的注入均匀性，提高量子效率。对于短波长的VCSEL，可以采用侧向氧化、离子注入等方法对AlAs/GaAs DBR进行侧向的电流限制，但是对1.3μm和1.55μm长波长的VCSEL其侧向限制比较困难。隧道结提供了解决此问题的方法，通过直接键合、二次外延、侧向腐蚀等常用方法将电流孔径限制到5-100μm，从而限制了载流子的侧向扩展，使载流子均匀注入有源区。

这种隧道结结构不但可以用在VCSEL中，而且还可以应用到其它垂直腔型光电子器件中，如共振增强型光电探测器(REPD)、共振腔增强型二极管(RCLED)以及垂直腔型半导体光放大器(VCSOA)，起到提高器件性能的作用。

本发明提供的含隧道结的垂直腔型光电子器件不仅可以降低垂直腔型光电子器件的串联电阻，减少器件的热效应，而且同时能增强对侧向载流子扩散的限制和光场约束，提高载流子注入有源区的均匀性，提高量子效率和增益。

本发明所述的具有隧道结的垂直腔型面发射光电子器件，可以为垂直腔面发射激光器(VCSEL)包含一个底部DBR腔镜，一个顶部DBR腔镜，中间夹着一个光学谐振微腔，在谐振微腔中含有隧道结，有源层和隔离层。DBR腔镜由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)折射率不同的两种材料构成，其材料包括半导体薄膜、光学薄膜。按其结构DBR腔镜包括以下6种：全外延的半导体薄膜DBR，全光学膜DBR，半导体薄膜DBR与光学膜DBR组合，单层金属膜DBR，以及金属膜与上述半导体薄膜或光学膜DBR腔镜组合，或者采用半导体膜/空气隙组成DBR。光学微腔的光学厚度为数个波长，量子阱有源层处于微腔光场分布最强的地方，隧道结处于光场分布最弱的地方。根据设计的需要有源层可以是一组或者几组，一般为量子阱材料体系。隧道结可以处于底部DBR腔镜和有源层之间，或者处于顶部DBR腔镜和有源层之间。

在本发明的垂直腔型面发射光电子器件中，顶部和底部腔镜可为半导体多层薄膜腔镜，由厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的多层半导体薄膜构成，每层半导体薄膜为含N的化合物、含As、含P、含Sb、含Se化合物中的一种；也可为光学介质膜腔镜，由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的多层光学薄膜构成，每层的光学膜可为氧化物(Al₂O₃、TiO₂、SiO_x(0＜x＜2)、ZrO₂、HfO₂、或Nb₂O₅)或非氧化物(ZnSe、CaF₂、MgF₂、a-Si、Si₃N₄)中的一种；也可为高反射率金属膜腔镜，所述的金属膜为Ag、Au、Cu、Al、Be、Cr、Ni、Pd、Pt、Ti、W、Ge中的一种，或者其中几种形成的合金；也可以是光学膜复合腔镜，由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的多层光学膜和金属膜组合。每层的光学膜可为上述氧化物或非氧化物与上述金属膜的组合；也可为半导体膜复合腔镜，由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的上述多层半导体膜和金属膜的组合；也可为半导体膜/空气隙腔镜，由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的上述半导体膜和空气隙交替构成；也可半导体膜/空气隙和金属膜构成的腔镜，由光学厚度为λ/4(λ为器件工作波长)的上述半导体膜和空气隙交替构成的多层结构加上金属膜构成。顶部和底部腔镜可以均为N型掺杂；或不掺杂，它采用内腔欧姆接触来完成载流子的注入。

微腔及其量子阱有源区采用分子束外延(MBE)或金属有机物化学气相沉积(MOCVD)外延的InGaAs、InGaAsP、AlGaInAs或InGaNAs系列量子阱和空间匹配层，微腔的光学厚度为二分之一波长的整数倍。微腔及其量子阱有源区通过材料外延，底部DBR腔镜10和光学谐振腔11一次性外延得到，形成外延垂直腔器件结构；DBR腔镜10和微腔11键合，形成键合垂直腔器件结构，或底部和底部DBR腔镜均采用光学介质膜。

本发明的隧道结的材料为Al，Ga，In，P，As所组成的二元、三元或四元化合物中一种或几种，即为InP、GaAs、InGaAs、AlInAs、AlGaAs、InGaP、InGaAsP、InGaAlAs中的一种或者几种；N⁺-型掺杂源为Si或Te，P⁺-型掺杂源为Be或Zn；隧道结的P⁺和N⁺型材料可采用均匀掺杂；也可采用多层δ掺杂；或在均匀掺杂的基础上加多层δ掺杂来提高载流子浓度；均匀掺杂浓度为5×10¹⁸-2×10²⁰cm^-3；δ掺杂面密度为1×10¹²-1×10¹⁴cm^-2。隧道结的厚度为10-80nm，隧道结的直径为5-100μm；隧道结可放在底部腔镜和有源层之间；隧道结也可放在有源层和顶部腔镜之间；采用氧化的方法将隧道结进行侧向氧化，从而形成一个直径为5-100μm的侧向氧化隧道结，形成电流和光场的侧向限制；将隧道结刻蚀成一个高度为10-80nm，直径为5-100μm的台面，然后在其上面用MBE或MOCVD进行外延生长，形成掩埋隧道结；或将隧道结刻蚀成一个高度为10-80nm，直径为5-100μm的台面，然后与顶部腔镜进行直接键合，形成键合结构隧道结。

本发明的几种垂直腔型面发射光电子器件具有相似的结构，主要区别就是它们各自DBR腔镜的对数不同，在此发明内容中就以顶部出光的VCSEL为实施例进行说明。

附图说明：

图1是一种本发明提供的顶部出光的VCSEL结构剖面示意图。

图2是图1中光学微腔11的一种结构，图中示意了隧道结7的一种二次外延掩埋结构，并表示出了载流子在VCSEL中的输运。

图3是图1中光学微腔11的另外一种结构，图中示意了隧道结7的侧向腐蚀或者键合结构，并表示出了载流子在VCSEL微腔中的输运。

图4是单纯采用多次δ掺杂得到的隧道节示意图。

具体实施方式

实施例1

图1是本发明的一个VCSEL实施例示意图。此VCSEL包括衬底1，底部DBR腔镜10，中间2λ光学谐振腔11(λ为器件工作波长)和顶部DBR腔镜12。衬底1的材料为GaAs、InP、GaSb和Si中的任意一种，其主要作用是能够它上面生长高质量的VCSEL器件的外延材料，支撑整个VCSEL结构。衬底1一般采用N型材料，也可以采用半绝缘衬底，然后在底部DBR腔镜10的上面做内腔接触，如图2、3中所示的电极15，即为内腔欧姆接触电极。底部DBR腔镜10是由低折射率材料2和高折射率材料3交替构成，其材料可以是GaAs(高)和AlGaAs(低)，或者是InGaAsP(高)和InP(低)等等，其每层的光学厚度为λ/4。或者材料/空气隙DBR腔镜，其高折射率材料可以是InP，另外一层低折射率材料采用空气，其每层的光学厚度为λ/4。如果采用N型衬底，那么DBR材料的掺杂类型为N型；如果衬底为半绝缘，那么底部DBR腔镜10可以不用掺杂，在它上面做内腔接触。

底部DBR腔镜10和光学腔11有多种结合方式，可以采用一次性外延生长，也可以采用键合。光学微腔11的光学厚度一般为数个λ，图1中结构为2λ光学厚度。4、5、6为量子阱有源层，7为隧道结，图1中光学微腔11的左面为光场分布示意图。为提高量子阱的增益，采用了三组有源层4、5、6放在了光场分布最强的地方。相反为了降低隧道结的光学吸收，隧道结7放在了光场分布最弱的地方。

图2、3表示了图1中光学微腔11的隧道结、量子阱有源层的分布及载流子输运。隧道结7起到侧向限制载流子，均匀注入载流子的作用，产生空穴的作用。根据隧道结7的结构和材料不同，有二次外延掩埋隧道结结构(图2)、侧向腐蚀隧道结结构(图3)和键合隧道结结构(图3)。

隧道结的结构和材料，下面为P⁺型材料，厚度为10nm左右，上面为N⁺材料，其厚度为10nm。当顶部DBR加上负偏压时，电子从P⁺区的价带隧穿到N⁺区的导带，这样相当于空穴从N⁺区隧穿到P⁺区，然后经过P区进入到量子阱，它们与从底部DBR腔镜10注入到量子阱中的电子复合发光。

图2中的掩埋隧道结结构7由二次外延获得。材料16为光学腔中的P型隔离层，掺杂浓度约为1～5×10¹⁷cm^-3。在P型隔离层材料16上外延隧道结7，隧道结7由P⁺材料17和N⁺材料18组成，P⁺材料17可以为GaAs、InGaAs、InGaAsP、InAlAs等，其厚度为10nm左右；N⁺材料18可以为GaAs、InP、InGaAsP等，其厚度为10-20nm左右；整个隧道结7的直径为20μm左右。这种掩埋结构首先通过一次材料外延得到隧道结7，然后将隧道结7刻蚀成一个直径为20μm左右的台阶。之后进行二次外延生长N型材料19，掺杂浓度约为1×10¹⁸cm^-3，整个隧道结7掩埋在材料19中。这种隧道结的应用可以将顶部P型DBR腔镜12的掺杂类型改变为N型，或者不掺杂，而在光学腔11顶部与顶部DBR腔镜12接触的底部形成一个内腔接触，图2中的电极20就是内腔接触的电极。这样采用N型DBR腔镜取代了P型DBR腔镜，减少了整个VCSEL器件的串联电阻，改善了整个器件的热特性。其二，由于反向偏压的作用，使电子在隧道结台阶7处发生隧穿，而在隧道结台阶7以外的地方，由于PN结的作用形成一个很高的电子和空穴的势垒，从而阻止了载流子通过。所以对载流子形成了一个侧向限制，载流子只能通过隧道结注入有源区，提高了载流子注入的均匀性。其三，隧道结7折射率一般高于二次外延材料19，所以能够形成对光场的侧向约束。

图3是隧道结7的另外一种侧向腐蚀结构或者键合结构示意图。对于侧向腐蚀结构，P型隔离层材料21、隧道结7和N型隔离层材料24是一次性外延得到。然后通过C₆H₈O₇+H₂O₂腐蚀液对隧道结7进行侧向腐蚀，得到一个直径为20μm左右的柱体，作为电流注入的窗口。

图3的结构也可以采用键合隧道结结构，P型隔离层材料21和隧道结7一次性外延得到，然后对隧道结进行刻蚀，得到一个直径20μm左右的台阶，然后将N型材料24键合到隧道结台阶7上。

光学微腔11和顶部DBR腔镜12的结合方式也有很多种，可采用一次性外延、键合和镀光学膜。如果隧道结7采用二次生长掩埋隧道结，则可以在外延材料19结束后继续外延顶部DBR腔镜12，得到完整的VCSEL结构。也可以在材料19外延结束后停止外延，在材料19上键合顶部DBR腔镜12，同时也可以在材料19上镀光学介质膜形成顶部DBR腔镜12。

如果隧道结7采用图3所示的侧向腐蚀结构，则可以将整个隧道结7以及顶部DBR腔镜12一次性外延得到；也可以外延隔离层24结束后，将顶部DBR腔镜12键合到光学腔11上；也可以外延隔离层24结束后，在上面镀光学膜形成顶部DBR腔镜12。

如果隧道结7采用图3所示的键合结构，那么隔离层材料24和顶部DBR腔镜12是一次外延得到，然后将隔离层24和顶部个DBR腔镜12倒扣与隧道结台阶7进行直接键合。

和底部DBR腔镜10一样，顶部DBR腔镜12由低折射率材料8和高折射率材料9交替构成，其材料可以是GaAs(高)和AlGaAs(低)，或者是InGaAsP(高)和InP(低)等等，其每层的光学厚度为λ/4。其掺杂为N型，顶部做电极接触，如图1中的电极14；也可以不用掺杂，做成内腔接触，如图2和图3中的电极20。

顶部DBR腔镜12也可以采用光学膜作为反射镜，如α-Si(高)、Al₂O₃(低)、SiO₂(低)；或者采用空气隙DBR腔镜，如InP(高)/空气(低)等等。这两种DBR腔镜一般都采用内腔接触。

上面阐述了本发明的一个实施例——隧道结VCSEL，隧道结VCSEL的上下两个DBR腔镜都可以采用N型材料或者采用内腔接触，这样降低了器件的串联电阻，改变了P型DBR腔镜发热对器件性能的影响；并且隧道结对侧向载流子起到了很好的限制作用，使载流子能够均匀注入有源区，对侧向光场的分布起到约束作用。有源层之间的隧道结，提高了注入载流子的发光效率。这使得长波长1.3μm、1.55μm的VCSEL能够实现室温连续工作。

实施例2

图4是图1中隧道结7的δ掺杂隧道结结构示意图。所谓δ掺杂是指在生长化合物半导体(例如InP)层中间，暂停InP的生长，生长一层很薄(数)的掺杂元素(例如Si，为n-型掺杂)，它可以导致InP中很高的电子浓度，图1中所示的隧道结7可以采用相同的N⁺材料和P⁺材料，其材料可以为InP、GaAs、InGaAs、AlInAs、AlGaAs、InGaP、InGaAsP、InGaAlAs材料中的一种，采用同质结隧道结，如InP(N⁺)/InP(P⁺)；或者采用以上两种对应的材料，形成异质结隧道结，如InP(N⁺)/AlInAs(P⁺)。并且在N⁺材料和P⁺材料的掺杂可以采用常规的均匀掺杂，N⁺材料的平均掺杂浓度约为1×10¹⁹cm^-3，P⁺材料的平均掺杂浓度约为1×10²⁰cm^-3；也可以采用单纯的多次δ掺杂，不管是N⁺材料或者P⁺材料，每隔2-3nm进行一次δ掺杂。根据N⁺材料或者P⁺材料厚度的不同，每层可以进行5-10次δ掺杂，δ掺杂的面密度约为～10¹³cm^-2，除了δ掺杂，不进行均匀掺杂。应用此方法得到的掺杂浓度大约可以达到～10¹⁹-10²⁰cm^-3；也可以采用均匀掺杂和多次δ掺杂相结合的方法。N⁺材料均匀掺杂，其掺杂浓度为～10¹⁹cm^-3，并且每隔2-3nm进行一次δ掺杂，δ掺杂的面密度约为～10¹³cm^-2，这样得到的N⁺材料其有效掺杂浓度可以提升到～10²⁰cm^-3。P⁺材料的掺杂也可以采用这种方法。图4就是一个单纯采用多次δ掺杂得到的隧道结的示意图。N⁺材料采用了八次δ掺杂，29为N⁺材料δ掺杂层。每两层δ掺杂之间不掺杂，30为N⁺材料不掺杂层，其厚度为2.5nm。31为N⁺材料和P⁺材料的界面，两边的材料均不掺杂从而防止掺杂剂的扩散。P⁺材料采用了四次δ掺杂，32为P⁺材料δ掺杂层。每两层δ掺杂之间不掺杂，33为P⁺材料不掺杂层，其厚度也为2.5m。

采用δ掺杂，能够很好的将掺杂浓度提高，防止了掺杂剂原子的扩散，解决了材料掺杂容易达到饱和的问题。

上面的实施例只是描述了本发明的一种情况，并不能代表整个发明，也不能限制本发明。

Claims (7)

1、一种含隧道结的垂直腔型光电子器件，包含衬底(1)、底部分布反馈布拉格腔镜(10)和顶部分布反馈布拉格腔镜(12)，其特征在于在底部分布反馈布拉格腔镜(10)和顶部分布反馈布拉格腔镜(12)中间夹有一个光学谐振微腔(11)，在谐振微腔含有一个隧道结、量子阱源层和隔离层，量子阱有源层处于微腔光场分布的最强处，隧道结处于微腔光场分布最弱处。

2、按权利要求1所述的含有隧道结的垂直腔型光电子器件，其特征是微腔中的隧道结或处于底部分布反馈布拉格腔镜和有源层之间，或处于顶部分布反馈布拉格腔镜和有源层之间。

3、按权利要求1所述的含隧道结的垂直腔型光电子器件，其特征在于隧道结的厚度为10-80nm，下面为P⁺型材料，上面为N⁺型材料，隧道结的直径为5-100μm；或采用氧化的方法将隧道结进行侧向氧化，从而形成一个直径为5-100um的侧向氧化隧道结，形成电流和光场的侧向限制；或将隧道结刻蚀成一个高度为10-80nm，直径为5-100μm的台面，然后在其上面用MBE或MOCVD进行二次外延生长，形成掩埋隧道结；或将隧道结刻蚀成一个高度为10-80nm，直径为5-100μm的台面，然后与顶部腔镜进行直接键合，形成键合结构隧道结。

4、按权利要求1所述的含隧道结的垂直腔型光电子器件，其特征在于隧道结的材料为Al、Ga、In、P、As所组成的二元、三元、或四元化合物中的一种或者几种，N⁺-型掺杂源为Si或Te，P⁺-型掺杂源为Be或Zn；隧道结的P⁺-和N⁺-型材料可采用均匀掺杂，或δ掺杂，或在均匀掺杂的基础上加δ掺杂，均匀掺杂浓度为5×10¹⁸-2×10²⁰cm^-3，δ掺杂的面密度为1×10¹²-2×10¹⁴cm^-2。

5、按权利要求1所述的含隧道结的垂直腔型光电子器件，其特征在于所述的顶部或底部腔镜为半导体多层薄膜腔镜、光学介质膜腔镜、金属膜腔镜、光学膜复合腔镜、半导体膜复合腔镜、半导体膜/空气隙腔镜或半导体膜/空气隙和金属膜构成的腔镜；

其中：

(a)所述的半导体多层薄膜腔镜是由厚度为器件工作波长λ四分之一的多层半导体薄膜构成，每层半导体膜为含氮的化合物，含As、含P、含Sb、含Se化合物中的一种；

(b)所述的光学介质膜腔镜是由光学厚度为器件工作波长λ四分之一的多层光学薄膜构成，每层的光学膜为氧化物或非氧化物中的一种，氧化物为Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、Nb₂O₅、或SiO_x0＜x＜2；非氧化物为ZnSe、CaF₂、MgF₂、α-Si或Si₃N₄；

(c)所述的金属膜腔镜是由高反射率的金属膜构成，金属膜为Ag、Au、Cu、Al、Be、Cr、Ni、Pd、Pt、Ti、W或Ge中的一种，或其中几种形成的合金；

(d)所述的光学膜复合腔镜是由光学厚度为器件工作波长λ四分之一的多层光学膜和金属膜组合，每层的光学膜为上述(b)所述的氧化物或非氧化物以及上述(c)所述的金属膜的组合；

(e)所述的半导体膜复合腔镜是由光学厚度为器件工作波长λ四分之一的上述(a)所述的半导体膜和上述(c)所述的金属膜的组合；

(f)所述的半导体膜/空气隙腔镜是由光学厚度为器件工作波长λ四分之一的上述(a)所述的半导体膜和空气隙交替构成；

(g)所述的半导体膜/空气隙和金属膜构成的腔镜是由光学厚度为器件工作波长λ四分之一的上述(a)所述的半导体膜和空气隙交替构成的多层结构加上上述(c)所述的金属膜构成。

6、按权利要求1所述的含隧道结的垂直腔型光电子器件，其特征在于顶部或底部腔镜的掺杂均为N型；或不掺杂，它采用内腔欧姆接触来完成载流子的注入。

7、制作如权利要求1所述的含隧道结垂直腔型光电子器件的方法，其特征在于(1)通过材料外延，底部分布反馈布拉格腔镜(10)和光学谐振腔(11)一次性外延得到，形成外延垂直腔器件结构；或DBR腔镜(10)和微腔(11)键合，形成键合垂直腔器件结构；或底部和底部DBR腔镜均采用光学介质膜；

(2)采用分子束外延或金属有机物化学气相沉积外延的InGaAs、InGaAsP、AlGaInAs或InGaNAs系列量子阱和空间匹配层，微腔的光学厚度为二分之一波长的整数倍。

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