[發明專利]一種VCSEL芯片

在審

• 申請號: 202011596212.2
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112290383A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 徐化勇;李春勇;舒凱;仇伯倉;柯毛龍;馮歐
• 申請（專利權）人: 江西銘德半導體科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/024;H01S5/028;H01S5/042;H01S5/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 彭琰

本發明提供一種VCSEL芯片，包括芯片主體，芯片主體的上表面設有至少一發光單元，發光單元設有多個第一凹槽，芯片主體內在每個第一凹槽的下方均設有第一氧化層，各第一氧化層相互交疊并圍成一未氧化的發光孔，芯片主體的上表面在發光孔的上方設有接觸電極，芯片主體的上表面在發光單元之外還設有焊盤區域，焊盤區域設有焊盤電極，焊盤電極越過第一凹槽與接觸電極相連。本發明通過使用獨立分布的凹槽來代替傳統閉環的溝道，使發光單元和焊盤區域部分互連，使芯片表面整體為平面結構，沒有獨立的發光圓臺結構，無需填充樹脂材料來使芯片表面平坦化，降低vcsel芯片的制作難度和成本，提高芯片良率和散熱性能，保證器件的長期工作可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體激光技術領域，特別涉及一種VCSEL芯片。

背景技術

VCSEL全名為垂直共振腔表面放射激光(Vertical Cavity Surface EmittingLaser)，簡稱面射型激光，又稱VCSEL芯片，與傳統的邊發射激光器不同，VCSEL的激光出射方向垂直于襯底表面。VCSEL芯片具有閾值電流低、面發射、發光效率高、功耗極低、光束質量好，易于光纖耦合、超窄的線寬、極高的光束質量、高偏振比和造價便宜等特點，廣泛應用于激光顯示、信息存儲、激光通訊、光傳感等領域。

如圖1所示，傳統VCSEL芯片的發光單元為獨立的發光圓臺1，在發光圓臺1以外，存在一個焊盤區域2，焊盤區域2和發光圓臺1區域之間被環形溝道3隔離，焊盤區域2的焊盤電極201需要越過該環形溝道3與發光圓臺1上面的接觸電極12連通。由于焊盤區域2和發光圓臺1區域被環形溝道3完全切斷，導致芯片表面為不平整結構，而在非平整表面上進行金屬電極連通實現起來比較困難。

為此，目前一般會采用樹脂材料4（如BCB、PI等）先對環形溝道3進行填充，從而實現芯片表面的平坦化，最后再進行金屬電極連通操作。然而，這樣會提高vcsel芯片的制作難度，降低芯片良率，提高vcsel芯片成本。另外，樹脂材料的熱導率很低，表面填充的樹脂材料不利于vcsel芯片的散熱，特別是對于高功率的vcsel芯片，影響器件的長期工作可靠性。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種VCSEL芯片，以解決現有技術當中的VCSEL芯片因需樹脂材料的介入到導致制作難度和成本提高的技術問題。

本發明實施例提供一種VCSEL芯片，包括芯片主體，所述芯片主體的上表面設有至少一發光單元，所述發光單元設有多個第一凹槽，所述芯片主體內在每個所述第一凹槽的下方均設有第一氧化層，各所述第一氧化層相互交疊并圍成一未氧化的發光孔，所述芯片主體的上表面在所述發光孔的上方設有接觸電極，所述芯片主體的上表面在所述發光單元之外還設有焊盤區域，所述焊盤區域設有焊盤電極，所述焊盤電極越過所述第一凹槽與所述接觸電極相連。

優選地，所述芯片主體的上表面在所述發光單元之外的區域還設有多個第二凹槽，所述芯片主體內在每個所述第二凹槽的下方均設有第二氧化層，各所述第二氧化層相互交疊且連成一整塊氧化層。

優選地，所述第一氧化層和所述第二氧化層連成一整塊氧化層。

優選地，所述第一氧化層的圓心為所述第一凹槽的中心、半徑為第一預設半徑。

優選地，所述第二氧化層的圓心為所述第二凹槽的中心、半徑為第二預設半徑。

優選地，所述第一預設半徑和所述第二預設半徑相等。

優選地，所述芯片主體包括從下往上依次層疊設置的襯底、n型半導體層、有源層和p型半導體層。

優選地，所述第一氧化層和所述第二氧化層均設于所述p型半導體層內。

優選地，所述接觸電極圍成出光孔，所述出光孔與所述發光孔相對設置。

優選地，所述接觸電極和所述焊盤電極與所述芯片主體的上表面之間設有介質絕緣層。