[發明專利]一種垂直腔面發射激光器陣列及其制造方法與應用

有效

• 申請號: 202010143277.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111313234B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 丁維遵;劉嵩
• 申請（專利權）人: 常州縱慧芯光半導體科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/18
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

本發明提出一種垂直腔面發射激光器陣列及其制造方法與應用，包括，至少兩個發射器，每一所述發射器包括至少兩個發射單元，所述發射單元之間設置有第一導電連接層；至少一個絕緣區，設置在所述至少兩個發射器之間；其中，所述至少兩個發射器通過串聯連接。本發明提出的垂直腔面發射激光器陣列可以提高發光面積。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，特別涉及一種垂直腔面發射激光器陣列及其制造方法與應用。

背景技術

垂直腔面發射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)是以砷化鎵半導體材料為基礎研制，有別于LED（發光二極管）和LD(Laser Diode，激光二極管)等其他光源，具有體積小、圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小、價格低廉、易集成為大面積陣列等優點，廣泛應用于光通信、光互連、光存儲等領域。

垂直腔面發射激光器(VCSEL)是一種垂直表面出光的新型激光器，與傳統邊發射激光器不同的結構帶來了許多優勢：光腔長度極短，導致其縱模間距拉大，可在較寬的溫度范圍內實現單縱模工作，動態調制頻率高；可以在片測試，極大地降低了開發成本；出光方向垂直襯底，可以很容易地實現高密度二維面陣的集成，實現更高功率輸出，并且因為在垂直于襯底的方向上可并行排列著多個激光器，所以非常適合應用在并行光傳輸以及并行光互連等領域，它以空前的速度成功地應用于單通道和并行光互聯，以它很高的性能價格比，在寬帶以太網、高速數據通信網中得到了大量的應用；而最吸引人的是它的制造工藝相較于其他半導體鐳射易于大規模制造且生產成本較低。在不少實際應用中都要求垂直腔面發射激光器(VCSEL)能夠實現高能量密度的工作。但是氧化孔徑的垂直腔面發射激光器(VCSEL)面臨電流密度分布不均勻，導致轉換功率較低，光強分布一致性較差的問題。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺陷，本發明提出一種垂直腔面發射激光器陣列及其制造方法與應用，以實現高能量密度的垂直腔面發射激光器陣列，提高有效發光面積。

為實現上述目的及其他目的，本發明提出一種垂直腔面發射激光器陣列，包括，

至少兩個發射器，每一所述發射器包括至少兩個發射單元，所述至少兩個發射單元之間設置有第一導電連接層；

至少一個絕緣區，設置在所述發射器之間；

其中，所述至少兩個發射器通過串聯連接。

進一步地，每一所述發射單元包括一發光孔，每一所述多個發光孔包括長軸及短軸，所述長軸的長度大于所述短軸的長度。

進一步地，所述多個發射單元之間設置有第二溝槽，所述第二溝槽的長度大于所述發射單元的長度。

進一步地，所述第二溝槽暴露所述發射單元的第一接觸層，所述第一導電連接層位于所述第二溝槽內，所述第一導電連接層接觸所述第一接觸層。

進一步地，相鄰兩個所述發射器之間設置有第三溝槽，所述第三溝槽的長度大于所述發射單元的長度，所述第三溝槽暴露所述發射單元的襯底。

進一步地，所述絕緣區設置在所述第三溝槽內，所述絕緣區接觸所述襯底。

進一步地，每一所述發射單元內包括第二導電連接層，所述第二導電連接層位于所述發射單元的第二接觸層上。

每一所述發射單元內包括焊盤電極，所述焊盤電極接觸并設置在所述第二導電連接層上，相鄰兩個所述發射器之間通過所述焊盤電極及所述第一導電連接層串聯。

進一步地，本發明提出一種垂直腔面發射激光器陣列的制造方法，包括，

形成至少兩個發射器，每一所述發射器包括至少兩個發射單元，所述發射單元之間設置有第一導電連接層；

形成至少一個絕緣區于所述多個發射器之間；