垂直腔表面发出激光器制造技术

本公开提供一种垂直腔表面发出激光器(VCSEL)，其包括：下反射镜；上反射镜；活性层，介于所述下反射镜和所述上反射镜之间；光圈形成层，介于所述上反射镜和所述活性层之间，并具有氧化层和由所述氧化层围绕的窗口层；以及多个氧化孔，贯穿所述上反射镜以及所述光圈形成层，所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，所述多个氧化孔布置在所述孤立区域内。

【技术实现步骤摘要】
垂直腔表面发出激光器
本公开涉及一种高可靠性的垂直腔表面发出激光器。
技术介绍
垂直腔表面发出激光器(vertical-cavitysurface-emittinglaser；VCSEL)是从基板面向垂直方向发出激光束的激光器。典型的VCSEL包括布置在反射镜之间的活性层。通过反射镜注入的电子和空穴在活性层生成光，通过基于反射镜的谐振生成激光并发出。在VCSEL垂直流动的电流有必要限定在小区域，为此，一直以来所使用的是利用蚀刻以及氧化的方法。例如，蚀刻反射镜层和活性层，呈环状形成沟槽，从而形成孤立的台面(post)，利用沟槽形成氧化层，从而使电流集中在小区域的光圈(aperture)。然而，为了形成环状的沟槽，需要蚀刻宽面积而有负担。尤其，在形成焊盘电极时，连接焊盘和发射极的连接部会经过沟槽而带来可能断线的危险，由此，工艺成品率降低。另外，由于在发射极周围形成宽面积的沟槽，因此因表面缺陷而对发射极的可靠性带来不利影响。
技术实现思路
本公开的实施例提供一种高可靠性的VCSEL。尤其，本公开的实施例提供一种能够防止沟槽导致发生电断线的VCSEL。进一步地，本公开的实施例提供一种能够防止因缺陷导致发射极性能降低的VCSEL。本公开的一实施例的垂直腔表面发出激光器(VCSEL)包括：下反射镜；上反射镜；活性层，介于所述下反射镜和所述上反射镜之间；光圈形成层，介于所述上反射镜和所述活性层之间，并具有氧化层和由所述氧化层围绕的窗口层；以及多个氧化孔，贯穿所述上反射镜以及所述光圈形成层，所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，所述多个氧化孔布置在所述孤立区域内。将氧化孔布置在孤立区域内，从而能够防止因离子注入形成的缺陷向窗口层周围移动，能够提供高可靠性的VCSEL。通过离子注入形成的绝缘区域从所述上反射镜形成为构成所述下反射镜的一部分厚度。另一方面，可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层布置在所述上反射镜上，所述欧姆接触层包括圆环状的圆形部分和向所述圆形部分的外侧凸出的凸出部。可以是，所述圆环状是一部分切开的局部环状。另一方面，可以是，所述氧化孔布置在所述凸出部之间。欧姆接触层包括凸出部，在凸出部之间布置氧化孔，从而能够以更窄的间隔布置氧化孔，进而能够减小发射极的大小。可以是，所述氧化孔分别具有比所述凸出部小的宽度。通过将氧化孔形成为相对小，能够抑制形成氧化层之后通过氧化孔的水分渗透。另一方面，可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括：覆盖所述欧姆接触层以及所述上反射镜的表面保护层；以及布置在所述表面保护层上的上绝缘层，所述氧化孔贯穿所述表面保护层，所述上绝缘层覆盖所述氧化孔。另外，可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括多个通孔，所述多个通孔贯穿所述上绝缘层以及所述表面保护层而使所述欧姆接触层暴露，所述通孔与所述凸出部对应布置。可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括布置在所述上绝缘层上的焊盘以及连接部，所述焊盘布置在所述绝缘区域上方，所述连接部从所述焊盘延伸并通过所述通孔与所述欧姆接触层电接通。可以是，所述氧化孔具有圆形或者四边形形状，但并不限于此。可以根据需要变更氧化孔的形状以及数量。根据本公开的又一其它实施例，提供一种垂直腔表面发出激光器(VCSEL)，具有发射极阵列。所述垂直腔表面发出激光器包括：下反射镜；上反射镜；活性层，介于所述下反射镜和所述上反射镜之间；光圈形成层，介于所述上反射镜和所述活性层之间，并具有氧化层和由所述氧化层围绕的窗口层；以及多个氧化孔，贯穿所述上反射镜以及所述光圈形成层，所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，所述发射极阵列布置在所述孤立区域内，所述多个氧化孔与各发射极对应布置且布置在所述孤立区域内。可以是，通过离子注入形成的绝缘区域从所述上反射镜形成为构成所述下反射镜的一部分厚度。可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层对应于各发射极而布置在所述上反射镜上，各欧姆接触层包括圆环状的圆形部分和向所述圆形部分的外侧凸出的凸出部，所述氧化孔布置在所述凸出部之间。可以是，所述圆环状是一部分切开的局部环状。进一步地，可以是，所述氧化孔分别具有比所述凸出部小的宽度。可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括：覆盖所述欧姆接触层以及所述上反射镜的表面保护层；以及布置在所述表面保护层上的上绝缘层，所述氧化孔贯穿所述表面保护层，所述上绝缘层覆盖所述氧化孔。进一步地，可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括多个通孔，所述多个通孔贯穿所述上绝缘层以及所述表面保护层而使所述欧姆接触层暴露，所述通孔与所述凸出部对应布置。另外，可以是，所述垂直腔表面发出激光器还包括布置在所述上绝缘层上的焊盘以及连接部，所述焊盘布置在所述绝缘区域上方，所述连接部从所述焊盘延伸并通过所述通孔与所述欧姆接触层电接通。进一步地，可以是，所述连接部具有包括与各发射极对应的圆形开口部的网状。可以是，所述氧化孔具有圆形或者四边形形状，但并不限于此。根据本公开的实施例，通过离子注入来形成绝缘区域，能够防止产生电断线，另外，通过将氧化孔布置在孤立区域内，能够防止离子注入导致形成的缺陷移动到发射极内，从而能够提供高可靠性的VCSEL。附图说明图1是本公开的一实施例的VCSEL的概要俯视图。图2A是放大示出图1的发射区域的概要俯视图。图2B是沿着图2A的截取线A-A截取的概要截面图。图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B、图6A以及图6B是用于说明制造本公开的一实施例的VCSEL的方法的概要俯视图以及截面图。图7是本公开的又一其它实施例的VCSEL的概要俯视图。图8A是放大示出图7的发射极阵列的一部分的概要俯视图。图8B是沿着图8A的截取线B-B截取的截面图。图8C是沿着图8A的截取线C-C截取的截面图。图9A是用于说明用于形成本公开的一实施例的氧化层的氧化孔的概要俯视图。图9B至图9D是用于说明用于形成氧化层的氧化孔的各种变形例的概要俯视图。具体实施方式以下，参照所附附图详细说明本公开的实施例。以下介绍的实施例为示例提供，以便使本技术的构思能够充分传达给本公开所属
的通常的技术人员。因此，本公开不限于以下说明的实施例，也可以以其它形式实施。而且，在附图中，构成要件的宽度、长度、厚度等为了方便起见也可能放大呈现。另外，当记载为一个构成要件在其它构成要件的“上方”或“上”时，不仅包括各部分“直接在”其它部分“上方”或“直接在”其它部分“上”的情况，还包括在各构成要件和其它构成要件之间还介有其它构成要件的情况。贯穿整个说明书，相同的参照编号表示相同的构成要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直腔表面发出激光器，其特征在于，包括：/n下反射镜；/n上反射镜；/n活性层，介于所述下反射镜和所述上反射镜之间；/n光圈形成层，介于所述上反射镜和所述活性层之间，并具有氧化层和由所述氧化层围绕的窗口层；以及/n多个氧化孔，贯穿所述上反射镜以及所述光圈形成层，/n所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，/n所述多个氧化孔布置在所述孤立区域内。/n

【技术特征摘要】
20181224 US 62/784,616;20191219 US 16/720,6341.一种垂直腔表面发出激光器，其特征在于，包括：
下反射镜；
上反射镜；
活性层，介于所述下反射镜和所述上反射镜之间；
光圈形成层，介于所述上反射镜和所述活性层之间，并具有氧化层和由所述氧化层围绕的窗口层；以及
多个氧化孔，贯穿所述上反射镜以及所述光圈形成层，
所述上反射镜包括通过离子注入形成的绝缘区域以及由所述绝缘区域围绕的孤立区域，
所述多个氧化孔布置在所述孤立区域内。


2.根据权利要求1所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
通过离子注入形成的绝缘区域从所述上反射镜形成为构成所述下反射镜的一部分厚度。


3.根据权利要求1所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述垂直腔表面发出激光器还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层布置在所述上反射镜上，
所述欧姆接触层包括圆环状的圆形部分和向所述圆形部分的外侧凸出的凸出部。


4.根据权利要求3所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述圆环状是一部分切开的局部环状。


5.根据权利要求4所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述氧化孔布置在所述凸出部之间。


6.根据权利要求5所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述氧化孔分别具有比所述凸出部小的宽度。


7.根据权利要求4所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述垂直腔表面发出激光器还包括：覆盖所述欧姆接触层以及所述上反射镜的表面保护层；以及布置在所述表面保护层上的上绝缘层，
所述氧化孔贯穿所述表面保护层，
所述上绝缘层覆盖所述氧化孔。


8.根据权利要求7所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述垂直腔表面发出激光器还包括多个通孔，所述多个通孔贯穿所述上绝缘层以及所述表面保护层而使所述欧姆接触层暴露，
所述通孔与所述凸出部对应布置。


9.根据权利要求8所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述垂直腔表面发出激光器还包括布置在所述上绝缘层上的焊盘以及连接部，
所述焊盘布置在所述绝缘区域上方，
所述连接部从所述焊盘延伸并通过所述通孔与所述欧姆接触层电接通。


10.根据权利要求1所述的垂直腔表面发出激光器，其特征在于，
所述氧化孔具有圆形或者四边形形状。


11.一种垂直腔表面发出激光器，具有发射极阵列，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李基煌，卢正来，俞炳秀，田润尚，崔功熙，
申请(专利权)人：首尔伟傲世有限公司，
类型：新型
国别省市：韩国;KR