一种差异性亮点的VCSEL阵列的制作方法

一种差异性亮点的vcsel阵列
技术领域
1.本实用新型属于半导体技术领域，具体涉及一种差异性亮点的vcsel阵列。


背景技术：

2.垂直腔面发射激光器(vcsel)因为其具有低成本、低阈值、高速率和低功耗等优点在光通信、光探测等领域具有广泛的应用。常见的，多个vcsel器件集成为二维阵列，其中vcsel结构以单一化设计以达到光型均一化，并致力于通过结构设计提升vcsel阵列的发光均匀性。
3.但是，在一些应用中，光型均一化是不希望的。如何实现vcsel阵列中的差异性发光成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种差异性亮点的vcsel阵列。
5.为了实现以上目的，本实用新型的技术方案为：
6.一种差异性亮点的vcsel阵列，包括vcsel芯片和金属传导条，金属传导条的一端设有外接垫；vcsel芯片包括若干线性排列的vcsel元件，金属传导条对应位于线性排列的vcsel元件之上，且与所述vcsel元件电连接；其中，所述金属传导条一一开设有所述vcsel元件的发光孔，至少一相邻发光孔之间的金属传导条区域的厚度不一致。
7.可选的，所述金属传导条的厚度至少在一相邻发光孔之间的区域发生台阶式改变。
8.可选的，沿所述金属传导条延伸方向，所述金属传导条的厚度在每一相邻发光孔之间的区域发生台阶式递变以使所述若干vcsel元件的光功率发生渐变。
9.可选的，向靠近所述连接垫方向，所述金属传导条的厚度在每一相邻发光孔之间的区域发生台阶式递增。
10.可选的，所述金属传导条包括叠加的多个金属层，相邻发光孔之间的区域的金属层层数改变。
11.可选的，所述台阶式改变的位置位于所述相邻发光孔之间的区域的中间。
12.可选的，所述金属传导条上的发光孔的孔径相同，且孔径小于或等于所述金属传导条的宽度。
13.可选的，包括若干所述金属传导条，且若干所述金属传导条平行设置；相邻金属传导条的外接垫位于相反端。
14.可选的，所述vcsel元件由下至上包括第一电极层、衬底层、外延层以及第二电极层；所述第二电极层为环状电极，并与所述金属传导条相接触。
15.本实用新型的有益效果为：
16.(1)若干vcsel元件线性排列且电连接一金属传导条，通过使相邻vcsel元件的发光孔之间的金属传导条区域的厚度发生变化，借由不同厚度产生不同电阻的传导层，在相
同电流下因阻值不同产生亮点的变化，通过电流传导分布的设计可得到分区式、渐变式等具有差异性亮点的vcsel阵列，增加模块在应用上的多变性；
17.(2)传导层厚度的改变不产生额外面积占用，并且具有较好的传导速率，改善了电流拥挤效应，通电后不容易发热。
附图说明
18.图1为实施例1的差异性亮点的vcsel阵列的结构俯视示意图；
19.图2为图1的a-a’截面示意图；
20.图3为图2的金属堆栈示意图；
21.图4为实施例2的差异性亮点的vcsel阵列的结构截面示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步解释。本实用新型的各附图仅为示意以更容易了解本实用新型，其具体比例以及数量可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系以及正面/背面的定义，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。
23.实施例1
24.参考图1至图2，实施例1的差异性亮点的vcsel阵列100包括vcsel芯片1和金属传导条2，金属传导条2的一端设有外接垫3。vcsel芯片包括若干线性排列的vcsel元件，形成vcsel线性阵列，金属传导条2对应位于vcsel线性阵列之上并与线性阵列中的vcsel元件电连接，且一一对应的开设有vcsel元件的发光孔4。其中，向靠近连接垫 3方向，金属传导条2的厚度在每一相邻发光孔4之间的区域发生台阶式递增，即在每一相邻发光孔4之间的区域发生台阶式厚度增加，形成一个厚度的台阶2a，且台阶2a位于相邻发光孔4之间的区域的中间位置，从而，每个发光孔4外围的金属传导条2的厚度不一样，且沿线性阵列的排列逐渐增加，根据r＝p*l/a，产生不同的阻抗，让在小电流时在导通时因不同阻值，vcsel线性阵列中的vcsel元件的光功率发生渐变，从而产生渐变式亮点。
25.参考图3，其实现方式，可采用多任务的黄光还有金属蒸镀与金属蒸镀剥离工艺,于黄光设计进行不同尺寸的蒸镀图形及金属蒸镀工艺，即金属蒸镀堆栈的方式，金属传导条2包括叠加的多个金属层21，在相邻发光孔之间的区域中部的金属层层数改变而形成台阶2a，层数逐渐递增，即可产生厚度的阶梯式改变。金属传导条2的材料可以是例如ti/pt/tiw/au 等，每一金属层21的厚度(即台阶高度)例如可以是0.2-0.5μm。
26.进一步，金属传导条2上的发光孔4的孔径相同，且孔径小于等于金属传导条2的宽度，即发光孔4与金属传导条2的宽度边缘可以具有一定的距离或者相切。
27.习知的，vcsel芯片是采用半导体技术在衬底层上生长外延层，外延层例如包括下 dbr、有源层和上dbr，然后通过台面蚀刻、湿法氧化等工艺分隔成多个vcsel元件并定义出发光点孔径，再于顶面和底面沉积金属形成第一电极和第二电极得到。每个vcsel元件由下至上包括第一电极层、衬底层、外延层以及第二电极层，第二电极层为环状电极，环状电极内部为与发光孔4对应的发光区域。环状电极与金属传导条2相接触，通过上述位于中部的
台阶设计，每一vcsel元件的环状电极接触的金属传导条2部分的厚度相同，不同 vcsel元件的环状电极接触的金属传导条2部分的厚度不同，在相同电流下可因金属厚度不同的因素产生差异性光点变化的效果。
28.本实施例中，vcsel芯片包括多个vcsel元件的线性阵列，形成矩阵式排列，每一线性阵列对应一金属传导条2，即多个金属传导条2平行设置，且相邻金属传导条2的外接垫 3位于相反端。
29.实施例2
30.参考图4，实施例2的差异性亮点的vcsel阵列200与实施例1的差别在于，金属传导条2’在每间隔3个vcsel元件之后其厚度进行一次台阶式递增，实现分区式亮点效果。
31.此外，根据实际需求，搭配不同图型设计与多层次的黄光跟金属蒸镀堆栈的方式使金属传导条的厚度发生改变，从而制作出具有差异的电流传导路径，也可实现其他具有差异性亮点效果的vcsel阵列。
32.上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种差异性亮点的vcsel阵列，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。


技术特征：
1.一种差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：包括vcsel芯片和金属传导条，金属传导条的一端设有外接垫；vcsel芯片包括若干线性排列的vcsel元件，金属传导条对应位于线性排列的vcsel元件之上，且与所述vcsel元件电连接；其中，所述金属传导条一一开设有所述vcsel元件的发光孔，至少一相邻发光孔之间的金属传导条区域的厚度不一致。2.根据权利要求1所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：所述金属传导条的厚度至少在一相邻发光孔之间的区域发生台阶式改变。3.根据权利要求2所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：沿所述金属传导条延伸方向，所述金属传导条的厚度在每一相邻发光孔之间的区域发生台阶式递变以使若干vcsel元件的光功率发生渐变。4.根据权利要求3所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：向靠近所述连接垫方向，所述金属传导条的厚度在每一相邻发光孔之间的区域发生台阶式递增。5.根据权利要求3所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：所述金属传导条包括叠加的多个金属层，相邻发光孔之间的区域的金属层层数改变。6.根据权利要求2所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：所述台阶式改变的位置位于所述相邻发光孔之间的区域的中间。7.根据权利要求1所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：所述金属传导条上的发光孔的孔径相同，且孔径小于或等于所述金属传导条的宽度。8.根据权利要求1所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：包括若干所述金属传导条，且若干所述金属传导条平行设置；相邻金属传导条的外接垫位于相反端。9.根据权利要求1所述的差异性亮点的vcsel阵列，其特征在于：所述vcsel元件由下至上包括第一电极层、衬底层、外延层以及第二电极层；所述第二电极层为环状电极，并与所述金属传导条相接触。

技术总结
本实用新型公开了一种差异性亮点的VCSEL阵列，包括VCSEL芯片和金属传导条，金属传导条的一端设有外接垫；VCSEL芯片包括若干线性排列的VCSEL元件，金属传导条对应位于线性排列的VCSEL元件之上，且与所述VCSEL元件电连接；其中，所述金属传导条一一开设有所述VCSEL元件的发光孔，至少一相邻发光孔之间的金属传导条区域的厚度不一致，借由不同厚度产生不同电阻的传导层，在相同电流下因阻值不同产生亮点的变化，得到具有差异性亮点的VCSEL阵列，增加模块在应用上的多变性。模块在应用上的多变性。模块在应用上的多变性。


技术研发人员：王硕
受保护的技术使用者：厦门市三安集成电路有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/9/6