可寻址VCSEL芯片及其制备方法技术

公开了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法。所述可寻址的VCSEL芯片包括：相互电隔离且以阵列方式布置的多个VCSEL发光单元和寻址电路结构，其中，所述寻址电路结构包括多条正电连接线和多条负电连接线，每一所述正电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的正电连接端；每一所述负电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的负电连接端，通过这样的方式，所述寻址电路结构形成多个所述VCSEL发光单元的寻址电路以使得多个所述VCSEL发光单元中任一所述VCSEL发光单元适于通过导通一对所述正电连接线和所述负电连接线实现电导通。所述可寻址VCSEL芯片以相对简化的布线结构实现了其分区点亮的功能，且能够满足在散热等其他方面的性能需求。的性能需求。的性能需求。

【技术实现步骤摘要】
可寻址VCSEL芯片及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体激光器领域，更为具体地涉及可寻址VCSEL芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]VCSEL(Vertical
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Cavity Surface
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Emitting Laser，垂直腔面发射激光器) 是指在衬底的垂直方向上形成谐振腔，沿垂直方向出射激光的一种半导体激光器。随着VCSEL技术(Vertical
‑
Cavity Surface
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Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)的发展，其在光通信、光存储、激光显示和照明等领域得到了广泛的应用。
[0003]在诸多应用中，VCSEL激光器通常以阵列形式被应用(即，VCSEL激光器以阵列形式排布并被应用)，这里VCSEL阵列表示能够产生两束及以上激光光束的光电器件。例如，在将VCSEL技术应用为车载激光雷达时，其投射光源即为VCSEL阵列。
[0004]在一些应用场景中，VCSEL阵列不仅需同时产生两束及以上激光光束，还需要指定特定区域的激光点发光(同时，其他区域不发光)。也就是，在一些应用示例中，对于VCSEL阵列而言，其需要具备分区点亮的功能，这里，VCSEL阵列的分区点亮功能表示VCSEL阵列中至少部分VCSEL激光器能够被控制单独地点亮。例如，在将VCSEL阵列应用为车载激光雷达的投射光源时，在扫描被测目标时，VCSEL阵列需分区点亮以逐步扫描被测目标的外表面。因此，需为VCSEL阵列配置复杂的布线结构，以使得VCSEL 阵列具有分区点亮的功能。
[0005]然而，随着VCSEL阵列包含的VCSEL激光器数量的增加，其功率逐渐增加。一方面，高功率VCSEL阵列的发热量较大，在没有充分散热的前提下，芯片性能也会受到影响；另一方面，数量增加的VCSEL阵列，其布线也变得更加复杂和困难。
[0006]因此，需要一种优化的用于VCSEL阵列的布线方案，以使得最终封装的VCSEL阵列或VCSEL芯片具有分区点亮的功能且满足其他方面的性能要求。

技术实现思路

[0007]本申请的一个优势在于提供了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法，其中，所述可寻址VCSEL芯片以相对简化的布线结构实现了其分区点亮的功能，且能够满足在散热等其他方面的性能需求。
[0008]本申请的另一优势在于提供了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法，其中，所述可寻址VCSEL芯片将寻址电路的思路应用于VCSEL阵列中，从而以相对简化的布线结构实现了其分区点亮的功能。
[0009]本申请的又一优势在于提供了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法，其中，所述可寻址VCSEL芯片能够以相对较少的布线来构建其所需的寻址电路，降低成本且利于工艺实现。
[0010]本申请的又一优势在于提供了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法，其中，所述可寻址VCSEL芯片的寻址电路结构设计配合所述可寻址VCSEL 芯片的半导体结构设计，以使得所述寻址电路结构在实现分区点亮功能的同时，还能够避免其影响所述可寻址VCSEL芯
片的出射激光的性能。
[0011]本申请的又一优势在于提供了一种可寻址VCSEL芯片及其制备方法，其中，所述可寻址VCSEL芯片可在晶圆级别被制备，或者，通过半导体封装工艺制备。
[0012]为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，根据本申请的一个方面，提供了一种可寻址VCSEL芯片，其包括：
[0013]相互电隔离且以阵列方式布置的多个VCSEL发光单元，每一所述 VCSEL发光单元包括至少一发光主体以及用于导通所述发光主体的正电连接端和负电连接端；和
[0014]寻址电路结构，包括多条正电连接线和多条负电连接线，其中，每一所述正电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的所述正电连接端；每一所述负电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的所述负电连接端，通过这样的方式，所述寻址电路结构形成所述多个VCSEL发光单元的寻址电路以使得所述多个VCSEL发光单元中任一所述VCSEL发光单元适于通过导通一对所述正电连接线和所述负电连接线实现电导通。
[0015]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，每一所述正电连接线电连接于一行或一列所述VCSEL发光单元的所述正电连接端，以及，每一所述负电连接线电连接于一行或一列所述VCSEL发光单元的所述负电连接端。
[0016]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述VCSEL发光单元的所述正电连接端和所述负电连接端分别形成于所述发光主体相对的上表面和下表面。
[0017]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述VCSEL发光单元的所述正电连接端和所述负电连接端分别形成于所述发光主体的上表面和侧表面。
[0018]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，每一所述VCSEL发光单元的发光主体自下而上包括：衬底层、N型电接触层、N
‑
DBR层、有源区、具有对应于所述有源区的限制层、P
‑
DBR层和P型电接触层，其中，所述P 型电接触层的上表面形成所述发光主体的上表面，所述N型电接触层的侧表面形成所述发光主体的侧表面。
[0019]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述正电连接端形成对应于所述限制孔的出光孔。
[0020]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述正电连接线由可透光的导电材料制成。
[0021]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，每一所述正电连接线具有至少一开孔，所述开孔对应于所述正电连接端的所述出光孔。
[0022]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述可寻址VCSEL芯片具有形成于每两个所述VCSEL发光单元之间的多个隔离槽，每一所述隔离槽自所述P型电接触层向下贯穿地延伸至所述衬底层，以通过所述多个隔离槽使得所述多个VCSEL发光单元之间相互电隔离。
[0023]根据本申请的可寻址VCSEL芯片，进一步包括位于每两个所述VCSEL 发光单元之间的且掺杂地形成于各所述VCSEL发光单元的所述发光主体的多个隔离介质通道，以通过多个隔离介质通道使得所述多个VCSEL发光单元之间相互电隔离。
[0024]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述衬底层由不导电的材料制成。
[0025]在根据本申请的可寻址VCSEL芯片中，所述衬底层的制成材料选自如下材料其中之一：InP、GaN。
[0026]根据本申请的另一个方面，提供了一种VCSEL芯片的制备方法，其包括：
[0027]形成半导体结构，所述半导体结构自下而上依次包括衬底层结构、N型电接触结
构、N
‑
DBR结构、有源区结构、P
‑
DBR结构和P型电接触结构；
[0028]形成电连接于所述半导体结构的P型电接触层结构的多个正电连接端；
[0029]去除所述半导体结构的至少一部分以形成相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可寻址VCSEL芯片，其特征在于，包括：相互电隔离且以阵列方式布置的多个VCSEL发光单元，每一所述VCSEL发光单元包括至少一发光主体以及用于导通所述发光主体的正电连接端和负电连接端；和寻址电路结构，包括多条正电连接线和多条负电连接线，其中，每一所述正电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的所述正电连接端；每一所述负电连接线电连接于至少二所述VCSEL发光单元的所述负电连接端，通过这样的方式，所述寻址电路结构形成所述多个VCSEL发光单元的寻址电路以使得所述多个VCSEL发光单元中任一所述VCSEL发光单元适于通过导通一对所述正电连接线和所述负电连接线实现电导通。2.根据权利要求1所述的可寻址VCSEL芯片，其中，每一所述正电连接线电连接于一行或一列所述VCSEL发光单元的所述正电连接端，以及，每一所述负电连接线电连接于一行或一列所述VCSEL发光单元的所述负电连接端。3.根据权利要求1所述的可寻址VCSEL芯片，其中，所述VCSEL发光单元的所述正电连接端和所述负电连接端分别形成于所述发光主体相对的上表面和下表面。4.根据权利要求1所述的可寻址VCSEL芯片，其中，所述VCSEL发光单元的所述正电连接端和所述负电连接端分别形成于所述发光主体的上表面和侧表面。5.根据权利要求4所述的可寻址VCSEL芯片，其中，每一所述VCSEL发光单元的发光主体自下而上包括：衬底层、N型电接触层、N
‑
DBR层、有源区、具有对应于所述有源区的限制层、P
‑
DBR层和P型电接触层，其中，所述P型电接触层的上表面形成所述发光主体的上表面，所述N型电接触层的侧表面形成所述发光主体的侧表面。6.根据权利要求5所述的可寻址VCSEL芯片，其中，所述正电连接端形成对应于所述限制孔的出光孔。7.根据权利要求6所述的可寻址VCSEL芯片，其中，所述正电连接线由可透光的导电材料制成。8.根据权利要求6所述的可寻址VCSEL芯片，其中，每一所述正电连接线具有至少一开孔，所述开孔对应于所述正电连接端的所述出光孔。9.根据权利要求5所述的可寻址VCSEL芯片，其中，所述可寻址VCSEL芯片具有形成于每两个所述VCSEL发光单元之间的多个隔离槽，每一所述隔离槽自所述P型电接触层向下贯穿地延伸至所述衬底层，以通过所述多个隔离槽使得所述多个VCSEL发光单元之间相互电隔离。10.根据权利要求5所述的可寻址VCSEL芯片，进一步包括位于每两个所述VCSEL发光单元之间的且掺杂地形成于各所述VCSEL发光单元的所述发光主体的多个隔离介质通道，以通过多个隔离介质通道使得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭铭浩，赖威廷，王立，李念宜，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：