由于蝕刻柱狀結(jié)構(gòu)有上述金屬電極制作困難且需要額外的蝕刻制程步驟等問題，因此早期業(yè)界及學術(shù)研究單位最常采用的方法為離子布植法。采用離子布植法作為面射型雷射的電流局限方法主要的原理為利用電場加速帶電粒子例如氫離子使其獲得相對較高的動能進而轟擊面射型雷射磊晶結(jié)構(gòu)。在進行高能量離子布植之前會將元件發(fā)光區(qū)以光阻覆蓋保護使其不受高能離子破壞，其余未受保護的區(qū)域經(jīng)過離子轟擊后會因為晶格損傷形成電阻率較高的絕緣區(qū)域，因而使絕大多數(shù)注入電流僅能從未受離子轟擊的受保護區(qū)域通過，如圖5-4所示。借由控制光阻覆蓋范圍大小，可以調(diào)整電流注入孔徑的尺寸，同樣達到電流局限及增益波導的目的。由于利用離子布植法制作電流局限孔徑不需要額外蝕刻步驟，因此金屬電極制作相對容易；但是也因為元件結(jié)構(gòu)沒有經(jīng)過蝕刻，發(fā)光區(qū)周圍的半導體材料經(jīng)過高能離子轟擊后其折射率并未發(fā)生顯著變化，因此元件僅在雷射共振腔方向由于各層半導體材料折射率差異形成的光學局限效果，但是在水平方向（與磊晶面平行的方向）就無法像蝕刻柱狀結(jié)構(gòu)一樣因為存在半導體與空氣介面的折射率差異而獲得折射率波導效果。

由于傳統(tǒng)離子布植法通常會控制在磊晶面表層底下約兩到三微米深的位置形成電流局限區(qū)，比較無法有效限制注入電流在小范圍內(nèi)產(chǎn)生電子電洞對及載子反轉(zhuǎn)分布（population inversion）。主要原因在于如果離子轟擊能量較高時，雖然有效穿透深度可以更深，但是如果轟擊深度太接近甚至到達活性層，就會造成活性層缺陷密度增加，注入載子將因為非輻射復(fù)合轉(zhuǎn)換為熱或晶格振動而無法形成光子增益，導致元件發(fā)光效率速劣化甚至不發(fā)光。由于半導體產(chǎn)業(yè)采用離子布植技術(shù)已經(jīng)相當成熟，學術(shù)研究單位和相關(guān)產(chǎn)業(yè)研發(fā)機構(gòu)也已經(jīng)開發(fā)相當準確的模擬軟體可以計算不同離子在特定電壓加速與劑量的情況下在常見導體材料中的布植深度。圖5-5即為利用James F. Ziegler所開發(fā)的模擬軟體SRIM（Stopping and Range of lons in Matter） 所計算的不同能量的質(zhì)子（也就是氫離子）在Alo.12Ga0.88As/Alo.92Ga0.08As所組成的DBR結(jié)構(gòu)中的穿透深度，圖中所標示35689A為850nm面射型雷射磊晶結(jié)構(gòu)中活性層的深度，由圖5-5可以觀察到，能量400keV的質(zhì)子絕大多數(shù)都會停留在相當靠近活性層的深度，如果能量提高到450keV，就有很高比例的質(zhì)子會轟擊到活性層。

如同利用蝕刻空氣柱狀結(jié)構(gòu)作為注入載子局限所面臨的抉擇，離子布植所形成的電流孔徑位置愈接近活性層愈能獲得較好的電流局限能力，但是太靠近活性層又會造成缺陷導致非輻射復(fù)合（就如同蝕刻深度穿過活性層的柱狀結(jié)構(gòu)一樣）；反之如果離子布植電流孔徑距離活性層稍遠，雖然可以減輕非輻射復(fù)合問題，卻又面臨注入電流側(cè)向擴散導致雷射操作所需的閾值電流值上升的缺點（就如同蝕刻深度倘未達到活性層，注入電流擴散甚至溢流到相鄰元件形成漏電流）。因此一般利用離子布植法雙作面射型雷射電流局限孔徑時，會采用多種不同能量組合的離子，以獲得較大深度范圍的高阻值區(qū)域分布，如圖5-5所示，采用200keV、250keV、300keV和400keV的質(zhì)子進行布植就可以獲得深度分布較寬廣的絕緣區(qū)域（從磊晶片表面往下1微米到3微米深），確保絕大多數(shù)注入載子確實被局限在未受高能量離子轟擊的電流孔徑中，如圖5-4中所示，同時也可以避免最表層重摻雜的砷化鎵受到布植影響導致與金屬電極間的歐姆接觸電阻增加。

由于高能離子入射磊晶材料中會與形成晶格結(jié)構(gòu)的原子交互作用，因此入射半導體材料后行進方向會隨機偏離電場加速方向，稍微往側(cè)向擴散，隨著入射能量愈高，穿透深度愈深，側(cè)向偏移的程度也會更顯著，因此一般利用離子布植法制作電流局限孔徑時，其孔徑尺寸不會太小，通常控制在5~30微米左右，太小的話很容易因為離子側(cè)向擴散導致元件電阻太大而無法導通電流，太大的話又無法形成有效的電流局限效果。在離子布植孔徑10~15微米左右時通?？梢垣@得較佳元件操作特性，但是如前所述，在較低注入電流情況下注入載子傾向于集中在電流孔徑周圍，如圖5-4所示，這時候會形成所謂電流擁擠效應(yīng)（current crowding effect），電流擁擠效應(yīng)造成的結(jié)果是注入載子分布不均勻，在低注入的情況下可能由電流局限孔徑周圍先發(fā)出雷射光，但是這些雷射光通常因為上方金屬電極孔徑較離子布植電流局限孔徑還要小，因而被部分屏蔽，等到注入電流較大時，載子開始集中到發(fā)光區(qū)中央形成雷射增益，這時候所發(fā)出的雷射光較少受到上方金屬電極的遮蔽，因此雷射輸出功率會隨著發(fā)光模態(tài)變化突然顯著轉(zhuǎn)變，導致面射型雷射操作的電流對輸出功率曲線圖呈現(xiàn)不平滑的轉(zhuǎn)折（kink），如圖5-6所示即為一個具有6微米離子布植電流局限孔徑結(jié)合9微米氧化局限孔徑的850nm面射型雷射功率一操作電流一電壓（L-I-V）特性曲線，圖中黑色箭頭所指處可以觀察到雷射光功率隨著電流增加有些波動，如果沒有下方的氧化局限孔徑的話，其LI特性曲線轉(zhuǎn)折會更加顯著，這也是采用離子布植法作為面射型雷射電流局限所制作的元件操作特性之一，如果希望元件能操作在更高調(diào)變速度時，這個不連續(xù)的光功率一電流（L-I）特性曲線現(xiàn)象應(yīng)該盡量避免。