[發明專利]可分區導通的VCSEL激光光源及其制備方法和驅動方法

在審

• 申請號: 202010330883.8
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN113644545A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 林珊珊;郭銘浩;李念宜;王立;姚毅飛;李姍姍;郝宇杰
• 申請（專利權）人: 浙江睿熙科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/42
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙) 31292
• 代理人: 羅曉飛

1.一種可分區導通的VCSEL激光光源，其特征在于，包括：

VCSEL陣列，所述VCSEL陣列包括相互電隔離的多個VCSEL單元，其中每一VCSEL單元自下而上包括襯底、底部反射器、有源區、具有開孔的限制層、頂部反射器和歐姆接觸層，每一所述VCSEL單元的所述歐姆接觸層的上表面包括每一所述VCSEL單元的頂部電接觸區；

形成于所述VCSEL陣列頂部的頂部電導通圖案，其中，所述頂部電導通圖案電連接于所述VCSEL陣列中所有所述VCSEL單元的頂部電接觸區；以及

形成于所述VCSEL陣列底部的底部電導通圖案，其中，所述底部電導通圖案包括第一電導通圖案和第二電導通圖案，其中所述第一電導通圖案電連接于所述多個VCSEL單元中的第一子集，以及，所述第二電導通圖案電連接于所述多個VCSEL單元中的第二子集。

2.根據權利要求1所述的VCSEL激光光源，其中，所述第一子集和所述第二子集中沒有共同的所述VCSEL單元。

3.根據權利要求1所述的VCSEL激光光源，其中，所述第一子集包括所述第二子集中所有的所述VCSEL單元。

4.根據權利要求1所述的VCSEL激光光源，其中，所述底部電導通圖案進一步包括第三電導通圖案，所述第三電導通圖案電連接于所述多個VCSEL單元中的第三子集。

5.根據權利要求1-4中任一所述的VCSEL激光光源，其中，所述VCSEL陣列具有分別形成于每兩個所述VCSEL單元之間的多個隔離槽，每一所述隔離槽分別從所述襯底向上延伸并貫穿所述襯底和所述底部反射器并抵至所述頂部電導通圖案的底部，以通過所述隔離槽使得所述多個VCSEL單元之間相互電隔離。

6.根據權利要求1-4中任一所述的VCSEL激光光源，其中，所述VCSEL陣列進一步包括位于每兩個所述VCSEL單元之間的且摻雜地形成于各所述VCSEL單元的所述襯底和所述底部反射器的隔離介質。

7.根據權利要求6所述的VCSEL激光光源，其中，所述隔離介質選自H、He、C、O、N的高能注入摻雜，能量MeV級別，劑量10^11-15。

8.一種VCSEL激光光源的制備方法，其特征在于，包括：

形成外延結構，所述外延結構自下而上依次包括襯底、底部反射器、有源區、限制層、頂部反射器和歐姆接觸層；

通過蝕刻工藝在所述外延結構上形成多個臺面結構，每一所述臺面結構自下而上包括所述有源區、所述限制層、所述頂部反射器和所述歐姆接觸層，其中，所述歐姆接觸層包括形成于其上表面的頂部電接觸區；

通過氧化工藝氧化各所述臺面結構的所述限制層，以使得所述限制層具有特定孔徑的開孔；

在所述臺面結構上沉積介電絕緣層，其中，所述介電絕緣層覆蓋所述襯底的上表面、所述臺面結構的底部區域、以及所述歐姆接觸層中除了所述頂部電接觸區之外的其他區域；

在所述歐姆接觸層的上表面形成頂部電導通圖案，其中，所述頂部電導通圖案電連接于所述所有臺面結構的所述頂部電接觸區；

蝕刻所述襯底和所述底部反射器以在每兩個所述臺面結構之間形成隔離槽，以通過所述隔離槽分隔形成多個VCSEL單元，其中，所述隔離槽分別從所述襯底向上延伸并貫穿所述襯底和所述底部反射器并抵至所述頂部電導通圖案的底部，每一所述VCSEL單元自下而上包括所述襯底、所述底部反射器、所述有源區、具有開孔的所述限制層、所述頂部反射器和所述歐姆接觸層；以及

在所述襯底的下表面形成電連接于所述襯底的底部電導通圖案，其中，所述底部電導通圖案包括第一電導通圖案和第二電導通圖案，其中，所述第一電導通圖案電連接于所述多個VCSEL單元中的第一子集，以及，所述第二電導通圖案電連接于所述多個VCSEL單元中的第二子集。