为了改善上述蚀刻柱状结构以及离子布植法制作面射型雷射的缺点,在1994年从德州大学奥斯丁分校获得博士学位的D.L. Huffaker 首次发表利用选择性氧化电流局限(selective oxide confined) 技术制作面射型雷射电流局限孔径[7]。该方法主要沿袭1990年首次由伊利诺大学香横分校的J.M. Dallesasse 教授和N. Holonyak Jr.教授(红、绿光LED 与红光半导体雷射二极体发明人)团队利用高铝含量砷化铝镓(AlGaAs)材料中铝组成比例的些微变化在高温水蒸气制程条件下所呈现的氧化速率显著差异,借由控制不同磊晶层的铝含量可以获得不同的氧化深度,而原本可导电的砷化铝镓/砷化铝(AlGaAs/AlAs)在氧化后转变为不导电的氧化铝绝缘层18],剩余未被氧化的区域仍可导电供电流注入,因此借由适当磊晶结构设计与材料组成控制,可以将选择性氧化制程应用于砷化镓系列材料导体雷射的电流局限用途[9]-[12]。采用氧化局限法制作面射型雷射时因为氧化层的位置在磊晶成长时就已经设计好,可以紧邻活性层,因此对于注入载子的局限效果比传统离子布植法优异许多,也不至于因为高能离子轰击太接近活性层导致缺陷密度过高及非辐射复合而影响元件发光效率。
选择性氧化局限技术之主要概念,在于利用砷化镓材料在加入高莫耳分率的铝之后,所形成的砷化铝镓在高温高湿环境下的氧化速率可以借由改变铝的含量而获得控制。通常可以在砷化镓材料面射型雷射的共振腔附近成长一层铝含量96%以上的砷化铝镓(Alo.96Gao.04As)层[13],经过蚀刻制程制作出柱状结构并将该层高铝含量的磊晶层暴露出来后,再放置于350°C至 500°C的高温炉管(通常采用的氧化温度在400°C到450°C之间以获得适中的氧化速率并避免氧化终止后温度剧烈变化造成应力使氧化层与上方磊晶结构破裂剥离),通入水蒸气进行选择性氧化制程,借由适当控制氧化速率与时间,可以决定剩余未被氧化的电流导通孔径直径大小,如此一来就可以将原本高铝含量的磊晶层转变为电流局限层。
一般应用在高速光通讯传输模组面射型雷射制程的氧化局限层,通常只成长在面射型雷射结构上层P型布拉格反射器与活性层之间,提供注入电洞的电流局限以及所产生之雷射光的光场局限,也就是说采用选择性氧化法制作面射型雷射可以同时获得增益波导和折射率波导的效果。如果是采用P型基板成长P侧在下(