[实用新型]在晶圆级别集成的VCSEL器件

权利要求书

1.一种在晶圆级别集成的VCSEL器件，其特征在于，包括：

基底层；

VCSEL激光单元，包括：外延结构、电连接于所述外延结构的正电极和负电极；其中，所述外延结构，自下而上依次包括：N型电连接层、N-DBR层、有源区、限制层、P-DBR层和P型电连接层，其中，所述限制层形成用于限制发光孔径的限制孔，所述正电极电连接于所述P型电连接层，所述负电极电连接于所述N型电连接层；其中，所述N-DBR层和所述P-DBR层被配置使得：在所述外延结构被导通后，由所述有源区产生的激光在所述N-DBR层和所述P-DBR层之间形成的谐振腔内被多次反射后从所述N-DBR层出射；以及

夹设于所述基底层和所述VCSEL激光单元之间的半导体光学结构，包括：光学调制部和包覆所述光学调制部的保护部，其中，所述光学调制部对应于所述限制孔，用于对从所述N-DBR层出射的激光进行调制。

2.根据权利要求1所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述半导体光学结构包括相互叠置的至少二半导体层结构，其中，所述至少二半导体层结构的预设区域被氧化以形成所述保护部，所述至少二半导体层结构中未被氧化的部分形成所述光学调制部。

3.根据权利要求2所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述至少二半导体层结构由具有不同浓度的金属原子掺杂的半导体材料制成。

4.根据权利要求3所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，具有不同浓度的金属原子掺杂的所述半导体材料制选择如下之一：GaN、AlN、Al_XGa_1-XAs(x＝0～1)、lnP、Al_XGa_1-XAsSb(x＝0～1)、AlInAs、InGaAsP。

5.根据权利要求3所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述光学调制部形成一凸透镜。

6.根据权利要求5所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述至少二半导体层结构的所述半导体材料中所掺杂的金属原子的浓度自上而下依次升高。

7.根据权利要求3所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述光学调制部形成一凹透镜。

8.根据权利要求7所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述至少二半导体层结构的所述半导体材料中所掺杂的金属原子的浓度自上而下先降低后升高。

9.根据权利要求3所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述基底层由可透光材料制成。

10.根据权利要求9所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述基底层由可透光的半导体材料制成。

11.根据权利要求10所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述至少二半导体层结构通过外延生长工艺一体成型于所述基底层的上表面。

12.根据权利要求1所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述限制层为氧化限制层。

13.根据权利要求1所述的在晶圆级别集成的VCSEL器件，其中，所述限制层为离子限制层。