具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参阅图1，为本申请实施例提供的光斑改善型垂直腔面发射激光器的器件结构图。激光器包括衬底10，该衬底10可以是砷化镓衬底10。该衬底10包括平坦的第一区域11以及位于第一区域11周围的第二区域12，其中，第二区域12的平坦程度小于第一区域11，第二区域12由对衬底10正面进行粗糙化处理得到。其中，平坦程度与粗糙度呈负相关，表面的粗糙度越高则平坦程度越低，而第二区域12为由对衬底10表面进行粗糙化处理得到，因此，第二区域12的粗糙度相较于衬底10表面(即第一区域11表面)的粗糙度更高，反之，第二区域12的平坦程度相较于衬底10表面(即第一区域11表面)的平坦程度更小。

在此基础上，激光器还包括设置于衬底10正面的N型DBR层20、设置于N型DBR层20远离衬底10一侧的发光层30以及设置于发光层30远离N型DBR层20一侧的P型DBR层40。其中，P型DBR层40的靠近发光层30的一侧形成有环状的氧化层41，第二区域12构成的环状内径小于氧化层41构成的出光孔径。

此外，激光器还包括设置于P型DBR层40远离发光层30一侧的接触层50和呈环状的P电极60，以及设置于衬底10背面的N电极70。

在未形成平坦程度较低的第二区域12时，由于环状的P电极60周围电场强度较强，而远离电极的中心区域电场强度较弱，因此，导致激光器的台面结构内载流子分布不均匀。在环状电极的出光孔边缘区域载流子浓度较大、中心区域载流子浓度比较小，因此，在环状电极区域附近光强比较强，而中心区域光强比较弱，形成了一周围较亮、中间较暗的甜甜圈效应，如图2中所示。

本实施例中，在衬底10的边缘区域形成平坦程度较低的第二区域12，该第二区域12构成的环状内径小于氧化层41构成的出光孔径。

第二区域12降低了衬底10的平坦程度，其上生长外延所形成的形貌结构劣化，其形成的N型DBR层20、P型DBR层40的反射率也相应降低。制作形成VCSEL器件后，第二区域12上方的N型DBR层20、P型DBR层40的反射率下降，其发射光也少。并且，由于第二区域12的环状内径小于出光孔径，在出光孔径附近电流密度较大区域(出光量较大区域)，其出光量也同样被弱化，从而可以使得出光孔边缘区域的出光量与出光孔中间区域的出光量相近，达到改善出光不均匀的问题。

本实施例中，第二区域12通过对衬底10进行相应的工艺处理后得到，该工艺处理的目的是使得第二区域12的平坦程度小于原本衬底10的平坦程度(即第一区域11的平坦程度)。可选地，可采用对衬底10的边缘区域进行刻蚀的方式，从而在刻蚀区域形成第二区域12。通过对衬底10的边缘区域进行刻蚀，形成的第二区域12可以包括多个用于降低该边缘区域的平坦程度的粗糙部件，多个粗糙部件间隔设置，可如图3中所示。

作为一种可能的实施方式，所谓的粗糙部件可以是形成于衬底10上的凹槽。

作为另一种可能的实施方式，粗糙部件也可以是形成于衬底10上的柱状结构。

本实施例中，粗糙部件的横截面的形状可为圆形、椭圆形、方形或多边形等，图3中示例性示出为圆形。也即，图3中所示的圆形结构可以是圆形的柱状结构，或者是圆形的凹槽。

在粗糙部件为衬底10上的多个间隔设置的凹槽时，该凹槽的横截面的形状可为圆形、椭圆形、方形或多边形等。也即，第二区域12整体上为一圈基于衬底10形成的环状结构，在该环状区域内包括多个位置相间隔的凹槽。如此，由于第二区域12包括多个凹槽，相较原本衬底10所具有的平坦程度更低。

利用开设有多个凹槽的第二区域12可以使得竖直方向上对应位置的上下DBR层(即靠近出光孔边缘位置)的光发射被弱化，减少其出光量，进而达到均匀出光的目的。

本实施例中，可以在衬底10上涂覆正性光刻胶，利用开孔的光罩进行曝光显影后，对应开孔位置处的正性光刻胶被溶解，从而暴露出对应各个开孔位置的刻蚀区域。可基于刻蚀区域对衬底10进行刻蚀，从而在衬底10边缘位置形成多个位置间隔的凹槽。

在本实施例中，粗糙部件的横截面宽度可小于或等于2.5微米，如形成的凹槽的横截面宽度可小于或等于2.5微米，例如1微米。粗糙部件之间的距离可小于或等于2.5微米，如每两个凹槽之间的距离可小于或等于2.5微米，例如可为1微米。

由于第二区域12是通过对衬底10的边缘进行刻蚀得到，该第二区域12的厚度应当小于衬底10的厚度。本实施例中，粗糙部件的刻蚀深度小于衬底10的厚度，也即，刻蚀形成的凹槽的深度小于衬底10的厚度。

在一种可能的实施方式中，在粗糙部件为衬底10上的柱状结构时，也即，第二区域12中除各个柱状结构之外的其他区域为对衬底10进行刻蚀后的区域。同样地，由于对衬底10的边缘区域进行刻蚀，形成具有多个间隔设置的柱状结构的第二区域12，相较原本的衬底10而言平坦程度降低，从而使得竖直方向上对应位置的上下DBR层的部分区域(即靠近出光孔边缘的区域)的光反射弱化，进而出光量减少，达到均匀出光的目的。

本实施例中，形成的柱状结构的横截面形状可为圆形、椭圆形、方形或多边形等不限。而各个柱状结构的横截面的宽度可小于或等于2.5微米，例如可为1微米。每两个柱状结构之间的距离可小于或等于2.5微米，例如可为1微米。而柱状结构的深度小于衬底10的厚度。

本实施例中，可以在衬底10上涂覆负性光刻胶，并利用开孔的光罩进行曝光显影后，未被光罩覆盖区域的负性光刻胶被溶解，对应各个开口位置的负性光刻胶被保留。基于溶解的负性光刻胶的各个位置处对衬底10进行刻蚀，从而在衬底10边缘区域形成多个间隔设置的柱状结构。

此外，考虑到激光器采用电流局限结构，电流局限结构提高了电流密度，造成器件热能累积。为了避免器件由于热能累积导致可靠度逆化，本实施例中，在衬底10的被刻蚀位置处还填充有砷化铝AlAs。

砷化铝的导热系数为0.9W/cm.k，而砷化镓衬底10的导热系数为0.55W/cm.k，因此，通过在衬底10的被刻蚀位置处填充砷化铝，可以提高器件的散热性能，从而避免器件因热能累积导致可靠度逆化的问题。

由于第二区域12构成的环状内径小于氧化层41构成的出光孔径，填充至第二区域12中的砷化铝，可以有效地对发热最为严重的出光孔径边缘区域进行散热，有效提高器件的散热性能。

请参阅图4，本申请实施例还提供给一种光斑改善型垂直腔面发射激光器的制作方法，该制作方法可用于制作光斑改善型垂直腔面发射激光器，以下将对该制作方法的详细过程进行阐述。

步骤S110，提供一衬底10。该衬底10可为砷化镓衬底10。

步骤S120，对所述衬底10进行粗糙化处理形成第一区域11和位于所述第一区域11周围的第二区域12，所述第二区域12的平坦程度小于所述第一区域11。

作为一种可能的实施方式，其中，对衬底10进行粗糙化处理形成的第二区域12可以包括多个位置间隔的凹槽。请结合参阅图5以及图6至图8，可以通过以下方式基于衬底10形成第一区域11和第二区域12。

步骤S121A，在所述衬底10正面涂覆正性光刻胶。

步骤S122A，加开孔后的光罩并曝光显影处理，以在所述衬底10的边缘定义多个第一开口。

步骤S123A，刻蚀各所述第一开口处的衬底10，以在所述衬底10上形成第一区域11和位于所述第一区域周围的第二区域12，所述第二区域12包括多个间隔设置的凹槽。

请参阅图6，本实施例中，在提供的衬底10正面涂覆光阻，例如可为正性光刻胶。利用开孔后的光罩进行曝光显影处理后，得到的如图7中所示的结构。其中，正性光刻胶上与光罩上各个开孔对应的位置被溶解，从而暴露出部分衬底10，衬底10所暴露出的各个位置即为定义出的第一开口。

可基于衬底10上定义的第一开口对衬底10进行刻蚀，刻蚀完成后对将器件上剩余的正性光刻胶剥离并清洗后，可得到如图8中所示的结构。

衬底10正面被刻蚀的边缘区域即为第二区域12，而衬底10的未被刻蚀的中间区域为第一区域11。由于第二区域12基于衬底10刻蚀得到，其中包含多个位置间隔的凹槽，因此，第二区域12的平坦程度相较第一区域11更低。

作为另一种可能的实施方式，对衬底10进行刻蚀形成的第二区域12可以包括多个间隔设置的柱状结构。请结合参阅图9，在该实施方式下，可以通过以下步骤形成第二区域12。

步骤S121B，在所述衬底10正面涂覆负性光刻胶。

步骤S122B，加开孔后的光罩并曝光显影处理，以在所述衬底10的边缘定义多个第二开口。

步骤S123B，刻蚀各所述第二开口处的衬底10，以在所述衬底10上形成第一区域11和位于所述第一区域周围的第二区域12，所述第二区域12包括多个间隔设置的柱状结构。

本实施例中，由于衬底10上涂覆负性光刻胶，利用开孔后的光罩并曝光显影后，负性光刻胶的与开孔位置对应区域保留下来，而被光罩覆盖的其他区域被溶解。如此，曝光显影后留在衬底10上的负性光刻胶为位置间隔的、与开孔形状一致的柱形，各个柱形之间的区域即为暴露出衬底10的区域，也即定义的多个第二开口。

再基于各个第二开口对衬底10进行刻蚀，然后将负性光刻胶剥离并清洗器件之后，衬底10上留下多个间隔设置的柱状结构。也即，衬底10的边缘区域为一圈包含多个间隔设置的柱状结构的第二区域12，而被第二区域12包围的区域为第一区域11。

同样地，由于第二区域12为基于衬底10进行刻蚀得到，第二区域12的平坦程度小于第一区域11的平坦程度。

在此基础上，请结合参阅图4，通过以下外延生长步骤，以形成器件的其他层级。

步骤S130，于所述衬底10正面依次形成N型DBR层20、发光层30、P型DBR层40。

其中，N型DBR层20为多层层叠结构，例如可包含多层交替设置的砷化铝层和砷化镓层，砷化铝层和砷化镓层的折射率不同，砷化铝层和砷化镓层的数量分别为多层。以使N型DBR层20具有高反射率。

发光层30为产生光能的层级，发光层30可包括砷化铟或砷化铝镓。

P型DBR层40为多层层叠结构，例如可包含多层交替设置的砷化铝层和砷化镓层，砷化铝层和砷化镓层的折射率不同，砷化铝层和砷化镓层的数量分别为多层。以使P型DBR层40具有高反射率。

步骤S140，对所述P型DBR层40靠近所述发光层一侧执行氧化工艺，形成环状的氧化层41，所述第二区域12构成的环状内径小于所述氧化层41构成的出光孔径。

其中，氧化层41可由Al₂O₃组成，第二区域12构成的环状内径d小于氧化层41构成的出光孔径D。

步骤S150，在所述P型DBR层40远离所述发光层30一侧形成接触层50和环状的P型电极。

步骤S160，于所述衬底10背面形成N电极70。

本实施例中，由于对衬底10边缘进行刻蚀形成平坦程度较低的第二区域12，导致其上生长外延时，形成的形貌劣化，形成的N型DBR层20、P型DBR层40的反射率也相应降低。制作成VCSEL器件后，第二区域12上方的N型DBR层20、P型DBR层40反射率下降，其反射的光少。并且，由于第二区域12形成的环状内径小于出光孔径，在出光孔径附近电流密度较大区域，也即出光量较大区域，其出光量也同样被弱化，达到改善出光不均匀的问题。

本实施例所提供的光斑改善型垂直腔面发射激光器由上述制作方法制作而成，因此，对于激光器的制作方法的其他相关信息可参见上述激光器中的相关描述，本实施例在此不作赘述。

综上所述，本申请实施例提供的光斑改善型垂直腔面发射激光器，激光器包括衬底10，衬底10包括第一区域11和位于第一区域11周围的第二区域12，第二区域12的平坦程度小于第一区域11。此外，在衬底10正面依次形成有N型DBR层20、发光层30和P型DBR层40，P型DBR层40中形成有环状的氧化层41，第二区域12构成的环状内径小于氧化层41构成的出光孔径。该激光器中，平坦程度较低的第二区域12，其上生长外延，形成的形貌结构劣化，其形成的N型DBR层20、P型DBR层40的反射率也相应降低。制作成VCSEL器件后，第二区域12上方的N型DBR层20、P型DBR层40反射率下降，其反射的光少；因为第二区域12孔径小于出光孔径，在出光孔径附近电流密度较大(出光量大)区域，出光量亦同被弱化，达到改善出光不均匀的问题。

此外，本申请实施例提供的光斑改善型垂直腔面发射激光器的制作方法，该制作方法可以通过对衬底10的边缘进行粗糙化处理以形成第一区域11和位于第一区域11周围的第二区域12，第二区域12的平坦程度小于第一区域11。该方法通过直接对衬底10进行粗糙化形成第二区域12的方式，可以利用形成的平坦程度较低的第二区域12弱化对应位置的上下DBR层的光反射，可将出光孔径边缘的强光的光发射减弱，无需额外设置其他层级结构的基础上，达到改善出光不均匀的问题，实现改善最终光斑模态的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。