垂直腔表面发射激光器的制作方法

本发明涉及包括分布式异质结双极光电晶体管的垂直腔表面发射激光器（VCSEL）和制造这种VCSEL的对应方法。

背景技术：

例如在US5596595中描述的当前技术水平的垂直腔表面发射激光器（VCSEL）需要用于电气和光学限制的电流孔径。这通常通过高含铝层的横向氧化来实现。横向氧化可能引起可靠性问题。

US2012/0128020A1公开了将光电晶体管层结构集成到垂直腔表面发射激光器（VCSEL）的层堆叠中。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供一种具有改进的可靠性的VCSEL。

根据第一方面，提供了一种垂直腔表面发射激光器。垂直腔表面发射激光器包括第一电触点、衬底、第一分布式布拉格反射器（DBR）、有源层、分布式异质结双极光电晶体管、第二分布式布拉格反射器（DBR）和第二电触点。分布式异质结双极光电晶体管包括集电极层、光敏层、基极层和发射极层。分布式异质结双极光电晶体管被布置为使得在有源层和分布式异质结双极光电晶体管之间存在光学耦合，以用于借助于分布式异质结双极光电晶体管提供有源载流子限制，使得垂直腔表面发射激光器的光学模式是在垂直腔表面发射激光器的操作期间根据有源载流子限制而自定位的。

术语“层”不排除该层包括两个或更多个子层。使用靠近有源区的单片集成分布式异质结双极光电晶体管（HBT）可以通过根据激光发射（lasing）模式的实际分布（profile）的局部强度控制载流子注入来使得能够实现高效的载流子限制。作为结果，载流子注入可以局部地适配于激光发射模式的需求，并且反之亦然。此外，可以设计具有光敏集电极-基极结的HBT，使得可以利用发射极层中的适度掺杂浓度实现很少的光学吸收和高电流增益。光敏层可以是量子阱层或体层。体层例如是具有10nm或更大厚度的均质层，其中可以忽略量子力学效应。

HBT布置在VCSEL内，使得对于借助于与由第一和第二DBR提供的光学谐振器结合的VCSEL的有源层产生的光的灵敏度足够高。HBT可以例如是pnp HBT，其直接布置在有源层上方，即在有源层的远离通常n导电衬底的一侧。在可替换方法中，可以有可能将npn HBT直接布置在有源层下方。在这方面，直接意味着pnp HBT或npn HBT被布置为尽可能接近有源层。这不排除存在改善例如VCSEL的性能和/或可靠性可能需要的一个或多个中间层。还可以有可能在例如三对或五对镜层之后将HBT堆叠在第一或第二DBR中。HBT的层结构甚至可以集成在DBR之一中。所述HBT层中的一个或多个HBT层的厚度可以适配于VCSEL（四分之一波长层）的发射波长。在这种情况下，HBT的一个或多个层可以用于增加相应DBR的反射率。甚至可以有可能使用两个HBT，一个在有源层下方，一个在有源层上方。

将HBT直接定位在有源层上方或下方可以具有以下优点：由于HBT和有源层之间的低横向导电性，光学模式最佳地适合于相应电荷载流子的分布（profile）。

集电极层、基极层和发射极层中的掺杂剂的浓度小于10¹⁹ cm^-3。HBT的各层的掺杂剂引起光学损耗，使得低掺杂水平是优选的。HBT的发射极层是具有最高掺杂浓度的层。发射极层中的掺杂剂的浓度可以例如低至5×10¹⁸ cm^-3或甚至2×10¹⁸ cm^-3。在发射极层中掺杂剂浓度为2×10¹⁸ cm^-3的情况下，在基极层中掺杂剂的浓度可以低至1×10¹⁸ cm^-3，并且在集电极层中可以低至4×10¹⁷ cm^-3，以便减少借助于电荷载流子的光学损耗。

基极层的厚度可以为100 nm或更小。HBT可以是布置在有源层和第二DBR之间的pnp HBT。在这种情况下，基极层可以具有VCSEL在基极层材料中的发射波长的大约λ/4的厚度。发射波长可以取决于衬底的材料。GaAs衬底可以用于介于650 nm和约1600 nm之间的发射波长。具有InP衬底的VCSEL可以发射在大于或甚至远大于1500 nm的发射波长下的激光。集电极层的厚度可以在VCSEL的发射波长的λ/2的范围内。

分布式异质结双极光电晶体管的电流放大率（从基极层到发射极层的电子电流与从发射极层到集电极层的空穴电流之间的比率）为100或更大。高电流放大率可以具有以下优点：小基极电流足以获得高发射极电流。基极电流取决于借助于异质结双极光电晶体管的光敏层的光吸收。具有高电流放大率的异质结双极光电晶体管因此将对于借助于有源层产生的光或更一般地借助于VCSEL产生的光非常敏感。后者可能对于VCSEL的阈值电压、斜率和效率具有强烈的影响。

常规双极晶体管的电流增益由发射极层中的掺杂浓度除以基极层中的掺杂浓度的比率近似地给出。100的电流增益要求是基极掺杂的至少100倍的发射极掺杂。用于基极掺杂的有用值是10¹⁸ cm^-3，其导致100×10¹⁸ cm^-3 = 10²⁰ cm^-3的相当高的发射极掺杂浓度。同时，发射极层需要至少100nm的厚度以使常规双极晶体管工作。这意味着在发射极层中需要相当多的掺杂，这增加了到VCSEL腔的大量的自由载流子吸收。这可能导致VCSEL的效率降低。

分布式异质结双极光电晶体管可以具有以下优点：可以借助于异质结的台阶的高度来控制电流放大率。因此，层的掺杂浓度的影响对于控制电流放大率并不那么重要。因此，200、300、400、500或甚至1000或更大的电流放大率可以是可能的，而没有可能引起光吸收并且因此降低效率的高浓度的掺杂剂。

分布式异质结双极光电晶体管可以被布置为在限定的阈值电压下导电而没有垂直腔表面发射激光器的光发射，使得可以通过施加等于或高于阈值电压的电压来发起垂直腔表面发射激光器的光发射。通过HBT的电流流动主要借助于有源层发射的光来确定。这意味着只要没有光就没有电流，并且反之亦然。可以通过以HBT在预定阈值电压以上打开的方式布置HBT来开启VCSEL。阈值电压可以例如由分布式异质结双极光电晶体管的发射极-集电极击穿电压确定。发射极-集电极击穿电压可以等于或小于10V。

存在不同的方法来实现低发射极-集电极击穿电压，如例如低基极掺杂或高集电极掺杂或低基极厚度。异质结双极光电晶体管的阈值电压可以是5V、3V、2V或更小。在电压达到阈值电压的情况下，HBT将使电流通过。该初始电流产生将打开分布式异质结双极光电晶体管的初始光子。

可替换地，甚至可以有可能使用分布式异质结双极光电晶体管的漏电流以便开启VCSEL。高于阈值电压的电压一施加到VCSEL，漏电流就可以用于在有源层中产生光。这种自发发射的光可能足以打开如上所述的分布式异质结双极光电晶体管。在这种情况下，将没有必要施加高于发射极-集电极击穿电压的电压，使得1V的电压可能足以开启VCSEL。

垂直腔表面发射激光器不需要电流孔径以获得可接受的电流限制。在顶发射VCSEL的情况下，电流孔径通常集成在有源层上方的第二DBR中，并且通过所谓的电流限制层的氧化来形成。电流限制层应该靠近有源层，以便使电流分布与VCSEL的光学模式匹配。在包括如上所述的分布式异质结双极光电晶体管的VCSEL中不需要电流限制层。因此，没有必要设计导电的第一或第二DBR以便使电流能够经由电流孔径流动。因此，第一分布式布拉格反射器或第二分布式布拉格反射器可以布置成使得在垂直腔表面发射激光器的操作期间没有电流流过第一分布式布拉格反射器或第二分布式布拉格反射器。如果VCSEL被设计为其中HBT被布置在有源层和第二DBR之间的顶发射VCSEL，则没有电流可以流过第二DBR。在这种情况下，HBT可以借助于第二电触点直接连接。第二DBR可以包括具有不同折射率的成对的非导电介电层，如例如Nb₂O₅、TiO₂、TaO₂、Si₃N₄和SiO₂层。

分布式异质结双极光电晶体管可以布置在有源层和第二分布式布拉格反射器之间，并且第二分布式布拉格反射器的反射率可以布置成使得在垂直腔表面发射激光器的操作期间经由第二分布式布拉格反射器发射激光。在这种情况下，VCSEL在远离衬底的方向上发射激光。VCSEL将是所谓的顶发射器。

分布式异质结双极光电晶体管可以布置在第一分布式布拉格反射器和有源层之间，并且第一分布式布拉格反射器的反射率被布置为使得在垂直腔表面发射激光器的操作期间经由第一分布式布拉格反射器发射激光。在这种情况下，VCSEL在衬底的方向上发射激光。因此，衬底需要在VCSEL的发射波长下是透明的，或者必须局部地去除衬底以使得存在发射窗口。VCSEL将是所谓的底发射器。

激光器装置可以包括如上所述的至少两个垂直腔表面发射激光器，其中各垂直腔表面发射激光器共享第一分布式布拉格反射器和第二分布式布拉格反射器，使得垂直腔表面发射激光器的第二电触点被布置在公共表面上。激光器装置的垂直腔表面发射激光器还共享布置在第一和第二分布式布拉格反射器之间的层，如例如有源层和分布式异质结双极光电晶体管的层。不需要第二DBR的层的氧化以在电流限制层中提供电流孔径。因此，不需要台面蚀刻，使得所述至少两个VCSEL可以共享第二DBR。第二电触点可以直接沉积在第二DBR上。可替换地，可以有可能在第二DBR和第二电触点之间提供（多个）中间层。在这种单片布置中，可以有可能布置三个、四个、五个VCSEL或甚至众多VCSEL的阵列。因此，可以简化VCSEL阵列的生产，并且可以避免台面蚀刻和随后的氧化的风险。

在两个或更多个VCSEL的这种单片布置中，第二分布式布拉格反射器的反射率可以在第二分布式布拉格反射器的至少两个不同区域处得以局部地增大，使得在操作期间垂直腔表面发射激光器在反射率增大的区域处开始激光发射。局部化表面蚀刻可以例如有助于确保激光模式在期望的横向位置处开始激光发射。

可以在反射率增大的区域处提供光栅，使得能够实现垂直腔表面发射激光器的偏振稳定单模发射。可以用于提供反射率增大的区域的浅蚀刻也可以用于提供局部化光栅的形状以限定VCSEL模式的偏振。

如果第一分布式布拉格反射器或第二分布式布拉格反射器包括如上讨论的不导电的成对的介电层，则激光器的单片布置也可以是可能的。激光器装置可以包括例如至少两个这样的垂直腔表面发射激光器。各垂直腔表面发射激光器可以共享分布式异质结双极光电晶体管。垂直腔表面发射激光器可以进一步共享有源层。激光器装置可以包括三个、四个、五个VCSEL或甚至众多VCSEL的阵列。可以例如沉积VCSEL的第二DBR的镜层，并且可以借助于在沉积之前进行掩模或在沉积之后进行蚀刻来提供到HBT的触点。第二DBR的反射率可以通过在预定义位置处提供例如至少额外一对介电材料层而得以局部地增大，使得确保激光模式在激光器装置的每个VCSEL的期望横向位置处开始激光发射。

根据第二方面，提供了一种制造垂直腔表面发射激光器的方法。该方法包括以下步骤：

- 提供第一电触点，

- 提供衬底，

- 提供第一分布式布拉格反射器，

- 提供有源层，

- 提供包括集电极层、光敏量子阱层、基极层和发射极层的分布式异质结双极光电晶体管，其中所述集电极层、所述基极层和所述发射极层中的掺杂剂的浓度小于10¹⁹ cm^-3，

- 提供第二分布式布拉格反射器，

- 提供第二电触点，

- 布置所述分布式异质结双极光电晶体管，使得在所述有源层和所述分布式异质结双极光电晶体管之间存在光学耦合，以用于借助于所述分布式异质结双极光电晶体管提供有源载流子限制，使得所述垂直腔表面发射激光器的光学模式在垂直腔表面发射激光器的操作期间根据有源载流子限制是自定位的，以及布置分布式异质结双极光电晶体管的电流放大率（从基极层到发射极层的电子电流与从发射极层到集电极层的空穴电流之间的比率）至少为100。

这些步骤不一定需要以上面给出的顺序执行。可以例如在第一步骤中提供衬底，并且可以在第二步骤中提供第一电触点。可以在第一DBR内、在第一DBR和有源层之间、在有源层和第二DBR之间或在第二DBR内提供分布式异质结双极光电晶体管。可以通过比如MOCVD等的外延方法等来沉积不同的层。

应当理解，根据权利要求1-9所述的VCSEL和根据权利要求14所述的方法具有类似和/或相同的实施例，特别是如在从属权利要求中限定的实施例。此外，根据权利要求14所述的方法可以用来制造根据权利要求10-13中任一项所述的激光器装置。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。

下面定义另外的有利实施例。

附图说明

根据下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考下文描述的实施例进行阐述。

现在将参考附图基于实施例以示例的方式描述本发明。

在附图中：

图1示出了具有分布式HBT的第一VCSEL的主要简图。

图2示出了分布式HBT的层布置的实施例的主要简图。

图3示出了与分布式HBT的层布置相关的VCSEL的驻波图案的主要简图。

图4示出了分布式HBT和有源层的等效电路。

图5示出了示出VCSEL内的分布式HBT的能带图的图。

图6示出了第二VCSEL的主要简图。

图7示出了第三VCSEL的主要简图。

图8示出了第四VCSEL的主要简图。

图9示出了第五VCSEL的主要简图。

图10示出了具有处于正常操作中的分布式HBT的VCSEL的主要简图。

图11示出了具有带有局部缺陷地处于操作中的分布式HBT的VCSEL的主要简图。

图12示出了包括具有分布式HBT的VCSEL的第一激光器装置的主要简图。

图13示出了包括具有分布式HBT的VCSEL的第二激光器装置的主要简图。

图14示出了根据本发明的制造VCSEL的方法的工艺流程的主要简图。

在附图中，相同的数字自始至终指代相同的对象。附图中的对象不一定按比例绘制。

具体实施方式

现在将借助于附图描述本发明的各种实施例。

图1示出了具有分布式HBT的第一VCSEL的主要简图。第一VCSEL是在远离衬底110的方向上发射激光的顶发射VCSEL。在衬底110的底侧上提供第一电触点105。在衬底的顶侧上提供第一DBR 115，其包括具有第一和第二折射率的30对层。第一DBR 115的成对的层包括AlGaAs/GaAs层。层的厚度适配于VCSEL的发射波长，以便提供大于99.9％的所要求的反射率。在第一DBR 115上提供有有源层120。有源层120包括用于光产生的量子阱结构。n电流注入层（未示出）可以布置在第一DBR 110和有源层115之间。在有源层120上提供分布式HBT 125。在分布式HBT 125上提供第二DBR 130。第二DBR 130包括15对包括AlGaAs/GaAs层的层。成对的层的厚度适配于VCSEL的发射波长，以便提供大约95％的所要求的反射率。环形的第二电触点135与导电的第二DBR 130电接触。VCSEL经由第二DBR 130在箭头的方向上发射激光。分布式HBT 125布置在有源层120上方，并且因此是pnp HBT。

图2示出了可以集成在第一VCSEL中的分布式HBT 125的层布置的实施例的主要简图。分布式HBT包括集电极层125a、第一中间层125b、光敏层125c、第二中间层125d、基极层125e和发射极层125f。集电极层125a包括具有50 nm的厚度和4×10¹⁷ cm^-3的碳原子浓度的GaAs。第一中间层125b布置在集电极层125a下方并且包括5 nm的GaAs层。光敏层125c布置在第一中间层125b下方并且包括光敏量子阱层，所述光敏量子阱层包括具有5 nm的厚度的Ga_0.73In_0.27As。第二中间层125d布置在光敏层125c下方并且包括5 nm的GaAs层。基极层125e布置在第二中间层125d下方并且包括具有35 nm的厚度和1.5×10¹⁸ cm^-3的硅原子浓度的GaAs。发射极层125f布置在基极层125e下方并且包括具有25 nm的厚度和1.5×10¹⁸ cm^-3的碳原子浓度的Al_0.24Ga_0.76As。不同层的材料组成可以根据VCSEL的要求而变化。集电极层中的掺杂浓度对HBT击穿电压具有显着影响。因此，可以优选使用小于1.5×10¹⁸ cm^-3的碳掺杂。

如图2中所示的分布式HBT可以集成在图1中描绘的第一VCSEL中。分布式HBT因此可以布置为就在有源层120上方。有源层120和分布式HBT 125的布置与第一VCSEL的驻波图案310一起在图3中示出。有源层120被布置在驻波图案310的最大值中。集电极层125a和潜在的中间层的厚度被布置为使得光敏层125c也被放置在驻波图案310的最大值中，以便使得能够实现有源层120和光敏层125c之间的最大反馈。分布式HBT和有源层的对应等效电路在图4中示出。在有源层120和HBT层125之间存在由箭头指示的某种光学耦合。由于有源层120需要放置在谐振器中，所以耦合不是1:1，而是实际耦合有多强取决于谐振器的横向质量。这导致电流丝状化（filamentation）和到激光模式的“最佳可能”位置的载流子限制。

图5示出了示出VCSEL内的分布式HBT的能带图的图。该图示出了跨分布式HBT的不同层的导带380、电子的费米能级386、空穴的费米能级390和价带395。与AlGaAs发射极层125f的价带395中的阶跃相结合的、借助于基极层125e中的硅原子的n掺杂阻碍了空穴从发射极层125f到达集电极层125a。如果用在集电极层125a和基极层125e之间的光敏层125c（InGaAs QW）中吸收的一些光来照射分布式HBT 125，则将为每个光子产生电子-空穴对。电子将行进到基极层125e并产生通过基极-发射极异质结的正向电流。该正向电流还将引起大得多的空穴-电流（从发射极层125f到集电极层125a），这众所周知为晶体管效应。从基极到发射极的电子电流与从发射极层125f到集电极层125a的空穴电流之间的比率称为HBT电流放大率。〜1000的高电流放大率对于如上讨论的分布式HBT结构可以是可能的。因此，在有源层和分布式HBT之间存在反馈回路，使得激光模式和电流模式的位置相对于彼此适配于最佳位置。

图6示出了第二VCSEL的主要简图。第二VCSEL是在远离衬底110的方向上发射激光的顶发射VCSEL。在衬底110的底侧上提供第一电触点105。在衬底的顶侧上提供第一DBR 115。分布式HBT 125被提供在第一DBR 115上。有源层120被提供在分布式HBT 125上。第二DBR 130被提供在有源层120上。第二电触点135与导电的第二DBR 130电接触。VCSEL经由第二DBR 130在箭头的方向上发射激光。在这种情况下，有源层120是包括具有12 nm的厚度的InGaAs的光敏体层。分布式HBT 125布置在有源层120下方，并且因此是npn HBT。

图7示出了第三VCSEL的主要简图。第三VCSEL是在衬底110的方向上发射激光的底发射VCSEL。在发射激光的区域处去除衬底110。光发射的方向由箭头指示。在衬底110的底侧上，围绕衬底110的去除部分提供第一电触点105。在衬底的顶侧上提供具有大约95％的反射率的第一DBR 115，以便使得能够经由第一DBR 115进行激光发射。分布式HBT 125被提供在第一DBR 115上。有源层120被提供在分布式HBT 125上。第二DBR 130被提供在有源层120上，具有大于99.9％的反射率。第二电触点135电连接到导电的第二DBR 130。在这种情况下，有源层120是包括具有10 nm的厚度的InGaAs的光敏体层。分布式HBT 125布置在有源层120下方，并且因此是npn HBT。

图8示出了第四VCSEL的主要简图。第四VCSEL是在远离衬底110的方向上发射激光的顶发射VCSEL。在衬底110的底侧上提供第一电触点105。在衬底的顶侧上提供具有大于99.9％的反射率的第一DBR 115。在第一DBR 115上提供有源层120。有源层120包括用于光产生的量子阱结构。分布式HBT 125被提供在有源层120上。第二DBR 130被提供在分布式HBT 125上，具有大约95％的反射率。第二电触点135电连接到导电的第二DBR 130。VCSEL经由第二DBR 130在箭头的方向上发射激光。以单片布置提供第一DBR 115、有源层120、光敏层125和第二DBR。没有台面蚀刻，并且因此可以简化第四VCSEL的制造。第二DBR 130在区域140处被局部蚀刻，以便在区域140处提供第二DBR的更高的反射率。由于在区域140下面的增强的谐振器效应，因此激光开始在区域140的位置处发射激光。分布式HBT 125布置在有源层120上方，并且因此是pnp HBT。

图9示出了第五VCSEL的主要简图。第五VCSEL是在远离衬底410的方向上发射激光的顶发射VCSEL。在衬底410上提供接触层406。接触层406电连接到布置在第五VCSEL的左侧的第一电触点405。具有大于99.9％的反射率的第一DBR 415布置在接触层406上。接触层406跨第一DBR 415分布电流。在第一DBR 415上提供有源层420。有源层420包括用于光产生的量子阱结构。分布式HBT 425被提供在有源层420上。第二DBR 430被提供在分布式HBT 425上，具有大约95％的反射率。第二环形第二电触点435电连接到导电的HBT。环形第二电触点435围绕第二DBR 430。第二DBR包括电绝缘的Nb₂O₅和SiO_x层的交替布置。VCSEL经由第二DBR 130在箭头的方向上发射激光。

图10示出了在正常操作中的根据本发明的VCSEL主要简图。电流从第二电触点535流到第一电触点505。在VCSEL的中心的光学模式545与光敏层（未示出）交互并且增大在最高光强度的区域处的导电率，使得电流流动550借助于光敏层被约束。因此，垂直腔表面发射激光器的光学模式545是根据电流流动550而自定位的，或者反之亦然。

图11示出了具有局部缺陷560的图12中所示的VCSEL的主要简图。局部缺陷560位于VCSEL的中心。局部缺陷560避免在该位置处的激光发射。具有电流孔径的常规VCSEL将借助于局部缺陷560而被阻挡，因为电流主要由电流孔径确定。

根据本发明的VCSEL的激光模式545和电流流动550可以例如偏移到右侧，使得激光在边缘缺陷560旁边发射。因此，VCSEL的HBT通过使得激光模式545和电流流动550能够偏移到VCSEL的谐振器在该处最佳地工作的位置来使得能够实现一种自修复属性。

图12示出了包括具有分布式HBT的众多VCSEL的第一激光器装置的主要简图。单个VCSEL的配置基本上与图8中所示的第四VCSEL的配置相同。在衬底610的底侧上提供用于接触该众多VCSEL的第一电触点605。在衬底610的顶侧上提供具有大于99.9％的反射率的公共第一DBR 615。在公共第一DBR 615上提供的公共有源层620。公共分布式HBT 625被提供在有源层620上。公共第二DBR 630被提供在分布式HBT 625上，具有大约95％的反射率。第二电触点635电连接到导电的第二DBR 630，以便提供VCSEL装置的每个VCSEL的单独电连接。VCSEL经由第二DBR 630在箭头的方向上发射激光。以单片布置提供公共第一DBR 615、公共有源层620、公共光敏层625和公共第二DBR 630。公共光敏层625约束每个VCSEL的电流流动650，使得每个VCSEL的光学模式适合于相应的电流流动650。在局部缺陷660的情况下，公共光敏层625甚至提供局部电流关断。由于没有用于打开HBT的光，所以公共光敏层625的导电率在这种局部缺陷的下面将相当低。

图13示出了包括具有分布式HBT的VCSEL的第二激光器装置的主要简图。单个VCSEL的配置与图9种所示的第五VCSEL的配置非常相似。在公共衬底710的底侧上布置用于为众多VCSEL提供公共触点的公共第一电触点705。具有大于99.9％的反射率的公共第一DBR 715布置在公共衬底710上。在公共第一DBR 715上提供公共有源层720。公共分布式HBT 725被提供在公共有源层420上。公共第二DBR 730被提供在公共分布式HBT 725上，具有大约95％的反射率。第二电触点435电连接到公共导电HBT。公共第二DBR 730包括电绝缘的Nb₂O₅和SiO_x层的交替布置。公共第二DBR被局部去除，以便使得能够访问第二电触点435。VCSEL经由公共第二DBR 730在箭头的方向上发射激光。以单片布置提供公共第一DBR 715、公共有源层720和公共光敏层725。公共光敏层725约束每个VCSEL的电流流动750，使得每个VCSEL的光学模式适合于相应的电流流动750。在局部缺陷760的情况下，公共光敏层725甚至提供局部电流关断。由于没有用于打开HBT的光，所以公共光敏层725的导电率在这种局部缺陷的下面将相当低。

图14示出了根据本发明的制造VCSEL的方法的工艺流程的主要简图。在步骤710中提供第一电触点。在步骤720中，将第一电触点附接到所提供的GaAs衬底的底侧。在步骤730中，在衬底的顶侧上提供第一DBR，并且在随后的步骤740中在第一DBR上提供有源层。在步骤750中在有源层上提供分布式异质结双极光电晶体管。在步骤760中，在分布式异质结双极光电晶体管上提供第二DBR。在步骤770，提供第二电触点用于电接触VCSEL。在步骤780中，分布式异质结双极光电晶体管被布置为使得在有源层和分布式异质结双极光电晶体管之间存在光学耦合，以用于借助于分布式异质结双极光电晶体管提供有源载流子限制，使得垂直腔表面发射激光器的光学模式在垂直腔表面发射激光器的操作期间是根据有源载流子限制而自定位的。分布式异质结双极光电晶体管的布置可以通过将分布式异质结双极光电晶体管定位在第一DBR内、在第一DBR和有源层之间、在有源层和第二DBR之间或在第二DBR内来执行。此外，分布式异质结双极光电晶体管的层的掺杂、分布式异质结双极光电晶体管的层的厚度或分布式异质结双极光电晶体管的电流放大率可以被布置为使得能够实现VCSEL的光学模式的优化自定位。

可以通过比如MOCVD的外延方法来沉积第一DBR的层、有源层、第二、分布式异质结双极光电晶体管和作为电流注入层等的任何其它层。

本发明的意图是提供一种VCSEL，其可以通过避免电流孔径的氧化以及可选地台面蚀刻而容易地进行处理。因此，提供了一种分布式异质结双极光电晶体管，其提供VCSEL的电流流动和光学模式的自动对准。自动对准还提供了关于局部损伤的鲁棒性，因为电流流动和光学模式自动地适配于激光谐振器的条件而没有可能由电流孔径引起的约束。分布式HBT还通过限制跨相应VCSEL的电流流动来使得能够实现有缺陷的VCSEL的局部关断。

尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。

根据阅读本公开内容，其他修改对于本领域技术人员将是清楚明白的。这样的修改可以涉及本领域中已知且可以代替或除本文中已经描述的特征之外而使用的其他特征。

根据研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

权利要求中的任何参考符号不应被解释为限制其范围。

附图标记列表：

105,405,505,605,705 第一电触点

110,410，610，710 衬底

115,415,615,715 第一分布式布拉格反射器

120,420,620,720 有源层

125,425,625,725 分布式异质结双极光电晶体管

125a 集电极层

125b 第一中间层

125c 光敏层

125d 第二中间层

125e 基极层

125f 发射极层

130,430,630,730 第二分布式布拉格反射器

135,435,535,635,735 第二电触点

140 具有增大的反射率的区域

310 驻波图案

380 导带

385 费米能级电子

390 费米能级空穴

395 价带

406 接触层

545 光学模式

550,650,750 电流流动

560,660,760 局部缺陷

710 提供第一电触点的步骤，

720 提供衬底的步骤，

730 提供第一分布式布拉格反射器的步骤

740 提供有源层的步骤

750 提供分布式异质结双极光电晶体管的步骤

760 提供第二分布式布拉格反射器的步骤

770 提供第二电触点的步骤

780 布置分布式异质结双极光电晶体管的步骤。