[发明专利]微透镜、其和垂直空腔表面辐射激光器的组合及其制造方法

权利要求书

1.一种微透镜，包括：

一透镜体元件；和

具有曲率的微透镜表面，利用有将要成为微透镜的透镜体的一部分露出来的开口的蚀刻掩模，通过限制扩散蚀刻法将透镜体元件蚀刻成凸形表面来形成。

2.根据权利要求1所述的微透镜，其中，所述透镜体元件至少是由硅和III-V化合物组成的半导体材料中的一种制成的，其中所述化合物包括磷化铟，砷化镓，砷化铟，磷化镓，磷化铟镓，砷化铟镓和砷化铝镓。

3.一种制造微透镜的方法，包括：

在透镜体元件上形成一个蚀刻掩模，其具有用来露出透镜元件体的一部分来形成微透镜的开口；

制备化学腐蚀溶液，其含有对透镜体元件进行限制扩散蚀刻的蚀刻剂；和

在化学蚀刻溶液中蚀刻透镜体元件，使得由蚀刻掩模露出的透镜体元件的表面成为凸形。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：所述透镜体元件至少是由硅和III-V化合物组成的半导体材料中的一种制成的，其中所述化合物包括磷化铟，砷化镓，砷化铟，磷化镓，磷化铟镓，砷化铟镓和砷化铝镓。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述的限制扩散蚀刻是由溴的扩散来实现的。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述化学蚀刻溶液是从以下组合中选择的一种用去离子水稀释的溴溶液，溴化氢溶液、去离子水和过氧化氢的混合物，或者溴化氢溶液、去离子水和酸的混合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述的酸是氮酸。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述化学蚀刻溶液含有一种溶剂，其具有比水高的粘度来推迟其中所含有的蚀刻剂的扩散。

9.根据权利要求8所述的方法，其中化学蚀刻溶液是溴和甘油的混合物，溴化氢溶液、甘油和过氧化氢的混合物，或溴化氢溶液、甘油和酸的混合物中的一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述的酸是氮酸。

11.一种微透镜和垂直空腔表面辐射激光器(VCSEL)的组合，其中通过VCSEL产生的激光束经过聚焦并通过微透镜辐射，包括：

一个基片；

一个下反射层，形成在基片上，具有相对较高的反射率；

一个活性层，形成在下反射层上，通过电子和空穴的结合来产生光束；

一个上反射层，形成在活性层上，具有比下反射层相对低的反射率；

一个透镜层，具有曲率的微透镜，通过在上反射层上淀积透过激光的材料和蚀刻所述透镜层上辐射激光束的窗口区域来形成一个用于限制扩散蚀刻的表面曲面；

一个上电极，形成在透镜层上窗口区域以外的范围上；和

一个下电极，形成在基片下面。

12.根据权利要求11所述的微透镜和VCSEL的组合，其中所述透镜层是由不吸收激光的具有比输出的激光束的波长更宽的带隙的材料制成，并且所述材料至少是由硅和III-V化合物组成的半导体材料中的一种制成的，其中所述化合物包括磷化铟，砷化镓，砷化铟，磷化镓，磷化铟镓，砷化铟镓和砷化铝镓。

13.一种微透镜和垂直空腔表面辐射激光器(VCSEL)的组合，其中通过VCSEL产生的激光束通过微透镜聚焦并辐射，包括：

一个含有具一曲率的微透镜的基片，由透过激光的材料形成，并且辐射激光束的基片上的窗口区域，被限制扩散蚀刻的具有表面曲面；

一个下反射层，形成在基片上，具有相对低的反射率；

一个活性层，形成在下反射层上，通过电子和空穴的结合来产生光束；

一个上反射层，形成在活性层上，具有比下反射层相对更高的反射层；

一个上电极，形成在上反射层上；和

一个除了基片的窗口区域以外，形成在基片的底部的下电极。

14.根据权利要求13所述的微透镜和VCSEL的组合，其中所述基片是由不吸收激光的具有比输出的激光束的波长更宽的带隙的材料制成，并且所述材料至少是由硅和III-V化合物组成的半导体材料中的一种制成的，其中所述化合物包括磷化铟，砷化镓，砷化铟，磷化镓，磷化铟镓，砷化铟镓和砷化铝镓。