垂直共振腔面发射激光结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112117638A(43)申请公布日2020.12.22(21)申请号201910544607.9(22)申请日2019.06.21(71)申请人光环科技股份有限公司地址中国台湾新竹市(72)发明人吴衍祥林佳裕陈志诚(74)专利代理机构北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司11139代理人孙皓晨(51)Int.Cl.H01S5/183(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称垂直共振腔面发射激光结构(57)摘要一种垂直共振腔面发射激光(VCSEL)结构，在光窗周围的第二镜层中设置燃气炉状结构的离子注入区，藉以在离子注入区的内、外缘之间保留数条导电通道，让金属层内缘部的孔径(也就是光窗孔径)得以放大且不损失电阻。不仅可移除掉遮光效应、保留频谱宽抑制的功能，且传输眼图与光电曲线线性度等各种光电特性都得到提升，高速传输特性亦更佳优化。CN112117638ACN112117638A权利要求书1/2页1.一种垂直共振腔面发射激光结构，包括：一基底；一第一镜层，位于该基底之上；一活化层，位于该第一镜层上；一第二镜层，位于活化层上且具有一上表面；一氧化层，夹设于该第二镜层内，该氧化层具有一中央通孔；一凸台区域，位于该基底之上、且是由至少一部分之该第一镜层、该活化层、该第二镜层以及该氧化层所组构而成；于该凸台区域的一顶面的一中央处具有一光窗，该光窗是对应于该中央通孔；一沟槽，环绕于该凸台区域的外周缘的至少一部份；该沟槽是由该凸台区域的该顶面由上向下至少贯穿该第二镜层、该氧化层与该活化层而延伸入该第一镜层；并且，于该沟槽中填充有一介电材料；一金属层，位于该凸台区域之该顶面上、并环绕于该光窗的外周缘、且至少有一内缘部是接触于该第二镜层的该上表面；该光窗的一直径是由该金属层的该内缘部的一内径所定义；以及一离子注入区，至少位于该凸台区域内；其特征在于：该离子注入区是藉由在该第二镜层注入多数不导电粒子所构成之绝缘区域；该离子注入区是从该第二镜层的该上表面向下延伸入该第二镜层一预定深度，并且，位于该凸台区域内的该离子注入层是位于该光窗与该沟槽之间、且是环绕于该光窗的外周缘的至少一部份；该离子注入区由俯视图观之系具有一圆弧状内缘、一圆弧状外缘、以及至少一导电通道自该圆弧状内缘朝向该圆弧状外缘方向向外延伸一预定长度，使该导电通道的一外端部至少向外超过该金属层的该内缘部的外侧；于该导电通道处没有注入该不导电粒子，所以让位于该导电通道处上方的该金属层得以直接接触到该第二镜层的该上表面；该离子注入区的该圆弧状内缘的直径小于该金属层的该内缘部的该内径，亦即，该圆弧状内缘的直径小于该光窗的该直径。2.如权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光结构，其特征在于，该不导电粒子是质子(Proton)或氧离子。3.如权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光结构，其特征在于，该离子注入区的该圆弧状内缘的直径小于该氧化层之该中央通孔的直径；该光窗的该直径是大于该氧化层之该中央通孔的直径。4.如权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光结构，其特征在于，该离子注入区具有多个所述导电通道，且各个所述导电通道是贯通于该圆弧状内缘与该圆弧状外缘之间；由俯视图观之，多个所述导电通道将该离子注入区切割为多个分离之扇形区域而类似一燃气炉架结构。5.如权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光结构，其特征在于：该垂直共振腔面发射激光结构更包括有一绝缘层及一出光层；该绝缘层覆盖于该凸台区域之一外表面的至少一部份，且该金属层是暴露于该绝缘层之外；该出光层位于该凸台区域之该顶面的该光窗上；2CN112117638A权利要求书2/2页该第一镜层是一n型分布式布拉格反射镜层(distributedBraggreflector；简称DBR)，且该第二镜层是一p型分布式布拉格反射镜层；该第一镜层与该第二镜层之材质包含有不同铝摩尔百分比之砷化铝镓(AlGaAs)，并且，该氧化层在第二镜层中是具有相对最高摩尔百分比的铝；该氧化层至少是由该沟槽的内周缘朝向该凸台区域之中央水平延伸至该中央通孔外缘为止；以及该介电材料是低介电性质的聚合物材料。6.如权利要求1所述的垂直共振腔面发射激光结构，其特征在于：该氧化层的该中央通孔的直径是介于5μm至15μm之间；该金属层的该内缘部的该内径是介于8μm至20μm之间；该离子注入区的该预定深度是介于1μm至4μm之间；该离子注入区的该圆弧状内缘的直径是介于4μm至14μm之间；该离子注入区的该圆弧状外缘的直径是介于20μm至40μm之间；该离子注入区的该导电通道的宽度是介于1μm至5μm之间。3CN112117638A说明书1/7页垂直共振腔面发射激光结构技术领域[0001]本发明系有关于一种垂直