[发明专利]表面液晶-垂直腔面发射激光器及其制备方法

权利要求书

1.表面液晶-垂直腔面发射激光器，其特征在于，该器件结构包括垂直腔面发射激光器，带有取向膜的ITO玻璃和液晶盒三部分，其中，垂直腔面发射激光器结构从下到上依次为：N型背面电极(12)、底部GaAs衬底(11)、GaAs/AlGaAs交替生长的下DBR(10)、有源区(9)、GaAs/AlGaAs交替生长的上DBR(8)，其中，上DBR(8)为凸台结构，凸台结构的凸出部位中含有氧化限制层（13），所述的氧化限制层（13）平行上DBR(8)台面，氧化限制层（13）四周氧化而中心未氧化，中心未氧化部分形成出光孔；上DBR(8)凸出部位的中心位置上为调谐电极（2），调谐电极（2）正对且大于氧化限制层（13）的出光孔，上DBR(8)凸台结构的上台面除调谐电极（2）外、侧面、下台面均为保持凸台结构的SiO₂绝缘层(7)，SiO₂绝缘层(7)的下台面、侧面及上台面自内而外依次均为P型注入电极(6)和衬垫（4），其中P型注入电极(6)搭接在调谐电极（2）上，P型注入电极(6)和衬垫（4）在调谐电极（2）上方的位置均为缺失部分，缺失部分正对且大于上DBR(8)凸台结构的出光孔，在P型注入电极(6)缺失部位的调谐电极（2）上为取向膜（3），P型注入电极(6)和衬垫（4）的缺失部分与取向膜（3）构成槽体；在槽体与衬垫（4）的正上面为带有取向膜的ITO玻璃结构，槽体成为液晶盒，带有取向膜的ITO玻璃结构从下到上依次为：取向膜、调谐电极和玻璃；液晶盒中贮存有液晶（5）。

2.按照权利要求1的表面液晶-垂直腔面发射激光器，其特征在于，氧化限制层（13）位于凸出部位的某一位置，其上和其下均为上DBR（8）中交替生长的GaAs/AlGaAs。

3.权利要求1或2的表面液晶-垂直腔面发射激光器用于GaAs材料系的短波长激光光源。

4.制备权利要求1或2的表面液晶-垂直腔面发射激光器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在衬底（11）上依次外延生长下DBR（10）、有源区（9）、含有未被氧化的氧化限制层（13）的上DBR(8)，将得到的外延片光刻出圆形台阶，用DBR腐蚀液腐蚀出台面，直到在竖直侧壁露出未被氧化的氧化限制层（13）；利用高温氧化炉对氧化限制层（13）四周进行横向氧化，中间不氧化部分形成出光孔；

（2）用PECVD在步骤（1）得到的外延片上淀积SiO₂绝缘层（7），光刻、腐蚀出直径大于出光孔的圆形缺失部分；

（3）用PECVD淀积透明导电层（ITO），厚度比SiO₂绝缘层（7）薄，光刻、腐蚀出台面获得调谐电极（2）；

（4）溅射Ti/Au，光刻、腐蚀，被腐蚀掉的台上中央圆形部分直径大小处于SiO2绝缘层（7）缺失部分的直径和出光孔直径之间，得到P型注入电极（6）；

（5）在衬底（11）背面溅射Au/Ge/Ni/Au，得到N型背面电极（12）；

（6）在上DBR(8)上的调谐电极（2）上用匀胶机正面旋涂取向膜材料，取向膜材料厚度比P型注入电极（6）薄，利用线性偏振紫外光聚合技术获得取向膜（3）；

（7）用匀胶机在P型注入电极（6）的部分正面旋涂衬垫材料，光刻后衬垫材料的侧壁应当与P型注入电极（6）在竖直方向上一致，最后获得的支撑液晶盒的衬垫（4），衬垫（4）留有液晶注入口和空气排出口；

（8）用PECVD在玻璃（1）上淀积透明导电层（ITO）获得调谐电极；在调谐电极正面用匀胶机旋涂取向膜材料，利用线性偏振紫外光聚合技术获得取向膜；

（9）将步骤（8）的调谐电极盖合在步骤（9）的衬垫（4）上，此时垂直腔面发射激光器和带有取向膜的ITO玻璃键合，形成液晶盒；

利用毛细技术，将液晶（5）注入到液晶注入口，封闭液晶注入口及空气排出口以完成器件制作。