特表 2023-552011 垂直共振器面発光レーザー及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-14

(54)【発明の名称】垂直共振器面発光レーザー及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/183 20060101AFI20231207BHJP

   H01S 5/24 20060101ALI20231207BHJP

   H01S 5/42 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

H01S5/183

H01S5/24

H01S5/42

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022540881

(86)(22)【出願日】2022-05-13

(85)【翻訳文提出日】2022-07-01

(86)【国際出願番号】 CN2022092689

(87)【国際公開番号】W WO2023082577

(87)【国際公開日】2023-05-19

(31)【優先権主張番号】202111331298.0

(32)【優先日】2021-11-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519028014

【氏名又は名称】常州縦慧芯光半導体科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＶＥＲＴＩＬＩＴＥ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．７ ＦｅｎｇＸｉａｎｇ Ｒｏａｄ， ＷｕＪｉｎ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】翁 ▲イ▼呈

(72)【発明者】

【氏名】丁 維遵

(72)【発明者】

【氏名】彭 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】劉 嵩

(72)【発明者】

【氏名】梁 棟

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173AC03

5F173AC13

5F173AC35

5F173AC42

5F173AC44

5F173AC52

5F173AD02

5F173AF96

5F173AH03

5F173AL21

5F173AR99

(57)【要約】

本願の実施例は、垂直共振器面発光レーザー及び製造方法を提供する。該垂直共振器面発光レーザーは、基板と、基板の表面に位置してアレイ配列される発光ユニットとを備え、そのうち、発光ユニットには、発光孔、貫通孔及び酸化トレンチが設けられており、発光孔は、光線を出射するために用いられ、貫通孔は発光孔を取り囲んで設けられ、酸化トレンチは発光孔を取り囲んで設けられ、貫通孔及び／又は酸化トレンチは、少なくとも２つの発光ユニットに共用される。本願の実施例に係る技術案は、垂直共振器面発光レーザーにおける発光ユニットの間のサイズを低減した。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板（１０）と、
前記基板（１０）の表面に位置してアレイ配列される発光ユニット（２０）と、を備え、
前記発光ユニット（２０）には、発光孔（２１）、貫通孔（２２）及び酸化トレンチ（２３）が設けられており、前記発光孔（２１）は、光線を出射するために用いられ、前記貫通孔（２２）は、前記発光孔（２１）を取り囲んで設けられ、前記酸化トレンチ（２３）は、前記発光孔（２１）を取り囲んで設けられ、
前記貫通孔（２２）と前記酸化トレンチ（２３）のうちの少なくとも1つは、少なくとも２つの前記発光ユニット（２０）に共用される、
垂直共振器面発光レーザー。

【請求項2】

同じ前記発光孔（２１）を取り囲む前記酸化トレンチ（２３）は、Ｓ個の酸化サブトレンチを備え、前記Ｓの取り値が２以上の偶数を含み、及び／又は、
同じ前記発光孔（２１）を取り囲む前記貫通孔（２２）は、Ｑ個のサブ位置規制孔を備え、前記Ｑの取り値が２以上の偶数を含む、
請求項１に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項3】

Ｓ個の前記酸化サブトレンチは、同じ前記発光孔（２１）を周回する周方向に等間隔に設けられる、
請求項２に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項4】

Ｑ個の前記サブ位置規制孔は、同じ前記発光孔（２１）を周回する周方向に等間隔に設けられる、
請求項２に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項5】

同じ前記発光孔（２１）を周回する周方向には、前記同じ発光孔（２１）を取り囲む前記酸化サブトレンチと、同じ前記発光孔（２１）を取り囲む前記サブ位置規制孔とが、間隔的に設けられ、前記酸化サブトレンチと前記サブ位置規制孔との前記基板（１０）における投影面積には重なりがない、
請求項２に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項6】

同じ前記発光孔（２１）を取り囲む前記酸化サブトレンチの前記発光孔（２１）に隣接する側と前記発光孔（２１）との間隔は、同じ前記発光孔（２１）を取り囲む前記サブ位置規制孔の前記発光孔（２１）に隣接する側と前記発光孔（２１）との間隔に等しい、
請求項５に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項7】

前記発光ユニット（２０）は、
前記基板（１０）の表面に位置する第１の反射ミラー（２０ａ）と、
前記第１の反射ミラー（２０ａ）の前記基板（１０）から離れた表面に位置する活性層（２０ｂ）と、
前記活性層（２０ｂ）の前記基板（１０）から離れた表面に位置し、前記基板（１０）から離れた表面に第２の反射ミラー（２０ｃ）、前記活性層（２０ｂ）及び一部の前記第１の反射ミラー（２０ａ）を貫通する前記酸化トレンチ（２３）が設けられている第２の反射ミラー（２０ｃ）と、
前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた側の表面並びに前記酸化トレンチ（２３）の底面及び側面を覆い、前記基板（１０）における投影に一部の前記第２の反射ミラー（２０ｃ）が露出する貫通孔（２２）が設けられている第１のパッシベーション層（２４）と、
前記第１のパッシベーション層（２４）の前記基板（１０）から離れた表面に位置し、前記貫通孔（２２）を介して前記第２の反射ミラー（２０ｃ）に接続される第１のパッド（２５）と、を備える、
請求項１に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項8】

前記第１のパッシベーション層（２４）と前記第２の反射ミラー（２０ｃ）との間に位置し、貫通孔（２２）が貫通する第２のパッシベーション層（２６）がさらに備えられる、
請求項７に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項9】

前記第２の反射ミラー（２０ｃ）内に位置し、前記基板（１０）における投影が前記発光孔（２１）の前記基板における投影内に位置する酸化孔（２８ａ）を囲んでなす酸化層（２８ｂ）がさらに備えられる、
請求項７に記載の垂直共振器面発光レーザー。

【請求項10】

基板（１０）を提供することと、
前記基板（１０）の表面に、アレイ配列される発光ユニット（２０）を形成することと、を含み、
前記発光ユニット（２０）には、発光孔（２１）、貫通孔（２２）及び酸化トレンチ（２３）が設けられており、前記発光孔（２１）は、光線を出射するために用いられ、前記貫通孔（２２）は、前記発光孔（２１）を取り囲んで設けられ、前記酸化トレンチ（２３）は、前記発光孔（２１）を取り囲んで設けられ、
前記貫通孔（２２）と前記酸化トレンチ（２３）のうちの少なくとも1つは、少なくとも２つの前記発光ユニット（２０）に共用される、
垂直共振器面発光レーザーの製造方法。

【請求項11】

前記基板（１０）の表面にアレイ配列される発光ユニット（２０）を形成することは、
前記基板（１０）の表面に第１の反射ミラー（２０ａ）を形成することと、
前記第１の反射ミラー（２０ａ）の前記基板（１０）から離れた表面に活性層（２０ｂ）を形成することと、
前記活性層（２０ｂ）の前記基板（１０）から離れた表面に第２の反射ミラー（２０ｃ）を形成し、前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた表面には、前記第２の反射ミラー（２０ｃ）、前記活性層（２０ｂ）及び一部の前記第１の反射ミラー（２０ａ）を貫通する前記酸化トレンチ（２３）が設けられていることと、
前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた側の表面並びに前記酸化トレンチ（２３）の底面及び側面に第１のパッシベーション層（２４）を形成し、前記第１のパッシベーション層（２４）の前記基板（１０）から離れた表面には前記貫通孔（２２）が設けられており、前記貫通孔（２２）の前記基板（１０）における投影に一部の前記第２の反射ミラー（２０ｃ）が露出することと、
前記第１のパッシベーション層（２４）の前記基板（１０）から離れた表面に第１のパッド（２５）を形成し、前記第１のパッド（２５）が前記貫通孔（２２）を介して前記第２の反射ミラー（２０ｃ）に接続されることと、を含む、
請求項１０に記載の垂直共振器面発光レーザーの製造方法。

【請求項12】

前記活性層（２０ｂ）の前記基板（１０）から離れた表面に第２の反射ミラー（２０ｃ）を形成することの後に、さらに、
前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた表面に第２のパッシベーション層（２６）を形成することと、
前記第２のパッシベーション層（２６）の前記基板（１０）から離れた表面に前記酸化トレンチ（２３）を形成し、前記酸化トレンチ（２３）が前記第２のパッシベーション層（２６）、前記第２の反射ミラー（２０ｃ）、前記活性層（２０ｂ）及び一部の前記第１の反射ミラー（２０ａ）を貫通することと、を含み、
前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた側の表面並びに前記酸化トレンチ（２３）の底面及び側面に第１のパッシベーション層（２４）を形成することは、
前記第２のパッシベーション層（２６）の前記基板（１０）から離れた側の表面並びに前記酸化トレンチ（２３）の底面及び側面に第１のパッシベーション層（２４）を形成することと、
前記第２のパッシベーション層（２６）及び前記第１のパッシベーション層（２４）の前記基板（１０）から離れた表面に前記貫通孔（２２）を形成し、前記貫通孔（２２）の前記基板（１０）における投影に一部の前記第２の反射ミラー（２０ｃ）が露出することと、を含む、
請求項１１に記載の垂直共振器面発光レーザーの製造方法。

【請求項13】

前記活性層（２０ｂ）の前記基板（１０）から離れた表面に第２の反射ミラー（２０ｃ）を形成することの後に、さらに、
前記第２の反射ミラー（２０ｃ）の前記基板（１０）から離れた表面に第２のパッシベーション層（２６）を形成することと、
前記第２のパッシベーション層（２６）の前記基板（１０）から離れた表面に前記酸化トレンチ（２３）を形成し、前記酸化トレンチ（２３）が前記第２のパッシベーション層（２６）、前記第２の反射ミラー（２０ｃ）、前記活性層（２０ｂ）及び一部の前記第１の反射ミラー（２０ａ）を貫通することと、
酸化工程により、前記第２の反射ミラー（２０ｃ）内に、酸化孔（２８ａ）を囲んでなす酸化層（２８ｂ）を形成し、前記酸化孔（２８ａ）の前記基板（１０）における投影が前記発光孔（２１）の前記基板（１０）における投影内に位置することと、を含む、
請求項１１に記載の垂直共振器面発光レーザーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願の実施例は、半導体の技術分野に関し、例えば垂直共振器面発光レーザー及び製造方法に関する。

【0002】

本願は、２０２１年１１月１１日に中国専利局に出願された、出願番号が２０２１１１３３１２９８．０である中国特許出願の優先権を主張し、上記出願の全ての内容は引用によって本願に組み込まれている。

【背景技術】

【0003】

垂直共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ、ＶＣＳＥＬ）は、ガリウム砒素半導体材料をベースに研究製造されたものであり、体積が小さく、閾値電流が低く、高変調周波数で、光ファイバと結合しやすいなどの利点があるため、光通信、光インターコネクション、及び光情報処理などの分野に適用可能なだけでなく、３Ｄ（３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ、三次元）認識における構造化光技術の光源として携帯電話、無人運転車両のレーザレーダなどの電子消費分野にも適用可能である。

【0004】

小サイズの垂直共振器面発光レーザーを実現するためには、垂直共振器面発光レーザーにおける発光ユニットの間のサイズを縮小し続ける必要がある。しかしながら、関連技術における垂直共振器面発光レーザーの構造配置に制限され、発光ユニットの間のサイズを縮小し続けることができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の実施例は、垂直共振器面発光レーザー及び製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願の実施例は、
基板と、
前記基板の表面に位置してアレイ配列される発光ユニットとを備え、
前記発光ユニットには、発光孔、貫通孔及び酸化トレンチが設けられており、前記発光孔は、光線を出射するために用いられ、前記貫通孔は、前記発光孔を取り囲んで設けられ、前記酸化トレンチは、前記発光孔を取り囲んで設けられ、
前記貫通孔と前記酸化トレンチのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの前記発光ユニットに共用される、垂直共振器面発光レーザーを提供する。

【0007】

本願の実施例は、
基板を提供することと、
前記基板の表面に、アレイ配列される発光ユニットを形成することと、を含み、
前記発光ユニットには、発光孔、貫通孔及び酸化トレンチが設けられており、前記発光孔は、光線を出射するために用いられ、前記貫通孔は、前記発光孔を取り囲んで設けられ、前記酸化トレンチは、前記発光孔を取り囲んで設けられ、
前記貫通孔と前記酸化トレンチのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの前記発光ユニットに共用される、垂直共振器面発光レーザーの製造方法をさらに提供する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】関連技術に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの平面図である。

【図2】関連技術に係る他の垂直共振器面発光レーザーの平面図である。

【図3】図１におけるＡ１－Ａ２方向の断面構造模式図である。

【図4】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの構造模式図である。

【図5】本願の実施例に係る他の垂直共振器面発光レーザーの構造模式図である。

【図6】本願の実施例に係る更なる垂直共振器面発光レーザーの平面図である。

【図7】図４～図６におけるＢ１－Ｂ２方向の断面構造模式図である。

【図8】図５及び図６におけるＢ３－Ｂ４方向の断面構造模式図である。

【図9】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法のフローの模式図である。

【図10】図９のステップ１２０に含まれるフローの模式図である。

【図11】図１０のステップ１２０３に含まれる１つのフローの模式図である。

【図12】図１０のステップ１２０４に含まれるフローの模式図である。

【図13】図１０のステップ１２０３に含まれる他のフローの模式図である。

【図14】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する１つの構造図である。

【図15】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図16】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図17】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図18】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図19】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図20】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図21】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【図22】本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する他の構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面及び実施例を参照しながら、本願についてさらに詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施例は、本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するものではないことを理解すべきである。なお、説明を容易にするために、図面には、全ての構造ではなく、本願に関連する一部のみを示している。

【0010】

上記背景技術に記載されている通り、関連技術における垂直共振器面発光レーザーの構造配置に制限され、発光ユニットの間のサイズは、縮小し続けることができない。図１は、関連技術に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの平面図である。図２は、関連技術に係る他の垂直共振器面発光レーザーの平面図である。図３は、図１におけるＡ１－Ａ２方向の断面構造模式図である。図１～図３を参照し、出願人が鋭意検討した結果、関連技術における垂直共振器面発光レーザーは、基板１０と、アレイ配列される発光ユニット２０とを備え、発光ユニット２０が基板１０又はエピタキシャル層（図示せず）の表面に位置し、各発光ユニット２０にいずれも発光孔２１、貫通孔２２及び酸化トレンチ２３が設けられていることを見出した。各発光ユニット２０にはいずれも、発光孔２１を取り囲む貫通孔２２及び酸化トレンチ２３が設けられており、貫通孔２２は、発光孔２１を取り囲んで設けられ、酸化トレンチ２３は、貫通孔２２を取り囲んで設けられる。発光ユニット２０の間に貫通孔２２が共用される状況は存在せず、かつ発光ユニット２０の間に酸化トレンチ２３が共用される状況はない。したがって、発光ユニット２０の間の空き領域の面積が比較的大きく、これにより、発光ユニット２０の間のサイズは、縮小し続けることができなくなる。図１には第１のパッド２５が示されていない。図３には、第１のパッド２５、第１のパッシベーション層２４、第１のパッド金属接触層２５ａ及び第２のパッド２９がさらに示されている。

【0011】

上記課題に対して、本願の実施例は、以下の技術案を提供する。
図４は、本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの構造模式図である。図５は、本願の実施例に係る他の垂直共振器面発光レーザーの構造模式図である。図４及び図５を参照し、該垂直共振器面発光レーザーは、基板１０と、基板１０の表面に位置してアレイ配列される発光ユニット２０と、を備え、そのうち、発光ユニット２０には、発光孔２１、貫通孔２２及び酸化トレンチ２３が設けられており、発光孔２１は、光線を出射するために用いられ、貫通孔２２は、発光孔２１を取り囲んで設けられ、酸化トレンチ２３は、発光孔２１を取り囲んで設けられ、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３は、少なくとも２つの発光ユニット２０に共用される。

【0012】

なお、貫通孔２２は、発光ユニット２０に電気信号を提供するパッドが置かれるために用いられる。そのうち、パッドは、Ｐ型パッド又はＮ型パッドであってよい。

【0013】

図４及び図５には、例示的に１６個の発光ユニット２０が示されている。貫通孔２２は発光孔２１を取り囲んで設けられる。図４を参照し、貫通孔２２は、少なくとも３つの発光ユニット２０に共用される。なお、図面に示されていないが、発光ユニット２０が１行又は１列となるものを備える場合、貫通孔２２は少なくとも２つの発光ユニット２０に共用される。

【0014】

図４及び図５を参照し、酸化トレンチ２３は、発光孔２１を取り囲んで設けられる。図４には、酸化トレンチ２３は、４つの発光ユニット２０に共用される。図５には、酸化トレンチ２３は、少なくとも３つの発光ユニット２０に共用される。なお、図面に示されていないが、発光ユニット２０が１行又は１列となるものを備える場合、酸化トレンチ２３は少なくとも２つの発光ユニット２０に共用される。

【0015】

本願の実施例に係る技術案においては、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が少なくとも２つの発光ユニット２０に共用されることは、発光ユニット２０の間に貫通孔２２が共用されることが存在しない、及び発光ユニット２０の間に酸化トレンチ２３が共用されないという技術案と比べて、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が異なる発光ユニット２０に共用され、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が発光ユニット２０の間の空き領域を占めることができ、発光ユニット２０の間のサイズが縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0016】

図６は、本願の実施例に係る更なる垂直共振器面発光レーザーの平面図である。図４～図６を参照し、一実施例において、同じ発光孔２１を取り囲む酸化トレンチ２３は、Ｓ個の酸化サブトレンチを備え、そのうち、Ｓの取り値が２以上の偶数を含み、及び／又は、同じ発光孔を取り囲む貫通孔２２は、Ｑ個のサブ位置規制孔を備え、そのうち、Ｑの取り値が２以上の偶数を含み、酸化サブトレンチとサブ位置規制孔との基板における投影面積には重なりがない。

【0017】

例示的には、図４を参照し、酸化トレンチ２３は、４つの酸化サブトレンチを備える。図５及び図６を参照し、酸化トレンチ２３は、６つの酸化サブトレンチを備える。図６を参照し、同じ発光孔２１を取り囲む貫通孔２２は、６つのサブ位置規制孔を備え、そのうち、酸化サブトレンチの境界と貫通孔２２の境界とは隙間を有し、即ち、酸化サブトレンチの基板１０における投影面積と、貫通孔２２の基板１０における投影面積とは重ならない。

【0018】

例えば、酸化トレンチ２３が１つの一体的なものである垂直共振器面発光レーザーと比べて、本願の実施例では、酸化トレンチ２３は、複数の離間された酸化サブトレンチとして構成され、酸化サブトレンチを発光ユニット２０の間の空き領域に設けることができ、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小され、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度がさらに高められた。貫通孔２２が１つの一体的なものである垂直共振器面発光レーザーと比べて、本願の実施例では、貫通孔２２は、複数の離間されたサブ位置規制孔として構成され、サブ位置規制孔を発光ユニット２０の間の空き領域に設けることができ、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度がさらに高められた。

【0019】

一実施例において、上記技術案に基づいて、図４～図６を参照し、Ｓ個の酸化サブトレンチは、同じ発光孔２１を周回する周方向に等間隔に設けられる。

【0020】

例えば、Ｓ個の酸化サブトレンチは、同じ発光孔２１を周回する周方向に等間隔に設けられ、酸化トレンチ２３におけるＳ個の酸化サブトレンチの配置の難度が簡単化された。

【0021】

一実施例において、上記技術案に基づいて、Ｑ個のサブ位置規制孔は、同じ発光孔２１を周回する周方向に等間隔に設けられる。

【0022】

例えば、サブ位置規制孔が同じ発光孔２１を周回する周方向に等間隔に設けられ、貫通孔２２におけるＱ個のサブ位置規制孔の配置の難度が簡単化された。

【0023】

一実施例において、上記技術案に基づいて、図６を参照し、同じ発光孔２１を周回する周方向には、同じ発光孔２１を取り囲む酸化サブトレンチと、同じ発光孔２１を取り囲むサブ位置規制孔とが、間隔的に設けられる。

【0024】

例えば、同じ発光孔２１を周回する周方向には、同じ発光孔２１を取り囲む酸化サブトレンチと、同じ発光孔２１を取り囲むサブ位置規制孔とが、間隔的に設けられ、貫通孔２２と酸化トレンチ２３とが共同に囲んで１つの発光孔２１をなし、酸化トレンチ２３が発光孔２１から離れた距離がさらに短縮され、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0025】

一実施例において、上記技術案に基づいて、図６を参照し、同じ発光孔２１を取り囲む酸化サブトレンチの発光孔２１に隣接する側と発光孔２１との間隔は、同じ発光孔２１を取り囲むサブ位置規制孔の発光孔２１に隣接する側と発光孔２１との間隔に等しい。

【0026】

例えば、酸化サブトレンチとサブ位置規制孔とを利用して共同に囲んで発光孔２１をなすことは、酸化トレンチ２３の発光孔２１に隣接する側と発光孔２１との間隔が貫通孔２２の発光孔２１に隣接する側と発光孔２１との間隔より大きいという技術案と比べて、本願の実施例に係る技術案が、酸化トレンチ２３が発光孔２１から離れた距離がさらに短縮され、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0027】

図７は、図４～図６におけるＢ１－Ｂ２方向の断面構造模式図である。図８は、図５及び図６におけるＢ３－Ｂ４方向の断面構造模式図である。なお、図４～図６の平面図には、第１のパッド２５が示されていない。一実施例において、上記技術案に基づいて、図７を参照し、発光ユニット２０は、基板１０の表面に位置する第１の反射ミラー２０ａと、第１の反射ミラー２０ａの基板１０から離れた表面に位置する活性層２０ｂと、活性層２０ｂの基板１０から離れた表面に位置し、基板１０から離れた表面に第２の反射ミラー２０ｃ、活性層２０ｂ及び一部の第１の反射ミラー２０ａを貫通する酸化トレンチ２３が設けられている第２の反射ミラー２０ｃと、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた側の表面並びに酸化トレンチ２３の底面及び側面を覆い、基板１０における投影に一部の第２の反射ミラー２０ｃが露出する貫通孔２２が設けられている第１のパッシベーション層２４と、第１のパッシベーション層２４の基板１０から離れた表面に位置し、貫通孔２２を介して第２の反射ミラー２０ｃに接続される第１のパッド２５と、を備える。

【0028】

例えば、第１のパッシベーション層２４は、第１のパッド２５と第１の反射ミラー２０ａとの間の電気的絶縁を実現可能である。一実施例において、基板１０の発光ユニット２０から離れた側に位置する第２のパッド２９がさらに備えられる。例示的には、第１のパッド２５がＰ型パッドである場合、第２のパッド２９はＮ型パッドである。第１のパッド２５がＮ型パッドである場合、第２のパッド２９はＰ型パッドである。第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃとは、屈折率が異なり、光学的厚さがいずれも４分の１波長の奇数倍である半導体材料が周期的に成長してなされることがわかる。活性層２０ｂは、量子井戸発光材料であり、それが電流信号の作用下で発光し、発光した光は、第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃとの間に反射された後に第２の反射ミラー２０ｃから出射される。本願の実施例は、図面に示された垂直共振器面発光レーザーが発光した光が第２の反射ミラー２０ｃから出射されるものを含む以外、垂直共振器面発光レーザーが発光した光が第１の反射ミラー２０ａから出射される技術案を含んでもよい。

【0029】

例えば、第１のパッド２５は、第１の電流信号を第２の反射ミラー２０ｃに印加し、そのうち、第１のオーミック接触層２７は、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた表面に形成され、即ち、第１のオーミック接触層２７は、第１のパッド２５と第２の反射ミラー２０ｃとの間に設けられる。各発光ユニット２０の第１の反射ミラー２０ａは、第２のパッド２９を介して第２の電流信号を取得する。電流信号の作用下で、活性層２０ｂは発光し、発光した光が、第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃとの間に反射された後に第２の反射ミラー２０ｃから出射される。図４及び図５に対応し、貫通孔２２が囲んだ領域は発光孔２１である。図６に対応し、貫通孔２２と酸化トレンチ２３が囲んだ領域は発光孔２１である。そのうち、本願の実施例において、第１のパッド２５及び第２の反射ミラー２０ｃに第１のパッドオーミック金属層が設けられておらず、第１のパッド金属接触層が占める水平方向の空間を省いて酸化トレンチ２３を収容するために用いることができ、酸化トレンチ２３が発光孔２１から離れた距離がさらに短縮され、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0030】

一実施例において、図７及び図８を参照し、上記技術案に基づいて、第１のパッシベーション層２４と第２の反射ミラー２０ｃとの間に位置し、貫通孔２２が貫通する第２のパッシベーション層２６がさらに備えられる。

【0031】

例えば、第２のパッシベーション層２６は、酸化トレンチ２３を形成している時に、発光ユニット２０に対応する膜層に対して保護作用を果たすことができる。なお、第１のパッシベーション層２４及び第２のパッシベーション層２６の厚さを制御することにより、第１のパッシベーション層２４及び第２のパッシベーション層２６は、発光ユニット２０が発光した光を透過することができる。

【0032】

一実施例において、第１のオーミック接触層２７が形成された後に、第２のパッシベーション層２６は、第１のパッシベーション層２４と第１のオーミック接触層２７との間に位置してもよい。

【0033】

一実施例において、上記技術案に基づいて、図７及び図８を参照し、第２の反射ミラー２０ｃ内に位置し、基板１０における投影が発光孔２１の基板１０における投影内に位置する酸化孔２８ａを囲んでなす酸化層２８ｂがさらに備えられる。

【0034】

例えば、酸化孔２８ａは酸化層２８ｂが囲んでなすものであり、アルミニウム組成層２８は酸化された後に酸化層２８ｂを形成し、酸化孔２８ａは、酸化されていないアルミニウム組成層である。そのうち、アルミニウム組成層はＡｌＡｓ又はＡｌＧａＡｓの層であってよい。そのうち、アルミニウム組成層におけるアルミニウム組成の割合は第２の反射ミラー２０ｃ内で最も高い。酸化孔２８ａの大きさは、発光孔２１における発光点の大きさを限定することができる。

【0035】

図９は本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法のフローの模式図である。図１４～図２２は、本願の実施例に係る１つの垂直共振器面発光レーザーの製造方法の各ステップに対応する構造図である。

【0036】

本願の実施例は、垂直共振器面発光レーザーの製造方法をさらに提供する。図９を参照し、該方法は以下のステップを含む。

【0037】

ステップ１１０において、基板を提供する。

【0038】

図１４を参照し、基板１０が提供される。基板１０は、半導体材料、例えばガリウム砒素半導体材料を選択することができる。

【0039】

ステップ１２０において、基板の表面にアレイ配列される発光ユニットを形成する。
そのうち、発光ユニットには、発光孔、貫通孔及び酸化トレンチが設けられており、発光孔は、光線を出射するために用いられ、貫通孔は、発光孔を取り囲んで設けられ、酸化トレンチは、発光孔を取り囲んで設けられ、貫通孔及び／又は酸化トレンチは、少なくとも２つの発光ユニットに共用される。

【0040】

図４～図６を参照し、基板にアレイ配列される発光ユニット２０である。発光ユニット２０には、発光孔２１、貫通孔２２及び酸化トレンチ２３が設けられており、発光孔２１は、光線を出射するために用いられ、貫通孔２２は、発光孔２１を取り囲んで設けられ、酸化トレンチ２３は、発光孔２１を取り囲んで設けられ、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３は、少なくとも２つの発光ユニット２０に共用される。

【0041】

例示的には、図４及び図５を参照し、図４及び図５には、例示的に１６個の発光ユニット２０が示されている。貫通孔２２は発光孔２１を取り囲んで設けられる。図４を参照し、貫通孔２２は、４つの発光ユニット２０に共用される。なお、図面に示されていないが、発光ユニット２０が１行又は１列となるものを備える場合、貫通孔２２は２つの発光ユニットに共用される。

【0042】

図４及び図５を参照し、酸化トレンチ２３は、発光孔２１を取り囲んで設けられる。図４において、酸化トレンチ２３は、４つの発光ユニット２０に共用される。図５において、酸化トレンチ２３は、３つの発光ユニット２０に共用される。なお、図面に示されていないが、発光ユニット２０が１行又は１列となるものを備える場合、酸化トレンチ２３は２つの発光ユニットに共用される。

【0043】

本願の実施例に係る技術案において、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が少なくとも２つの発光ユニット２０に共用されることは、発光ユニット２０の間に貫通孔２２が共用されることが存在しない、及び発光ユニット２０の間に酸化トレンチ２３が共用されないという技術案と比べて、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が異なる発光ユニット２０に共用され、貫通孔２２及び／又は酸化トレンチ２３が発光ユニット２０の間の空き領域を占めることができ、発光ユニット２０の間のサイズが縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0044】

図１０は、図９のステップ１２０に含まれるフローの模式図である。一実施例において、図１０を参照し、ステップ１２０において、基板の表面にアレイ配列される発光ユニットを形成することは、以下を含む。

【0045】

ステップ１２０１において、基板の表面に第１の反射ミラーを形成する。

【0046】

図１５を参照し、基板１０の表面に第１の反射ミラー２０ａが形成される。

【0047】

ステップ１２０２において、第１の反射ミラーの基板から離れた表面に活性層を形成する。

【0048】

図１６を参照し、第１の反射ミラー２０ａの基板１０から離れた表面に活性層２０ｂが形成される。

【0049】

ステップ１２０３において、活性層の基板から離れた表面に第２の反射ミラーを形成し、そのうち、第２の反射ミラーの基板から離れた表面には、第２の反射ミラー、活性層及び一部の第１の反射ミラーを貫通する酸化トレンチが設けられている。

【0050】

図１９を参照し、活性層２０ｂの基板１０から離れた表面に第２の反射ミラー２０ｃが形成され、そのうち、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた表面には、第２の反射ミラー２０ｃ、活性層２０ｂ及び一部の第１の反射ミラー２０ａを貫通する酸化トレンチ２３が設けられている。

【0051】

ステップ１２０４において、第２の反射ミラーの基板から離れた側の表面並びに酸化トレンチの底面及び側面に第１のパッシベーション層を形成する。
そのうち、第１のパッシベーション層の基板から離れた表面には貫通孔が設けられており、貫通孔の基板における投影に一部の第２の反射ミラーが露出する。

【0052】

図２１～２２を参照し、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた側の表面並びに酸化トレンチ２３の底面及び側面には第１のパッシベーション層２４が形成され、そのうち、第１のパッシベーション層２４の基板１０から離れた表面には、貫通孔２２が設けられており、貫通孔２２の基板１０における投影に一部の第１のオーミック接触層２７が露出する。第１のパッシベーション層２４は、第１のパッド２５と第１の反射ミラー２０ａとの間の電気的絶縁を実現可能である。

【0053】

ステップ１２０５において、第１のパッシベーション層の基板から離れた表面に第１のパッドを形成し、そのうち、第１のパッドが貫通孔を介して第２の反射ミラーに接続される。

【0054】

図７を参照し、第１のパッシベーション層の基板から離れた表面には第１のパッド２５が形成され、そのうち、第１のパッド２５が貫通孔２２を介して第２の反射ミラー２０ｃに接続される。

【0055】

そのうち、本願の実施例では、第１のパッド２５及び第２の反射ミラー２０ｃに第１のパッド金属接触層が設けられておらず、第１のパッド金属接触層が占める水平方向の空間を省いて酸化トレンチ２３を収容するために用いることができ、酸化トレンチ２３が発光孔２１から離れた距離がさらに短縮され、発光ユニット２０の間のサイズがさらに縮小されて、発光ユニット２０の密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0056】

一実施例において、図７を参照し、第１のパッド２５が形成された後に、さらに、基板１０の発光ユニット２０から離れた側の表面に第２のパッド２９を形成してもよい。

【0057】

第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃは、屈折率が異なり、光学的厚さがいずれも４分の１波長の奇数倍である半導体材料が周期的に成長してなされることがわかる。活性層２０ｂは、量子井戸発光材料であり、それが電流信号の作用下で発光し、発光した光は、第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃとの間で反射された後に、第２の反射ミラー２０ｃから出射される。本願の実施例は、図面に示された垂直共振器面発光レーザーが発光した光が第２の反射ミラー２０ｃから出射されるものを含む以外、垂直共振器面発光レーザーが発光した光が第１の反射ミラー２０ａから出射される技術案を含んでもよい。

【0058】

例えば、第１のパッド２５は、第１の電流信号を第２の反射ミラー２０ｃに印加し、そのうち、第１のオーミック接触層２７は、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた表面に形成され、即ち、第１のオーミック接触層２７は、第１のパッド２５と第２の反射ミラー２０ｃとの間に設けられる。各発光ユニット２０の第１の反射ミラー２０ａは、第２のパッド２９を介して第２の電流信号を取得する。電流信号の作用下で、活性層２０ｂは発光し、発光した光が、第１の反射ミラー２０ａと第２の反射ミラー２０ｃとの間で反射された後に第２の反射ミラー２０ｃから出射される。図４及び図５に対応し、貫通孔２２が囲んだ領域は発光孔２１である。図６に対応し、貫通孔２２と酸化トレンチ２３が囲んだ領域は発光孔２１である。

【0059】

図１１は、図１０のステップ１２０３に含まれる１つのフローの模式図である。一実施例において、図１１を参照し、ステップ１２０３において、活性層の基板から離れた表面に第２の反射ミラーを形成することは、以下を含む。

【0060】

ステップ１２０３１において、活性層の基板から離れた表面に第２の反射ミラーを形成する。

【0061】

図１７を参照し、活性層２０ｂの基板１０から離れた表面に第２の反射ミラー２０ｃが形成される。

【0062】

一実施例において、図１７を参照し、活性層２０ｂの基板１０から離れた表面に第２の反射ミラー２０ｃが形成された後に、さらに、第１のオーミック接触層２７を形成してもよい。例えば、第１のオーミック接触層２７は、第１のパッド２５と第２の反射ミラー２０ｃとの間が良好なオーミック接触を有することを実現可能である。

【0063】

ステップ１２０３２において、第２の反射ミラーの基板から離れた表面に第２のパッシベーション層を形成する。

【0064】

図１８を参照し、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた表面には第２のパッシベーション層２６が形成される。例えば、第２のパッシベーション層２６は、酸化トレンチ２３を形成している時に、発光ユニット２０に対応する膜層に対して保護作用を果たすことができる。

【0065】

ステップ１２０３３において、第２のパッシベーション層の基板から離れた表面に酸化トレンチを形成し、そのうち、酸化トレンチが第２のパッシベーション層、第２の反射ミラー、活性層及び一部の第１の反射ミラーを貫通する。

【0066】

図１９を参照し、第２のパッシベーション層２６の基板１０から離れた表面には酸化トレンチ２３が形成され、そのうち、酸化トレンチ２３が第２のパッシベーション層２６、第２の反射ミラー２０ｃ、活性層２０ｂ及び一部の第１の反射ミラー２０ａを貫通する。

【0067】

図１２は、図１０のステップ１２０４に含まれるフローの模式図である。相応的に、図１２を参照し、ステップ１２０４において、第２の反射ミラーの基板から離れた側の表面並びに酸化トレンチの底面及び側面に第１のパッシベーション層を形成することは、以下を含む。

【0068】

ステップ１２０４１において、第２のパッシベーション層の基板から離れた側の表面並びに酸化トレンチの底面及び側面に第１のパッシベーション層を形成する。

【0069】

図２１を参照し、第２のパッシベーション層２６の基板１０から離れた側の表面並びに酸化トレンチ２３の底面及び側面には第１のパッシベーション層２４が形成される。

【0070】

ステップ１２０４２において、第２のパッシベーション層及び第１のパッシベーション層の基板から離れた表面に貫通孔を形成する。
そのうち、貫通孔の基板における投影に一部の第２の反射ミラーが露出する。

【0071】

図２２を参照し、第２のパッシベーション層２６及び第１のパッシベーション層２４の基板１０から離れた表面には貫通孔２２が形成され、そのうち、貫通孔２２の基板１０における投影に一部の第１のオーミック接触層２７が露出する。

【0072】

図１３は、図１０のステップ１２０３に含まれる他のフローの模式図である。一実施例において、図１３を参照し、ステップ１２０３において、活性層の基板から離れた表面に第２の反射ミラーを形成することは、以下を含む。

【0073】

ステップ１２０３４において、活性層の基板から離れた表面に第２の反射ミラーを形成する。

【0074】

図１７を参照し、活性層２０ｂの基板１０から離れた表面には第２の反射ミラー２０ｃが形成される。そのうち、第２の反射ミラー２０ｃの内部にはアルミニウム組成層２８が含まれる。そのうち、アルミニウム組成層２８におけるアルミニウム組成の割合は第２の反射ミラー２０ｃ内で最も高い。

【0075】

ステップ１２０３５において、第２の反射ミラーの基板から離れた表面に第２のパッシベーション層を形成する。

【0076】

図１８を参照し、第２の反射ミラー２０ｃの基板１０から離れた表面には第２のパッシベーション層２６が形成される。

【0077】

ステップ１２０３６において、第２のパッシベーション層の基板から離れた表面に酸化トレンチを形成し、そのうち、酸化トレンチが第２のパッシベーション層、第２の反射ミラー及び活性層を貫通する。

【0078】

図１９を参照し、第２のパッシベーション層２６の基板１０から離れた表面には酸化トレンチ２３が形成され、そのうち、酸化トレンチ２３が第２のパッシベーション層２６、第２の反射ミラー２０ｃ及び活性層２０ｂを貫通する。

【0079】

ステップ１２０３７において、酸化工程により、第２の反射ミラー内に、酸化孔を囲んでなす酸化層を形成し、そのうち、酸化孔の基板における投影が発光孔の基板における投影内に位置する。

【0080】

図２０を参照し、酸化工程により、第２の反射ミラー２０ｃ内には、酸化孔２８ａを囲んでなす酸化層２８ｂが形成され、そのうち、酸化孔２８ａの基板１０における投影は、発光孔２１の基板１０における投影内に位置する。例えば、アルミニウム組成層２８は酸化された後に酸化層２８ｂを形成し、酸化孔２８ａは、酸化されていないアルミニウム組成層２８である。そのうち、アルミニウム組成層２８はＡｌＡｓ又はＡｌＧａＡｓの層であってよい。酸化孔２８ａの大きさは、発光孔２１における発光点の大きさを限定することができる。

【0081】

本願の実施例に係る技術案では、貫通孔及び／又は酸化トレンチが少なくとも２つの発光ユニットに共用されることは、発光ユニットの間に貫通孔が共用されることが存在しない、及び発光ユニットの間に酸化トレンチが共用されないという技術案と比べて、貫通孔及び／又は酸化トレンチが異なる発光ユニットに共用され、貫通孔及び／又は酸化トレンチが発光ユニットの間の空き領域を占めることができ、発光ユニットの間のサイズが縮小されて、発光ユニットの密度及び垂直共振器面発光レーザーが発光する電力密度が高められた。

【0082】

上記は、本願のいくつかの実施例及び運用される技術原理に過ぎないことを注意されたい。当業者は、本願がここに記載された特定の実施例に限定されず、当業者として、本願の保護範囲から逸脱することなく、各種の明らかな変化、再調整及び置換を行うことができることを理解すべきである。従って、以上の実施例により本願を比較的詳細に説明したが、本願は、以上の実施例のみに限定されず、本発明の構想から逸脱しない限り、他の均等な実施例をより多く含んでもよく、本願の範囲は添付された特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【国際調査報告】