半导体VCSEL刻蚀空气柱型

　　对载流子进行横向限制，最简单的方法就是将器件的谐振腔及上DBR刻蚀成柱型结构，如图所示。最早的全半导体VCSEL就是采用的这种结构。为了除去谐振腔外层的材料，通常都采用湿法腐蚀或者干法腐蚀的工艺。在湿法腐蚀中，为了严格控制腐蚀的深度，通常采用较为温和的磷酸溶液作为腐蚀液，并且磷酸对GaAs和A1As的腐蚀没有选择性。按照一定的浓度配比，例如，H3P04：H2O2：H2O＝1∶1∶10，进行各向同性的湿法腐蚀。一般湿法腐蚀的腐蚀深度比较难控制，刻蚀后在柱的底部有凹槽，这限制了器件直径的进一步减小。另外一个缺点就是工艺的可重复性较差，腐蚀液的配比、腐蚀时间和腐蚀温度都会影响到表面的质量。

　　还有一种办法就是采用各向异性的干法刻蚀，如离子束刻蚀（CAIBE）和反应离子刻蚀（RIB）等，可以实现减小器件直径的目的，刻蚀后柱面的垂直性很好，表面也很平滑。光腔直径的减小，意味着有源区体积减小，阈值电流也随之降低，而平滑的垂直表面则可以减少光损耗。除此之外，用干法刻蚀工艺制作的空气柱刻蚀均匀，并且工艺可重复性比较好。