一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用技术

本发明专利技术提出一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用，包括，至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述发射单元之间设置有第一导电连接层；至少两个绝缘区，设置在所述至少两个发射器之间；其中，所述至少两个发射器通过串联连接。本发明专利技术提出的垂直腔面发射激光器阵列可以提高发光面积。

A vertical cavity surface emitting laser array and its manufacturing method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用
本专利技术涉及激光
，特别涉及一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用。
技术介绍
垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)是以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种垂直表面出光的新型激光器，与传统边发射激光器不同的结构带来了许多优势：光腔长度极短，导致其纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内实现单纵模工作，动态调制频率高；可以在片测试，极大地降低了开发成本；出光方向垂直衬底，可以很容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用；而最吸引人的是它的制造工艺相较于其他半导体镭射易于大规模制造且生产成本较低。在不少实际应用中都要求垂直腔面发射激光器(VCSEL)能够实现高能量密度的工作。但是氧化孔径的垂直腔面发射激光器(VCSEL)面临电流密度分布不均匀，导致转换功率较低，光强分布一致性较差的问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用，以实现高能量密度的垂直腔面发射激光器阵列，提高有效发光面积。为实现上述目的及其他目的，本专利技术提出一种垂直腔面发射激光器阵列，包括，至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述至少两个发射单元之间设置有第一导电连接层；至少两个绝缘区，设置在所述发射器之间；其中，所述至少两个发射器通过串联连接。进一步地，每一所述发射单元包括一发光孔，每一所述多个发光孔包括长轴及短轴，所述长轴的长度大于所述短轴的长度。进一步地，所述多个发射单元之间设置有第二沟槽，所述第二沟槽的长度大于所述发射单元的长度。进一步地，所述第二沟槽暴露所述发射单元的第一接触层，所述第一导电连接层位于所述第二沟槽内，所述第一导电连接层接触所述第一接触层。进一步地，相邻两个所述发射器之间设置有第三沟槽，所述第三沟槽的长度大于所述发射单元的长度，所述第三沟槽暴露所述发射单元的衬底。进一步地，所述绝缘区设置在所述第三沟槽内，所述绝缘区接触所述衬底。进一步地，每一所述发射单元内包括第二导电连接层，所述第二导电连接层位于所述发射单元的第二接触层上。每一所述发射单元内包括焊盘电极，所述焊盘电极接触并设置在所述第二导电连接层上，相邻两个所述发射器之间通过所述焊盘电极及所述第一导电连接层串联。进一步地，本专利技术提出一种垂直腔面发射激光器阵列的制造方法，包括，形成至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述发射单元之间设置有第一导电连接层；形成至少两个绝缘区于所述多个发射器之间；其中，所述至少两个发射器通过串联连接。进一步地，本专利技术提出一种光发射装置，包括，基板；至少一发光元件，，所述至少一发光元件包括至少一垂直腔面发射激光器阵列；其中，所述至少一垂直腔面发射激光器阵列，包括，至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述至少两个发射单元之间设置有第一导电连接层；至少两个绝缘区，设置在所述发射器之间；其中，所述至少两个发射器通过串联连接。综上所述，本专利技术提出一种垂直腔面发射激光器阵列及其制造方法与应用，通过串联连接多个发射器，且将每一发光孔设计成长方形，由此可实现高能量密度的垂直腔面发射激光器阵列，提高有效发光面积。通过形成串联结构的垂直腔面发射激光器阵列可以实现高电压小电流的工作模式。附图说明图1：本实施例中垂直腔面发射激光器的制造方法流程图。图2：步骤S1-S2的结构示意图。图3-4：步骤S3的结构示意图。图5：步骤S4的结构示意图。图6：发光孔的简要示意图。图7：发光孔的简要示意图。图8：形成钝化层的结构示意图。图9：形成沟道保护层的结构示意图。图10：步骤S5的结构示意图。图11：形成焊盘电极的结构示意图。图12：本实施例中垂直腔面发射激光器工作时电流流向图。图13：图12的俯视图。图14：本实施例中垂直腔面发射激光器阵列的制造方法流程图。图15：本实施例中垂直腔面发射激光器阵列的结构示意图。图16：本实施例中垂直腔面发射激光器阵列的俯视图。图17：本实施例中光发射装置的简要示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本实施例提出一种垂直腔面发射激光器的制造方法，包括，S1：提供一衬底；S2：形成一层叠结构于所述衬底上；S3：形成多个沟槽于所述层叠结构上；S4：形成电流限制层于所述层叠结构内，通过所述电流限制层形成多个发光孔；S5：形成多个导电连接层于所述沟槽内。如图2所示，在步骤S1-S2中，首先提供一衬底101，然后在衬底101形成第一接触层102，在第一接触层102上形成第一反射层103，在第一反射层103上形成有源层104，在有源层104上形成第二反射层105，在第二反射层105上形成第二接触层106。在本实施例中，该衬底101可以是任意适于形成垂直腔面发射激光器的材料，例如为砷化镓(GaAs)或其他半导体材料的衬底。在本实施例中，该衬底101例如为绝缘性衬底。在本实施例中，将第一接触层102，第一反射层103，有源层104，第二反射层105及第二接触层106定义为层叠结构或外延结构。如图2所示，在本实施例中，第一接触层102可以是N型掺杂的接触层，也可以是P型掺杂的接触层，掺杂可以降低后续形成的电极与半导体衬底之间欧姆接触的接触电阻，在本实施例中，该第一接触层102例如为N型掺杂的接触层。该第一接触层102可以有效释放衬底101和第一反射层103之间的应力及位错过滤，其中第一接触层102可例如采用GaAs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，包括，/n至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述至少两个发射单元之间设置有第一导电连接层；/n至少两个绝缘区，设置在所述发射器之间；/n其中，所述至少两个发射器通过串联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，包括，
至少两个发射器，每一所述发射器包括至少两个发射单元，所述至少两个发射单元之间设置有第一导电连接层；
至少两个绝缘区，设置在所述发射器之间；
其中，所述至少两个发射器通过串联连接。


2.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，每一所述发射单元包括一发光孔，所述发光孔包括长轴及短轴，所述长轴的长度大于所述短轴的长度。


3.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，所述多个发射单元之间设置有第二沟槽，所述第二沟槽的长度大于所述发射单元的长度。


4.根据权利要求3所述的垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，所述第二沟槽暴露所述发射单元的第一接触层，所述第一导电连接层位于所述第二沟槽内，所述第一导电连接层接触所述第一接触层。


5.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，相邻两个所述发射器之间设置有第三沟槽，所述第三沟槽的长度大于所述发射单元的长度，所述第三沟槽暴露所述发射单元的衬底。


6.根据权利要求5所述的垂直腔面发射激光器阵列，其特征在于，所述绝缘区设置在所述第三沟槽内，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁维遵，刘嵩，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32