[发明专利]具有紧密节距和高效率的VCSEL阵列

说明书

本发明公开了一种光电设备(20,120)，该光电设备包括半导体基板(24)。第一组薄膜层设置在该基板上并且限定下部分布式布拉格反射器(DBR)叠堆(42)。第二组薄膜层(40,46)设置在该下部DBR叠堆上方并且限定光学发射区域(43)，该光学发射区域容纳在由多个沟槽(28,128)限定的台面中，该多个沟槽围绕该光学发射区域设置而不完全包围该光学发射区域。第三组薄膜层设置在该光学发射区域上方并且限定上部DBR叠堆(44,124)。电极(30,130)围绕该台面设置在该沟槽之间的间隙中并且被配置为将激发电流施用到该光学发射区域。

技术领域

本发明整体涉及体涉及光电设备，并且更具体地涉及固态发射极阵列及其制造方法。

背景技术

在本领域已知的垂直腔面发射层(VCSEL)阵列中，多个VCSEL在共同的基板上形成。每个VCSEL(其通常包括量子阱结构)的光学发射区域容纳在由一个沟槽或多个沟槽包围的台面中。VCSEL的光学孔由包围光学发射区域的氧化物禁闭层限定。每个VCSEL的金属阳极接触件通常以环的形式形成在台面上方，该环包围VCSEL的光学孔。共同的阴极触件被形成在基板的相对侧上。

由阳极接触件(其继而由沟槽包围)包围的光学孔的同心布置设定VCSEL阵列的节距的下限：相邻VCSEL之间的距离包括沟槽的宽度和金属阳极触件的宽度两者。

发明内容

下文描述的本发明的实施方案提供了改进的固态发射极阵列及其制造方法。

根据本发明的实施方案，因此提供了一种包括半导体基板的光电设备。第一组薄膜层设置在基板上并且限定下部分布式布拉格反射器(DBR)叠堆。第二组薄膜层设置在该下部DBR叠堆上方并且限定光学发射区域，该光学发射区域容纳在由多个沟槽限定的台面中，该多个沟槽围绕光学发射区域设置而不完全包围光学发射区域。第三组薄膜层设置在光学发射区域上方并且限定上部DBR叠堆。电极围绕台面设置在沟槽之间的间隙中并且被配置为将激发电流施用到光学发射区域。

在本发明所公开的实施方案中，该设备包括透明导电层，该透明导电层与电极电接触并且至少在第二组薄膜层上方延伸跨过台面。

在一些实施方案中，第三组薄膜层包括介电层。通常，电极包括金属，该金属沉积在延伸穿过第三组薄膜层的通孔中。

附加地或另选地，第三组薄膜层包括外延半导体层。在本发明所公开的实施方案中，电极沉积在第三组薄膜层上方。

在一些实施方案中，第一组薄膜层、第二组薄膜层和第三组薄膜层以及电极设置在半导体基板的上侧上，并且设备包括在半导体基板的与上侧相对的下侧上的阴极层。

根据本发明的实施方案，还提供了一种包括半导体基板的光电设备。第一组薄膜层设置在基板上并且限定下部分布式布拉格反射器(DBR)叠堆。第二组薄膜层设置在下部DBR叠堆上方并且限定多个光学发射区域，该多个光学发射区域容纳在由多个沟槽限定的相应台面中，该多个沟槽围绕光学发射区域中的每个光学发射区域设置而不完全包围光学发射区域。第三组薄膜层设置在光学发射区域中的每个光学发射区域上方并且限定上部DBR叠堆。电极围绕台面中的每个台面设置在沟槽之间的间隙中并且被配置为将激发电流施用到光学发射区域中的每个光学发射区域。

在本发明所公开的实施方案中，沟槽中的至少一个沟槽对于一对相邻台面是共同的。附加地或另选地，电极中的至少一个电极对于一对相邻台面是共同的。

在一些实施方案中，第一组薄膜层、第二组薄膜层和第三组薄膜层以及电极设置在半导体基板的上侧上，并且该设备包括在半导体基板的与上侧相对的下侧上的阴极层，其中该阴极层对于多个光学发射区域是共同的。