CN113594853A - 多通道发射器阵列的多层金属化 - Google Patents

Abstract

一种用于制造发射器阵列的方法可以包括为第一通道的第一组发射器提供第一金属化层，其中第一金属化层包括位于第一组发射器和第二通道的第二组发射器之间的第一通道间部分。该方法可以包括在第一金属化层的第一通道间部分上沉积介电层。该方法可以包括为第二组发射器提供第二金属化层，其中第二金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第二通道间部分，并且其中第二金属化层的第二通道间部分至少部分地与第一金属化层的第一通道间部分重叠。

Description

多通道发射器阵列的多层金属化

技术领域

本公开总体上涉及一种发射器阵列，更具体地说，涉及一种包括用于寻址发射器的不同通道的多个金属层的发射器阵列。

背景技术

发射器可以包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)，例如顶部发射VCSEL、底部发射VCSEL、公共阳极VCSEL、公共阴极VCSEL等，以及线扫描激光器等。VCSEL是一种激光器，其中光束在垂直于VCSEL表面的方向上(例如，从VCSEL的表面竖直地)发射。多个发射器可以布置在具有公共基底的发射器阵列中。

发明内容

根据一些实施方式，一种方法可以包括为第一通道的第一组发射器提供第一金属化层，其中第一金属化层包括位于第一组发射器和第二通道的第二组发射器之间的第一通道间部分，在第一金属化层的第一通道间部分上沉积介电层，以及为第二组发射器提供第二金属化层，其中第二金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第二通道间部分，并且其中第二金属化层的第二通道间部分至少部分地与第一金属化层的第一通道间部分重叠。

根据一些实施方式，光学芯片可以包括第一通道，该第一通道包括第一组发射器、用于第一通道的第一组发射器中的每一个的第一组触点、第一介电层、在第一组触点和第一介电层上的第一金属化层，其中第一金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第一通道间部分，光学芯片还包括第二通道，该第二通道包括第二组发射器、用于第二通道的第二组发射器中的每一个的第二组触点、第一金属化层和第一介电层上的第二介电层、以及第二组触点和第二介电层上的第二金属化层，其中第二金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第二通道间部分，并且其中第二金属化层的第二通道间部分至少部分重叠第一金属化层的第一通道间部分。

根据一些实施方式，飞行时间系统可以包括发射器阵列以将光束发射到视场中，其中发射器阵列包括包含第一组发射器的第一通道、包含第二组发射器的第二通道、提供驱动电路和第一组发射器之间的电接触的第一金属化层、第一金属化层上的介电层和介电层上的第二金属化层，以在驱动电路和第二组发射器之间提供电接触，其中第二金属化层至少部分地与第一金属化层重叠；飞行时间系统还包括驱动电路和接收从视场反射的光的接收器。

附图说明

图1A和1B分别是本文描述的示例发射器的俯视图和示例发射器的示例截面图。

图2是本文描述的传统发射器阵列的俯视图。

图3是本文描述的图2的传统发射器阵列的截面图。

图4是本文描述的发射器阵列的示例实施方式的俯视图。

图5是本文描述的发射器阵列的制造工艺的示例实施方式的示意图。

图6是本文描述的发射器阵列的示例实施方式的横截面图。

图7是包括本文描述的发射器阵列的飞行时间系统的示例实施方式的图。

图8是与制造发射器阵列相关的示例过程的流程图。

具体实施方式

以下示例实施方式的详细描述参考了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。

飞行时间(TOF)系统，例如三维(3D)感测系统、光检测和测距(LIDAR)系统等，将光脉冲发射到视场中，检测反射光脉冲，并通过测量发射光脉冲和反射光脉冲之间的延迟和/或差异来确定到视场中物体的距离。TOF系统可以包括具有发射器行的发射器阵列(例如，VCSEL阵列等)，其中每行对应于一个通道，并且每行中有多个发射器。每个发射器的通道可以具有设置在发射器阵列顶部的金属化层，以在发射器和用于连接到驱动电路的焊盘之间提供电连接。

通道内(例如，在对应于该通道的行内)的发射器间隔可以确定飞行时间系统的传感器在水平方向上的角度分辨率，并且不同行之间的间隔可以确定垂直分辨率。减小发射器行之间的间距提高了飞行时间系统的垂直分辨率。然而，必须在每个金属化层之间保持一间隙，并且制造约束限制了间隙的减小。此外，减小发射器行之间的间距需要减小金属化层的宽度，这增加了金属化层的电阻并降低了飞行时间系统的效率。

本文描述的一些实施方式提供了一种方法，该方法包括为第一通道的第一组发射器提供第一金属化层，在第一金属化层上沉积介电层，以及在介电层上为第二组发射器提供第二金属化层，其中第二金属化层至少部分地与第一金属化层重叠。介电层将第一和第二金属化层彼此绝缘，从而允许第一和第二金属化层重叠。通过允许第一和第二金属化层重叠，可以减小发射器行之间的间距，以提高分辨率，并且可以增加第一和第二金属化层的宽度，以提高飞行时间系统的效率。

图1A和1B分别是描绘示例发射器100的俯视图和示例发射器100沿线X-X的截面图150的图。如图1A所示，发射器100可以包括以发射器结构构造的一组发射器层。在一些实施方式中，发射器100可以对应于本文描述的一个或多个垂直发射装置。

如图1A所示，在该示例中，发射器100可以包括圆形的植入保护层102。在一些实施方式中，植入保护层102可以具有另一种形状，例如椭圆形、多边形等。植入保护层102基于包括在发射器100中的植入材料部分(未示出)之间的空间来定义。

如图1A中的中灰色和深灰色区域所示，发射器100包括欧姆金属层104(例如，p欧姆金属层或n欧姆金属层)，其被构造成部分环形(例如，具有内半径和外半径)。中灰色区域示出了欧姆金属层104被发射器100的保护层(例如，介电层、钝化层等)覆盖的区域，深灰色区域示出了欧姆金属层104被通孔106暴露的区域，如下所述。如图所示，欧姆金属层104与植入保护层102重叠。例如，在p-up/顶部发射发射器100的情况下，可以使用这种配置。在底部发射发射器100的情况下，可以根据需要调整配置。

图1A中未示出，发射器100包括保护层，在该保护层中形成(例如蚀刻)通孔106。深灰色区域示出了欧姆金属层104被通孔106暴露的区域(例如，深灰色区域的形状可以是通孔106的形状的结果)，而中灰色区域示出了欧姆金属层104被一些保护层覆盖的区域。保护层可以覆盖除通孔之外的所有发射器。如图所示，通孔106形成为部分环形(例如，类似于欧姆金属层104)，并且形成在欧姆金属层104上，使得保护层上的金属化接触欧姆金属层104。在一些实施方式中，通孔106和/或欧姆金属层104可以形成为另一种形状，例如全环形或开口环形。

如进一步所示，发射器100包括在发射器100的位于欧姆金属层104的部分环形的内半径内的一部分中的光学开孔108。发射器100通过光学开孔108发射激光束。如进一步所示，发射器100还包括电流限制开孔110(例如，由发射器100的氧化层形成的氧化物开孔(未示出))。电流限制开孔110形成在光学开孔108下方。

如图1A进一步所示，发射器100包括一组沟槽(trench)112(例如，氧化沟槽)，其围绕植入保护层102的圆周间隔开(例如，均等地、不均等等)。沟槽112可以相对于光学开孔108定位得多近取决于应用，并且通常受到植入保护层102、欧姆金属层104、通孔106和制造公差的限制。

图1A所示的层数和布置是作为示例提供的。实际上，发射器100可以包括比图1A中所示的更多层、更少层、不同层或不同布置的层。例如，虽然发射器100包括一组六个沟槽112，但是在实践中，其他配置也是可能的，例如包括五个沟槽112、七个沟槽112等的紧凑型发射器。在一些实施方式中，沟槽112可以环绕发射器100以形成台面(mesa)结构d_t。作为另一个示例，虽然发射器100是圆形发射器设计，但是在实践中，可以使用其他设计，例如矩形发射器、六边形发射器、椭圆形发射器等。附加地或替代地，发射器100的一组层(例如，一层或多层)可以分别执行被描述为由发射器100的另一组层执行的一个或多个功能。

值得注意的是，虽然发射器100的设计被描述为包括VCSEL，但是其他实施方式也是可能的。例如，发射器100的设计可以应用于另一种类型的光学设备的情形，例如发光二极管(LED)，或者另一种类型的垂直发射(例如，顶部发射或底部发射)光学设备。另外，发射器100的设计可以应用于任何波长、功率水平、发射轮廓等的发射器。换句话说，发射器100并不特定于具有给定性能特征的发射器。

如图1B所示，示例截面图可以表示发射器100的穿过一对沟槽112或在一对沟槽112之间的截面(例如，如图1A中标记为“X-X”的线所示)。如图所示，发射器100可以包括背面阴极层128、基底层126、底部反射镜124、有源区122、氧化层120、顶部反射镜118、植入隔离材料116、保护层114(例如介电钝化/反射镜层)和欧姆金属层104。如图所示，发射器100可以具有例如大约10微米(μm)的总高度。

背面阴极层128可以包括与基底层126电接触的层。例如，背侧阴极层128可以包括退火的金属化层，例如金-锗-镍(AuGeNi)层、钯-锗-金层(PdGeAu)等。

基底层126可以包括在其上生长外延层的基础基底层。例如，基底层126可以包括半导体层，例如砷化镓(GaAs)层、磷化铟(InP)层等。

底部反射镜124可以包括发射器100的底部反射层。例如，底部反射镜124可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。

有源区122可以包括限制电子并限定发射器100的发射波长的层。例如，有源区122可以是量子阱。

氧化层120可以包括提供发射器100的光学和电学限制的氧化物层。在一些实施方式中，氧化层120可以作为外延层的湿法氧化的结果而形成。例如，氧化层120可以是作为砷化铝(AlAs)或砷化铝镓(AlGaAs)层氧化的结果而形成的氧化铝(Al₂O₃)层。沟槽112可以包括开口，该开口允许氧(例如，干氧、湿氧)进入形成氧化层120的外延层。

电流限制开孔110可以包括由氧化层120限定的光学活性开孔。电流限制开孔110的尺寸可以在例如从大约4μm到大约20μm的范围内。在一些实施方式中，电流限制开孔110的尺寸可以取决于围绕发射器100的沟槽112之间的距离。例如，沟槽112可以被蚀刻以暴露形成氧化层120的外延层。这里，在保护层114形成(例如沉积)之前，外延层的氧化可以朝着发射器100的中心发生特定距离(例如，在图1B中标识为d_o)，从而形成氧化层120和电流限制开孔110。在一些实施方式中，电流限制开孔110可以包括氧化物开孔。附加地或替代地，电流限制开孔110可以包括与另一种类型的电流限制技术相关联的开孔，例如蚀刻台面、没有离子植入的区域、光刻限定的腔内台面和再生长等。

顶部反射镜118可以包括发射器100的顶部反射层。例如，顶部反射镜118可以包括DBR。

植入隔离材料116可以包括提供电绝缘的材料。例如，植入隔离材料116可以包括离子植入材料，例如氢/质子植入材料或类似的植入元素，以降低电导率。在一些实施方式中，植入隔离材料116可以限定植入保护层102。

保护层114可以包括充当保护性钝化层并且可以用作附加DBR的层。例如，保护层114可以包括沉积(例如，通过化学气相沉积、原子层沉积或其他技术)在发射器100的一个或多个其他层上的一个或多个子层(例如，介电钝化层和/或反射镜层、二氧化硅(SiO₂)层、氮化硅(Si₃N₄)层、氧化铝(Al₂O₃)层或其他层)。

如图所示，保护层114可以包括一个或多个通孔106，通孔106提供到欧姆金属层104的电通路。例如，通孔106可以形成为保护层114的蚀刻部分或保护层114的剥离部分。光学开孔108可以包括电流限制开孔110上的保护层114的一部分，光可以通过光学开孔发射。

欧姆金属层104可以包括形成电流可以流过的、进行电接触的层。例如，欧姆金属层104可以包括电流可以流过的钛(Ti)和金(Au)层、钛和铂(Pt)层和/或金(Au)层等(例如，通过通孔106接触欧姆金属层104的金属化层(未示出))。欧姆金属层104可以是p-欧姆、n-欧姆或本领域已知的其他形式。欧姆金属层104的特定类型的选择可以取决于发射器的结构，并且为本领域技术人员所知。欧姆金属层104可以提供金属和半导体之间的欧姆接触和/或可以提供非整流电连结(electrical junction)和/或可以提供低电阻接触。在一些实施方式中，发射器100可以使用一系列步骤来制造。例如，底部反射镜124、有源区122、氧化层120和顶部反射镜118可以外延生长在基底层126上，之后欧姆金属层104可以沉积在顶部反射镜118上。接下来，可以蚀刻沟槽112以暴露氧化层120用于氧化。可以通过离子植入产生植入隔离材料116，之后可以沉积保护层114。可以在保护层114中蚀刻通孔106(例如，以暴露欧姆金属层104用于接触)。可以进行电镀、种晶和蚀刻，之后可以将基底层126减薄和/或研磨至目标厚度。最后，背面阴极层128可以沉积在基底层126的底侧上。

图1B所示的层的数量、布置、厚度、顺序、对称性等被作为示例提供。实际中，发射器100可以包括附加的层、更少的层、不同的层、不同构造的层或与图1B中所示的不同布置的层。附加地或替代地，发射器100的一组层(例如，一层或多层)可以执行被描述为由发射器100的另一组层执行的一个或多个功能，并且任何层可以包括多于一层。

图2是传统发射器阵列202的俯视图。如图2所示，阵列包括多个通道204，其中每个通道包括一行发射器202。例如，图2中的每个灰色阴影可以表示通道的金属化层(例如，迹线)。如图2右侧的插图所示，每个发射器202可以通过x间距206和y间距208与其他发射器202分开，其中x间距206是同一行中发射器202之间的距离，y间距208是相邻行中发射器202之间的距离。

如上所述，减小行间距(例如，y间距208)可以增加飞行时间系统的传感器的垂直分辨率。然而，y间距208的减小可能受到形成在发射器202的行上的金属化层的宽度(例如，通道的宽度)和/或两个相邻金属化层之间的间隔的限制。在常规制造中，使用金属化工艺同时形成通道204的金属化层，如本文进一步描述的，该金属化工艺具有限制相邻通道204之间的间距(例如，y间距208)减小的制造公差和/或规则。

图3是本文描述的图2的传统发射器阵列202的截面图。如图3所示，发射器阵列202可以包括基底层302、有源层304、发射器的第一通道306、发射器的第二通道308、第一触点310、第二触点312、介电层314和金属化层316。发射器的第一通道306和发射器的第二通道308对应于图2的发射器202的传统阵列的两个相邻通道204。此外，图3的截面图可以描绘图2的发射器202的传统阵列的每对相邻通道204的截面位置关系。

如图3所示，金属化层316可以包括用于发射器的第一通道306的第一迹线和用于发射器的第二通道308的第二迹线。当在一个制造步骤中沉积第一迹线和第二迹线时，必须在第一迹线和第二迹线之间保持间隙318以避免短路。间隙318的宽度和/或第一迹线和第二迹线的厚度可以由制造公差和/或规则来确定。例如，制造公差和/或规则可以要求两个相邻迹线(例如，第一迹线和第二迹线)相隔一定距离(例如，3-10微米)。因此，减小间隙318的宽度(例如，以增加垂直分辨率)需要减小第一迹线和第二迹线的宽度。然而，第一迹线和第二迹线中的每一个都承载大电流(例如，每个发射器峰值电流40-400毫安)，并且减小第一迹线和第二迹线的宽度由于细长迹线的附加电感和电阻而导致大的电压损失。

图4是本文描述的发射器阵列402的示例实施方式400的俯视图。在一些实施方式中，发射器阵列402可以被称为光学芯片。如图4所示，阵列包括多个通道404，其中每个通道包括一行发射器402。例如，图4中的每个阴影可以代表通道的金属化层(例如，迹线)。如图4右侧的插图所示，每个发射器402可以通过x间距406和y间距408与其他发射器402分开，其中x间距406是同一行中发射器402的中心之间的距离，y间距408是相邻行中发射器402的中心之间的距离。

如图4所示，发射器402可以包括多组发射器402，其中每组发射器402位于一行中(例如，形成通道404)，并且其中这些行彼此平行。在一些实施方式中，取决于阵列和/或包括该阵列的飞行时间系统的架构，每个“行”可以包含多于一行的发射器。附加地或替代地，来自两个通道404的发射器可以在x方向(例如，水平方向)上交错。

在一些实施方式中，发射器402可以包括VCSEL(例如，顶部发射VCSEL、底部发射VCSEL、公共阳极VCSEL、公共阴极VCSEL等)、线扫描激光器等。例如，发射器402中的一个或多个可以类似于在此关于图1A和1B示出和描述的发射器100。

在一些实施方式中，与从左向右延伸的通道404(例如，从阵列顶部向下的第二通道、从阵列顶部向下的第四通道等)的金属化层相比，可以在不同的工艺步骤中提供(例如，沉积)从阵列右侧延伸到阵列左侧的通道404的金属化层(例如，阵列顶部处的通道、从阵列顶部向下的第三通道等)。附加地或替代地，介电层可以将每个通道与一个或多个相邻通道分开。以这种方式，并且如本文参照图6进一步描述的，阵列可以包括相邻的通道404，通道404包括在x方向和/或y方向上彼此重叠并且在垂直于x方向和y方向的z方向上彼此交错的金属化层。

如上所述，图4作为示例提供。其他示例可以不同于关于图4所描述的。

图5是本文描述的发射器阵列(例如，光学芯片)的制造过程的示例实施方式500的图。例如，示例性实施方式400的发射器阵列可以使用示例性实施方式500的制造工艺来制造。如图5所示，该阵列包括第一组通道504a的第一组发射器502a和第二组通道504b的第二组发射器502b。同样如图5所示，第一组通道504a可以从阵列的左侧延伸到阵列的右侧，第二组通道504b可以从阵列的右侧延伸到阵列的左侧。

在一些实施方式中，如图5所示，制造过程可以包括第一步骤506和第二步骤508。第一步骤506可以包括为第一组通道504a提供金属化层(例如，光掩模、迹线等)。第二步骤508可以包括为第二组通道504b提供另一金属化层。

通过使用不同的工艺步骤向相邻通道提供金属化层，要求两个相邻金属化层相隔一定距离的制造规则可不再适用。例如，相邻通道的金属化层(例如，迹线)可以在空间上彼此重叠。因此，对于相同的y间距，每个金属化层可以比在单个工艺步骤中沉积的金属化层更宽(例如，不改变x间距)。此外，增加每个金属化层的宽度降低了每个金属化层的电阻和/或电感。在一些实施方式中，可以调整金属化层之间的介电层的厚度，以抵消更宽金属化层的增加的寄生电感。

在具有顶部发射架构(例如，包括顶部发射VCSEL等)的一些实施方式中，金属化层(例如，迹线)的宽度可以由发射区域(例如，发射器通过其发射光)的一个或多个开口来限制。在具有底部发射架构(例如，包括底部发射VCSEL等)的一些实施方式中，其中发射器发射光穿过基底，金属化层的宽度可以不以这种方式限制，并且可以与相邻通道的发射区域重叠。

如上所述，图5作为示例提供。其他示例可以不同于关于图5所描述的。

图6是本文描述的发射器阵列(例如，光学芯片)的示例实施方式600的截面图。如图6所示，发射器阵列可以包括基底层602、有源层604、发射器的第一通道606、发射器的第二通道608、第一触点610(例如，第一组触点)、第二触点612(例如，第二组触点)、第一介电层614、第一金属化层616、第二介电层618和第二金属化层620。在一些实施方式中，发射器的第一通道606和发射器的第二通道608对应于图4的发射器阵列402的两个相邻通道404。附加地或替代地，发射器的第一通道606和发射器的第二通道608可以分别对应于图5的第一组通道504a和第二组通道504b。此外，图6的截面图可以描绘图4的发射器阵列402的每对相邻通道404和/或图5的阵列的每对相邻通道504a和504b的截面位置关系。

在一些实施方式中，发射器的第一通道606和/或发射器的第二通道608可以包括一个或多个发射器，其类似于在此参考图1A和1B示出和描述的发射器100。例如，图6的基底层602可以类似于在此关于图1A和1B示出和描述的基底层126。此外，或者可替换地，图6的有源层604可以类似于和/或可以包括电流限制开孔110、植入隔离材料116、顶部反射镜118、氧化层120、有源区122、底部反射镜124等中的一个或多个，如这里参考图1A和1B所示和所述的。

在一些实施方式中，第一触点610和/或第二触点612可以类似于在此参考图1A和1B示出和描述的欧姆金属层104。附加地或替代地，第一介电层614和/或第二介电层618可以类似于在此参考图1A和1B示出和描述的保护层114。

如图6所示，有源层604可以沉积在基底层602上，第一触点610和第二触点612可以位于有源层604的最上层。在一些实施方式中，第一触点610可以包括用于发射器的第一通道606中的每个发射器的第一组触点，第二触点612可以包括用于发射器的第二通道608中的每个发射器的第二组触点。

如图6所示，第一介电层614可以位于有源层604的最上层。在一些实施方式中，第一介电层614可以被蚀刻以暴露第一触点610和/或第二触点612。

如图6所示，第一金属化层616可以位于第一触点610和第一介电层614上。第一金属化层616和第一触点610可以提供驱动电路和发射器的第一通道606之间的电接触。

在一些实施方式中，如图6所示，第一金属化层616可以包括位于发射器的第一通道606和发射器的第二通道608之间的通道间部分622。例如，图6中示出的第一金属化层616在发射器的第一通道606右侧的一部分可以是第一金属化层616的通道间部分622。

如图6所示，第二介电层618可以位于第一金属化层616和第一介电层614上。在一些实施方式中，可以蚀刻第二介电层618以暴露第二触点612。

如图6所示，第二金属化层620可以位于第二触点612和第二介电层618上。第二金属化层620和第二触点612可以提供驱动电路和发射器的第二通道608之间的电接触。

在一些实施方式中，如图6所示，第二金属化层620还可以包括位于发射器的第一通道606和发射器的第二通道608之间的通道间部分624。例如，图6中所示的第一金属化层616在发射器的第二通道608左侧的一部分可以是第二金属化层620的通道间部分624。

如图6所示，第一金属化层616的通道间部分622和第二金属化层620的通道间部分624可以至少部分重叠。同样如图6所示，第二介电层618可以位于第一金属化层616和第二金属化层620的重叠部分之间，并且可以将第一金属化层616和第二金属化层620彼此绝缘。在一些实施方式中，第一金属化层616和第二金属化层620可以不重叠，但是可以比典型的制造公差和/或规则所允许的更靠近彼此(例如，为了避免短路，如本文关于图3所述)。通过允许第一金属化层616和第二金属化层620重叠和/或靠近彼此，第二介电层618可以允许减小发射器行之间的间隔以提高分辨率，并且允许增加第一金属化层616和第二金属化层620的宽度和/或厚度以提高飞行时间系统的效率(例如，通过降低第一金属化层616和/或第二金属化层620的阻抗)。

在一些实施方式中，第一金属化层616和/或第二金属化层620可以使用电镀金属、使用电子束(e-束)物理气相沉积、使用金属溅射沉积等来形成。附加地或替代地，第一金属化层616和/或第二金属化层620可以包括金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、镍金(NiAu)等。

如上所述，图6作为示例提供。其他示例可以不同于关于图6所描述的。

图7是包括本文描述的发射器阵列704的飞行时间系统702的示例实施方式700的图。如图7所示，飞行时间系统702可以包括发射器阵列704(例如，光学芯片)、驱动电路706和接收器708。

在一些实施方式中，发射器阵列704可以类似于在此参照图4-6示出和描述的发射器阵列。在一些实施方式中，发射器阵列704可以包括具有金属化层的多个通道，其中相邻通道的金属化层至少部分重叠，并且介电层位于金属化层的重叠部分之间。附加地或替代地，发射器阵列704可以包括多个金属化层和位于多个金属化层的相邻金属化层的重叠部分之间的一个或多个介电层。在一些实施方式中，金属化层(例如，包括焊盘)可以在阵列的通道中的发射器和驱动电路706之间提供电接触。

在一些实施方式中，驱动电路706可以产生一个或多个电信号(例如，驱动信号)来驱动发射器阵列704发射一个或多个光脉冲。例如，如图7所示，驱动电路706可以电连接到发射器阵列704中的每个通道(例如，经由焊盘)，并且可以单独驱动每个通道、单独驱动通道组、同时驱动通道等(例如，基于飞行时间系统702的应用)。

在一些实施方式中，接收器708可以包括一个或多个光电探测器、光电传感器、光电二极管、光电晶体管等。附加地或替代地，接收器708可以被配置成基于光信号生成电信号。

在一些实施方式中，在飞行时间系统702的操作期间，驱动电路706可以产生驱动信号以驱动发射器阵列704将光束发射到视场中，并且接收器708可以接收从视场反射的光(例如，反射的光束)，并且基于接收的光产生电信号。附加地或替代地，飞行时间系统702可以通过测量由发射器阵列704发射的光束和由接收器708接收的从视场反射的光之间的延迟和/或差异来确定到视场中的物体的距离。

如上所述，图7作为示例提供。其他示例可以不同于关于图7所描述的。

图8是与制造发射器阵列相关联的示例过程800的流程图。如图8所示，过程800可以包括为第一通道的第一组发射器提供第一金属化层，其中第一金属化层包括位于第一组发射器和第二通道的第二组发射器之间的第一通道间部分(方框810)。

如图8进一步所示，过程800可以包括在第一金属化层的第一通道间部分上沉积介电层(方框820)。

如图8进一步所示，过程800可以包括为第二组发射器提供第二金属化层，其中第二金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第二通道间部分(方框830)。在一些实施方式中，第二金属化层的第二通道间部分至少部分地与第一金属化层的第一通道间部分重叠

过程800可以包括额外的实施方式，例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。

在第一实施方式中，提供第一金属化层包括以下至少一者：用电镀金属形成第一金属化层、使用电子束物理气相沉积形成第一金属化层、或使用金属溅射沉积形成第一金属化层；或者提供第二金属化层包括以下至少一者：用电镀金属形成第二金属化层、使用电子束物理气相沉积形成第二金属化层、或使用金属溅射沉积形成第二金属化层。

在第二实施方式中，单独或与第一实施方式结合，沉积介电层包括使用化学气相沉积或原子层沉积中的至少一者来沉积介电层。

在第三实施方式中，单独或与第一和第二实施方式中的一个或多个结合，过程800包括在介电层中蚀刻用于第一金属化层的接合焊盘。

在第四实施方式中，单独或与第一至第三实施方式中的一个或多个结合，过程800包括，在提供第一金属化层之前，在基底层上沉积有源层以形成第一组发射器和第二组发射器。

在第五实施方式中，单独或与第一至第四实施方式中的一个或多个结合，过程800包括，在提供第一金属化层之前且沉积有源层之后，将第一组触点定位在第一通道的第一组发射器的每个发射器的有源层的最上层上，将第二组触点定位在第二通道的第二组发射器的每个发射器的有源层的最上层上，并且针对第一组发射器的每个发射器和第二组发射器的每个发射器，在有源层中蚀刻沟槽。

在第六实施方式中，单独或与第一至第五实施方式中的一个或多个结合，过程800包括，在在有源层中蚀刻沟槽之后，氧化第一组发射器和第二组发射器。

在第七实施方式中，单独或与第一至第六实施方式中的一个或多个结合，介电层是第二介电层，并且过程800包括，在在有源层中蚀刻沟槽之后，在有源层上沉积第一介电层，并且在第一介电层中蚀刻用于第一组触点的通孔。

在第八实施方式中，单独或与第一至第七实施方式中的一个或多个结合，提供第一金属化层包括，在蚀刻用于第一组触点的通孔之后，在第一组触点和第一介电层上提供第一金属化层，并且沉积第二介电层包括，在提供第一金属化层之后，在第一金属化层和第一介电层上沉积第二介电层。

在第九实施方式中，单独或与第一至第八实施方式中的一个或多个结合，过程800包括，在沉积第二介电层之后，在第二介电层和第一介电层中蚀刻用于第二组触点的通孔，并且提供第二金属化层包括，在蚀刻用于第二组触点的通孔之后，在第二组触点和第二介电层上提供第二金属化层。

在第十实施方式中，单独或与第一至第九实施方式中的一个或多个结合，过程800包括在有源层上针对第三通道的第三组发射器的每个发射器定位第三组触点，其中第二金属化层包括位于第二组发射器和第三组发射器之间的第三通道间部分，在第二金属化层和第二介电层上沉积第三介电层，并且在第三组触点和第三介电层上提供第三金属化层，其中第三金属化层包括位于第二组发射器和第三组发射器之间的第四通道间部分。第三金属化层的第四通道间部分可以至少部分地与第二金属化层的第三通道间部分重叠。

虽然图8示出了过程800的示例块，但是在一些实施方式中，过程800可以包括与图8中所示的那些块相比的附加块、更少的块、不同的块或者不同布置的块。附加地或替代地，过程800的两个或更多个块可以并行执行。

前述公开内容提供了说明和描述，但不旨在穷举或将实施方式限制到所公开的精确形式。可以根据上述公开内容进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。此外，本文描述的任何实施方式可以被组合，除非前述公开明确地提供了一个或多个实施方式可以不被组合的理由。

即使特征的特定组合在权利要求中被引用和/或在说明书中被公开，这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多可以以权利要求中没有具体叙述和/或说明书中没有公开的方式进行组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能直接依赖于仅一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。

除非明确说明，否则本文使用的任何元素、动作或指令都不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括与冠词“该”相关联的一个或多个项目，并且可以与“该一个或多个”互换使用此外，如本文所使用的，术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。当只打算使用一个项目时，使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，如这里所使用的，术语“有”、“具有”、“带有”等意在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分基于”，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“或”在串联使用时旨在包括在内，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“仅其中之一”结合使用)。此外，为了便于描述，这里可以使用空间上相对的术语，例如“下面”、“下”、“上面”、“上”等，来描述一个元件或特征与图中所示的另一个元件或特征的关系。除了附图中描述的方位之外，空间相关术语旨在包括使用或操作中的设备、装置和/或元件的不同方位。该设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，并且这里使用的空间相对描述符同样可以相应地解释。

相关申请

本申请要求2020年4月30日提交的美国临时专利申请63/018,038的优先权，该申请题为“为飞行时间照明器增加单个垂直腔面发射激光通道的迹线宽度的双金属工艺(DUAL-METAL PROCESS TO INCREASE TRACE WIDTH OF INDIVIDUAL VERTICAL CAVITYSURFACE EMITTING LASER CHANNELS FOR TIME OF FLIGHT ILLUMINATORS)”，其内容通过引用整体结合于此。

Claims (24)

1.一种方法，包括：

为第一通道的第一组发射器提供第一金属化层，

其中第一金属化层包括位于第一组发射器与第二通道的第二组发射器之间的第一通道间部分；

在第一金属化层的第一通道间部分上沉积介电层；和

为第二组发射器提供第二金属化层，

其中第二金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第二通道间部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述第一金属化层包括以下至少一者：用电镀金属形成所述第一金属化层、使用电子束物理气相沉积形成所述第一金属化层、或使用金属溅射沉积形成所述第一金属化层；或者

其中提供第二金属化层包括以下至少一者：用电镀金属形成第二金属化层、使用电子束物理气相沉积形成第二金属化层、或使用金属溅射沉积形成第二金属化层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中沉积介电层包括使用化学气相沉积或原子层沉积中的至少一者来沉积介电层。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在介电层中蚀刻用于第一金属化层的焊盘。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在提供第一金属化层之前，在基底层上沉积有源层以形成第一组发射器和第二组发射器。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括，在提供第一金属化层之前且在沉积有源层之后：

针对第一通道的第一组发射器的每个发射器，将第一组触点定位在有源层的最上层上；

针对第二通道的第二组发射器的每个发射器，将第二组触点定位在有源层的最上层上；和

在有源层中为第一组发射器的每个发射器和第二组发射器的每个发射器蚀刻沟槽。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，在在有源层中蚀刻沟槽之后，氧化第一组发射器和第二组发射器。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述介电层是第二介电层；和

其中该方法还包括，在在有源层中蚀刻沟槽之后：

在有源层上沉积第一介电层；和

在第一介电层中蚀刻用于第一组触点的通孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

提供第一金属化层包括：在蚀刻用于第一组触点的通孔之后，在第一组触点和第一介电层上提供第一金属化层；和

沉积第二介电层包括：在提供第一金属化层之后，在第一金属化层和第一介电层上沉积第二介电层。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

在沉积第二介电层之后，在第二介电层和第一介电层中蚀刻用于第二组触点的通孔；和

其中提供第二金属化层包括：在蚀刻用于第二组触点的通孔之后，在第二组触点和第二介电层上提供第二金属化层。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

针对第三通道的第三组发射器的每个发射器，在有源层上定位第三组触点，

其中第二金属化层包括位于第二组发射器和第三组发射器之间的第三通道间部分；

在第二金属化层和第二介电层上沉积第三介电层；和

在第三组触点和第三介电层上提供第三金属化层，

其中第三金属化层包括位于第二组发射器和第三组发射器之间的第四通道间部分。

12.一种光学芯片，包括：

包括第一组发射器的第一通道；

用于第一通道的第一组发射器的每一个的第一组触点；

第一介电层；

在第一组触点和第一介电层上的第一金属化层，

其中第一金属化层包括位于第一组发射器和第二组发射器之间的第一通道间部分；

包括第二组发射器的第二通道；

用于第二通道的第二组发射器的每一个的第二组触点；

在第一金属化层和第一介电层上的第二介电层；和

第二组触点和第二介电层上的第二金属化层，

其中所述第二金属化层包括位于所述第一组发射器和所述第二组发射器之间的第二通道间部分，并且

其中第二金属化层的第二通道间部分至少部分地与第一金属化层的第一通道间部分重叠。

13.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一金属化层包括金、铝、铜或镍金中的至少一者；或者

其中第二金属化层包括金、铝、铜或镍金中的至少一者。

14.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一组触点包括p欧姆金属、n欧姆金属、钛、金或铂中的至少一者；或者

其中第二组触点包括p欧姆金属、n欧姆金属、钛、金或铂中的至少一者。

15.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一介电层包括氮化硅(Si₃N₄)层、二氧化硅(SiO₂)层或氧化铝(Al₂O₃)层中的至少一者；或者

其中所述第二介电层包括氮化硅(Si₃N₄)层、二氧化硅(SiO₂)层或氧化铝(Al₂O₃)层中的至少一者。

16.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一组发射器和所述第二组发射器是顶部发射垂直腔面发射激光器。

17.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一组发射器和所述第二组发射器是底部发射垂直腔面发射激光器；

其中第一金属化层至少部分地与第二组发射器的发射区域重叠；和

其中第二金属化层至少部分地与第一组发射器的发射区域重叠。

18.根据权利要求12所述的光学芯片，其中所述第一组发射器位于第一行中；

其中第二组发射器位于第二行中；和

其中所述第一行平行于所述第二行。

19.根据权利要求12所述的光学芯片，进一步包括：

包括第三组发射器的第三通道；

用于第三通道的第三组发射器的每一个的第三组触点；和

在第三组触点和第一介电层上的第三金属化层，

其中第三金属化层包括位于第二组发射器和第三组发射器之间的第三通道间部分，

其中第二介电层在第三金属化层上，

其中所述第二金属化层包括位于所述第二组发射器和所述第三组发射器之间的第四通道间部分，并且

其中第二金属化层的第四通道间部分至少部分地与第三金属化层的第三通道间部分重叠。

20.一种飞行时间系统，包括：

将光束发射到视场中的发射器阵列，

其中发射器阵列包括：

包括第一组发射器的第一通道，

包括第二组发射器的第二通道，

第一金属化层，在驱动电路和第一组发射器之间提供电接触，

在第一金属化层上的介电层，以及

在介电层上的第二金属化层，在驱动电路和第二组发射器之间提供电接触，

其中第二金属化层至少部分地与第一金属化层重叠；

驱动电路；和

接收器，用于接收从视场反射的光。

21.根据权利要求20所述的飞行时间系统，其中所述第一组发射器和所述第二组发射器包括顶部发射垂直腔面发射激光器(VCSEL)、底部发射垂直腔面发射激光器(VCSEL)、公共阳极垂直腔面发射激光器(VCSEL)、公共阴极垂直腔面发射激光器(VCSEL)或线扫描激光器中的至少一者。

22.根据权利要求20所述的飞行时间系统，其中所述发射器阵列进一步包括：

多个金属化层，在驱动电路和多个通道的一个或多个发射器之间提供电接触，以及

位于多个金属化层的相邻金属化层的重叠部分之间的一个或多个介电层。

23.根据权利要求20所述的飞行时间系统，其中所述第一金属化层包括第一焊盘，

其中所述第二金属化层包括第二焊盘，并且

其中驱动电路电连接到第一焊盘和第二焊盘。

24.根据权利要求20所述的飞行时间系统，其中：

驱动电路被配置成产生一个或多个驱动信号，以驱动发射器阵列将光束发射到视场中；

接收器被配置成基于从视场反射的光而产生电信号；和

飞行时间系统被配置成基于驱动信号和电信号来确定到视场中的一个或多个物体的距离。

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