全文摘要
本实用新型提供一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其包括：第一发光芯片以及与第一发光芯片同步或者异步工作的第二发光芯片；第一发光芯片和第二发光芯片位于衬底层的正面，任一发光芯片包括自上而下依次层叠设置的：上DBR层、有源层以及下DBR层，第一发光芯片具有与其上DBR层电连接的第一电极，第二发光芯片具有与其上DBR层电连接的第二电极，第一电极和第二电极之间设置有第一绝缘层，衬底层的背面还设置有背电极。本实用新型通过设置可同步或者异步工作第一发光芯片和第二发光芯片，可实现光强度的调节，且有利于节约能源。同时，本实用新型通过对第一发光芯片和第二发光芯片的排布进行优化设置，有利于独立或组合实现均匀发光。
主设计要求
1.一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵包括：第一发光芯片以及与所述第一发光芯片同步或者异步工作的第二发光芯片；所述第一发光芯片和第二发光芯片位于衬底层的正面，所述任一发光芯片包括自上而下依次层叠设置的：上DBR层、有源层以及下DBR层，所述第一发光芯片具有与其上DBR层电连接的第一电极，所述第二发光芯片具有与其上DBR层电连接的第二电极，所述第一电极和第二电极之间设置有第一绝缘层，所述衬底层的背面还设置有背电极。
设计方案
1.一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵包括：第一发光芯片以及与所述第一发光芯片同步或者异步工作的第二发光芯片；
所述第一发光芯片和第二发光芯片位于衬底层的正面，所述任一发光芯片包括自上而下依次层叠设置的：上DBR层、有源层以及下DBR层，所述第一发光芯片具有与其上DBR层电连接的第一电极，所述第二发光芯片具有与其上DBR层电连接的第二电极，所述第一电极和第二电极之间设置有第一绝缘层，所述衬底层的背面还设置有背电极。
2.根据权利要求1所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述第一电极、第一绝缘层、第二电极具有避让所述第一发光芯片的上DBR层发光面的第一镂空结构。
3.根据权利要求2所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述第一电极、第一绝缘层、第二电极具有避让所述第二发光芯片的上DBR层发光面的第二镂空结构。
4.根据权利要求3所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述第一发光芯片和第二发光芯片的表面，并具有避让所述第一发光芯片和第二发光芯的上DBR层发光面的第三镂空结构。
5.根据权利要求1所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述第一电极和第二电极为金属薄膜电极。
6.根据权利要求1所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述第一发光芯片为多个，多个第一发光芯片以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层上，多个第一发光芯片所占据区域的面积与所述衬底层上表面的面积相一致。
7.根据权利要求6所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，多个第一发光芯片以规则方式分布时，多个第一发光芯片以阵列方式进行排布。
8.根据权利要求1或6所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述第二发光芯片为多个，多个第二发光芯片以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层上，多个第二发光芯片所占据区域的面积与所述衬底层上表面的面积相一致。
9.根据权利要求8所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，多个第二发光芯片以规则方式分布时，多个第二发光芯片以阵列方式进行排布。
10.根据权利要求1所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵为适用于红外、可见、紫外光波段面光源VCSEL中的任一种。
11.根据权利要求1所述的空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其特征在于，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵为适用于无偏振控制或偏振控制的面光源结构。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种空间重叠多电极控制 VCSEL列阵。
背景技术
随着3D呈像、激光雷达等技术和应用的发展，垂直腔面发射激光器 (VCSEL)受到人们越来越多的关注。VCSEL结构是通过外延生长和电极工艺制备的二极管。二极管的一端在外延面，一端在衬底面。根据需要，可设置多个VCSEL结构的发光点，以满足实际的发光需求。然而，现有的产品中，多个VCSEL结构的发光点同步驱动发光，如此无法实现发光强度的调节，且不利于节约电能。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其包括：第一发光芯片以及与所述第一发光芯片同步或者异步工作的第二发光芯片；
所述第一发光芯片和第二发光芯片位于衬底层的正面，所述任一发光芯片包括自上而下依次层叠设置的：上DBR层、有源层以及下DBR层，所述第一发光芯片具有与其上DBR层电连接的第一电极，所述第二发光芯片具有与其上DBR层电连接的第二电极，所述第一电极和第二电极之间设置有第一绝缘层，所述衬底层的背面还设置有背电极。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述第一电极、第一绝缘层、第二电极具有避让所述第一发光芯片的上DBR层发光面的第一镂空结构。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述第一电极、第一绝缘层、第二电极具有避让所述第二发光芯片的上DBR层发光面的第二镂空结构。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述第一发光芯片和第二发光芯片的表面，并具有避让所述第一发光芯片和第二发光芯的上DBR层发光面的第三镂空结构。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述第一电极和第二电极为金属薄膜电极。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述第一发光芯片为多个，多个第一发光芯片以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层上，多个第一发光芯片所占据区域的面积与所述衬底层上表面的面积相一致。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，多个第一发光芯片以规则方式分布时，多个第一发光芯片以阵列方式进行排布。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述第二发光芯片为多个，多个第二发光芯片以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层上，多个第二发光芯片所占据区域的面积与所述衬底层上表面的面积相一致。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，多个第二发光芯片以规则方式分布时，多个第二发光芯片以阵列方式进行排布。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵为适用于红外、可见和紫外光波段面光源VCSEL 中的任一种。
作为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的改进，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵为适用于无偏振控制或偏振控制的面光源结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置可同步或者异步工作第一发光芯片和第二发光芯片，可实现光强度的调节，且有利于节约能源。同时，本实用新型通过对第一发光芯片和第二发光芯片的排布进行优化设置，有利于实现均匀发光。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵一具体实施方式的层结构示意图；
图2至图4为本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL列阵的制备方法的工艺原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供一种空间重叠多电极控制VCSEL列阵，其包括：第一发光芯片1以及与所述第一发光芯片1同步或者异步工作的第二发光芯片2。所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵可适用于任何波长段，任何半导体材料体系的面发射激光器。例如，所述空间重叠多电极控制VCSEL 列阵为适用于红外、可见和紫外波段面光源VCSEL中的任一种。且适用于随机偏振结构，或偏振控制的面光源结构。
从而，当需要足够的发光强度时，可使得第一发光芯片1和第二发光芯片2同时工作。当不需要全部发光时，可使得第一发光芯片1或者第二发光芯片2单独发光。
所述第一发光芯片1和第二发光芯片2位于衬底层11的正面，所述任一发光芯片包括自上而下依次层叠设置的：上DBR层3、有源层4以及下DBR 层5。所述衬底层11的背面还设置有背电极6。
为了实现所述第一发光芯片1和第二发光芯的同步或者异步工作，所述第一发光芯片1具有与其上DBR层3电连接的第一电极7，所述第二发光芯片2具有与其上DBR层3电连接的第二电极8。所述第一电极7和第二电极 8之间设置有第一绝缘层9。优选地，所述第一电极7和第二电极8为金属薄膜电极。
从而，通过第一电极7对第一发光芯片1供电，同时通过第二电极8对第二发光芯片2供电时，可实现第一发光芯片1和第二发光芯片2的同时工作。通过第一电极7对第一发光芯片1供电，或者通过第二电极8对第二发光芯片2供电时，可实现第一发光芯片1和第二发光芯片2的异步工作。
为了便于所述第一发光芯片1和第二发光芯片2的发光，所述第一电极7、第一绝缘层9、第二电极8具有避让所述第一发光芯片1的上DBR层3发光面的第一镂空结构。同时，所述第一电极7、第一绝缘层9、第二电极8具有避让所述第二发光芯片2的上DBR层3发光面的第二镂空结构。
进一步地，所述空间重叠多电极控制VCSEL列阵还包括第二绝缘层10，所述第二绝缘层10覆盖所述第一发光芯片1和第二发光芯片2的表面，并具有避让所述第一发光芯片1和第二发光芯的上DBR层3发光面的第三镂空结构。
当所述第一发光芯片1和第二发光芯片2为多个时，为了实现空间重叠多电极控制VCSEL列阵的均匀发光，多个第一发光芯片1以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层11上，多个第一发光芯片1所占据区域的面积与所述衬底层11上表面的面积相一致。相应的，多个第二发光芯片2以规则或者不规则的方式分布于所述衬底层11上，多个第二发光芯片2所占据区域的面积与所述衬底层11上表面的面积相一致。此时，第一发光芯片1和第二发光芯片2彼此隔离设置。
在一个实施方式中，多个第一发光芯片1以规则方式分布时，多个第一发光芯片1和第二发光芯片2以阵列方式进行排布，所述阵列可以为方形矩阵也可以为圆形矩阵。当以方形阵列排布时，第一发光芯片1之间的间距大于或者小于第二发光芯片2之间的间距。当以圆形阵列排布时，两个阵列的圆心距存在差异。
如图2至图4所示，下面，对本实用新型的空间重叠多电极控制VCSEL 列阵的制备方法进行介绍。所述制备方法包括如下步骤：
S1、通过金属有机化学气象沉积在半导体衬底上外延生长激光器的材料结构。并通过光刻和刻蚀的方式在外延片表面定义出激光器的台面结构；
S2、制备第一层互联金属：通过沉积的方式在激光器台面上覆盖一层SiO2<\/sub>或Si3<\/sub>N4<\/sub>介质材料4。并在台面顶部开出电极窗口；在表面沉积第一层Ti\/Pt\/Au 金属薄膜5。为使第一层电极仅与台面A相连，不与台面B电连通，将台面 B上的电极通过光刻腐蚀的方式去除。台面A仅将出光窗口处的金属去除，而电极可以与台面顶部接触，形成导电通道；
S3、制备第二层互联金属，通过沉积的方式在激光器台面上覆盖第二层 SiO 2<\/sub>或Si3<\/sub>N4<\/sub>介质材料6。并在台面顶部开出电极窗口；在表面沉积第二层 Ti\/Pt\/Au金属薄膜。为使第二层电极仅与台面B相连，不与台面A电连通，将B台面上的电极通过光刻腐蚀的方式去除，台面B仅将出光窗口处的金属去除，而电极可以与台面顶部接触，形成导电通道。
综上所述，本实用新型通过设置可同步或者异步工作第一发光芯片和第二发光芯片，可实现光强度的调节，且有利于节约能源。同时，本实用新型通过对第一发光芯片和第二发光芯片的排布进行优化设置，有利于实现均匀发光。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822269587.2
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209561863U
授权时间:20191029
主分类号:H01S 5/40
专利分类号:H01S5/40;H01S5/42;H01S5/042
范畴分类:38H;
申请人:苏州长光华芯光电技术有限公司
第一申请人:苏州长光华芯光电技术有限公司
申请人地址:215163 江苏省苏州市高新区科技城昆仑山路189号2幢（长光华芯）
发明人:王俊;谭少阳;荣宇峰
第一发明人:王俊
当前权利人:苏州长光华芯光电技术有限公司
代理人:杨淑霞
代理机构:32293
代理机构编号:苏州国诚专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：面光源论文;