一种半导体器件制造技术

本申请公开了一种半导体器件，包括VCSEL芯片和与VCSEL芯片的P面电极连接的VCSOA阵列芯片；VCSEL芯片中P面电极处的出光口与VCSOA阵列芯片中N面电极的进光口对准；VCSEL芯片包括用于产生种子激光的单独的谐振腔；VCSOA阵列芯片包括衬底和位于衬底上方的谐振腔阵列，且衬底的上表面分布有预设图案；预设图案用于使种子激光在衬底的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，以使种子激光覆盖整个衬底；谐振腔阵列用于对进入谐振腔阵列的激光进行功率放大，且放大后激光与种子激光的光谱带宽相同。本申请中的半导体器件可以产输出具有窄光谱带宽且大功率的激光。窄光谱带宽且大功率的激光。窄光谱带宽且大功率的激光。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件


[0001]本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种半导体器件。

技术介绍

[0002]为了提升照明亮度和照明距离，半导体激光照明技术应运而生，目前常用的方式是使用大功率VCSEL(vertical cavity surface emitting laser，垂直腔面发射激光器)芯片。基于VCSEL芯片的激光照明可以满足大多数一般应用场景的需求，但是对于特殊的应用场景，例如航天领域的激光照明，为了提高观测图像信噪比，往往在相机传感器前设置窄带带通滤光片，以滤除其他波长的干扰光和杂散光。这种提高观测图像信噪比的方法对照明光源提出了额外的技术要求，即发光光谱带宽要非常窄，如小于1nm。而大功率VCSEL芯片包含了数量众多的发光点，每个发光点拥有独立的垂直谐振腔，各个发光点独立工作，数量众多的发光点的发射光融合在一起组成了芯片整体的发射光，激射波长相互之间略有差别，导致大功率VCSEL芯片整体的光谱带宽较宽，一般为几个nm，难以满足超窄光谱带宽的使用要求。
[0003]因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种半导体器件，以半导体器件产生窄光谱带宽且大功率的激光。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种半导体器件，包括VCSEL芯片和与所述VCSEL芯片的P面电极连接的VCSOA阵列芯片；
[0006]所述VCSEL芯片中所述P面电极处的出光口与所述VCSOA阵列芯片中N面电极的进光口对准；所述VCSEL芯片包括用于产生种子激光的单独的谐振腔；所述VCSOA阵列芯片包括衬底和位于所述衬底上方的谐振腔阵列，且所述衬底的上表面分布有预设图案；
[0007]所述预设图案用于使所述种子激光在所述衬底的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，以使所述种子激光覆盖整个所述衬底；所述谐振腔阵列用于对进入所述谐振腔阵列的激光进行功率放大，且放大后激光与所述种子激光的光谱带宽相同。
[0008]可选的，还包括：
[0009]设于所述衬底的下表面的所述预设图案。
[0010]可选的，所述预设图案包括多个散射单元，且所述散射单元的尺寸在λ
±
50％的范围内，λ为种子激光的波长。
[0011]可选的，所述VCSOA阵列芯片的面积小于所述述VCSEL芯片的面积。
[0012]可选的，所述VCSOA阵列芯片还包括设于所述衬底的上表面的缓冲层。
[0013]可选的，所述缓冲层为AlGaAs层。
[0014]可选的，所述衬底为GaAs衬底、GaN衬底、InP衬底中任一种。
[0015]可选的，所述P面电极为钛/铂/金电极。
[0016]可选的，所述N面电极为金/锗/镍电极。
[0017]可选的，所述有源层为量子阱有源层或者量子点有源层。
[0018]本申请所提供的一种半导体器件，包括VCSEL芯片和与所述VCSEL芯片的P面电极连接的VCSOA阵列芯片；所述VCSEL芯片中所述P面电极处的出光口与所述VCSOA阵列芯片中N面电极的进光口对准；所述VCSEL芯片包括用于产生种子激光的单独的谐振腔；所述VCSOA阵列芯片包括衬底和位于所述衬底上方的谐振腔阵列，且所述衬底的上表面分布有预设图案；所述预设图案用于使所述种子激光在所述衬底的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，以使所述种子激光覆盖整个所述衬底；所述谐振腔阵列用于对进入所述谐振腔阵列的激光进行功率放大，且放大后激光与所述种子激光的光谱带宽相同。
[0019]可见，本申请中的半导体器件包括VCSEL芯片和VCSOA阵列芯片两种芯片，VCSEL芯片中的单独的谐振腔产生种子激光，种子激光经过VCSEL芯片的出光口和VCSOA阵列芯片的进光口进入VCSOA阵列芯片中，由于VCSOA阵列芯片的衬底上表面具有预设图案，使得种子激光在衬底的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，从而使种子激光在衬底上逐渐蔓延并覆盖整个衬底，发生漫反射或散射的激光进入衬底上方的谐振腔阵列后，谐振腔阵列对入射的光进行功率放大，从而使得半导体器件输出的激光具有高功率的特点，同时，功率放大后激光的光谱带宽与种子激光保持一致，即保持种子激光光谱的窄线宽特性，因此，本申请中的半导体器件输出的激光具有窄光谱带宽且大功率的特点。
附图说明
[0020]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术中大功率VCSEL芯片的俯视图；
[0022]图2为本申请实施例所提供的一种半导体器件的结构示意图；
[0023]图3为本申请实施例所提供的另一种半导体器件的结构示意图；
[0024]图4为本申请实施例半导体器件中VCSOA阵列芯片的衬底的俯视图；
[0025]图5为本申请实施例所提供的一种半导体器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]目前大功率VCSEL芯片的俯视图如图1所示，大功率VCSEL芯片中包含了数量众多的发光点，每个发光点拥有独立的垂直谐振腔，各个发光点独立工作，数量众多的发光点的
发射光融合在一起组成了芯片整体的发射光，激射波长相互之间略有差别，导致大功率VCSEL芯片整体的光谱带宽较宽，一般为几个nm，难以满足超窄光谱带宽的使用要求。
[0029]有鉴于此，本申请提供了一种半导体器件，请参考图2，包括：
[0030]VCSEL芯片1和与所述VCSEL芯片1的P面电极16连接的VCSOA阵列芯片2；
[0031]所述VCSEL芯片1中所述P面电极16处的出光口与所述VCSOA阵列芯片2中N面电极11的进光口对准；所述VCSEL芯片1包括用于产生种子激光的单独的谐振腔17；所述VCSOA阵列芯片2包括衬底12和位于所述衬底12上方的谐振腔阵列18，且所述衬底12的上表面分布有预设图案；
[0032]所述预设图案用于使所述种子激光在所述衬底12的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，以使所述种子激光覆盖整个所述衬底12；所述谐振腔阵列1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括VCSEL芯片和与所述VCSEL芯片的P面电极连接的VCSOA阵列芯片；所述VCSEL芯片中所述P面电极处的出光口与所述VCSOA阵列芯片中N面电极的进光口对准；所述VCSEL芯片包括用于产生种子激光的单独的谐振腔；所述VCSOA阵列芯片包括衬底和位于所述衬底上方的谐振腔阵列，且所述衬底的上表面分布有预设图案；所述预设图案用于使所述种子激光在所述衬底的上表面和下表面之间往复发生漫反射或散射，以使所述种子激光覆盖整个所述衬底；所述谐振腔阵列用于对进入所述谐振腔阵列的激光进行功率放大，且放大后激光与所述种子激光的光谱带宽相同。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：设于所述衬底的下表面的所述预设图案。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述预设图案包括多个散射单元，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星，王岩冰，
申请(专利权)人：长春中科长光时空光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：