[發明專利]獨立開關式面光源VCSEL及其制備方法

在審

• 申請號: 201811638075.7
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109524879A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 王俊;譚少陽;趙智德
• 申請（專利權）人: 蘇州長光華芯半導體激光創新研究院有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/187
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 楊淑霞

1.一種獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述獨立開關式面光源VCSEL包括：半導體襯底、外延層以及至少兩個各自獨立工作的發光區域；

所述外延層位于所述半導體襯底的正面，所述發光區域位于所述外延層的正面，各發光區域具有各自獨立的供電電極，任一所述發光區域包括：發光芯片以及所述供電電極，所述發光芯片包括自上而下依次層疊設置的：上DBR層、有源層以及下DBR層，所述供電電極包括：外延層電極以及背電極，所述外延層電極一端與所述上DBR層的頂面相連接，另一端延伸至所述外延層上，所述背電極位于半導體襯底層的背面。

2.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，任一所述發光區域中具有至少一個發光芯片。

3.根據權利要求2所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述發光芯片為多個，多個發光芯片以規則或者不規則的方式排布于所述外延層上。

4.根據權利要求3所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，多個發光芯片以方形陣列或者圓形陣列的方式進行排布。

5.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述發光區域為四個，四個發光區域對應一直角坐標系的四個象限。

6.根據權利要求5所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，四個發光區域的面積相等或者不等。

7.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述外延面電極與所述發光芯片的側壁之間還設置有絕緣層。

8.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，各發光區域之間設置有隔離層。

9.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述獨立開關式面光源VCSEL為適用于紅外、可見、紫外光波段面光源VCSEL中的任一種。

10.根據權利要求1所述的獨立開關式面光源VCSEL，其特征在于，所述獨立開關式面光源VCSEL為適用于無偏振控制或偏振控制的面光源結構。

11.一種獨立開關式面光源VCSEL的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

S1、通過沉積工藝在半導體襯底層上依次沉積形成半導體外延層和發光芯片，并通過刻蝕工藝定義發光芯片的臺面結構；

S2、通過沉積工藝在發光芯片的臺面上沉積形成絕緣層，并在發光芯片的頂面開設電極窗口；

S3、在絕緣層上通過沉積工藝沉積形成外延面電極，所述外延面電極與上DBR層的頂面進行歐姆連接；

S4、對半導體襯底的背面進行減薄，并在背面沉積背電極；

S5、通過刻蝕工藝在半導體外延層上定義不同發光區域的分隔槽。

12.根據權利要求11所述的獨立開關式面光源VCSEL的制備方法，其特征在于，所述絕緣層為SiO₂或Si₃N₄介質材料。