[发明专利]垂直腔面发射激光器及其制作方法

权利要求书

1.一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在衬底上依次外延生长缓冲层、N型布拉格反射镜组、有源层、氧化层、P型布拉格反射镜组、P型接触层以及掩膜；

S2，对待刻区采用刻蚀装置进行刻蚀，所述待刻区由所述掩膜、所述P型接触层、所述P型布拉格反射镜组、所述氧化层以及所述有源层组成；

S3，调节所述刻蚀装置的工作功率和气体流量，将所述待刻区刻蚀形成倒梯形台体、圆柱体或正梯形台体；

S4，采用光刻和溅射工艺在所述衬底远离所述缓冲层的一侧制作N电极，并在所述掩膜的外表面上制作P电极，以完成激光器的制作；

所述S3步骤中的倒梯形台体或所述圆柱体获得的方法具体为：采用所述刻蚀装置通入刻蚀气体，所述刻蚀气体包括Cl₂和Ar，采用所述Cl₂对所述待刻区进行各向同性的化学刻蚀，同时采用Ar对所述待刻区进行各向异性的物理刻蚀，垂直轰击所述待刻区，以获得所述倒梯形台体或圆柱体；

所述S3步骤中的正梯形台体获得的方法具体为：采用所述刻蚀装置通入保护气体，所述保护气体包括H₂和CH₄，采用所述H₂和CH₄将刻蚀中形成的聚合物沉积在刻蚀图形侧壁，阻止侧壁的刻蚀，以获得所述正梯形台体；

所述S3步骤中采用刻蚀装置控制ICP源刻蚀功率，所述ICP刻蚀功率用于控制腔体中离子浓度进而更多的产生各向同性的化学刻蚀，所述ICP刻蚀功率越大，刻蚀后的形状由圆柱体越趋向于倒梯形台体，ICP源刻蚀功率的范围在300-1500W之间；采用所述刻蚀装置控制RF射频功率，所述RF(射频)功率用于控制腔体中离子垂直轰击能量进而更多的产生各向异性的物理刻蚀，所述RF(射频)功率越小，刻蚀后的形状越趋向于正梯形台体，所述RF射频功率的范围在80-200W之间，由此来控制需要获得的形状。

2.如权利要求1所述的一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于，当通入H₂和CH₄保护气体获取正梯形台体时，所述S3步骤反应2～10min后，采用O₂ plasma刻蚀除去产生的多余的所述聚合物。

3.如权利要求1所述的一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于：所述刻蚀装置中所采用的刻蚀材料为GaAs或AlGaAs。

4.如权利要求1所述的一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于：由所述S3步骤获得的所述倒梯形台体，其底部与水平面的夹角为70°。

5.如权利要求1所述的一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于：由所述S3步骤获得的所述圆柱体，其底部与水平面的夹角为90°。

6.如权利要求1所述的一种垂直腔面发射激光器的制作方法，其特征在于：由所述S3步骤获得的所述正梯形台体，其底部与水平面的夹角为110°。

7.一种垂直腔面发射激光器，包括衬底，其特征在于：所述衬底上依次沉积有外延生长缓冲层、N型布拉格反射镜组、有源层、氧化层、P型布拉格反射镜组、P型接触层以及掩膜，所述掩膜、所述P型接触层、所述P型布拉格反射镜组、所述氧化层以及所述有源层形成待刻区，所述掩膜的两侧均有至少部分贴合所述N型布拉格反射镜组，刻蚀后所述待刻区形成倒梯形台体、圆柱体或正梯形台体；控制制备的形状的具体方法为：采用ICP刻蚀功率用于控制腔体中离子浓度进而更多的产生各向同性的化学刻蚀，所述ICP刻蚀功率越大，刻蚀后的形状由圆柱体越趋向于倒梯形台体，采用RF(射频)功率用于控制腔体中离子垂直轰击能量进而更多的产生各向异性的物理刻蚀，所述RF(射频)功率越小，刻蚀后的形状越趋向于正梯形台体，由此来控制需要获得的形状。

8.如权利要求7所述的一种垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述掩膜为SiO₂或SiNx。