具有底侧金属层的底部发射发射器阵列制造技术

在一些实施方式中，发射器阵列可以包括衬底、衬底上的外延结构、限定在外延结构中的多个底部发射发射器、位于外延结构顶侧的第一电接触部、位于外延结构顶侧的第二电接触部以及设置在衬底底侧的金属层。金属层可以电连接到第二电接触部。金属层可以包括用于多个底部发射发射器的光发射的一个或多个开口。射发射器的光发射的一个或多个开口。射发射器的光发射的一个或多个开口。

【技术实现步骤摘要】
具有底侧金属层的底部发射发射器阵列
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2020年10月27日提交的美国临时专利申请第63/198，554号的优先权，该申请的标题为“BACKSIDE N
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METALCONFIGURATIONS FOR IMPROVED UNIFORMITY WIREBOND
‑
FREE BOTTOM EMITTING VCSEL”。该在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用并入到本专利申请中。


[0003]本公开一般涉及激光器和具有底侧金属层的底部发射发射器阵列。

技术介绍

[0004]垂直发射器件，例如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，可以包括激光器和/或光发射器，其中光束在垂直于衬底表面的方向上发射(例如，从半导体晶片的表面垂直发射)。多个垂直发射器件可以布置在共用衬底上的一个或多个发射器阵列(例如，VCSEL阵列)中。

技术实现思路

[0005]在一些实施方式中，发射器阵列包括衬底；外延结构，在衬底上；
[0006]多个底部发射发射器，限定在外延结构中；第一电接触部，位于外延结构顶侧；第二电接触部，位于外延结构顶侧；和金属层，设置在衬底的底侧，其中金属层电连接到第二电接触部，并且其中金属层包括用于多个底部发射发射器的光发射的一个或多个开口。
[0007]在一些实施方式中，一种VCSEL阵列包括衬底；外延结构，在衬底上；多个底部发VCSEL，限定在外延结构中；第一电接触部，位于外延结构顶侧；第二电接触部，位于外延结构顶侧；和金属层，设置在衬底的底侧，其中金属层电连接到第二电接触部，并且其中金属层包括一个或多个开口。
[0008]在一些实施方式中，光源包括：发射器阵列，包括:衬底；外延结构，在衬底上，该外延结构包括顶部反射镜和底部反射镜；多个底部发射发射器，定在外延结构中；第一电接触部，位于外延结构顶侧；第二电接触部，位于外延结构顶侧，其中第二电接触部横向远离多个底部发射发射器；和金属层，设置在衬底的底侧，其中，金属层电连接到衬底、底部反射镜和第二电接触部，并且其中金属层包括用于多个底部发射发射器的光发射的一个或多个开口。
附图说明
[0009]图1是示出了本文描述的发射器阵列的示例横截面的图。
[0010]图2是示出了本文描述的发射器阵列的示例横截面的图。
[0011]图3是示出图2的发射器阵列的示例底侧的图。
[0012]图4是示出图2的发射器阵列的示例底侧的图。
具体实施方式
[0013]示例实施方式的以下详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0014]如上所述，诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)这样的垂直发射器件是这样一种激光器，其中光束在垂直于衬底表面的方向上发射(例如，从半导体晶片的表面垂直发射)。VCSEL可以形成在外延结构的外延层中，该外延层包括一个或多个活性层(例如，增益区)。VCSEL可以是顶部发射VCSEL或背面发射或底部发射(backside emitting or bottom emitting：BE)VCSEL。在一些情况下，器件可以采用单个VCSEL，或者可以采用多个VCSEL，这些VCSEL布置在共用衬底上的一个或多个发射器阵列中(例如，在单个管芯上或者在单个芯片上)。
[0015]典型地，BE VCSEL阵列可以在VCSEL阵列的顶侧包括一组电接触部。例如，BE VCSEL阵列可以包括位于多个VCSEL上方的BE VCSEL阵列顶侧上的阳极接触部，以及位于BE VCSEL阵列顶侧上的与多个VCSEL横向隔开的阴极接触部。在这种配置中，电流可以从阳极流过外延结构中的至少一个活性区，并流入阴极。由于阳极和阴极之间的横向分离，载流子必须行进相对较长的电流路径，这增加了跨BE VCSEL阵列的电阻。这可能会导致跨BE VCSEL阵列的光功率梯度，使得BE VCSEL阵列缺乏光功率均匀性。例如，离阴极更近的VCSEL会检测到较高的电压，导致每个VCSEL的偏置电流更高，而离阴极更远的VCSEL会检测到较低的电压，导致每个VCSEL的偏置电流更低。因此，在特定的检测和感测应用中，其中精度取决于光功率的均匀性，BE VCSEL阵列可能不适合或者可能需要额外的复杂系统来补偿光功率均匀性的缺乏。
[0016]本文描述的一些实施方式提供了具有改善的光功率均匀性的BE发射器阵列(例如，BE VCSEL阵列)。发射器阵列可以包括外延结构，其中形成多个BE发射器。BE发射器阵列的顶侧可以包括一组电接触部，并且发射器阵列的底侧可以包括金属层。金属层可以减小发射器阵列的横向电压梯度，从而减小跨发射器阵列的光功率梯度。这样，发射器阵列在不增加芯片尺寸的情况下提高了光功率均匀性。因此，发射器阵列可以使得光学检测和感测能够以提高的精度来执行。在一些实施方式中，光源(例如，用于感测应用)可以包括BE发射器阵列。在一些实施方式中，一种方法可以包括使用本文描述的BE发射器阵列生成(或形成)用于三维感测的光点阵列。
[0017]图1是示出本文描述的发射器阵列100的示例横截面的图。如图1所示，发射器阵列100可以包括衬底102和外延结构104(例如，包括多个外延层)。外延结构104可以包括底部反射镜106和顶部反射镜108。在底部反射镜106和顶部反射镜108之间，外延结构104可以包括一个或多个额外层，例如一个或多个活性层、一个或多个约束(例如，光学约束)层和/或一个或多个隧道结层。多个发射器可以形成在外延结构104中。附图标记110示出了外延结构104的表面处的多个发射器的示例位置(这里可以使用附图标记110来指示这些位置)。多个发射器110可以通过本文描述的外延结构104的一个或多个层(例如，顶部反射镜108、一个或多个额外层和底部反射镜106)延伸到外延结构104中。发射器阵列100还可以包括一组电接触部112(显示为第一电接触部112a和第二电接触部112b)。在一些实施方式中，可以使用一系列过程来制造发射器阵列100。例如，可以使用一个或多个生长过程、一个或多个沉积过程、一个或多个蚀刻过程、一个或多个氧化过程、一个或多个注入过程和/或一个或多
个金属化过程以及其他示例来创建发射器阵列100的一层或多层。
[0018]图1中所示的发射器阵列100被示为BE发射器阵列(例如，多个发射器110是发射穿过衬底102的光的BE发射器)。在一些实施方式中，发射器阵列100是VCSEL阵列，并且多个发射器110是多个VCSEL(例如，BE VCSEL)。
[0019]衬底102包括在其上生长出外延结构104的衬底。在一些实施方式中，衬底102可以由半导体材料形成，例如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和/或另一种类型的半导体材料。在一些示例中，衬底102可以是半绝缘的或掺杂氮的。
[0020]外延结构104包括生长在衬底102上的一组层。在一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射器阵列，包括:衬底；外延结构，在衬底上；多个底部发射发射器，限定在外延结构中；第一电接触部，位于外延结构顶侧；第二电接触部，位于外延结构顶侧；和金属层，设置在衬底的底侧，其中所述金属层电连接到所述第二电接触部，并且其中所述金属层包括用于多个底部发射发射器的光发射的一个或多个开口。2.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述多个底部发射发射器包括多个底部发射垂直腔表面发射激光器。3.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述第一电接触部是阳极接触部，所述第二电接触部是阴极接触部。4.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述金属层电连接到所述衬底。5.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述外延结构包括顶部反射镜和底部反射镜。6.根据权利要求5所述的发射器阵列，其中所述金属层电连接到所述底部反射镜。7.根据权利要求5所述的发射器阵列，其中所述第一电接触部设置在所述顶部反射镜上。8.根据权利要求5所述的发射器阵列，其中所述外延结构包括从所述顶部反射镜延伸到所述底部反射镜的沟槽，并且其中第二电接触部设置在沟槽中。9.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述金属层包括用于所述多个底部发射发射器的相应开口。10.根据权利要求9所述的发射器阵列，其中所述相应开口中的一开口与多个底部发射发射器中的一发射器的发射区对准。11.根据权利要求1所述的发射器阵列，其中所述金属层包括用于所述多个底部发射发射器中的一个或多个发射器子阵列的相应开口。12.根据权利要求11所述的发射器阵列，其中所述相应开口中的一开口与多个底部发射发射器中的多个发射器的发射区对准。13.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：AV巴韦，ER海格布洛姆，
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：