CN101237123A - 垂直腔面发射激光二极管及其制造方法和相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及垂直腔面发射激光二极管及其制造方法和相关装置。该垂直腔面发射激光二极管包括基板上的第一导电型的第一半导体镜面层、第一半导体镜面层上的有源区、有源区上的第二导电型的第二半导体镜面层和接近有源区的电流限制层。台式晶体管结构形成为使电流限制层的至少一侧表面露出。电流限制层包括具有铝成分的第一半导体层和具有铝成分的第二半导体层，第二半导体层形成为比第一半导体层更靠近有源区。第一半导体层的铝浓度比第二半导体层的高。当激光的振荡波长为λ时，作为第一和第二半导体层的厚度总和的光学厚度为λ/4。从台式晶体管结构的所述侧表面选择地使第一和第二半导体层氧化。

Description

垂直腔面发射激光二极管及其制造方法和相关装置
技术领域
本发明涉及一种垂直腔面发射激光二极管(以下称为VCSEL)、光学装置、光照射装置、数据处理装置、光发送装置、光空间传输装置、光传输系统和用于制造VCSEL的方法。
背景技术
在诸如光通信或光存储的技术领域中，对VCSEL的兴趣日益增加。VCSEL具有边缘发光半导体激光器所不具有的良好特性。例如，VCSEL的特征在于低阈值电流和低功耗。对于VCSEL，可以容易地获得圆光斑。而且，可以在VCSEL位于晶片上的同时进行评价，并且光源可以以二维阵列布置。通过这些特性，尤其是对通信和数据存储领域中的光源的需求已预期地增长。
在JP2000-022204A中公开的半导体发光元件中，通过由AlGaAs制成的钝化层而使蚀刻停止，并且当有选择地使AlAs层氧化时，在AlAs层正下方的钝化层同时被氧化以形成保护层，从而缓解了在被有选择地氧化的部分处的应力，增加了有效折射率的差异，并降低了阈值。JP2000-012974A公开了一种选择氧化型面发射激光器，其中提供了这样的技术，即：通过使具有氧化速度高的成分的第一层和具有氧化速度低于第一层的成分的第二层叠置而形成超点阵层、然后使该层氧化而提供氧化区。在JP2000-183461A公开的半导体叠置结构中，电流限制层中的V族元素组由多个元素构成，并且所述多个元素组成比沿着层叠置的方向逐渐改变。
当在光通信或光存储中使用VCSEL作为光源时，需要使从VCSEL发射的激光的发散角或远场图形(FFP)小于一定值。如果发散角变大，则光斑直径就变大，从而光通信中的错误发生率会增加，或者从存储介质读数据或向存储介质写数据的分辨率会降低。
在发射850nm激光的GaAs型VCSEL中，使用Al成分高的AlAs或AlGaAs用于电流限制层。电流限制层形成在台式晶体管(mesa)中，并且在氧化处理中从台式晶体管的侧表面被氧化至一定距离，以在内部形成被氧化区包围的导电区(氧化孔)。
VCSEL的发散角取决于形成在电流限制层中的氧化孔的直径。更具体地说，如果氧化孔的直径变小，则发散角趋于变大，而如果氧化孔的直径变大，则发散角趋于变小。另外，氧化孔是决定激光发射模式的关键因素。为了获得单模激光，应使氧化孔较小。
通过对叠置在基板上的半导体层进行蚀刻而处理呈柱形或方形的台式晶体管。直径的尺寸会根据在该处理中的精度而改变。另外，如果从具有这样结构的台式晶体管的侧表面氧化电流限制层，则还会由于氧化而发生改变。具体地说，如果氧化孔的直径如单模中那样小，则难以再现氧化孔的直径，从而难以控制发散角。
本发明的目的是提供一种可以使发散角比现有技术中小的VCSEL，以及使用该VCSEL的模块、光源装置、数据处理装置、光发送装置、光空间传输装置和光空间传输系统，和用于制造VCSEL的方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种VCSEL，该VCSEL包括：在基板上的第一导电型的第一半导体镜面层、在该第一半导体镜面层上的有源区、在该有源区上的第二导电型的第二半导体镜面层和接近所述有源区的电流限制层。台式晶体管结构形成为使得所述电流限制层的至少一侧表面露出。所述电流限制层包括具有铝成分的第一半导体层和具有铝成分的第二半导体层，该第二半导体层形成为比所述第一半导体层更靠近所述有源区。所述第一半导体层的铝浓度高于所述第二半导体层的铝浓度。当激光的振荡波长为λ时，作为所述第一半导体层和所述第二半导体层的厚度总和的光学厚度为λ/4。从所述台式晶体管结构的所述侧表面有选择地使所述第一半导体层和所述第二半导体层氧化。
所述电流限制层中的所述第二半导体层形成为邻近所述有源区，并且所述第一半导体层形成为邻近所述第二半导体层。
所述电流限制层形成在所述第二半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第二导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第二导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
所述电流限制层形成在所述第一半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第一导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第一导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
所述第一半导体层的x等于1，并且所述第二半导体层的y约为0.85＜y＜0.90。
通过交替地叠置铝成分高的第一AlGaAs层和铝成分低的第二AlGaAs层而形成所述第二半导体镜面层，并且所述电流限制层中的所述第二半导体层的铝浓度低于所述第一AlGaAs层的铝浓度。
通过交替地叠置铝成分高的第一AlGaAs层和铝成分低的第二AlGaAs层而形成所述第一半导体镜面层，并且所述电流限制层中的所述第二半导体层的铝浓度低于所述第一AlGaAs层的铝浓度。
由形成在所述电流限制层中的所述第一半导体层中的氧化区包围的导电区的直径至少等于或小于5.0微米。
所述第二半导体镜面层包括位于最上层的接触层，并且在该接触层上形成有电极层，在该电极层上形成有用于发射激光的开口。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)的方法，该方法包括：形成位于基板上的第一导电型的第一半导体镜面层、在该第一半导体镜面层上的有源区、在该有源区上的第二导电型的第二半导体镜面层和接近所述有源区的电流限制层，使得所述电流限制层包括包含铝成分的第一半导体层和包含铝成分的第二半导体层，该第二半导体层形成为比所述第一半导体层更靠近所述有源区，并且所述第一半导体层的铝浓度高于所述第二半导体层的铝浓度，当激光的振荡波长为λ时，作为所述第一半导体层和所述第二半导体层的厚度总和的光学厚度为λ/4；形成台式晶体管结构，使得所述电流限制层的至少一侧表面露出；以及从所述台式晶体管结构的所述侧表面同时并有选择地使所述电流限制层中的所述第一半导体层和所述第二半导体层氧化。
所述电流限制层中的所述第二半导体层形成为邻近所述有源区，并且所述第一半导体层形成为邻近所述第二半导体层。
所述电流限制层形成在所述第二半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第二导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第二导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
所述电流限制层形成在所述第一半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第一导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第一导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
所述第一半导体层的x等于1，并且所述第二半导体层的y约为0.85＜y＜0.90。
该制造方法还包括：在所述第二半导体镜面层上形成电极层，在该电极层上形成有用于发射激光的开口。
根据本发明的又一方面，提供了一种光学装置，该光学装置包括：所述垂直腔面发射激光二极管；电连接至所述垂直腔面发射激光二极管的电连接端子；以及用于注入从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的光学元件。
根据本发明的又一方面，提供了一种光照射装置，该光照射装置包括：所述垂直腔面发射激光二极管；包括至少一个透镜或镜的光学元件；以及用于通过所述光学元件照射从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的照射单元。
根据本发明的又一方面，提供了一种数据处理装置，该数据处理装置包括：所述光学装置；和用于发送从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的发送单元。
根据本发明的又一方面，提供了一种光发送装置，该光发送装置包括：所述光学装置；和用于发送从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的发送单元。
根据本发明的又一方面，提供了一种光空间传输装置，该光空间传输装置包括：所述光学装置；和用于空间传输从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的传输单元。
根据本发明的又一方面，提供了一种光传输系统，该光传输系统包括：所述光学装置；和用于传输从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的传输单元。
根据本发明，可以使激光的发散角比没有本发明实施例的结构的情况小。
另外，所述第二半导体层与所述有源区直接接触，因而可通过所述第二半导体层中的氧化区的端部更有效地减少从所述有源区产生的光的限制量。
另外，仅通过改变构成所述第二半导体镜面层的AlGaAs层的铝浓度可容易地形成所述电流限制层中的所述第二半导体层，从而可以控制发散角。
另外，仅通过改变构成所述第一半导体镜面层的AlGaAs层的铝浓度可容易地形成所述电流限制层中的所述第二半导体层，从而可以控制发散角。
另外，可以通过所述第二半导体层的铝浓度控制单模激光的发散角。
另外，在发射激光的半导体镜面层中设置有电流限制层，从而可以有效地使发散角更小。
另外，所述第二半导体层中的氧化区的端部倾斜，从而可以减少光限制量，并可以减少激光的发散角。
另外，具有减少发散角的激光可用于光通信和信息记录的光源。
附图说明
下面将基于附图详细地描述本发明的示例性实施方式，在附图中：
图1是根据本发明实施例的VCSEL的平面图；
图2是沿图1的线A-A剖取的剖面图；
图3是表示图2所示的台式晶体管的细节的放大图；
图4A是示意性地示出了形成在AlAs层和Al0.88Ga0.12As层中的氧化区的端面的剖面图；
图4B是示意性地示出了氧化区在一平面上的尺寸的平面图；
图5是表示发散角与在电流限制层中的位于AlAs层正下方的AlGaAs层的Al浓度之间关系的曲线图；
图6A至图6C是示出了用于制造根据本发明第一实施例的VCSEL的方法的步骤的剖视图；
图7A至图7C是示出了用于制造根据本发明第一实施例的VCSEL的方法的步骤的剖视图；
图8A和图8B是示出了用于制造根据本发明第一实施例的VCSEL的方法的步骤的剖视图；
图9是其中实施有根据本发明实施例的VCSEL的光学装置的结构的示意性剖视图；
图10是表示另一光学装置的结构的示意性剖视图；
图11示出了使用VCSEL的光照射装置的结构的实施例；
图12是示出了使用图9所示的光学装置的光发送装置的结构的示意性剖视图；
图13示出了其中在空间传输系统中使用图10所示的光学装置的结构的实施例；
图14是示出了光传输系统的结构的框图；
图15示出了光传输装置的外部结构；以及
图16示出了使用图15的光传输装置的视频传输系统。
具体实施方式
下面将参照附图描述用于实施本发明的示例性实施方式。
图1是根据本发明实施例的VCSEL的平面图，图2是沿图1的线A-A剖取的剖面图。如图1和图2所示，VCSEL 100包括在n型GaAs基板102的背面上的n侧电极150。在基板102上叠置有半导体层，所述半导体层包括n型GaAs缓冲层104、由n型AlGaAs半导体多层构成的下DBR(分布布喇格反射器)106、有源区108、由两层(p型AlAs层和p型AlGaAs层)构成的电流限制层110、由p型AlGaAs半导体多层构成的上DBR 112、以及p型GaAs接触层114。
在基板102上通过蚀刻半导体层而形成环形槽116，使得槽116具有从接触层114到下DBR 106的一部分的深度或者位于电流限制层的正下方。通过槽116，形成作为激光发射部的柱形台式晶体管P或柱，并且与台式晶体管P隔离地形成焊盘形成区118。台式晶体管P形成了由下DBR106和上DBR 112构成的谐振器结构，并且有源区108和电流限制层110介于它们之间。
如上所述，电流限制层110包括p型AlAs层110a和位于该层110a下方的p型AlGaAs层110b。AlAs层110a和p型AlGaAs层110b在形成台式晶体管P时在台式晶体管P的侧表面处露出，并且在随后的氧化处理中从台式晶体管P的侧表面被同时氧化。通过氧化，在AlAs层110a和p型AlGaAs层110b中形成氧化区111a和111b，并且形成被氧化区111a和111b包围的导电区。在该导电区中，电流和光受到限制。
在包括槽116的基板的整个表面上形成有层间绝缘膜120。层间绝缘膜120覆盖台式晶体管P的表面、台式晶体管P的通过槽116露出的侧表面、槽116、焊盘形成区118的通过槽116露出的侧表面以及焊盘形成区118的表面。在台式晶体管P的顶部处，在层间绝缘膜120中形成有环形接触孔。通过该接触孔，p侧圆形上电极130电连接至接触层114。p侧上电极130由金或钛/金制成，并且在其中央部处形成有限定激光发射区的圆形开口132。在图2的实施例中，开口132被层间绝缘膜120遮挡并被保护，使得GaAs接触层114不会暴露于外部。开口132不是必须被层间绝缘膜120遮挡，而可以露出。
在焊盘形成区118中，在层间绝缘膜120上形成圆形电极焊盘134。电极焊盘134通过在槽116中延伸的引出电极布线136而连接至p侧上电极130。
图3是图2的台式晶体管的一部分的放大剖面图。有源区108由无掺杂的下Al0.6Ga0.4As间隔层108a、无掺杂的量子势阱有源层108b(其由三个厚度均为70nm的GaAs量子势阱层和四个厚度均为50nm的Al0.3Ga0.7As阻挡层构成)、以及无掺杂的上Al0.6Ga0.4As间隔层108c形成。
通过交替叠置Al成分高的Al0.9Ga0.1As层112a和Al成分低的Al0.15Ga0.85As层112b达30个周期以使得各层的厚度变为介质中波长λ的1/4，而制成上DBR 112。在作为上DBR 112的最终层或顶层的Al0.15Ga0.85As层112b上，形成有GaAs接触层114，使得作为顶层Al0.15Ga0.85As层112b和GaAs接触层114的总和的光学厚度变为λ/4。这是因为Al含量百分比较低的层不易于被氧化，因而更易于提供电接触。在本发明的实施例中，激光的振荡波长λ为大约850nm。
电流限制层110形成为邻近间隔层108c。换言之，Al0.88Ga0.12As层110b形成在间隔层108c的正上方，并且在其上形成具有高Al浓度的AlAs层110a。作为Al0.88Ga0.12As层110b和AlAs层110a的厚度总和的光学厚度为激光的波长λ的1/4。电流限制层110是上DBR 112的半导体层之一。
图4A是示意性地示出了形成在AlAs层110a和Al0.88Ga0.12As层110b中的氧化区的端面的剖面图。图4B是示意性地示出了氧化区在一平面上的尺寸的平面图。
在大约340摄氏度的蒸汽环境中从台式晶体管P的侧表面对电流限制层110氧化达一定时间，如稍后将描述。AlAs层110a具有比Al0.88Ga0.12As层110b高的Al浓度，并且具有较高的横向氧化速度。因此，AlAs层110a的氧化区111a的端面E1接近成直角。另一方面，在Al0.88Ga0.12As层110b的氧化中，氧从AlAs层110a垂直进入，因而氧化在靠近AlAs层110a的部分处进行。结果，AlGaAs层110b中的氧化区111b的端面E2倾斜。端面E2的倾斜角θ取决于AlGaAs层110b的Al浓度。Al浓度越高，则沿横向的氧化就越快，因而倾斜角θ变得越大，这导致较陡的倾斜。
如图4B所示，由AlAs层110a和Al0.88Ga0.12As层110b中的氧化区111a和111b形成的导电区的轮廓在平面图中为反映了台式晶体管P的轮廓的圆形。被氧化区111a包围的导电区P1的直径控制激光的单模和阈值电流。优选的是，对氧化距离进行控制以使得该直径为大约3μm。
另一方面，被Al0.88Ga0.12As层110b中的氧化区111b包围的导电区P2的最下表面上的直径D2由D2＝D1+2T/tanθ(其中，T是Al0.88Ga0.12As层110b的厚度)计算得到，并且例如为大约8μm。如上所述，倾斜角θ取决于AlGaAs层110b的Al浓度，随着Al浓度变高，倾斜角θ相应地变大。因此，导电区P2的直径D2可以通过AlGaAs层110b的Al浓度和厚度T来确定。在该实施例中，形成在上电极130中的开口132的直径D3大于导电区P1的直径D1，并且开口132不控制激光的发散角。
图5是表示激光的发散角与在电流限制层中的形成在AlAs层正下方的AlGaAs层110b的Al浓度之间关系的曲线图。如从该曲线图可以看出，如果使AlGaAs层的Al浓度小至在约0.90到0.85的范围内，则激光的发散角变为小至约17度到约14度。
这样，根据本发明的实施例，在电流限制层110中形成Al浓度比AlAs层110a低的AlGaAs层110b，因而在氧化区111b的端面E2上形成倾斜。通过该结构，可以减少光限制量，并且可以减少发散角或FFP，从而可以获得尖锐的FFP。
另外，并不通过形成在电流限制层110中的Al浓度高的AlAs层110a中的导电区P1的直径D1对发散角进行控制，而是可以通过设置在其正下方的AlGaAs层110b的Al浓度对发散角进行控制。因此，与现有技术相比，可以更容易地控制发散角。
而且，可以通过相应的AlAs层和AlGaAs层对单模进行控制并对发散角进行控制。因此，可以使处于矛盾关系的单模和发散角最佳。
另外，因为仅通过改变构成上DBR的AlGaAs层的Al浓度而设置AlGaAs层110b的Al浓度，所以可以相对容易地设置AlGaAs层110b的Al浓度。此外，通过靠近有源区108形成电流限制层110，可以更有效地减少在有源区108处产生的光限制量。
在上述实施例中，电流限制层110由AlAs层110a和Al0.88Ga0.12As层110b构成，但这仅是实施例。电流限制层110可以由满足x＞y关系的Al浓度高的AlxGa1-xAs层和Al浓度低的AlyGa1-yAs层构成。优选的是，当x＝1时，0.85＜y＜0.90。
在上述实施例中，电流限制层110形成在上DBR中，但是电流限制层110可以形成在下DBR中。在这种情况下，期望的是电流限制层110接近有源层108。另外，电流限制层110具有n型，并且台式晶体管P延伸至下DBR，以使电流限制层110的侧表面露出。
在上述实施例中，在基板上形成单个台式晶体管P；但是，也可以在基板上形成多个台式晶体管，以用作从所述多个台式晶体管同时发射激光的多光束或多光斑。而且，在上述实施例中，振荡波长为850nm；但是，该波长不是必须这样指定的，而可以是诸如780nm的其它波长。另外，在上述实施例中，示出了使用AlGaAs型化合物半导体的VCSEL；但是，本发明也可应用于其中使用其它III-V族化合物半导体的VCSEL。另外，除了柱形之外，台式晶体管的形状可以是方形。
下面参照图6A至图8B来描述实施例的用于制造VCSEL的方法。如图6A所示，通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)，在n型GaAs基板102上沉积载流子浓度为1×1018cm-3且厚度为约0.2μm的n型GaAs缓冲层104。在该缓冲层104上交替地叠置Al0.9Ga0.1As和Al0.15Ga0.85As(均具有介质中波长λ的1/4的厚度)达40.5个周期，以形成载流子浓度为1×1018cm-3且总厚度为约4μm的下n型DBR 106。在下DBR 106上叠置有源区108，该有源区108由无掺杂的下Al0.6Ga0.4As间隔层、无掺杂的量子势阱有源层(其由三个厚度均为70nm的GaAs量子势阱层和四个厚度均为50nm的Al0.3Ga0.7As阻挡层构成)、以及无掺杂的上Al0.6Ga0.4As间隔层构成。在有源区108上叠置载流子浓度为1×1018cm-3且总厚度为约2μm的上p型DBR 112，通过叠置Al0.9Ga0.1As和Al0.15Ga0.85As达30个周期而得到该总厚度，使得各层的厚度变为介质中波长λ的1/4。
在上DBR 112的最下部处插设有AlAs层110a和AlGaAs层110b用于选择性氧化，并且也使得这对AlAs层110a和AlGaAs层110b变为介质中波长λ的1/4。AlGaAs层110b的Al成分为88％。在上DBR 112的最上层中，形成载流子浓度为1×1019cm-3且厚度为约20nm的p型GaAs接触层114。尽管未详细地描述，为了减少DBR层的电阻，可以在Al0.9Ga0.1As和Al0.15Ga0.85As之间的界面上设置厚度为约20nm的区域，在该区域中，Al成分从90％逐渐变为15％。通过使用三甲基镓、三甲基铝或砷化三氢(相继地进行改变)作为源气体，使用二环戊基镁(cyclopentadinium magnesium)作为p型掺杂材料，使用硅烷作为n型掺杂物，使基板温度保持在750摄氏度而不破坏真空，连续地进行沉积以形成这些层。
接着，如图6B所示，通过使用光刻处理，在外延生长层上形成抗蚀剂掩模R。然后，通过使用三氯化硼作为蚀刻气体进行反应离子蚀刻，以形成到达下DBR 106的中部的环形槽116，如图6C所示。通过该处理，形成直径为约10至30μm的柱形半导体台式晶体管P或方棱柱形半导体台式晶体管P、以及包围台式晶体管P的焊盘形成区118。通过形成台式晶体管P，使电流限制层110中的AlAs层110a和位于AlAs层110a的正下方的Al0.88Ga0.12As层110b在台式晶体管的侧表面处露出。
然后，在移除抗蚀剂R之后，如图7A所示，使基板例如暴露于340摄氏度的蒸汽环境达一定量的时间，以进行氧化处理。从台式晶体管P的侧表面使构成电流限制层110的AlAs层110a和Al0.88Ga0.12As层110b氧化，以反映柱的形状，从而未被氧化的未氧化区(导电区)变成电流注入区或导电区。在该处理期间，Al0.88Ga0.12As层110b中的氧化区111b的端面倾斜。
接着，如图7B所示，通过使用等离子体CVD设备，在包括槽116的基板的整个表面上沉积由SiN制成的层间绝缘膜120。之后，如图7C所示，通过使用一般的光刻处理对层间绝缘膜120进行蚀刻，以在台式晶体管P的顶部处在层间绝缘膜120中形成圆形接触孔120a，以使接触层114露出。或者，接触孔120a可以制成环形形状，从而变为发射区的接触层114可以被SiN保护，如图2所示。
之后，如图8A所示，通过使用光刻处理在台式晶体管P的上部的中央部形成蚀刻剂图案R1。从蚀刻剂R1的上方，通过使用EB沉积设备，沉积100至1000nm(优选为600nm)的Au作为p侧电极材料。当剥离抗蚀剂图案R1时，如图8B所示移除抗蚀剂图案R1上的Au，并形成上电极130、电极焊盘134和引出布线136。从没有p侧电极的部分，即，从位于柱的中央部的开口132发射激光。尽管这里未详细地描述，可以在形成柱之前形成在台式晶体管P上形成的金属开口部。
在基板的背面上沉积Au/Ge作为n电极。之后，以250至500摄氏度(优选为300至400摄氏度)的退火温度，进行退火达10分钟。退火持续时间不必限制为10分钟，而可以在0至30分钟的范围内。而且，沉积方法不是必须限制为EB沉积，也可以使用电阻加热方法、溅射方法、磁控管溅射方法或CVD方法。另外，退火方法不是必须限制为使用普通电炉的热退火，通过使用红外辐射的快速加热退火或激光退火、通过高频加热的退火、通过电子束的退火或者通过灯加热的退火都可以实现类似的效果。
下面将参照附图描述光学装置(模块)、光发送装置、光传输系统、光传输装置等。图9是表示其中安装有VCSEL的光学装置的结构的示意性剖视图。在光学装置300中，通过导电粘合剂320在盘状金属管座330上固定其中形成有VCSEL的芯片310。将导电引线340和342插入形成在管座330中的通孔(未示出)内。一个引线340电连接至VCSEL的n侧电极，另一引线342电连接至VCSEL的p侧电极。
在包括芯片310的管座330上方固定有方形中空的帽350，并且球透镜360固定在帽350的中央部中的开口内。球透镜360的光轴定位成与芯片310的大致中央一致。当在引线340和342之间施加正向电压时，从芯片310垂直地发射激光。芯片310与球透镜360之间的距离被调整为使得球透镜360包含在来自芯片310的激光的发散角θ内。另外，光学装置300可以包括用于监视VCSEL的发射状态的光感测元件或热传感器。
图10示出了另一光学装置的结构。在图10所示的光学装置302中，取代使用球透镜360，在帽350的中央部中的开口内固定平板玻璃362。平板玻璃362的中央定位成与芯片310的大致中央一致。芯片310与平板玻璃362之间的距离被调节成使得平板玻璃362的开口直径等于或大于来自芯片310的激光的发散角θ。
图11示出了其中使用VCSEL作为光源的实施例。光照射装置370包括：如图9或图10所示的安装有VCSEL的光学装置300(302)；接收来自光学装置300(302)的多光束激光的准直透镜372；多角镜374，其以一定的速度旋转并且以一定的发散角反射来自准直透镜372的光线；fθ透镜376，其接收来自多角镜374的激光并将该激光投射在反射镜378上；线形的所述反射镜378；以及感光鼓380，其基于来自反射镜378的反射光而形成潜像。这样，VCSEL阵列可用于光学数据处理装置的光源，该光学数据处理装置例如为配备有将来自VCSEL的激光收集在感光鼓上的光学系统和扫描感光鼓上的所收集激光的机构的复印机或打印机。
图12是示出了其中图9所示的光学装置应用于光发送装置的结构的剖视图。光发送装置400包括固定于管座330的筒形壳体410、在壳体410的边缘表面上与该壳体410形成一体的套筒420、保持在套筒420的开口422中的套圈430、以及由套圈430保持的光纤440。在沿着管座330的周向形成的凸缘332中，固定有壳体410的边缘部分。套圈430恰好定位在套筒420的开口422中，并且光纤440的光轴与球透镜360的光轴对准。在套圈430的通孔432中，保持有光纤440的芯。
从芯片310的表面发射的激光被球透镜360集中。集中的光注入光纤440的芯中并传输。尽管在上述实施例中使用球透镜360，但也可以使用诸如双凸透镜或平凸透镜的其它透镜。另外，光发送装置400可以包括用于向引线340和342施加电信号的驱动电路。另外，光发送装置400可以具有通过光纤440接收光信号的接收功能。
图13示出了其中在空间传输系统中使用图10所示的模块的结构。空间传输系统500包括光学装置302、聚光透镜510、散射板520以及反射镜530。被聚光透镜510集中的光通过反射镜530的开口532而被散射板520反射。反射的光被反射向反射镜530。反射镜530朝向预定方向反射经反射的光以进行光传输。
图14示出了其中VCSEL用作光源的光传输系统的结构的实施例。光传输系统600包括：光源610，其包含形成有VCSEL的芯片310；光学系统620，其例如用于集中从光源610发射的激光；光接收器630，其用于接收从光学系统620输出的激光；以及控制器640，其用于控制光源610的驱动。控制器640向光源610提供用于驱动VCSEL的驱动脉冲信号。从光源610发射的光借助用于空间传输的光纤或反射镜通过光学系统620而传输到光接收器630。光接收器630例如通过光检测器检测所接收的光。光接收器630能够通过控制信号650控制控制器640的操作(例如，光传输的开始时刻)。
接着在图15中示出了用于光传输系统的光传输装置的结构的实施例。光传输装置700包括外壳710、光信号传输/接收连接器720、光发射/光接收元件730、电信号电缆连接器740、电源输入750、用于指示正常操作的LED 760、用于指示异常的LED 770以及DVI连接器780，并且该光传输装置具有安装在内部的传输电路板/接收电路板。
图16中示出了其中使用光传输装置700的视频传输系统的实施例。视频传输系统800使用图15所示的光传输装置，而将在视频信号发生器810处产生的视频信号传输给诸如液晶显示器的图像显示器820。更具体地说，视频传输系统800包括所述视频信号发生器810、所述图像显示器820、用于DVI的电缆830、传输模块840、接收模块850、用于视频信号传输光信号的连接器860、光纤870、用于控制信号的电缆连接器880、电源适配器890以及用于DVI的电缆900。
在上述视频传输系统中，分别通过电缆830和900由电信号来进行视频信号发生器810与传输模块840之间以及接收模块850与图像显示器820之间的传输。但是，也可以由光信号来进行这些传输。例如，取代使用电缆830和900，可以使用其中在连接器中包含有电/光转换电路和光/电转换电路的信号传输线缆。
根据本发明一方面的VCSEL可以用于诸如光学数据处理或光学高速数据通信的领域中。
前面已为了例示和说明的目的提供了对本发明的示例性实施方式的描述。但不旨在穷尽或将本发明限于所公开的确切形式。显然的是，许多修改和变动对于本领域技术人员是显而易见的。为了最好地说明本发明的原理及其实际应用而选择并描述了示例性实施方式，从而使得本领域技术人员能够理解本发明可用于各种示例性实施方式和适于所考虑的具体应用的各种修改。本发明的范围意在由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (21)

1、一种垂直腔面发射激光二极管，该垂直腔面发射激光二极管包括：
在基板上的第一导电型的第一半导体镜面层、在该第一半导体镜面层上的有源区、在该有源区上的第二导电型的第二半导体镜面层和接近所述有源区的电流限制层；以及
台式晶体管结构，该台式晶体管结构形成为使得所述电流限制层的至少一侧表面露出；并且
所述电流限制层包括包含铝成分的第一半导体层和包含铝成分的第二半导体层，该第二半导体层形成为比所述第一半导体层更靠近所述有源区，并且所述第一半导体层的铝浓度高于所述第二半导体层的铝浓度，当激光的振荡波长为λ时，作为所述第一半导体层和所述第二半导体层的厚度总和的光学厚度为λ/4，并且从所述台式晶体管结构的所述侧表面有选择地使所述第一半导体层和所述第二半导体层氧化。
2、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，所述电流限制层中的所述第二半导体层形成为邻近所述有源区，并且所述第一半导体层形成为邻近所述第二半导体层。
3、根据权利要求1或2所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，所述电流限制层形成在所述第二半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第二导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第二导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
4、根据权利要求1或2所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，所述电流限制层形成在所述第一半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第一导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第一导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
5、根据权利要求3或4所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，所述第一半导体层的x等于1，并且所述第二半导体层的y约为0.85＜y＜0.90。
6、根据权利要求3所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，通过交替地叠置铝成分高的第一AlGaAs层和铝成分低的第二AlGaAs层而形成所述第二半导体镜面层，并且所述电流限制层中的所述第二半导体层的铝浓度低于所述第一AlGaAs层的铝浓度。
7、根据权利要求4所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，通过交替地叠置铝成分高的第一AlGaAs层和铝成分低的第二AlGaAs层而形成所述第一半导体镜面层，并且所述电流限制层中的所述第二半导体层的铝浓度低于所述第一AlGaAs层的铝浓度。
8、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，由形成在所述电流限制层中的所述第一半导体层中的氧化区包围的导电区的直径至少等于或小于5.0微米。
9、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光二极管，其中，所述第二半导体镜面层包括位于最上层的接触层，并且在该接触层上形成有电极层，在该电极层上形成有用于发射激光的开口。
10、一种用于制造垂直腔面发射激光二极管的方法，该方法包括：
形成位于基板上的第一导电型的第一半导体镜面层、在该第一半导体镜面层上的有源区、在该有源区上的第二导电型的第二半导体镜面层和接近所述有源区的电流限制层，使得所述电流限制层包括包含铝成分的第一半导体层和包含铝成分的第二半导体层，该第二半导体层形成为比所述第一半导体层更靠近所述有源区，并且所述第一半导体层的铝浓度高于所述第二半导体层的铝浓度，当激光的振荡波长为λ时，作为所述第一半导体层和所述第二半导体层的厚度总和的光学厚度为λ/4；
形成台式晶体管结构，使得所述电流限制层的至少一侧表面露出；并且
从所述台式晶体管结构的所述侧表面同时并有选择地使所述电流限制层中的所述第一半导体层和所述第二半导体层氧化。
11、根据权利要求10所述的制造方法，其中，所述电流限制层中的所述第二半导体层形成为邻近所述有源区，并且所述第一半导体层形成为邻近所述第二半导体层。
12、根据权利要求10或11所述的制造方法，其中，所述电流限制层形成在所述第二半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第二导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第二导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
13、根据权利要求10或11所述的制造方法，其中，所述电流限制层形成在所述第一半导体镜面层中，所述第一半导体层是所述第一导电型的AlxGa1-xAs层，并且所述第二半导体层是所述第一导电型的AlyGa1-yAs层，其中x＞y。
14、根据权利要求12或13所述的制造方法，其中，所述第一半导体层的x等于1，并且所述第二半导体层的y约为0.85＜y＜0.90。
15、根据权利要求10所述的制造方法，其中，该制造方法还包括：在所述第二半导体镜面层上形成电极层，在该电极层上形成有用于发射激光的开口。
16、一种光学装置，该光学装置包括：
如权利要求1至9中任一项所述的垂直腔面发射激光二极管；
电连接至所述垂直腔面发射激光二极管的电连接端子；以及
用于注入从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的光学元件。
17、一种光照射装置，该光照射装置包括：
如权利要求1至9中任一项所述的垂直腔面发射激光二极管；
包括至少一个透镜或镜的光学元件；以及
用于通过所述光学元件照射从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的照射单元。
18、一种数据处理装置，该数据处理装置包括：
如权利要求16所述的光学装置；和
用于发送从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的发送单元。
19、一种光发送装置，该光发送装置包括：
如权利要求16所述的光学装置；和
用于发送从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的发送单元。
20、一种光空间传输装置，该光空间传输装置包括：
如权利要求16所述的光学装置；和
用于空间传输从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的传输单元。
21、一种光传输系统，该光传输系统包括：
如权利要求16所述的光学装置；和
用于空间传输从所述垂直腔面发射激光二极管发射的光的传输单元。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944706A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 索尼公司 半导体激光设备
CN101986488A (zh) * 2009-07-28 2011-03-16 佳能株式会社 表面发射激光器及其制造方法和图像形成装置
CN106611934A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 采用石墨烯进行电极搭桥的面发射激光器及其制备方法
CN106936069A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种面发射激光器及其制备方法
CN106936068A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种集成激光器及其制备方法
CN107564993A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 富士施乐株式会社 光开关
CN107690737A (zh) * 2015-06-09 2018-02-13 皇家飞利浦有限公司 垂直腔面发射激光器
CN109088309A (zh) * 2018-10-16 2018-12-25 厦门乾照半导体科技有限公司 一种高频垂直腔面发射激光器芯片及其制备方法
CN109428263A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 朗美通经营有限责任公司 在垂直腔表面发射激光器中控制光束发散度
CN111108657A (zh) * 2017-06-30 2020-05-05 奥卢大学 一种光学半导体装置及其制造方法
CN112563378A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 西安立芯光电科技有限公司 一种氧化增光二极管制作方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7517728B2 (en) * 2004-03-31 2009-04-14 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices including a luminescent conversion element
EP2174185B1 (en) 2007-06-13 2015-04-22 Ramot at Tel-Aviv University Ltd. System and method for converting digital data into an analogue intensity-modulated optical signal
JP2010186899A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、光半導体装置、光送信装置、光空間伝送装置、光送信システム、光空間伝送システムおよび面発光型半導体レーザの製造方法
JP5434131B2 (ja) * 2009-02-24 2014-03-05 富士通株式会社 多波長レーザ素子及びその製造方法
WO2013033099A1 (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Tk Holdings Inc. System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver
EP2775574A3 (en) * 2013-03-07 2014-11-05 Canon Kabushiki Kaisha Surface emitting laser and optical coherence tomography apparatus equipped with surface emitting laser
CN105683004B (zh) 2013-08-27 2018-07-17 汽车交通安全联合公司 使用生理数据控制车辆点火的系统和方法
JP6237075B2 (ja) * 2013-10-02 2017-11-29 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
JP5729515B1 (ja) * 2014-08-26 2015-06-03 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザの製造方法、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
US10516251B2 (en) * 2016-06-28 2019-12-24 Vi Systems Gmbh Reliable high-speed oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser
US12015103B2 (en) * 2017-01-10 2024-06-18 PlayNitride Display Co., Ltd. Micro light emitting diode display panel with option of choosing to emit light both or respectively of light-emitting regions
US11456575B2 (en) * 2017-08-28 2022-09-27 Lumentum Operations Llc Distributed oxide lens for beam shaping
KR102171733B1 (ko) 2018-04-02 2020-10-29 주식회사 레이아이알 수직 공동 표면 방출 레이저
WO2019194406A1 (ko) * 2018-04-02 2019-10-10 주식회사 레이아이알 수직 공동 표면 방출 레이저
US11942762B2 (en) * 2018-04-04 2024-03-26 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Surface-emitting laser device and light emitting device including the same
US11764544B2 (en) * 2019-02-28 2023-09-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Vertical-cavity surface-emitting laser
JP2022536487A (ja) 2019-06-12 2022-08-17 オートモーティブ・コーリション・フォー・トラフィック・セーフティ，インコーポレーテッド 車両運転手内の被分析物の非侵襲的測定のためのシステム
TWI823611B (zh) * 2021-10-13 2023-11-21 全新光電科技股份有限公司 具有模態過濾層的垂直腔面射型半導體雷射二極體

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100259005B1 (ko) 1993-09-23 2000-06-15 윤종용 반도체 레이져 다이오드
US5594751A (en) * 1995-06-26 1997-01-14 Optical Concepts, Inc. Current-apertured vertical cavity laser
JP3740593B2 (ja) * 1998-01-20 2006-02-01 清水建設株式会社 室内空気保全装置
JP2000012974A (ja) 1998-06-22 2000-01-14 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP3499749B2 (ja) * 1998-06-30 2004-02-23 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
JP3336981B2 (ja) 1998-12-11 2002-10-21 日本電気株式会社 半導体積層構造
JP2001156397A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Seiko Epson Corp 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイ
US6674090B1 (en) * 1999-12-27 2004-01-06 Xerox Corporation Structure and method for planar lateral oxidation in active
JP2001251016A (ja) * 1999-12-28 2001-09-14 Canon Inc 面発光半導体レーザ及びその製造方法
US7061955B2 (en) * 2000-09-15 2006-06-13 The Regents Of The University Of California Heterogeneous composite semiconductor structures for enhanced oxide and air aperture formation for semiconductor lasers and detectors and method of manufacture
JP3956647B2 (ja) * 2001-05-25 2007-08-08 セイコーエプソン株式会社 面発光レ−ザの製造方法
CN1259760C (zh) 2001-08-31 2006-06-14 三井化学株式会社 半导体激光元件
JP3860494B2 (ja) * 2002-03-13 2006-12-20 富士通株式会社 面発光レーザおよびその製造方法
JP4069383B2 (ja) * 2003-03-18 2008-04-02 富士ゼロックス株式会社 表面発光型半導体レーザおよびその製造方法
JP4815812B2 (ja) * 2004-02-04 2011-11-16 富士ゼロックス株式会社 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置
JP4485972B2 (ja) * 2005-02-15 2010-06-23 株式会社リコー 半導体酸化装置及び半導体素子の製造方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944706B (zh) * 2009-07-03 2012-08-08 索尼公司 半导体激光设备
CN101944706A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 索尼公司 半导体激光设备
CN101986488A (zh) * 2009-07-28 2011-03-16 佳能株式会社 表面发射激光器及其制造方法和图像形成装置
CN101986488B (zh) * 2009-07-28 2012-10-10 佳能株式会社 表面发射激光器及其制造方法和图像形成装置
CN107690737A (zh) * 2015-06-09 2018-02-13 皇家飞利浦有限公司 垂直腔面发射激光器
CN106611934A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 采用石墨烯进行电极搭桥的面发射激光器及其制备方法
CN106936068A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种集成激光器及其制备方法
CN106936069A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种面发射激光器及其制备方法
CN107564993A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 富士施乐株式会社 光开关
CN107564993B (zh) * 2016-06-30 2023-05-23 富士胶片商业创新有限公司 光开关
CN111108657A (zh) * 2017-06-30 2020-05-05 奥卢大学 一种光学半导体装置及其制造方法
CN109428263A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 朗美通经营有限责任公司 在垂直腔表面发射激光器中控制光束发散度
CN109428263B (zh) * 2017-08-28 2024-01-05 朗美通经营有限责任公司 在垂直腔表面发射激光器中控制光束发散度
CN109088309A (zh) * 2018-10-16 2018-12-25 厦门乾照半导体科技有限公司 一种高频垂直腔面发射激光器芯片及其制备方法
CN109088309B (zh) * 2018-10-16 2024-01-26 厦门乾照半导体科技有限公司 一种高频垂直腔面发射激光器芯片及其制备方法
CN112563378A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 西安立芯光电科技有限公司 一种氧化增光二极管制作方法
CN112563378B (zh) * 2020-12-11 2022-02-25 西安立芯光电科技有限公司 一种氧化增光二极管制作方法

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Publication number Publication date
US7881354B2 (en) 2011-02-01
JP2008192733A (ja) 2008-08-21
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