[发明专利]单个芯片串联连接VCSEL阵列

权利要求书

1.一种串联连接垂直腔面发射激光器VCSEL阵列，包括：

单个半导体裸片，包括半导体基板和导电阴极层，所述导电阴极层包括一系列相邻导电区域，每个导电区域通过非导电隔离区域与相邻导电区域分离，每个导电区域包括具有阳极触点以及具有多个接地元件的公共阴极触点的多个VCSEL元件，每个接地元件直接连接到所述导电阴极层，以形成公共接地连接；以及

热沉，所述热沉包括金属化图案，所述金属化图案通过连接到每个导电区域的阳极触点、然后将每个导电区域的阴极触点连接到相邻导电区域的阳极触点、同时保持每个导电区域和每个相邻导电区域上的阳极触点和阴极触点之间的电隔离，将每个导电区域串联连接到相邻导电区域，使得电流从具有第一多个VCSEL元件的每个导电区域的公共接地连接流到相邻导电区域的阳极触点，从而将每个导电区域中的第一多个VCSEL元件串联连接到相邻导电区域中的述第二多个VCSEL元件。

2.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述半导体基板至少是半绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述非导电隔离区域是通过在所述导电阴极层上进行蚀刻和离子注入中的一种或多种而形成的。

4.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述非导电隔离区域包括具有劈裂或切割边缘的蚀刻图案。

5.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述金属化图案包括匹配每个导电区域中阳极触点的位置的第一金属接触图案、以及将每个导电区域中的阴极触点的位置匹配到相邻导电区域中的阳极触点的位置的第二金属接触图案。

6.根据权利要求5所述的VCSEL阵列，其中每个导电区域内的阴极触点的位置被定位在围绕每个导电区域中的阳极触点的位置的至少一部分、但在物理上与所述至少一部分分离的区间，使得第一金属接触图案不与第二金属接触图案发生短路。

7.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述阳极触点和所述阴极触点被形成在所述单个半导体裸片的同一侧上，以便于通过单个倒装芯片接合步骤进行所有的电连接。

8.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述热沉和所述单个半导体裸片通过倒装芯片接合连接。

9.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述多个VCSEL元件中的单体VCSEL元件通过与外部驱动器电路的驱动器集成电路基板上的匹配金属触点之间的直接接合而可电连接到所述外部驱动器电路。

10.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中在所述单个半导体裸片上的区间内通过所述导电阴极层连接的每个VCSEL元件的阳极触点是通过第一金属层电连接的，并且在所述区间内通过所述导电阴极层连接的阴极触点是通过第二金属层电连接的，并且其中所述第一金属层不直接连接到所述第二金属层。

11.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述热沉是印刷线路板或图案化电路。

12.根据权利要求1所述的VCSEL阵列，其中所述热沉是为所述单个半导体裸片提供电力、温度控制或其他电子功能的有源集成电路。