[发明专利]一种具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：包括

外延层上的氧化沟道和通过氧化层(19)限定出的VCSEL单元台面结构、位于所述外延层上的透明顶衬(12)；

所述外延层背面形成的连接正面种子金属层(10)的通孔(14)；

所述外延层背面包含负极(17)，所述通孔(14)包含正极(18)。

2.如权利要求1所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述台面结构包括量子阱层(2)，位于所述量子阱层(2)和所述氧化层(19)上的P型DBR层(1)，位于量子阱层(2)下的N型DBR层(3)，位于所述P型DBR层(1)上的P型欧姆金属层(5)、第一钝化层(4)、第二钝化层(9)、正面种子金属层(10)和电镀金属层(11)。

3.如权利要求1所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述透明顶衬(12)为均一材料的单层结构或不同材料的多层结构；所述多层结构的任一层结构上设置光学元件(20)。

4.如权利要求3所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述光学元件(20)包括漫射器、超表面、透镜、光栅、衍射光学组件。

5.如权利要求4所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述光学元件(20)用于实现远场光学效果；所述效果包括：长方形平顶、超大出射角度、小角度及近准直光束、非垂直出射方向、周期性散斑点阵。

6.如权利要求1所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述外延层背面包括N+高掺杂半导体层(6)、N型欧姆金属层(13)、第三钝化层(15)、背面种子金属层(16)和负极(17)。

7.如权利要求1所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述通孔(14)设有第三钝化层(15)、背面种子金属层(16)和正极(18)。

8.如权利要求2所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述P型DBR层(1)、所述N型DBR层(3)材料选自Ⅲ-Ⅴ族化合物、SiN、SiO、SiON；所述Ⅲ-Ⅴ族化合物包括Al_xGa_(1-x)As，In_yGa_(1-y)AsP，AlN，GaN，InGaN，AlGaN。

9.如权利要求2所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述量子阱层(2)材料为Ⅲ-Ⅴ族化合物；所述Ⅲ-Ⅴ族化合物包括GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaP、InGaNAsP。

10.如权利要求1所述的具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件，其特征在于：所述透明顶衬(12)材料选自AlOx、SiOx、SiNx、有机聚合物。

11.一种具有透明顶衬与背面正负电极的VCSEL器件制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在外延层正面形成包含氧化层(19)的VCSEL单元台面结构；

2)在所述台面结构上设置透明顶衬(12)；

3)在所述外延层背面刻蚀通孔(14)连接至正面种子金属层(10)；

4)在所述外延层背面形成负极(17)与正极(18)。