[發(fā)明專利]獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811638075.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN109524879A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊;譚少陽(yáng);趙智德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州長(zhǎng)光華芯半導(dǎo)體激光創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/183
• 分類號(hào): H01S5/183;H01S5/187
• 代理公司: 蘇州國(guó)誠(chéng)專利代理有限公司 32293
• 代理人: 楊淑霞

本發(fā)明提供一種獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL及其制備方法，其中，獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL包括：半導(dǎo)體襯底、外延層以及至少兩個(gè)各自獨(dú)立工作的發(fā)光區(qū)域；外延層位于半導(dǎo)體襯底的正面，發(fā)光區(qū)域位于外延層的正面，各發(fā)光區(qū)域具有各自獨(dú)立的供電電極，任一發(fā)光區(qū)域包括：發(fā)光芯片以及供電電極，發(fā)光芯片包括自上而下依次層疊設(shè)置的：上DBR層、有源層以及下DBR層，供電電極包括：外延層電極以及背電極，外延層電極一端與上DBR層的頂面相連接，另一端延伸至外延層上，背電極位于半導(dǎo)體襯底層的背面。本發(fā)明中，各發(fā)光區(qū)域可協(xié)同工作，也可各自獨(dú)立工作，充分滿足了實(shí)際的使用需求。同時(shí)，還有利于節(jié)約能耗，延長(zhǎng)面光源的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL及其制備方法。

背景技術(shù)

VCSEL器件是通過外延生長(zhǎng)和電極工藝制備的二極管。VCSEL器件中，多個(gè)發(fā)光點(diǎn)在前外延面通過金屬電極聯(lián)通，共用1個(gè)電極。列陣中多個(gè)二極管在襯底面半導(dǎo)體材料本身連在一起，共用1個(gè)背電極。從而，VCSEL器件工作時(shí)，其上的各個(gè)發(fā)光點(diǎn)是同時(shí)工作的，因此不適用于低功率需求的使用場(chǎng)合，同時(shí)也不利于節(jié)約能耗。因此，針對(duì)上述問題，有必要提出進(jìn)一步的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL，其包括：半導(dǎo)體襯底、外延層以及至少兩個(gè)各自獨(dú)立工作的發(fā)光區(qū)域；

所述外延層位于所述半導(dǎo)體襯底的正面，所述發(fā)光區(qū)域位于所述外延層的正面，各發(fā)光區(qū)域具有各自獨(dú)立的供電電極，任一所述發(fā)光區(qū)域包括：發(fā)光芯片以及所述供電電極，所述發(fā)光芯片包括自上而下依次層疊設(shè)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(dǎo)體襯底層的背面。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，任一所述發(fā)光區(qū)域中具有至少一個(gè)發(fā)光芯片。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，所述發(fā)光芯片為多個(gè)，多個(gè)發(fā)光芯片以規(guī)則或者不規(guī)則的方式排布于所述外延層上。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，多個(gè)發(fā)光芯片以方形陣列或者圓形陣列的方式進(jìn)行排布。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，所述發(fā)光區(qū)域?yàn)樗膫€(gè)，四個(gè)發(fā)光區(qū)域?qū)?yīng)一直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，四個(gè)發(fā)光區(qū)域的面積相等或者不等。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，所述外延面電極與所述發(fā)光芯片的側(cè)壁之間還設(shè)置有絕緣層。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，各發(fā)光區(qū)域之間設(shè)置有隔離層。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，所述獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL為適用于紅外、可見和紫外光波段面光源VCSEL中的任一種。

作為本發(fā)明的獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的改進(jìn)，所述獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL為適用于無偏振控制或偏振控制的面光源結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種獨(dú)立開關(guān)式面光源VCSEL的制備方法，其包括如下步驟：

S1、通過沉積工藝在半導(dǎo)體襯底層上依次沉積形成半導(dǎo)體外延層和發(fā)光芯片，并通過刻蝕工藝定義發(fā)光芯片的臺(tái)面結(jié)構(gòu)；

S2、通過沉積工藝在發(fā)光芯片的臺(tái)面上沉積形成絕緣層，并在發(fā)光芯片的頂面開設(shè)電極窗口；