[发明专利]竖直腔面发射激光装置与制作微透镜的方法

说明书

在一些实施例中，本发明涉及一种竖直腔面发射激光(VCSEL)装置，其包含布置在反射层堆叠上方的微透镜。反射层堆叠包括第一材料和第二材料的交替反射层。微透镜堆叠包含第一透镜层、布置在第一透镜层上方的第二透镜层以及布置在第二透镜层上方的第三透镜层。第一透镜层包括第一元素的第一平均浓度且具有第一宽度。第二透镜层包括大于第一平均浓度的第一元素的第二平均浓度且具有小于第一宽度的第二宽度。第三透镜层包括大于第二平均浓度的第一元素的第三平均浓度且具有小于第二宽度的第三宽度。

技术领域

本发明的实施例是关于一种竖直腔面发射激光装置与制作微透镜的方法。

背景技术

激光二极管用于多种类型的现代装置中。竖直腔面发射激光(vertical cavitysurface emitting laser，VCSEL)是用于新一代激光二极管的一个有前景的选择。相较于例如边缘发射装置的当前激光二极管，来自VCSEL的发射竖直于装置的平面且因此其可使用标准处理技术进行处理。此外，来自VCSEL装置的有利发射允许在单一晶片上产生大量激光。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种竖直腔面发射激光(VCSEL)装置，其特征在于，包括：反射层堆叠，包括第一材料和第二材料的交替反射层；以及微透镜堆叠，布置在所述反射层堆叠上方且包括：第一透镜层，包括第一元素的第一平均浓度且具有第一宽度；第二透镜层，布置在所述第一透镜层上方且包括大于所述第一平均浓度的所述第一元素的第二平均浓度且具有小于所述第一宽度的第二宽度；以及第三透镜层，布置在所述第二透镜层上方且包括大于所述第二平均浓度的所述第一元素的第三平均浓度且具有小于所述第二宽度的第三宽度。

此外，本发明的其他实施例提供一种竖直腔面发射激光(VCSEL)装置，其特征在于，包括：反射层堆叠，包括交替堆叠的多个第一反射层以及多个第二反射层，其中所述多个第一反射层包括第一组合物且所述多个第二反射层包括与所述第一组合物不同的第二组合物；以及微透镜堆叠，包括由氧化透镜层横向包围的透镜层，所述氧化透镜层横向接触所述反射层堆叠正上方的侧壁间隔物，其中所述透镜层包括：最底部透镜层，具有第一最大宽度；中间透镜层，具有小于所述第一最大宽度的第二最大宽度；以及最顶部透镜层，具有小于所述第二最大宽度的第三最大宽度。

另外，本发明的其他实施例一种制作用于竖直腔面发射激光(VCSEL)装置的微透镜的方法，其特征在于，所述方法包括：在第二反射层上方形成第一透镜层且包括第一元素的第一平均浓度；在所述第一透镜层上方形成第一额外反射层；在所述第一额外反射层上方形成第二透镜层且包括大于所述第一平均浓度的所述第一元素的第二平均浓度；在所述第二透镜层上方形成第二额外反射层；以及执行氧化工艺来氧化所述第一透镜层和所述第二透镜层的外围部分以形成所述第一透镜层的氧化外围部分以及所述第二透镜层的氧化外围部分，其中所述第二透镜层的所述氧化外围部分比所述第一透镜层的所述氧化外围部分更宽。

附图说明

结合附图阅读以下详细描述会最佳地理解本发明的实施例的各个方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各个特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各个特征的尺寸。

图1A和图1B示出具有自对准微透镜的VCSEL装置的一些实施例的横截面视图，所述自对准微透镜包括由氧化透镜层包围的透镜层。

图2示出具有耦接至晶体管的自对准微透镜的VCSEL装置的一些额外实施例的横截面视图。

图3到图19示出使用氧化工艺形成用于VCSEL装置的自对准微透镜的方法的一些实施例的横截面视图。

图20示出对应于图3到图19的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式