一种多结垂直腔面发光结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种多结垂直腔面发光结构及其制备方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器（VCSEL）优于边发射激光器的表现在于：有源区尺寸极小，可实现高封装密度和低阈值电流，兼容平面化工艺、良率高成本低，满足消费市场应用需求、圆形光束及较小的发散角使得易于实现较高的功率密度，低温漂系数有利于器件在高温及低温的超宽温度范围内实现性能的稳定。VCSEL阵列光源芯片正在逐步成为诸如3D传感、激光雷达等一系列高光功率密度应用的重要光源。尤其是车载激光雷达领域，搭配不同的模块组装方案，将多颗具有高功率密度的VCSEL阵列光源芯片拼装使用，是目前最具前景的车载激光雷达方案。

针对提高VCSEL阵列光源芯片的光功率密度的研究中，一方面可以通过提高斜率效率，斜率效率为光功率随着电流的变化率，进而提升输出总功率，如使用多隧道结级联的VCSEL；另一方面可以通过降低远场发散角，进而获得更小的远场光斑，如将电流限制层中的氧化区的孔径变小，VCSEL上额外集成微透镜阵列等。将出光孔的孔径变小的方法可以实现单模低发散角的输出，但是无法满足较大输出功率的需求。使用微透镜阵列，会增加微透镜阵列的复杂制作工序、微透镜阵列与发光区阵列的对准工序、及模组的集成工序，并有可能带来可靠性问题。基于VCSEL结构设计的特殊性，在出光孔具有大孔径的前提下，如何保证高输出功率、小远场发散角，同时避免增加额外的复杂工艺，是一个重要的研究方向。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于如何保证大孔径的前提下实现高输出功率、小远场发散角，同时避免增加额外的复杂工艺的问题，从而提供一种多结垂直腔面发光结构及其制备方法。

本发明提供一种多结垂直腔面发光结构，包括：半导体衬底层；位于所述半导体衬底层上的第一布拉格反射镜；位于所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层一侧的阶梯型发光柱；所述阶梯型发光柱包括：在半导体衬底层上自下至上依次排布的第一有源层至第N有源层，N为大于或等于2的整数；第一隧道结至第

可选的，任意的第

可选的，任意的第

可选的，第

可选的，第

可选的，任意的第

可选的，Q大于或等于3，随着

可选的，Q小于N，第一区中的电流限制层的层数分别大于第二区至第Q区中的电流限制层的层数。

可选的，第一区中电流限制层的层数为

可选的，第一区至第Q区均呈圆柱形。

可选的，还包括：第一波导结构至第

可选的，任意的第

可选的，任意的第

可选的，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度波动小于0.1微米。

可选的，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度一致。

本发明还提供一种多结垂直腔面发光结构的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层上形成第一布拉格反射镜；在所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层的一侧形成阶梯型发光柱；所述阶梯型发光柱包括：在半导体衬底层上自下至上依次排布的第一有源层至第N有源层，N为大于或等于2的整数；第一隧道结至第

可选的，在所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层的一侧形成阶梯型发光柱的方法包括：在所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层的一侧形成初始发光复合层，所述初始发光复合层包括第一初始有源层至第N初始有源层、第一初始隧道结至第

可选的，还包括：对所述阶梯型发光柱依次进行第一退火处理至第W退火处理，W为大于或等于2的整数；对所述阶梯型发光柱依次进行第一酸液处理至第W酸液处理；第

可选的，还包括：重复进行第一退火处理至第W退火处理、以及第一酸液处理至第W酸液处理。

本发明技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的多结垂直腔面发光结构，采用第一隧道结至第

另外，第一区至第Q区构成的阶梯型发光柱呈现阶梯型，任意的第q区中的电流限制层的出光区的宽度由第q区的宽度控制，使得对出光区的尺寸精度的控制较好。当Q较大时，也能较好的控制相邻的第q’区中电流限制层的出光区的宽度和第

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中多结垂直腔面发光结构的示意图；

图2为图1中部分结构的示意图；

图3为图1中多结垂直腔面发光结构的不同折射率分区的示意图；

图4至图11为本发明一实施例中多结垂直腔面发光结构的制备过程的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明一实施例提供一种多结垂直腔面发光结构，结合参考图1、图2和图3，包括：

半导体衬底层100；

位于所述半导体衬底层100上的第一布拉格反射镜101；

位于所述第一布拉格反射镜101背离所述半导体衬底层100一侧的阶梯型发光柱J；

所述阶梯型发光柱J包括：在半导体衬底层100上自下至上依次排布的第一有源层103至第N有源层，N为大于或等于2的整数；第一隧道结107至第

所述阶梯型发光柱J包括自下至上堆叠的第一区

任意的第q区中具有第一电流限制层至第N电流限制层中的至少一个电流限制层，q为大于或等于1且小于或等于Q的整数；第一电流限制层至第N电流限制层中的每个电流限制层均包括出光区和环绕出光区的氧化区；第一区中电流限制层的出光区的宽度至第Q区中电流限制层的出光区的宽度递减。

本实施例中，采用第一隧道结至第

另外，第一区至第Q区构成的阶梯型发光柱呈现阶梯型，任意的第q区中的电流限制层的出光区的宽度由第q区的宽度控制，使得对出光区的尺寸精度的控制较好。当Q较大时，也能较好的控制相邻的第

参考图3，区域A的有效折射率、区域B的有效折射率、区域C的有效折射率之间的差异均较小，有利于高阶模光向侧部泄漏，从而实现对高阶模光的抑制，降低多结垂直腔面发光结构发射的激光光束中高阶模光的占比，最终降低多结垂直腔面发光结构的远场发散角。

参考图1和图2，多结垂直腔面发光结构还包括：位于阶梯型发光柱J背离第一布拉格反射镜101一侧的第二布拉格反射镜137；位于部分第二布拉格反射镜137背离所述半导体衬底层100的一侧表面的正面电极层138，正面电极层138与第Q区的出光区在半导体衬底层100表面的正投影没有重叠区域，具体的，参考图2，Q等于3时，正面电极层138与第三区

任意的第

参考图1和图2，以Q小于N作为示例，具体的，以N等于6，Q等于3作为示例，阶梯型发光柱J包括：在半导体衬底层100上自下至上依次排布的第一有源层103、第二有源层109、第三有源层115、第四有源层121、第五有源层127和第六有源层133；第一隧道结107、第二隧道结113、第三隧道结119、第四隧道结125和第五隧道结131，第一隧道结107位于第一有源层103和第二有源层109之间，第二隧道结113位于第二有源层109和第三有源层115之间，第三隧道结119位于第三有源层115和第四有源层121之间，第四隧道结125位于第四有源层121和第五有源层127之间，第五隧道结131位于第五有源层127和第六有源层133之间；第一电流限制层105、第二电流限制层111、第三电流限制层117、第四电流限制层123、第五电流限制层129和第六电流限制层135，第一电流限制层105位于第一有源层103和第一隧道结107之间，第二电流限制层111位于第二有源层109和第二隧道结113之间，第三电流限制层117位于第三有源层115和第三隧道结119之间，第四电流限制层123位于第四有源层121和第四隧道结125之间，第五电流限制层129位于第五有源层127和第五隧道结131之间，第六电流限制层135位于第六有源层133背离半导体衬底层100的一侧。参考图2，阶梯型发光柱J包括自下至上堆叠的第一区

图1和图2中，任意的第

第

任意的第

需要说明的是，在其他实施例中，当Q小于N时，N和Q的取值还可以为其他数值。

在一个实施例中，第

在一个实施例中，第

在一个实施例中，任意的第

在一个实施例中，Q大于或等于3，随着

在一个实施例中，随着Q的取值变大，任意的第

在其他实施例中，随着Q的取值变大，任意的第

在一个实施例中，第一区至第Q区均呈圆柱形。当Q=3时，第一区

在一个实施例中，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度波动小于0.1微米，例如0.08微米、0.05微米、0.03微米、0.02微米、0.01微米。进一步的，第一电流限制层105的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度一致。当N等于6时，第一电流限制层105的氧化区、第二电流限制层111的氧化区、第三电流限制层117的氧化区、第四电流限制层123的氧化区、第五电流限制层129的氧化区和第六电流限制层135的氧化区的宽度波动小于0.1微米。进一步的，第一电流限制层105的氧化区、第二电流限制层111的氧化区、第三电流限制层117的氧化区、第四电流限制层123的氧化区、第五电流限制层129的氧化区和第六电流限制层135的氧化区的氧化区的宽度一致。

所述多结垂直腔面发光结构还包括：第一波导结构至第

本实施例中，当N等于6时，所述多结垂直腔面发光结构还包括：第一波导结构102至第十二波导结构136；第一波导结构102位于第一布拉格反射镜101和第一有源层103之间；第二波导结构位于第一有源层103和第一隧道结107之间；第二波导结构包括第二下波导层104和第二上波导层106，第二下波导层104位于第一有源层103和第一电流限制层105之间，第二上波导层106位于第一电流限制层105和第一隧道结107之间；第三波导结构108位于第一隧道结107和第二有源层109之间；第四波导结构位于第二有源层109和第二隧道结113之间，第四波导结构包括第四下波导层110和第四上波导层112，第四下波导层110位于第二有源层109和第二电流限制层111之间，第四上波导层112位于第二电流限制层111和第二隧道结113之间；第五波导结构114位于第二隧道结113和第三有源层115之间；第六波导结构位于第三有源层115和第三隧道结119之间，第六波导结构包括第六下波导层116和第六上波导层118，第六下波导层116位于第三有源层115和第三电流限制层117之间，第六上波导层118位于第三电流限制层117和第三隧道结119之间；第七波导结构120位于第三隧道结119和第四有源层121之间；第八波导结构位于第四有源层121和第四隧道结125之间，第八波导结构包括第八下波导层122和第八上波导层124，第八下波导层122位于第四有源层121和第四电流限制层123之间，第八上波导层124位于第四电流限制层123和第四隧道结125之间；第九波导结构126位于第四隧道结125和第五有源层127之间；第十波导结构位于第五有源层127和第五隧道结131之间，第十波导结构包括第十下波导层128和第十上波导层130，第十下波导层128位于第五有源层127和第五电流限制层129之间，第十上波导层130位于第五电流限制层129和第五隧道结131之间；第十一波导结构132位于第五隧道结131和第六有源层133之间；第十二波导结构位于第六有源层133背离半导体衬底层100的一侧，第十二波导结构包括第十二下波导层134和第十二上波导层136，第十二下波导层134位于第六有源层133和第六电流限制层135之间，第十二上波导层136位于第六电流限制层135和第二布拉格反射镜137之间。

任意的第

在一个实施例中，任意的第

在一个实施例中，Q小于N，第一区中的电流限制层的层数分别大于第二区至第Q区中的电流限制层的层数。当Q小于N，Q等于3时，第一区

进一步的，优选的，Q小于N时，第一区中电流限制层的层数为

需要说明的是，在其他实施例中，当第q区中的电流限制层的层数是多层时，对任意的第q区中的电流限制层的层数不做限制。

在一个实施例中，多结垂直腔面发光结构出射的光束的发散角小于10°，例如8°或者6°。

实施例2

本实施例中与实施例1的区别在于：N等于Q，任意的第q区中的电流限制层的层数为一层。任意的第q区中具有第q电流限制层。

本实施例中，以N等于3，Q等于3为示例进行说明，阶梯型发光柱包括：在半导体衬底层上自下至上依次排布的第一有源层、第二有源层和第三有源层；第一隧道结和第二隧道结，第一隧道结位于第一有源层和第二有源层之间，第二隧道结位于第二有源层和第三有源层之间；第一电流限制层、第二电流限制层和第三电流限制层，第一电流限制层位于第一有源层和第一隧道结之间，第二电流限制层位于第二有源层和第二隧道结之间，第三电流限制层位于第三有源层和第二布拉格反射镜之间。阶梯型发光柱包括自下至上堆叠的第一区、第二区和第三区，第二区在半导体衬底层表面的正投影图形的尺寸小于第一区在半导体衬底层表面的正投影图形的尺寸，第三区在半导体衬底层表面的正投影图形的尺寸小于第二区在半导体衬底层表面的正投影图形的尺寸，第三区暴露出第二区的部分顶部表面，第二区暴露出第一区的部分顶部表面。

N等于Q时，任意的第q区中具有第q电流限制层，具体的，当N等于3，Q等于3时，第三区具有第三电流限制层，第二区具有第二电流限制层，第一区具有第一电流限制层。

任意的第

当N等于Q时，

第三区的第三电流限制层的出光区的宽度小于第二区

任意的第

在一个实施例中，任意的第

在一个实施例中，Q大于或等于3，随着

在一个实施例中，随着Q的取值变大，任意的第

在一个实施例中，第一区至第Q区均呈圆柱形。当Q=3时，第一区、第二区和第三区均呈圆柱形。在其他实施例中，对第一区至第Q区的形状不做限制。

在一个实施例中，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度波动小于0.1微米，例如0.08微米、0.05微米、0.03微米、0.02微米、0.01微米。进一步的，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度一致。当N等于3时，第一电流限制层的氧化区、第二电流限制层的氧化区和第三电流限制层的氧化区的宽度波动小于0.1微米。进一步的，第一电流限制层的氧化区、第二电流限制层的氧化区和第三电流限制层的氧化区的宽度一致。

所述多结垂直腔面发光结构还包括：第一波导结构至第2N波导结构，第一波导结构位于第一布拉格反射镜101和第一有源层103之间，第2N波导结构位于第N有源层背离半导体衬底层100的一侧，第2N波导结构包括第2N下波导层和第2N上波导层，第2N下波导层位于第N有源层和第N电流限制层之间，第2N上波导层位于第N电流限制层背离半导体衬底层100的一侧；第

本实施例中，当N等于3时，所述多结垂直腔面发光结构还包括：第一波导结构至第六波导结构；第一波导结构位于第一布拉格反射镜和第一有源层之间；第二波导结构位于第一有源层和第一隧道结之间；第二波导结构包括第二下波导层和第二上波导层，第二下波导层位于第一有源层和第一电流限制层之间，第二上波导层位于第一电流限制层和第一隧道结之间；第三波导结构位于第一隧道结和第二有源层之间；第四波导结构位于第二有源层和第二隧道结之间，第四波导结构包括第四下波导层和第四上波导层，第四下波导层位于第二有源层和第二电流限制层之间，第四上波导层位于第二电流限制层和第二隧道结之间；第五波导结构位于第二隧道结和第三有源层之间；第六波导结构位于第三有源层背离半导体衬底层的一侧，第六波导结构包括第六下波导层和第六上波导层，第六下波导层位于第三有源层和第三电流限制层之间，第六上波导层位于第三电流限制层和第二布拉格反射镜之间。

任意的第

任意的第

在其他实施例中，当N等于Q时，N和Q的取值还可以为其他数值，不做限制。

在一个实施例中，多结垂直腔面发光结构出射的光束的发散角小于10°，例如8°或者6°。

关于本实施例与实施例1的其他相同的内容，不再详述。

实施例3

本发明还提供一种多结垂直腔面发光结构的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层上形成第一布拉格反射镜；在所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层的一侧形成阶梯型发光柱；所述阶梯型发光柱包括：在半导体衬底层上自下至上依次排布的第一有源层至第N有源层，N为大于或等于2的整数；第一隧道结至第

下面结合图4至图11详细介绍多结垂直腔面发光结构的制备过程。

参考图4，提供半导体衬底层100；在所述半导体衬底层100上形成第一布拉格反射镜101；在所述第一布拉格反射镜101背离所述半导体衬底层100的一侧形成初始发光复合层，所述初始发光复合层包括第一初始有源层至第N初始有源层、第一初始隧道结至第

本实施例中，N=6，Q=3，相应的，所述初始发光复合层包括第一初始有源层103a、第二初始有源层109a、第三初始有源层115a、第四初始有源层121a、第五初始有源层127a和第六初始有源层133a、第一初始隧道结107a、第二初始隧道结113a、第三初始隧道结119a、第四初始隧道结125a和第五初始隧道结131a、以及第一初始电流限制层、第二初始电流限制层、第三初始电流限制层、第四初始电流限制层、第五初始电流限制层和第六初始电流限制层；第一初始隧道结107a位于第一初始有源层103a和第二初始有源层109a之间，第二初始隧道结113a位于第二初始有源层109a和第三初始有源层115a之间，第三初始隧道结119a位于第三初始有源层115a和第四初始有源层121a之间，第四初始隧道结125a位于第四初始有源层121a和第五初始有源层127a之间，第五初始隧道结131a位于第五初始有源层127a和第六初始有源层133a之间，第一初始电流限制层位于第一初始有源层103a和第一初始隧道结107a之间，第二初始电流限制层位于第二初始有源层109a和第二初始隧道结113a之间，第三初始电流限制层位于第三初始有源层115a和第三初始隧道结119a之间，第四初始电流限制层位于第四初始有源层121a和第四初始隧道结125a之间，第五初始电流限制层位于第五初始有源层127a和第五初始隧道结131a之间，第六初始电流限制层位于第六初始有源层133a背离半导体衬底层100的一侧。

所述初始发光复合层还包括：第一初始波导结构至第

本实施例中，当N等于6时，所述初始发光复合层还包括：第一初始波导结构至第十二初始波导结构；第一初始波导结构位于第一布拉格反射镜101和第一初始有源层103a之间；第二初始波导结构位于第一初始有源层103a和第一初始隧道结107a之间；第二初始波导结构包括第二初始下波导层和第二初始上波导层，第二初始下波导层位于第一初始有源层103a和第一初始电流限制层之间，第二初始上波导层位于第一初始电流限制层和第一初始隧道结107a之间；第三初始波导结构位于第一初始隧道结107a和第二初始有源层109a之间；第四初始波导结构位于第二初始有源层109a和第二初始隧道结113a之间，第四初始波导结构包括第四初始下波导层和第四初始上波导层，第四初始下波导层位于第二初始有源层109a和第二初始电流限制层之间，第四初始上波导层位于第二初始电流限制层和第二初始隧道结113a之间；第五初始波导结构位于第二初始隧道结113a和第三初始有源层115a之间；第六初始波导结构位于第三初始有源层115a和第三初始隧道结119a之间，第六初始波导结构包括第六初始下波导层和第六初始上波导层，第六初始下波导层位于第三初始有源层115a和第三初始电流限制层之间，第六初始上波导层位于第三初始电流限制层和第三初始隧道结119a之间；第七初始波导结构位于第三初始隧道结119a和第四初始有源层121a之间；第八初始波导结构位于第四初始有源层121a和第四初始隧道结125a之间，第八初始波导结构包括第八初始下波导层和第八初始上波导层，第八初始下波导层位于第四初始有源层121a和第四初始电流限制层之间，第八初始上波导层位于第四初始电流限制层和第四初始隧道结125a之间；第九初始波导结构位于第四初始隧道结125a和第五初始有源层127a之间；第十初始波导结构位于第五初始有源层127a和第五初始隧道结131a之间，第十初始波导结构包括第十初始下波导层和第十初始上波导层，第十初始下波导层位于第五初始有源层127a和第五初始电流限制层之间，第十初始上波导层位于第五初始电流限制层和第五初始隧道结131a之间；第十一初始波导结构位于第五初始隧道结131a和第六初始有源层133a之间；第十二初始波导结构位于第六初始有源层133a背离半导体衬底层100的一侧，第十二初始波导结构包括第十二初始下波导层和第十二初始上波导层，第十二初始下波导层位于第六初始有源层133a和第六初始电流限制层之间，第十二初始上波导层位于第六初始电流限制层和第二布拉格反射镜137之间。

所述初始发光复合层自下至上分为第一子发光复合层至第Q子发光复合层，任意的第q子发光复合层中具有第一初始电流限制层至第N初始电流限制层中的至少一个初始电流限制层。

任意的第

任意的第

任意的第

需要说明的是，在其他实施例中，当Q小于N时，N和Q的取值还可以为其他数值。

参考图5，在部分所述初始发光复合层背离半导体衬底层100的一侧形成正面电极层138。

在一个实施例中，所述正面电极层138为电极环。

对第Q子发光复合层至第一子发光复合层分别对应进行第Q刻蚀至第一刻蚀，任意的第q刻蚀作用于第q子发光复合层，使任意的第n初始有源层形成第n有源层，使任意的第

本实施例中，当Q=3时，对第三子发光复合层进行第三刻蚀；之后，对第二子发光复合层进行第二刻蚀；之后，对第一子发光复合层进行第一刻蚀。本实施例中，N=6，Q=3，经过第三刻蚀、第二刻蚀和第一刻蚀，使第一初始有源层103a形成第一有源层103，使第二初始有源层109a形成第二有源层109，使第三初始有源层115a形成第三有源层115，使第四初始有源层121a形成第四有源层121，使第五初始有源层127a形成第五有源层127，使第六初始有源层133a形成第六有源层133，使第一初始隧道结107a形成第一隧道结107，使第二初始隧道结113a形成第二隧道结113，使第三初始隧道结119a形成第三隧道结119，使第四初始隧道结125a形成第四隧道结125，使第五初始隧道结131a形成第五隧道结131，使第一初始电流限制层形成第一过渡电流限制层，使第二初始电流限制层形成第二过渡电流限制层，使第三初始电流限制层形成第三过渡电流限制层，使第四初始电流限制层形成第四过渡电流限制层，使第五初始电流限制层形成第五过渡电流限制层，使第六初始电流限制层形成第六过渡电流限制层，使第一子发光复合层形成第一初始区

本实施例中，第一刻蚀、第二刻蚀和第三刻蚀之后，还使第一初始波导结构至第

参考图6，对第三子发光复合层进行第三刻蚀，使第三子发光复合层形成第三初始区

本实施例中，当

在一个实施例中，第三初始区

本实施例中，对第Q子发光复合层至第一子发光复合层分别对应进行第Q刻蚀至第一刻蚀之前，还包括：对第二布拉格反射镜137进行刻蚀。

参考图7，对第二子发光复合层进行第二刻蚀，第二子发光复合层形成第二初始区

本实施例中，当

在一个实施例中，第二初始区

参考图8，对第一子发光复合层进行第一刻蚀，第一子发光复合层形成第一初始区

本实施例中，当

在一个实施例中，第一初始区

参考图9和图10，对第一初始区至第Q初始区的侧壁进行氧化处理，使任意的第n过渡电流限制层形成第n电流限制层，使任意的第q初始区形成第q区，任意的第q区中具有第一电流限制层至第N电流限制层中的至少一个电流限制层。

本实施例中，当

第Q区中电流限制层的出光区的直径为15微米-25微米。

现有技术中，对不同层的初始电流限制层中含铝百分比进行差异化设置，从而使得氧化工艺实现不同层的电流限制层具有不同宽度的氧化区，通过初始电流限制层中含铝成分的差异控制氧化区的宽度的精度比较差。而本实施例中，无需对第一初始电流限制层至第N初始电流限制层中的含铝百分比设计差异，也就是说，第一初始电流限制层至第N初始电流限制层中的含铝百分比相同或者具有很小的差异。本实施例中，任意的第q区中的电流限制层的出光区的宽度由第q区的宽度控制，使得对出光区的尺寸精度的控制较好。

现有技术中的初始电流限制层中铝含量不能太小，一般在90%以上，相邻的电流限制层的氧化区的宽度实现不同时，需要使相邻的初始电流限制层中的铝含量的差别在一定的范围，若相邻的初始电流限制层中的铝含量的差别过小，则无法实现相邻的电流限制层的氧化区的宽度的不同。当隧道结的数量增加时，不同的电流限制层的氧化区的宽度的差异的实现受到限制。本实施例中，当Q较大时，也能较好的控制相邻的第

参考图10，对所述阶梯型发光柱依次进行第一退火处理至第W退火处理；对所述阶梯型发光柱依次进行第一酸液处理至第W酸液处理，W为大于或等于2的整数；第

在一个实施例中，

在一个实施例中，第一酸液处理至第W酸液处理的参数均为：采用的酸液为HCl溶液，HCl溶液中HCl的质量百分比为8%~12%，例如10%，时间为25秒~35s，例如30s。

第一退火处理至第W退火处理、以及第一酸液处理至第W酸液处理的作用包括：将第一电流限制层至第N电流限制层的氧化区及氧化区附近界面处的应力释放。

所述多结垂直腔面发光结构的制备方法还包括：重复进行第一退火处理至第W退火处理、以及第一酸液处理至第W酸液处理。

本实施例中，在进行第一退火处理至第W退火处理、以及第一酸液处理至第W酸液处理之前，任意的第q区中的电流限制层的氧化区附近的应力聚集最为严重，氧化区附近的应力聚集，一方面来自于较厚外延层的应力累积，另一方面来自于氧化处理的过程中，晶体结构的任意的第n过渡电流限制层的边缘区被氧化为非晶结构的氧化区，在一个实施例中，任意的第n过渡电流限制层的材料包括

本实施例中，任意的第

任意的第

在一个实施例中，任意的第

参考图11，形成保护层139，保护层139位于所述阶梯型发光柱J的侧壁表面、部分第二布拉格反射镜137背离所述半导体衬底层100的一侧表面、第二布拉格反射镜137的侧壁表面、以及阶梯型发光柱J侧部的第一布拉格反射镜101的表面，所述保护层139暴露出正面电极层138；形成覆盖保护层139和正面电极层138的导电引出层，导电引出层与正面电极层138连接；在半导体衬底层100背离第一布拉格反射镜101的一侧表面形成背面电极层。

所述保护层139的材料包括氮化硅。在一个实施例中，保护层139的厚度为400nm-600nm。

实施例4

本实施例中与实施例1的区别在于：N等于Q，任意的第q区中的电流限制层的层数为一层。任意的第q区中具有第q电流限制层。

多结垂直腔面发光结构的制备方法包括：提供半导体衬底层；在半导体衬底层上形成第一布拉格反射镜；在所述第一布拉格反射镜背离所述半导体衬底层的一侧形成初始发光复合层，所述初始发光复合层包括第一初始有源层至第N初始有源层、第一初始隧道结至第

所述初始发光复合层还包括：第一初始波导结构至第

在一个实施例中，任意的第

在一个实施例中，Q大于或等于3，随着

在一个实施例中，随着Q的取值变大，任意的第

在一个实施例中，第一区至第Q区均呈圆柱形。

在一个实施例中，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度波动小于0.1微米，例如0.08微米、0.05微米、0.03微米、0.02微米、0.01微米。进一步的，第一电流限制层的氧化区至第N电流限制层的氧化区的宽度一致。

在一个实施例中，任意的第

关于本实施例中与实施例3相同的部分，不再详述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。