[发明专利]背面散热的VCSEL芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种背面散热的VCSEL芯片，其特征在于，包括：

衬底和在所述衬底上逐层生长的N接触层、NDBR层、有源层、氧化层、PDBR层和P接触层，所述P接触层上形成有金属电极，其中，

所述衬底上形成有散热孔，所述散热孔为开孔，所述衬底远离所述N接触层的一侧和所述散热孔的表面均形成有金属层，位于非散热孔区域的衬底上形成的金属层与散热孔表面的金属层连接，

其中，所述金属电极在所述衬底上的投影区域布置有所述散热孔；

位于所述金属电极下方的氧化层中形成有氧化孔，所述氧化孔在所述衬底上的投影位于所述散热孔的分布区域内；

位于所述散热孔表面的所述金属层的厚度为20~60μm，位于所述衬底表面上非散热孔区域的所述金属层的厚度为20~60μm。

2.根据权利要求1所述的VCSEL芯片，其特征在于，所述金属电极为金属圆环，所述金属电极下方刻蚀出有柱形面，所述柱形面在所述衬底上的投影位于所述散热孔的分布区域内。

3.根据权利要求2所述的VCSEL芯片，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

所述散热孔的个数为一个或多个；

所述衬底厚度为140~160μm。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的VCSEL芯片，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

所述散热孔未贯穿所述衬底；

所述散热孔贯穿所述衬底；

所述散热孔延伸至所述N接触层。

5.根据权利要求4所述的VCSEL芯片，其特征在于，所述衬底的厚度与所述散热孔深度的差值不大于2μm；和/或，所述散热孔延伸至所述N接触层的深度不大于2μm。

6.根据权利要求1或5所述的VCSEL芯片，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

所述散热孔的孔径为5~80μm；

所述散热孔的孔径为40~80μm；

所述金属层为金层；

所述金属层和所述散热孔之间形成有AuGeNi合金过渡层。

7.一种制备权利要求1~6中任一项所述的背面散热的VCSEL芯片的方法，其特征在于，包括：

（1）在衬底上逐层生长N接触层、NDBR层、有源层、氧化层、PDBR层和P接触层，并在所述P接触层上制备P电极；

（2）从所述P接触层开始将一部分外延层刻蚀至氧化层，并对所述氧化层进行氧化；

（3）从所述P接触层开始将另一部分外延层刻蚀至NDBR层，并制备N电极；

（4）从所述衬底上远离所述P接触层的一侧开始刻蚀散热孔，所述散热孔延伸至所述衬底另一侧或所述N接触层；

（5）在所述散热孔表面和所述衬底上远离所述P接触层的一侧形成金属层，位于非散热孔区域的衬底上形成的金属层与散热孔表面的金属层连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

采用光刻胶剥离技术制备所述P电极和所述N电极；

采用ICP刻蚀技术对所述外延层和/或所述衬底进行刻蚀；

采用电镀法在所述散热孔表面沉积金属层；

所述金属层为金层。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

在进行步骤（2）之前，对所述衬底进行减薄处理；

步骤（5）中，预先在所述散热孔表面和所述衬底上远离所述P接触层的一侧形成AuGeNi合金过渡层，再在所述过渡层表面形成所述金属层。

10.一种电子器件，其特征在于，具有权利要求1~6中任一项所述的背面散热的VCSEL芯片或采用权利要求7~9中任一项所述的方法制得的背面散热的VCSEL芯片。