[发明专利]实现VCSEL阵列或VCSEL器件的集成电路

权利要求书

1.一种半导体器件，包括:

多个垂直腔表面发射激光（VCSEL）器件，所述多个垂直腔表面发射激光（VCSEL）器件由包括以下项的层结构形成：至少一个底部n型层、形成在所述至少一个底部n型层之上的至少一个中间p型层、形成在所述至少一个中间p型层之上的n型调制掺杂量子阱结构、形成在所述至少一个中间p型层和所述n型调制掺杂量子阱结构之间的至少一个间隔物层、以及形成在所述n型调制掺杂量子阱结构之上的至少一个顶部p型层；

退火的氧注入区，所述退火的氧注入区在所述层结构中垂直设置在所述至少一个间隔物层内，并且配置为以连续的方式在所述多个VCSEL器件之间围绕并横向延伸；以及

退火的n型离子注入区，所述退火的n型离子注入区在所述层结构中垂直设置在所述至少一个顶部p型层内，并且配置为覆在所述退火的氧注入区上且以连续的方式在所述多个VCSEL器件之间围绕并横向延伸。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

所述至少一个中间p型层具有内建空穴电荷Q_p，所述至少一个底部n型层具有内建电子电荷Q_n，并且相对于所述内建电子电荷Q_n的所述内建空穴电荷Q_p配置用于所述多个VCSEL器件的二极管电流-电压特性。

3. 根据权利要求2所述的半导体器件，其中:

所述内建空穴电荷Q_p由所述至少一个中间p型层的厚度和p型掺杂剂浓度中的至少一项来支配；以及

所述内建电子电荷Q_n由所述至少一个底部n型层的厚度和n型掺杂剂浓度中的至少一项来支配。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

所述退火的氧注入区和所述退火的n型离子注入区两者在高于800^°C的温度下被退火在一起。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括:

电耦合到所述多个VCSEL器件的公共阳极和公共阴极；

其中所述公共阳极覆在所述退火的n型离子注入区和所述退火的氧注入区两者上。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中:

所述公共阳极接触至少一个顶部p型层；

所述公共阴极接触所述至少一个底部n型层；以及

所述n型调制掺杂量子阱结构包括偏离至少一个量子阱的n型电荷片，并且所述n型调制掺杂量子阱结构限定针对所述多个VCSEL器件的相应的有源光学区。

7. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

所述多个VCSEL器件具有相应的有源光学区；以及

所述退火的n型离子注入区和所述退火的氧注入区两者配置为将电流限制和汇集到所述多个VCSEL器件的所述相应的有源光学区中。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

所述退火的氧注入区和所述退火的n型离子注入区两者提供了所述多个VCSEL器件之间的电流隔离和折射率改变，这有助于光在所述多个VCSEL器件的垂直谐振腔内的横向限制，同时避免了所述多个VCSEL器件之间的隔离蚀刻。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

使用公共注入掩模来限定所述退火的n型离子注入区和所述退火的氧注入区两者。

10. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中:

所述多个层形成在衬底上；以及

所述多个层包括形成在所述至少一个底部n型层下面的所述衬底上的多个底部镜层，其中所述底部镜层限定了针对所述多个VCSEL器件的谐振腔。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中:

所述底部镜层包括砷化铝，所述底部镜层受到氧化，这将所述砷化铝转化为氧化铝。