[发明专利]单模光子晶体垂直腔面发射激光器及其制备方法

权利要求书

1.一种单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：

衬底；

N型电极，形成于所述衬底的背面；

N型DBR，形成于所述衬底的正面，用于形成电流注入通道；

有源区，形成于所述N型DBR的上方，用于提供光增益；

台形P型DBR，形成于所述有源区上方，用于提供高反射率，并形成电流注入通道；

绝缘层，形成于台形P型DBR的侧面、除台形P型DBR覆盖面积之外的N型DBR的上方，并在台形P型DBR上方形成第一环形结构；

P型电极，形成于所述绝缘层的上方，并在台形P型DBR上方形成第二环形结构，该第二环形结构的半径小于上述第一环形结构的半径，该第二环形结构内构成激光器的出光窗口；

光子晶体，形成于所述出光窗口下方的台形P型DBR上；以及

透明导电层，形成于P型电极和所述第二环形结构的上方。

2.根据权利要求1所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述透明导电层为厚度λ/4的氧化铟锡材料。

3.根据权利要求1所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体的刻蚀深度为P型DBR厚度的50-80％。

4.根据权利要求3所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体的直径在2-3μm左右，周期为6μm，占空比0.5。

5.根据权利要求3所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体为带缺陷区的圆型孔状、三角形孔或花瓣状孔的光子晶体。

6.根据权利要求1所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于：

所述N型DBR为预设周期的调制掺杂且组分渐变的Al_0.1Ga_0.9As/Al_0.9Ga_0.1As材料交替组成；

所述P型DBR为预设周期的调制掺杂且组分渐变的Al_0.1Ga_0.9As/Al_0.9Ga_0.1As材料交替组成。

7.根据权利要求6所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，还包括：

高铝组分氧化限制层，为所述P型DBR中最下一层Al_0.98Ga_0.1As进行湿法氧化而形成。

8.根据权利要求1所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述有源区为预设个数的GaAs量子阱、InGaAs量子阱等，其厚度为Nλ，λ为激射波长，N为整数。

9.一种单模光子晶体垂直腔面发射激光器的制备方法，用于制备权利要求1所述的单模光子晶体垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：

制备外延片，该外延片包括衬底、及依次制备在衬底上的N型DBR、有源区和P型DBR；

对所述外延片上的P型DBR进行刻蚀，从而形成台形P型DBR；

在所述台形P型DBR的上方及外侧淀积绝缘层；

刻蚀所述台形P型DBR的上方的绝缘层，形成第一环形结构；

在所述绝缘层的上方，包括所述第一环形结构的上方，沉积P型电极；

刻蚀所述第一环形结构内中心处的P型电极，形成第二环形结构，该第二环形结构的半径小于上述第一环形结构的半径，该第二环形结构内构成激光器的出光窗口；

在所述出光窗口内的台形P型DBR上刻蚀光子晶体；

在所述P型电极的上方，包括所述第二环形结构的上方，沉积透明导电层；以及

刻蚀去除该单模光子晶体垂直腔面发射激光器区域外的透明导电层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述沉积透明导电层的步骤中，所述透明导电层为厚度λ/4的氧化铟锡材料。