一种垂直腔面发射激光器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直腔面发射激光器及其制造方法，所述激光器包括：衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；多个发光单元，形成在所述第一反射层上，且呈线性排列；第一欧姆金属层，形成在所述发光单元上；第一沟槽，环绕所述发光单元设置；至少一个第二沟槽，设置每个相邻的所述发光单元之间；以及第一电极，覆盖所述第一沟槽和所述第二沟槽的侧壁和底壁，且连通所述第一欧姆金属层、所述第一沟槽和所述第二沟槽；以及第二电极，与所述衬底连接。通过本公开的垂直腔面发射激光器及其制造方法，可改善光强与电流分布不均。善光强与电流分布不均。善光强与电流分布不均。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直腔面发射激光器及其制造方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种垂直腔面发射激光器及其制造方法。

技术介绍

[0002]激光雷达对于线性垂直腔面发射激光器阵列的性能需求越来越高，除了需要单一发光单元的性能提升外，单一通道内的发光单元数量，通道之间的密度要求也与日俱增，这些需求使得单位面积下的发光单元数目与单位面积下的通道数目不断上升，导致光罩设计布局的范围受到压缩，进而降低发光单元与发光单元之间的连接金属宽度。
[0003]在高密度的设计条件下，因较窄的连接金属宽度产生较大的压降，使得激光器阵列的光强与电流分布不均匀。为了改善光强与电流分布不均的问题，可使用宽度不等的电极降低连接金属产生的压降，但前后不等宽的电极虽然降低了连接金属的电压差，但较宽的金属使得单一通道占用的面积也随之增加，进而降低了单位面积下的通道数量。或者，可利用不同的氧化孔径大小使得电流分布均匀性能被提升，但不同的氧化孔径大小会导致光学特性不一致，进而使激光器阵列的光学特性在前后两端有所差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种垂直腔面发射激光器及其制造方法，所述垂直腔面发射激光器通过设置在相邻的发光单元之间设置沟槽，并在沟槽内填充第一电极，进而降低发光单元之间的电阻，避免因较大压降导致的光强与电流分布不均。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供的一种激光器，其包括：
[0007]衬底；
[0008]第一反射层，形成在所述衬底上；
[0009]多个发光单元，形成在所述第一反射层上，且呈线性排列；
[0010]第一欧姆金属层，形成在所述发光单元上；
[0011]第一沟槽，环绕所述发光单元设置；
[0012]至少一个第二沟槽，设置每个相邻的所述发光单元之间；以及
[0013]第一电极，覆盖所述第一沟槽和所述第二沟槽的侧壁和底壁，且连通所述第一欧姆金属层、所述第一沟槽和所述第二沟槽；以及
[0014]第二电极，与所述衬底连接。
[0015]可选的，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的深度停留在第一反射层或所述衬底。
[0016]可选的，所述第一沟槽和所述第二沟槽连通，且所述第二沟槽沿相邻两个所述发光单元的中心连线设置。
[0017]可选的，所述第一沟槽和所述第二沟槽连通，且多个所述第二沟槽平行于两个所述发光单元的中心连线设置。
[0018]可选的，多个所述第二沟槽垂直于两个所述发光单元的中心连线设置。
[0019]可选的，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的侧壁与底壁之间形成多个阶梯结构。
[0020]可选的，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽内包括第一凹部和第二凹部，所述第二凹部位于所述第一凹部的底壁上，且第二凹部的蚀刻深度大于所述第一凹部的蚀刻深度。
[0021]可选的，所述发光单元包括有源层、第二反射层和电流限制层，所述有源层位于所述第一反射层上，所述第二反射层位于所述有源层上，所述电流限制层设置在第二反射层内。
[0022]可选的，所述第一凹部的深度停留在第一反射层、所述有源层或所述第二反射层。
[0023]可选的，所述第一电极高于所述发光单元。
[0024]可选的，所述第一电极包括第一金属层和第二金属层，所述第二金属层设置在所述第一金属层上。
[0025]可选的，所述第二沟槽的粗糙化面积为：设置所述第二沟槽后所述第一电极的截面积，与未设置所述第二沟槽时所述第一电极的截面积之差。
[0026]可选的，使用粗糙率评价粗糙化的效果，且粗糙率＝粗糙化面积/未设置粗糙化结构时第一电极的截面积。
[0027]本专利技术还提供一种垂直腔面发射激光器的制造方法，至少包括：
[0028]提供一衬底；
[0029]在所述衬底上形成第一反射层；
[0030]在所述第一反射层上形成多个发光单元；
[0031]在所述发光单元上形成第一欧姆金属层；
[0032]在每个所述发光单元之外侧形成第一沟槽；
[0033]在每个相邻的所述发光单元之间形成至少一个第二沟槽；
[0034]在所述第一沟槽和所述第二沟槽的侧壁和底壁形成第一电极，且所述第一电极连通所述第一欧姆金属层、所述第一沟槽和所述第二沟槽；以及
[0035]形成与衬底连接的第二电极。
[0036]如上所述，本专利技术提供的垂直腔面发射激光器及其制造方法，通过在相邻的发光单元之间设置沟槽，以形成粗糙化结构。在沟槽内填充金属层，可增大金属层的爬坡面积，以产生更多的电镀面积，因而可在相同的电镀厚度下增大金属层的导电面积，以减小相邻发光单元之间的压降。通过设置多个第二沟槽以及在第一沟槽和/或第二沟槽内设置阶梯结构，可进一步增大金属层的导电面积。本专利技术提供的垂直腔面发射激光器及其制造方法，可通过增大相邻发光单元之间金属层的导电面积，减小相邻发光单元之间的压降，进而改善光强和电流分布不均的问题。
[0037]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0039]图1为一种垂直腔面发射激光器安装结构图。
[0040]图2为A
‑
A
’
方向形成第一欧姆金属层的结构示意图。
[0041]图3为图2的俯视图。
[0042]图4为A
‑
A
’
方向形成第一绝缘层的结构示意图。
[0043]图5为A
‑
A
’
方向形成发光单元的结构示意图。
[0044]图6为图5的俯视图。
[0045]图7为B
‑
B
’
方向形成第二沟槽的结构示意图。
[0046]图8为一种具有阶梯结构的沟槽结构示意图。
[0047]图9为A
‑
A
’
方向形成第二绝缘层的结构示意图。
[0048]图10为A
‑
A
’
方向形成第一电极的结构示意图。
[0049]图11为图10的俯视图。
[0050]图12为A
‑
A
’
方向形成第二电极的结构示意图。
[0051]图13为B
‑
B
’
方向第一电极的厚度小于沟槽深度时，粗糙化结构的面积。
[0052]图14为B
‑
B
’
方向第一电极的厚度等于沟槽深度时，粗糙化结构的面积。
[0053]图15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，其至少包括：衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；多个发光单元，形成在所述第一反射层上，且呈线性排列；第一欧姆金属层，形成在所述发光单元上；第一沟槽，环绕所述发光单元设置；至少一个第二沟槽，设置每个相邻的所述发光单元之间；以及第一电极，覆盖所述第一沟槽和所述第二沟槽的侧壁和底壁，且连通所述第一欧姆金属层、所述第一沟槽和所述第二沟槽；以及第二电极，与所述衬底连接。2.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的深度停留在第一反射层或所述衬底。3.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽连通，且所述第二沟槽沿相邻两个所述发光单元的中心连线设置。4.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽连通，且多个所述第二沟槽平行于两个所述发光单元的中心连线设置。5.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，多个所述第二沟槽垂直于两个所述发光单元的中心连线设置。6.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的侧壁与底壁之间形成多个阶梯结构。7.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽内包括第一凹部和第二凹部，所述第二凹部位于所述第一凹部的底壁上，且第二凹部的蚀刻深度大于所述第一凹部的蚀刻深度。8.根据权利要求7所述的垂直腔面发射激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭俊彦，翁玮呈，刘嵩，梁栋，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：