背面发光式光源阵列器件和具有其的电子装置制造方法及图纸

提供了一种背面发光式光源阵列器件和电子装置。该背面发光式光源阵列器件包括：基板；分布式布拉格反射器(DBR)，设置在基板的第一表面上；多个增益层，设置在DBR上，所述多个增益层彼此间隔开，并且所述多个增益层中的每个增益层被配置为分别产生光；以及纳米结构反射器，设置在所述多个增益层上与DBR相对，并且包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构，其中，DBR的反射率小于纳米结构反射器的反射率，使得产生的光通过基板发射。

Back emitting light source array device and electronic device thereof

【技术实现步骤摘要】
背面发光式光源阵列器件和具有其的电子装置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月22日在美国专利商标局提交的美国临时申请No.62/721,083以及于2019年4月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0043779的优先权，这些申请的公开内容通过引用整体并入本文。
本公开的示例实施例涉及一种包括多个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)并朝向基板发射光的背面发光式光源阵列器件，以及包括所述背面发光式光源阵列器件的电子装置，其中所述VCSEL包括纳米结构反射器。
技术介绍
近年来，在例如关于人和其他对象的对象识别中，越来越需要通过准确的三维形状识别来准确地识别对象的形状、位置和移动。例如，激光常常用于进行三维形状识别的传感器。由于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)表现出比边缘发射激光器(EEL)更低的光学增益长度，因此VCSEL有利于降低功耗和增大集成度。此外，EEL表现出非对称的光输出，但是VCSEL提供圆对称输出模式，因此VCSEL可以有效地连接到光纤并以低噪声执行稳定的高速调制。VCSEL包括分布式布拉格反射器(DBR)以构成激光谐振器，其中DBR表现出约90％的高反射率或更高的反射率。DBR可以包括数十对具有不同折射率的两种材料的堆叠结构，以获得高反射率。由于在两种材料的边界处发生的声子散射，DBR表现出低热导率(或高耐热性)。需要一种能够在补偿DBR的缺点的同时改善光控制和光发射特性的技术和方法。
技术实现思路
一个或多个示例实施例提供了一种背面发光式光源阵列器件，包括多个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)并且被配置为朝向基板发射光。一个或多个示例实施例提供了一种电子装置，包括背面发光式光源阵列器件，所述背面发光式光源阵列器件包括多个VCSEL。附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对示例实施例的实践来获知。根据示例实施例的一个方面，提供了一种背面发光式光源阵列器件，包括：基板；分布式布拉格反射器(DBR)，设置在所述基板的第一表面上；多个增益层，设置在所述DBR上，所述多个增益层彼此间隔开，并且所述多个增益层中的每个增益层被配置为分别产生光；以及纳米结构反射器，设置在所述多个增益层上与所述DBR相对，并且所述纳米结构反射器包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构，其中，所述DBR的反射率小于所述纳米结构反射器的反射率，使得产生的光通过所述基板发射。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：元表面层，设置在所述基板的与所述第一表面相对的第二表面上。所述元表面层可以包括元透镜、元棱镜或元衍射元件。所述元表面层可以具有亚波长尺寸，并且可以包括折射率大于设置在所述纳米结构周围的材料的反射率的纳米结构。所述纳米结构反射器的所述多个纳米结构中的每个纳米结构的厚度、宽度和布置间距中的至少一个可以小于或等于所述光的波长的一半，并且所述元表面层的多个纳米结构中的每个纳米结构的厚度、宽度和布置间距中的至少一个可以小于或等于所述光的波长的三分之所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：热沉，设置在所述纳米结构反射器上与所述多个增益层相对。所述基板可以包括III-V族半导体基板。p型接触层可以设置在所述纳米结构反射器中，并且p型接触金属可以设置在所述p型接触层中。所述多个增益层可以设置成n×m矩阵阵列，其中n和m为自然数，并且所述p型接触金属可以对应地设置为与所述多个增益层的n×m矩阵阵列的两列或更多列重叠。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：孔径层，设置在所述p型接触金属上。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：插入层，设置在所述孔径层上。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：n型接触层，设置在所述DBR和所述多个增益层之间。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：不产生光的虚设增益层；以及由所述虚设增益层支撑的n型接触金属，设置在所述DBR的两端，并且所述n型接触金属连接到所述n型接触层。所述多个增益层可以设置成n×m矩阵阵列，其中n和m为自然数，并且所述n型接触层和所述n型接触金属对应地设置为与所述多个增益层的n×m矩阵阵列的两行或更多行重叠。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：布线，设置在所述热沉上。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：接合层，设置在所述纳米结构反射器和所述热沉之间。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：导热层，设置在所述纳米结构反射器和所述热沉之间。所述背面发光式光源阵列器件还可以包括：p型接触层，设置在所述纳米结构反射器上；n型接触层，设置在所述DBR和所述多个增益层之间；以及绝缘保护层，设置在所述p型接触层和所述n型接触层之间。根据示例实施例的一个方面，提供了一种电子装置，包括：背面发光式光源阵列器件，被配置为将光照射到目标对象；传感器，被配置为接收从所述目标对象反射的光；以及处理器，被配置为基于所述传感器接收的光获得关于所述目标对象的信息，其中，所述背面发光式光源阵列器件包括：基板；分布式布拉格反射器(DBR)，设置在所述基板的第一表面上；多个增益层，设置在所述DBR上，所述多个增益层彼此间隔开，并且所述多个增益层中的每个增益层被配置为分别产生光；以及纳米结构反射器，设置在所述多个增益层上与所述DBR相对，并且所述纳米结构反射器包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构，其中，所述DBR的反射率小于所述纳米结构反射器的反射率，使得光通过所述基板发射。所述电子装置还可以包括：元表面层，设置还在所述基板的与所述第一表面相对的第二表面上。所述电子装置还可以包括：热沉，设置在所述纳米结构反射器上。所述电子装置还可以包括：p型接触层，设置在所述纳米结构反射器上；以及p型接触金属，设置在所述p型接触层上。所述多个增益层可以设置成n×m矩阵阵列，其中n和m为自然数，并且所述p型接触金属对应地设置为与所述多个增益层的n×m矩阵阵列的两列或更多列重叠。所述电子装置还可以包括：n型接触层，设置在所述DBR和所述多个增益层之间。所述电子装置还可以包括：不产生光的虚设增益层；以及由所述虚设增益层支撑的n型接触金属，设置在所述DBR的两端，并且所述n型接触金属连接到所述n型接触层。所述多个增益层可以设置成n×m矩阵阵列，其中n和m为自然数，并且所述n型接触层和所述n型接触金属对应地设置为与所述多个增益层的n×m矩阵阵列的两行或更多行重叠。附图说明根据下面结合附图对示例实施例的描述，以上和/或其他方面将变得明确并且更容易理解，在附图中：图1是根据示例实施例的背面发光式光源阵列器件的示意图；图2是图1所示的背面发光式光源阵列器件的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的视图；图3是包括图1所示的背面发光式光源阵列器件的虚设增益层在内的结构的视图；图4是图1所示的背面发光式光源阵列器件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背面发光式光源阵列器件，包括：/n基板；/n分布式布拉格反射器DBR，设置在所述基板的第一表面上；/n多个增益层，设置在所述DBR上，所述多个增益层彼此间隔开，并且所述多个增益层中的每个增益层被配置为分别产生光；以及/n纳米结构反射器，设置在所述多个增益层上与所述DBR相对，所述纳米结构反射器包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构，/n其中，所述DBR的反射率小于所述纳米结构反射器的反射率，使得产生的光通过所述基板发射。/n

【技术特征摘要】
20190415 KR 10-2019-0043779;20180822 US 62/721,0831.一种背面发光式光源阵列器件，包括：
基板；
分布式布拉格反射器DBR，设置在所述基板的第一表面上；
多个增益层，设置在所述DBR上，所述多个增益层彼此间隔开，并且所述多个增益层中的每个增益层被配置为分别产生光；以及
纳米结构反射器，设置在所述多个增益层上与所述DBR相对，所述纳米结构反射器包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构，
其中，所述DBR的反射率小于所述纳米结构反射器的反射率，使得产生的光通过所述基板发射。


2.根据权利要求1所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
元表面层，设置在所述基板的与所述第一表面相对的第二表面上。


3.根据权利要求2所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，所述元表面层包括元透镜、元棱镜或元衍射元件。


4.根据权利要求2所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，所述元表面层具有亚波长尺寸，并且包括纳米结构，所述纳米结构的折射率大于设置在所述纳米结构周围的材料的反射率。


5.根据权利要求2所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，所述纳米结构反射器的所述多个纳米结构中的每个纳米结构的厚度、宽度和布置间距中的至少一个小于或等于所述光的波长的一半，并且
其中，所述元表面层的多个纳米结构中的每个纳米结构的厚度、宽度和布置间距中的至少一个小于或等于所述光的波长的三分之二。


6.根据权利要求1所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
热沉，设置在所述纳米结构反射器上与所述多个增益层相对。


7.根据权利要求1所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，所述基板包括III-V族半导体基板。


8.根据权利要求1所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，p型接触层设置在所述纳米结构反射器中，并且p型接触金属设置在所述p型接触层中。


9.根据权利要求8所述的背面发光式光源阵列器件，
其中，所述多个增益层设置成n×m矩阵阵列，其中n和m为自然数，并且所述p型接触金属对应地设置为与所述多个增益层的n×m矩阵阵列的两列或更多列重叠。


10.根据权利要求8所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
孔径层，设置在所述p型接触金属上。


11.根据权利要求10所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
插入层，设置在所述孔径层上。


12.根据权利要求1所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
n型接触层，设置在所述DBR和所述多个增益层之间。


13.根据权利要求12所述的背面发光式光源阵列器件，还包括：
不产生光的虚设增益层；以及
由所述虚设增益层支撑的n型接触金属，设置在所述DBR的两端，并且所述n型接触金属连接到所述n型接触层。


14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩承勋，罗炳勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR