本技术涉及半导体激光器领域,更为具体地涉及vcsel发光点和vcsel阵列以及光学设备和vcsel器件的制造方法。
背景技术:
1、vcsel(vertical-cavity surface-emitting laser,垂直腔面发射激光器)是沿垂直于其衬底的方向出射激光的一种半导体激光器。vcsel具有发散角小、光束对称、波长热稳定性高、光束质量稳定等特点,在通讯、消费、车载领域都有巨大的应用潜力。目前,vcsel产品已广泛应用于近距离光纤通信、人脸识别、3d传感等行业。
2、在典型的vcsel结构中,如图1所示,vcsel自下而上包括n型金属电极层、n型衬底层、n型布拉格反射镜、有源区、限制层、p型布拉格反射镜、p型接触层和p型金属电极层。所述p型金属电极层形成vcsel的阳极,所述n型金属电极层形成vcsel的阴极。
3、在典型的vcsel的应用中,多个vcsel形成vcsel阵列,通常,多个vcsel共用n型衬底和n型金属电极层,也就是,多个vcsel共用阴极。然而,在vcsel的一些应用场景中,期望多个vcsel形成的vcsel阵列中共用阳极,且共用衬底层。
4、理论上,可以将n型衬底层替换为p型衬底层,将n型布拉格反射镜和p型布拉格反射镜的位置对调,将n型金属电极层和p型金属电极层的位置对调,将p型接触层调整为n型接触层。也就是,将vcsel的结构调整为自下而上包括p型金属电极层、p型衬底层、p型布拉格反射镜、有源区、限制层、n型布拉格反射镜和n型接触层和n型金属电极层。
5、然而,p型衬底层的缺陷密度较高,电阻率较高,且产量较低。因此,上述vcsel的结构调整方案在实际应用中受阻,需要提出新型的vcsel结构设计方案。
技术实现思路
1、本技术的一个优势在于提供了一种vcsel发光点和vcsel阵列以及光学设备和vcsel器件的制造方法,其中,所述vcsel发光点的结构适用于共阳极型vcsel阵列,且保持衬底层为n型衬底层。
2、为了实现上述至少一优势或其他优势和目的,根据本技术的一个方面,提供了一种vcsel发光点,其包括:
3、发光点主体,所述发光点主体包括:
4、衬底层;
5、底部镜部分,所述底部镜部分形成于所述衬底层上,所述底部镜部分包括底部隧道结、底部p-dbr层、底部限制层;其中,所述底部隧道结形成于所述衬底层顶表面上,所述底部p-dbr层和所述底部限制层叠置于所述底部隧道结;
6、顶部镜部分,所述顶部镜部分包括至少一顶部p-dbr层和顶部隧道结,所述顶部隧道结叠置于所述顶部p-dbr层;
7、有源区,所述有源区位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;
8、主限制层,所述主限制层位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;以及
9、电极接触层,所述电极接触层形成于所述顶部镜部分上;
10、vcsel阳极,所述vcsel阳极包括第一n型金属层,所述第一n型金属层形成于所述衬底层;
11、vcsel阴极,所述vcsel阴极包括电极金属层,所述电极金属层形成于所述电极接触层上。
12、在根据本技术的vcsel发光点的一实施方式中,所述vcsel阴极的所述电极接触层为p型电极接触层,所述电极金属层为p型金属层。
13、在根据本技术的vcsel发光点的一实施方式中,所述主限制层位于所述有源区的上方和/或下方。
14、在根据本技术的vcsel发光点的一实施方式中,所述衬底层为n型衬底层,所述n型金属层形成于所述衬底层的下方。
15、在根据本技术的vcsel发光点的一实施方式中,所述有源区包括至少一个pn结。
16、在根据本技术的vcsel发光点的一实施方式中,所述顶部隧道结位于所述顶部p-dbr层的下方。
17、根据本技术的另一个方面,提供了一种vcsel阵列,其包括:两个或两个以上的vcsel发光点,所述vcsel发光点,包括:
18、发光点主体,所述发光点主体包括:
19、衬底层;
20、底部镜部分,所述底部镜部分形成于所述衬底层上,所述底部镜部分包括底部隧道结、底部p-dbr层、底部限制层;其中,所述底部隧道结形成于所述衬底层顶表面上,所述底部p-dbr层和所述底部限制层叠置于所述底部隧道结;
21、顶部镜部分,所述顶部镜部分包括至少一顶部p-dbr层和顶部隧道结,所述顶部隧道结叠置于所述顶部p-dbr层;
22、有源区,所述有源区位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;
23、主限制层,所述主限制层位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;以及
24、电极接触层,所述电极接触层形成于所述顶部镜部分上;
25、vcsel阳极,所述vcsel阳极包括第一n型金属层,所述第一n型金属层形成于所述衬底层;
26、vcsel阴极,所述vcsel阴极包括电极金属层,所述电极金属层形成于所述电极接触层上;
27、其中,两个或两个以上的所述vcsel发光点的所述vcsel阳极共用。
28、在根据本技术的vcsel阵列的一实施方式中,所述vcsel阴极的所述电极接触层为p型电极接触层,所述电极金属层为p型金属层。
29、在根据本技术的vcsel阵列的一实施方式中,所述主限制层位于所述有源区的上方和/或下方。
30、在根据本技术的vcsel阵列的一实施方式中,所述n型金属层形成于所述衬底层的下方。
31、在根据本技术的vcsel阵列的一实施方式中,所述有源区包括至少一个pn结。
32、在根据本技术的vcsel阵列的一实施方式中,所述顶部隧道结位于所述顶部p-dbr层的下方。
33、根据本技术的又一个方面,提供了一种光学设备,其包括:至少一vcsel阵列,所述vcsel阵列包括:两个或两个以上的vcsel发光点,所述vcsel发光点,包括:
34、发光点主体,所述发光点主体包括:
35、衬底层;
36、底部镜部分,所述底部镜部分形成于所述衬底层上,所述底部镜部分包括底部隧道结、底部p-dbr层、底部限制层;其中,所述底部隧道结形成于所述衬底层顶表面上,所述底部p-dbr层和所述底部限制层叠置于所述底部隧道结;
37、顶部镜部分,所述顶部镜部分包括至少一顶部p-dbr层和顶部隧道结,所述顶部隧道结叠置于所述顶部p-dbr层;
38、有源区,所述有源区位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;
39、主限制层,所述主限制层位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;以及
40、电极接触层,所述电极接触层形成于所述顶部镜部分上;
41、vcsel阳极,所述vcsel阳极包括第一n型金属层,所述第一n型金属层形成于所述衬底层;
42、vcsel阴极,所述vcsel阴极包括电极金属层,所述电极金属层形成于所述电极接触层上;
43、其中,两个或两个以上的所述vcsel发光点的所述vcsel阳极共用。
44、根据本技术的又一个方面,提供了一种vcsel器件的制造方法,其包括:
45、形成发光点主体,所述发光点主体包括:发光点主体,所述发光点主体包括:衬底层、底部反射镜部分、有源区、主限制层、顶部镜部分和电极接触层;所述底部镜部分形成于所述衬底层上,底部镜部分,所述底部镜部分形成于所述衬底层上,所述底部镜部分包括底部隧道结、底部p-dbr层、底部限制层;其中,所述底部隧道结形成于所述衬底层顶表面上,所述底部p-dbr层和所述底部限制层叠置于所述底部隧道结;所述顶部镜部分包括至少一顶部p-dbr层和顶部隧道结,所述顶部隧道结叠置于所述顶部p-dbr层;所述有源区位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;所述主限制层位于所述底部镜部分和所述顶部镜部分之间;所述电极接触层形成于所述顶部镜部分上;
46、形成vcsel阴极,所述vcsel阴极包括电极金属层,所述电极金属层形成于所述电极接触层上;
47、形成vcsel阳极,所述vcsel阳极包括第一n型金属层,所述第一n型金属层形成于所述衬底层。
48、通过对随后的描述和附图的理解,本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
49、本技术的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
1.一种vcsel发光点,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的vcsel发光点,其中,所述vcsel阴极的所述电极接触层为p型电极接触层,所述电极金属层为p型金属层。
3.根据权利要求1所述的vcsel发光点,其中,所述主限制层位于所述有源区的上方和/或下方。
4.根据权利要求1所述的vcsel发光点,其中,所述衬底层为n型衬底层,所述n型金属层形成于所述衬底层的下方。
5.根据权利要求1所述的vcsel发光点,其中,所述有源区包括至少一个pn结。
6.根据权利要求1所述的vcsel发光点,其中,所述顶部隧道结位于所述顶部p-dbr层的下方。
7.一种vcsel阵列,其特征在于,包括:两个或两个以上的vcsel发光点,所述vcsel发光点,包括:
8.根据权利要求7所述的vcsel阵列,其中,所述vcsel阴极的所述电极接触层为p型电极接触层,所述电极金属层为p型金属层。
9.根据权利要求7所述的vcsel阵列,其中,所述主限制层位于所述有源区的上方和/或下方。
10.根据权利要求7所述的vcsel阵列,其中,所述n型金属层形成于所述衬底层的下方。
11.根据权利要求7所述的vcsel阵列,其中,所述有源区包括至少一个pn结。
12.根据权利要求7所述的vcsel发光点,其中,所述顶部隧道结位于所述顶部p-dbr层的下方。
13.一种光学设备,其特征在于,包括:至少一vcsel阵列,所述vcsel阵列包括:两个或两个以上的vcsel发光点,所述vcsel发光点,包括:
14.一种vcsel器件的制造方法,其特征在于,包括: