[發明專利]一種垂直腔面發射激光器及其制造方法與應用

有效

• 申請號: 202010143280.7
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111211483B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 劉嵩;張成;梁棟;趙勵
• 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: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/183
• 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及其制造方法與應用，包括，襯底；第一反射層，形成在所述襯底上；至少兩個發光單元，形成在所述第一反射層上，每一所述發光單元包括至少兩個發光子單元；第一溝槽，形成在所述至少兩個發光單元之間，所述第一溝槽暴露所述襯底；絕緣層，形成在所述第一溝槽內；至少一個第一電極，形成在所述至少兩個發光單元上，連接所述至少兩個發光單元，且每一所述發光單元內的發光子單元通過所述第一電極連接，以形成公共陽極；至少兩個第二電極，接觸所述第一反射層；其中，每一所述發光子單元內包括一發光孔，所述第一電極圍繞在所述發光孔的外周。本發明提出的垂直腔面發射激光器應用頻率快。

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)在光通信、光存儲、光互聯、光計算、固態照明、激光打印和生物傳感等領域受到廣泛應用。近年來，在3D人臉識別，接近感應器，激光雷達，紅外攝像，深度探測等新興市場出現更大規模的使用。傳統VCSEL采用的是共陰極方式，導致驅動系統無法選擇體積更小，速度更快的N-MOS driver，這些因素都嚴重制約了器件的高頻高速使用。

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及其制造方法與應用，以降低發光單元的面積，同時可以選擇體積更小，速度更快的N-MOS driver，提高器件的應用頻率。

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，包括，

襯底；

第一反射層，形成在所述襯底上；

至少兩個發光單元，形成在所述第一反射層上，每一所述發光單元包括至少兩個發光子單元；

第一溝槽，形成在所述至少兩個發光單元之間，所述第一溝槽暴露所述襯底；

絕緣層，形成在所述第一溝槽內；

至少一個第一電極，形成在所述至少兩個發光單元上，連接所述至少兩個發光單元，且每一所述發光單元內的發光子單元通過所述第一電極連接，以形成公共陽極；

至少兩個第二電極，接觸所述第一反射層；

其中，每一所述發光子單元內包括一發光孔，所述第一電極圍繞在所述發光孔的外周。

進一步地，每一所述發光子單元包括有源層及第二反射層，所述有源層形成在所述第一反射層上，所述二反射層形成在所述有源層上。

進一步地，所述第一溝槽貫穿所述第一反射層，暴露所述襯底，且將所述第一反射層分成多個部分。

進一步地，部分所述絕緣層位于所述第一溝槽的側壁上，部分所述絕緣位于所述第一溝槽暴露的所述襯底上，部分所述絕緣層位于所述多個發光單元上。

進一步地，所述第一電極從所述第一溝槽向兩側的所述多個發光單元延伸，并越過所述絕緣層，以連接所述多個發光單元。

進一步地，每一所述發光單元內包括第二溝槽，以將所述發光單元分成多個發光子單元，所述第二溝槽暴露所述第一反射層。

進一步地，部分所述絕緣層位于所述第二溝槽內，所述第一電極從所述第二溝槽向兩側的所述多個發光子單元延伸，并越過所述絕緣層，以連接所述多個發光子單元。