具有多个金属层的阵列垂直腔表面发射激光器制造技术

一种光学装置可以包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的阵列，其具有设计波长，每一个VCSEL具有发射区域。光学装置可以包括基本上覆盖阵列的第一金属层、基本上覆盖第一金属层的第二金属层、和在第一金属层和第二金属层之间的电绝缘层，该电绝缘层包括用于将第一金属层的一些部分与第二金属层的一些部分电连接的过孔。光学装置可以包括设置在每一个VCSEL的发射区域上方的电介质。至少约90％的电介质区域中电介质的厚度变化可以小于设计波长的约2％。发射区域周围的井部的深度可以等于发射区域宽度的至少约10％。射区域宽度的至少约10％。射区域宽度的至少约10％。

【技术实现步骤摘要】
具有多个金属层的阵列垂直腔表面发射激光器
[0001]本申请是申请号为201811176651.0、申请日为2018年10月10日、专利技术名称为“具有多个金属层的阵列垂直腔表面发射激光器”的分案申请。


[0002]本专利技术通常涉及垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列，且更具体地涉及包括用于对不同组发射器进行寻址(addressing)的多个金属层的VCSEL阵列。

技术介绍

[0003]确定实际世界图像的深度可用在各种应用中，例如增强现实、姿态识别(例如用于游戏系统)、面部识别(例如用于消费性装置)、场景分析(例如用于自动驱动系统)、和/或诸如此类。立体视觉是用于确定实际世界图像深度的一种技术。立体视觉依赖于从一对摄像头(例如左摄像头和右摄像头)观察的准确地关联的点。然而，立体视觉技术在可匹配的大图像区域中存在不同特征时并不有效。
[0004]最近，已经开发除了用于基于半导体激光器进行深度确定的传感器。使用这种传感器的一种技术是飞行时间技术(time
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of
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flight technique)。飞行时间技术依赖于传递光脉冲和接收光脉冲之间延迟的准确传感，以测量距离。通常，基于传递光脉冲的时间和接收光脉冲的时间之间的时间差检测该延迟(即传递和接收光脉冲之间的时间延迟)，且可基于延迟确定到物体的距离(例如因为光速是已知的)。可基于确定与视野中各种位置的距离而产生图像。
[0005]使用这种传感器的另一技术是结构光技术。结构光技术利用在视野中显示的斑点图案(pattern of spots)。这里，斑点尺寸和斑点间隔(例如斑点之间的距离)取决于与视野中物体的距离。例如，斑点尺寸和斑点间隔对于较远离光源的物体来说相对较大，且对于较靠近光源的物体来说相对较小。按照结构光技术，基于视野中的这些斑点尺寸和间隔确定图像(例如3D图像)。斑点通常是通过与衍射光学器件关联的激光器发射，且是非均匀的图案(例如随机图案)，以便允许非均匀的图案位于图像中。
[0006]在使用结构光技术的理想情况下，将针对图像中的每个点确定深度信息。然而，由于斑点重叠，用斑点填充整个图像使得确定斑点尺寸和/或位置变得困难和/或不可能。斑点的低密度图案相对更容易定位在图像中，且还允许用于确定斑点尺寸的变化。换句话说，在使用低密度图案时自动关联函数更准。然而，低密度图案不为图像中的每个点提供深度信息，其造成不完全的和/或不准确的图像。
[0007]用于提供足够深度信息的一种技术在防止斑点重叠的同时能显示多个不同图案(在不同的时间)。这里，多个图案可共同覆盖图像。然而，因为每一个图案在不同时间显示，所以可防止斑点重叠。在一些情况下，发射器阵列(例如VCSEL阵列)可以用于生产这种图案(或重复图案的一些部分)。

技术实现思路

[0008]根据一些可行的实施方式，光学装置可以包括：垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的阵列，其具有设计波长，每一个VCSEL具有发射区域；第一金属层，基本上覆盖该阵列，第一金属层包括用于每一个发射区域的开口；第二金属层，基本上覆盖第一金属层；第一金属层和第二金属层之间的电绝缘层，该电绝缘层包括用于将第一金属层的一些部分与第二金属层的一些部分电连接的过孔；和电介质，设置在每一个VCSEL的发射区域上方，每一个发射区域上方的电介质具有厚度和区域，其中在至少约90％的电介质区域中电介质厚度的变化小于设计波长的约2％，且其中在每一个VCSEL的发射区域周围至少通过第一金属层形成的井部的深度等于发射区域宽度的至少约10％。
[0009]根据一些可行的实施方式，发射器阵列可以包括：发射器阵列，该发射器阵列包括一组发射器且具有设计波长，其中每一组发射器具有相应发射区域；第一金属层，其中第一金属层基本上覆盖发射器阵列，且其中第一金属层包括用于每一个发射区域的开口；第二金属层，其中第二金属层基本上覆盖第一金属层；电绝缘层，其中该电绝缘层在第一金属层和第二金属层之间，且其中该电绝缘层包括用于将第一金属层的一部分与第二金属层的一部分电连接的过孔；和在每一个发射区域上方的电介质，其中每一个发射区域上方的电介质在至少约90％的电介质区域中的厚度变化小于设计波长的约2％，且其中在发射区域周围至少通过第一金属层形成的井部的深度至少等于发射区域宽度的约10％。
[0010]根据一些可行的实施方式，垂直腔表面发射激光器(VCSEL)可以包括：第一金属层，其包括用于VCSEL发射区域的开口；第二金属层，基本上覆盖第一金属层；在第一金属层和第二金属层之间的电绝缘层，该电绝缘层：包括用于将第一金属层的一部分与第二金属层的一部分电连接的过孔，或电介质,设置在发射区域上方，发射区域上方的电介质具有厚度和区域，其中至少约90％的电介质区域中的厚度变化小于与VCSEL关联的设计波长的约2％，且其中在一个的发射区域周围至少通过第一金属层形成的井部的深度等于发射区域宽度的至少约10％。
[0011]根据一些可行的实施方式，一种垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列可以包括：第一VCSEL，在基底的非外延侧发光，其中第一VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第一金属层，其中第一金属层在基底的外延侧上且基本上形成在VCSEL阵列上方；和第二VCSEL，在基底的非外延侧发光，其中第二VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第二金属层，其中第二金属层在基底的外延侧上且基本上形成在第一金属层上方。
[0012]根据一些可行的实施方式，垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列可以包括：第一VCSEL，在基底的外延侧发光，其中第一VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第一金属层，其中第一金属层在基底的外延侧上且基本上形成在VCSEL阵列上方，且其中第一金属层包括用于VCSEL阵列中的VCSEL的发射开口；和第二VCSEL，在基底的外延侧发光，其中第二VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第二金属层，其中第二金属层在基底的外延侧上且基本上形成在第一金属层上方，且其中第二金属层包括用于VCSEL阵列中的VCSEL的发射开口。
[0013]根据一些可行的实施方式，垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列可以包括：第一VCSEL，在基底的发射侧发光，其中第一VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第一金属层，其中第一金属层在基底的外延侧上且基本上形成在VCSEL阵列上方；和第二VCSEL，
在基底的发射侧发光，其中第二VCSEL的接触部在基底的外延侧上且电连接到第二金属层，其中第二金属层在基底的外延侧上且基本上形成在第一金属层上方。在一些实施方式中，基底的发射侧是基底的外延侧，且第一金属层和第二金属层包括用于第一VCSEL和第二VCSEL的发射开口。在一些实施方式中，基底的发射侧是基底的非外延侧。
附图说明
[0014]图1A和1B是显示了包括用于将阳极连接到相应发射器组的单个金属层的VCSEL阵列的示意图；
[0015]图2A
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2I是与发射器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学装置，包括：垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的阵列，每一个VCSEL具有发射区域；第一金属层，基本上覆盖该阵列，第一金属层包括用于每一个发射区域的开口，且第一金属层连接到所述阵列的第一组发射器；第二金属层，基本上覆盖第一金属层，第二金属层连接到所述阵列的第二组发射器，其中所述第二组不包括第一组中的发射器；和在第一金属层和第二金属层之间的电绝缘层，该电绝缘层包括用于将第一金属层的一些部分与第二金属层的一些部分电连接的过孔。2.如权利要求1所述的光学装置，其中所述第一金属层将所述第一组连接到第一阳极，并且所述第二金属层将所述第二组连接到第二阳极。3.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括:第三金属层，基本上覆盖第二金属层，该第三金属层连接到阵列的第三组发射器，其中第三组不包括第一组中的发射器或第二组中的发射器。4.如权利要求3所述的光学装置，其中所述第三金属层将所述第三组连接到第三阳极。5.如权利要求3所述的光学装置，其中所述电绝缘层是第一电绝缘层，并且所述过孔是第一过孔；和其中所述光学装置还包括:在第二金属层和第三金属层之间的第二电绝缘层，该第二电绝缘层包括用于将第二金属层的一些部分和第三金属层的一些部分电连接的第二过孔。6.如权利要求5所述的光学装置，其中所述第二电绝缘层不形成在所述第三组发射器上。7.如权利要求5所述的光学装置，其中所述第一组发射器通过所述第一过孔和所述第二过孔连接到阳极。8.如权利要求5所述的光学装置，其中所述第二组发射器通过所述第一过孔和所述第二过孔连接到阳极。9.如权利要求5所述的光学装置，其中所述第三组发射器通过所述第一过孔和所述第二过孔连接到阳极。10.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括:阵列的背侧层在每个发射区域上方包括抗反射涂层。11.一种发射器阵列，包括：发射器阵列，包括一组发射器，其中所述一组发射器中的每一个具有相应发射区域；第一金属层，
其中第一金属层基本上覆盖发射器阵列，其中第一金属层包括用于每一个发射区域的开口，且其中第一金属层连接到所述一组发射器中的第一发射器；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：ER黑格布洛姆，
申请(专利权)人：朗美通经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：