[发明专利]具有隔离阴极和公共阳极的垂直腔面发射激光器阵列

说明书

一种垂直腔面发射激光器阵列(VCSEL)阵列可以包括n型衬底层和在n型衬底层的底部表面上的n型金属。n型金属可以形成用于一组VCSEL的公共阳极。VCSEL阵列可以包括在n型衬底层的顶部表面上的底部镜结构。底部镜结构可以包括一个或多个底部镜部分和反转底部镜结构内的载流子类型的隧道结。VCSEL阵列可以包括底部镜结构上的有源区，以及氧化层，以提供光学和电学限制。VCSEL阵列可以包括在有源区上的n型顶部镜、在n型顶部镜上方的顶部接触层和在顶部接触层上的顶部金属。顶部金属可以形成VCSEL阵列的隔离阴极。

技术领域

本公开一般地涉及垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列，更具体地，涉及具有隔离阴极和公共阳极的VCSEL阵列。

背景技术

VCSEL是一种半导体激光器，更具体地说，是一种具有单片激光谐振器的二极管激光器，其中光沿垂直于芯片表面的方向发射。典型地，激光谐振器由平行于芯片表面的两个分布式布拉格反射器(DBR)镜组成，在它们之间是产生光的有源区(由一个或多个量子阱组成)。通常，VCSEL的上下镜分别被掺杂为p型和n型材料，从而形成二极管结。

发明内容

在一些实施方式中，VCSEL阵列可以包括具有顶部表面和底部表面的n型衬底层；n型金属，在所述n型衬底层的底部表面上，所述n型金属形成用于包括所述VCSEL阵列的一组VCSEL阵列的公共阳极；在n型衬底层顶部表面上的底部镜结构，该底部镜结构包括一个或多个底部镜部分，以及反转底部镜结构内的载流子类型的隧道结；在底部镜结构上的有源区；氧化层，用于提供VCSEL阵列的VCSEL的光学和电学限制；在有源区上的n型顶部镜；在n型顶部镜上方的顶部接触层；和在顶部接触层上的顶部金属，该顶部金属形成VCSEL阵列的隔离阴极。

在一些实施方式中，光学设备可以包括多个VCSEL阵列，该多个VCSEL阵列包括在n型衬底层的第一表面上的n型金属，该n型金属形成用于多个VCSEL阵列的每个VCSEL阵列的公共阳极；在n型衬底层的第二表面上的底部镜结构，该底部镜结构包括至少一个底部镜部分和在底部镜结构内反转载流子类型的隧道结；在底部镜结构上的有源区；氧化层，用于提供包括在多个VCSEL阵列中的VCSEL的光学和电学限制；在有源区上的n型顶部镜；在n型顶部镜上方的顶部接触层；和在顶部接触层上的顶部金属，该顶部金属形成多个VCSEL阵列中的每个VCSEL阵列的隔离阴极。

在一些实施方式中，一种方法可以包括在n型衬底层的第一表面上形成n型金属，该n型金属为多个VCSEL阵列提供公共阳极；在n型衬底层的第二表面上形成底部镜结构，该底部镜结构包括一个或多个底部镜部分和反转底部镜结构内的载流子类型的隧道结；在底部镜结构上形成有源区；形成氧化层，以提供包括在多个VCSEL阵列中的VCSEL的光学和电学限制；在有源区上形成n型顶部镜；在n型顶部镜上方形成顶部接触层；以及在顶部接触层上形成顶部金属，该顶部金属为多个VCSEL阵列中的每个VCSEL阵列提供隔离阴极。

附图说明

图1A和1B是说明传统VCSEL的示例的示意图。

图2A-2C是与如本文所述的具有隔离阴极和公共阳极以及隧道结的VCSEL阵列的第一示例性实施方式相关联的图。

图3A-3C是与如本文所述的具有隔离阴极和公共阳极以及多个隧道结的VCSEL阵列的第二示例性实施方式相关联的图。

图4A和4B是示出了如本文所述的在用作公共阳极的n型衬底上具有隔离阴极接触的VCSEL阵列的示例的示意图。

图5A-5C是示出如本文所述的光学设备中的VCSEL阵列的示例布置的示意图。

图6是与制造如本文所述的具有隔离阴极和公共阳极以及隧道结的VCSEL阵列相关的示例过程的流程图。

具体实施方式

示例性实施方式的以下详细描述参考了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。