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工字型垂直腔面发射激光器
    本发明为一种半导体激光器。

    由于垂直腔面发射激光器可以制成高密度二维列阵，适合单片集成和二维光互联；有大的纵模间距，可以动态单模工作；有发散角小的圆形光束，易于光纤耦合等优良特性，世界先进国家近年来争先研制。现有的较好的几种垂直腔面发射激光器从下向上有这几个主要部分构成—下电极，n-GaAs衬底，外延生长的多层1/4波长n-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs(x为0.05-0.2，y为0.5-1)异质薄膜下反射镜，n-AlzGa1－zAs(z为0.3-0.5)下限制层，GaAs有源层，P-AlzGa1－zAs上限制层，多层1/4波长P-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs上反射镜，上电极。为了把电流限制在面积较小的电流注入有源区，有的将GaAs衬底以外的外延层刻蚀成半径几微米的小圆柱结构，有的将上镜面刻成小圆台结构，其中和本发明最接近的已有技术是钨丝做掩模二次质子轰击垂直腔面发射激光器(专利申请号：93118240.9)。但这种器件结构需要两次质子轰击，质子轰击的深度过浅电流扩展大，轰击过深超过有源层则影响有源区晶体质量，都会使阈值电流增加，本发明的目的就在于克服这些困难，降低器件阈值电流，简化工艺。

    本发明所设计的垂直腔面发射激光器(见附图和附图说明)，由下电极1，n-GaAs衬底2，多层1/4波长n-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs(x为0.05-2，y为0.5--1)异质薄膜下反射镜3，n-AlzGa1－zAs(z为0.3-0.5)下限制层4，GaAs有源层5，P-AlzGa1－zAs上限制层6，多层1/4波长P-AlzGa1－zAs上反射镜7，上电极8和电流注入有源区12等部件构成，其特征是电流注入有源区12的左右两侧是质子轰击高阻区11，前后两侧是刻蚀的沟槽10，质子轰击高阻区11是由钨丝做掩膜质子轰击形成，沟槽10是由化学腐蚀方法或反应离子刻蚀方法形成。

    本发明和现有的垂直腔面发射激光器相比电流限制较好，有利于降低阈值，且工艺简单，均匀性好，可提高成品率。

    附图说明：

    图1是工字型垂直腔面发射激光器示意图。图1中，部件1为下电极，2为n-GaAs衬底，3为多层1/4波长n-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs异质薄膜下反射镜，4为n-AlzGa1－zAs下限制层，5为GaAs有源层，6为p-AlzGa1－zAs上限制层，7为多层1/4波长P-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs异质薄膜上反射镜，8为上电极，9为出光窗口，10为刻蚀的沟槽，11为质子轰击高阻区，12为电流注入有源区。

    本发明的实施例分别描述如下：

    1.普通工字型垂直腔面发射激光器

    这种激光器的结构如图1所示。实施工艺简述如下：选用n-GaAs做为衬底2，在GaAs衬底2上采用薄层外延技术(如分子束外延技术，有机金属化合物气相沉积技术等)依次生长上多层1/4波长n-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs异质薄膜下反射镜3，n-AlzGa1－zAs下限制层4，GaAs有源层5，P-AlzGa1－zAs上限制层6，多层P-AlxGa1－xAs/AlyGa1－yAs上反射镜7，外延片制备好后，上面蒸发一层Cr-Au(或Zn-Au)上电极8。同时使用光刻胶剥离工艺(left-off工艺)开出出光窗口9，去掉将要被刻蚀成沟槽10上面的Cr-Au层。用少许光刻胶将片子粘到钨丝掩膜托上，用钨丝挡住出光窗口9和将要被刻蚀成沟槽10的部位，进行质子轰击以形成高阻区11。取下钨丝掩膜再用光刻胶做掩膜刻蚀出沟槽10，这样电流就会被高阻区11和沟槽10限制在小的电流注入有源区12内。最后蒸下电极1，并合金退火。

    2.有源区选择腐蚀工字型垂直腔面发射激光器

    这种结构的工艺和1相同，只是在用光刻胶做掩膜刻蚀出沟槽10后，再用一种可以腐蚀GaAs而不腐蚀AlxGa1－xAs的选择性腐蚀液对GaAs有源层做进一步的侧向腐蚀，使电流注入有源区12的尺寸进一步变小，以减小阈值和保持单模激射；而有源层以上的各层尽量不腐蚀，以保持电流的畅通，减少串联电阻。

    3.有源区为InGaAs量子阱结构。这种结构只是有源层5生长成InGaAs量子阱结构，其余工艺同1，这种器件地激射波长为980nm左右，可以透过GaAs衬底，因而可以制成从衬底面出光的器件。

    4.有源区为GaAs量子阱结构，这种结构只是有源层5生长成GaAs量子阱结构，其余工艺同1。