垂直腔面發射激光器器件的寄生電容控制的電鍍溝槽的制作方法

本公開總體涉及垂直腔表面發射激光器(vcsel)器件和具有分段氧化溝槽的vcsel器件，分段氧化溝槽具有相應電鍍島。

背景技術：

1、vcsel是一種半導體激光二極管(例如激光諧振器)，其激光束發射垂直于器件的頂面或底面。vcsel通常包括平行于晶片表面布置的兩個分布式布拉格反射(dbr)鏡，在這兩個dbr鏡之間布置有有源區。有源區包括用于產生激光的一個或多個量子阱。由于vcsel優于其他類型的激光器，因此被廣泛用于各種應用中，例如數據通信、感測和光學互連。例如，vcsel通常具有較低的功耗(例如，vcsel需要比其他類型的激光器低得多的功率來操作，使它們更節能和更具成本效益)，能夠高速操作(例如，使vcsel成為數據通信和需要快速信號傳輸的其他應用的理想選擇)，具有窄光束發散度(例如，vcsel的窄光束發散度允許與光纖和其他部件的高耦合效率，使vcsel更容易集成到光學系統中)，并且具有高可靠性(例如，vcsel具有長的工作壽命，并且比其他類型的激光器更不容易出故障)。

技術實現思路

1、在一些實施方式中，一種vcsel器件包括具有主表面的器件結構，其中器件結構包括堆疊結構，堆疊結構包括：第一dbr鏡；布置在第一dbr鏡上的第二dbr鏡；有源層，其包括一個或多個量子阱并配置成產生激光，其中有源層布置在第一dbr鏡和第二dbr鏡之間；和氧化層，其布置在有源層和第二dbr鏡之間，其中氧化層包括穿過氧化層形成的氧化物孔徑，用于限制流向有源層的電流，有源層產生光以形成激光束；多個分段氧化溝槽，其從主表面延伸到器件結構中以暴露用于形成氧化物孔徑的氧化的氧化層，其中多個分段氧化溝槽圍繞器件結構的其中形成氧化物孔徑的器件區域的外圍布置；以及多個電鍍島，其在空間上彼此分離，其中多個電鍍島中的每個電鍍島垂直延伸到多個分段氧化溝槽中的相應分段氧化溝槽中，并密封相應分段氧化溝槽以防止氧化層的進一步氧化。

2、在一些實施方式中，一種vcsel器件包括具有主表面的堆疊結構，其中堆疊結構包括：第一dbr鏡；布置在第一dbr鏡上的第二dbr鏡；有源層，其包括一個或多個量子阱并配置成產生激光，其中有源層布置在第一dbr鏡和第二dbr鏡之間；和氧化物層，其布置在有源層和第二dbr鏡之間，其中氧化物層包括穿過氧化物層形成的氧化物孔徑，用于限制流入有源層的電流，有源層產生光以形成激光束；多個分段氧化溝槽，其從主表面延伸到堆疊結構中以暴露用于形成氧化物孔徑的氧化的氧化物層，其中多個分段氧化溝槽布置在堆疊結構的其中形成氧化物孔徑的器件區域的外圍；以及多個電鍍島，其在空間上彼此分離，其中多個電鍍島中的每個電鍍島垂直延伸到多個分段氧化溝槽中的相應分段氧化溝槽中，并密封相應分段氧化溝槽以防止氧化層的進一步氧化。

3、在一些實施方式中，一種形成vcsel器件的方法包括：形成包括主表面的堆疊結構，其中堆疊結構包括：第一dbr鏡；布置在第一dbr鏡上的第二dbr鏡；有源層，其包括一個或多個量子阱并配置成產生激光，其中有源層布置在第一dbr鏡和第二dbr鏡之間；和氧化物層，其布置在有源層和第二dbr鏡之間；形成多個分段氧化溝槽，其從主表面延伸到堆疊結構中以暴露用于形成氧化物孔徑的氧化的氧化物層，氧化物孔徑延伸穿過氧化物層的厚度尺寸，其中氧化物孔徑配置為限制電流流入有源層，有源層產生光以形成激光束，其中，多個分段氧化溝槽布置在堆疊結構的其中形成氧化物孔徑的器件區域的外圍；以及形成多個電鍍島，其在空間上彼此分離，其中多個電鍍島中的每個電鍍島垂直延伸到多個分段氧化溝槽中的相應分段氧化溝槽中，并密封相應分段氧化溝槽以防止氧化層的進一步氧化。

技術特征：

1.一種垂直腔表面發射激光器(vcsel)器件，包括：

2.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島中的每個電鍍島在所述主表面上從所述相應分段氧化溝槽橫向延伸，以密封相應分段氧化溝槽。

3.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島中的每個電鍍島形成在圍繞所述相應分段氧化溝槽的邊緣區域的主表面上，以密封相應分段氧化溝槽。

4.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個分段氧化溝槽圍繞所述器件區域的外圍以不連續弧形布置。

5.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島圍繞所述器件區域的外圍以不連續弧形布置。

6.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島的尺寸被設計成減小所述vcsel的寄生電容。

7.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島的尺寸被設計成增加所述vcsel的帶寬。

8.根據權利要求1所述的vcsel，其中，所述電流配置成通過所述第二dbr并且通過所述氧化物孔徑而被注入所述有源層，以激發有源層的活性材料來產生所述光。

9.根據權利要求8所述的vcsel，其中，所述光配置成穿過所述氧化物孔徑并作為所述激光束從所述主表面出射。

10.一種垂直腔表面發射激光器(vcsel)器件，包括：

11.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島中的每個電鍍島在所述主表面上從所述相應分段氧化溝槽橫向延伸，以密封相應分段氧化溝槽。

12.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島中的每個電鍍島形成在圍繞所述相應分段氧化溝槽的邊緣區域的主表面上，以密封相應分段氧化溝槽。

13.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個分段氧化溝槽圍繞所述器件區域的外圍以不連續弧形布置。

14.根據權利要求13所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島圍繞所述器件區域的外圍以不連續弧形布置。

15.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島的尺寸被設計成減小所述vcsel的寄生電容。

16.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個電鍍島的尺寸被設計成增加所述vcsel的帶寬。

17.根據權利要求10所述的vcsel，其中，所述多個分段氧化溝槽和所述多個電鍍島圍繞所述器件區域的外圍周向布置。

18.根據權利要求17所述的vcsel，其中，所述光被橫向限制在所述器件區域內。

19.一種形成垂直腔面發射激光器(vcsel)器件的方法，包括：

20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述多個電鍍島中的每個電鍍島形成在圍繞所述相應分段氧化溝槽的邊緣區域的主表面上，以密封相應分段氧化溝槽。

技術總結
一種垂直腔表面發射激光器(VCSEL)器件包括第一分布式布拉格反射器(DBR)鏡；布置在第一DBR鏡上的第二DBR鏡；布置在第一DBR鏡和第二DBR鏡之間的有源層；以及布置在有源層和第二DBR鏡之間的氧化層。氧化層包括穿過氧化層形成的氧化物孔徑。多個分段氧化溝槽布置在形成氧化物孔徑的區域周圍，并延伸到堆疊結構中以暴露用于形成氧化物孔徑的氧化的氧化層。多個電鍍島在空間上彼此分離。每個電鍍島垂直延伸到多個分段氧化溝槽中的相應分段氧化溝槽中，并密封相應分段氧化溝槽，以防止氧化層的進一步氧化。

技術研發人員：C-Y·魯,A·袁,S·戈什達斯蒂德爾,朱葉雨
受保護的技術使用者：朗美通經營有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21