CN115632304A - 发光芯片和激光器 - Google Patents

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CN115632304A CN202211210168.6A CN202211210168A CN115632304A CN 115632304 A CN115632304 A CN 115632304A CN 202211210168 A CN202211210168 A CN 202211210168A CN 115632304 A CN115632304 A CN 115632304A
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张昕
卢瑶
周子楠
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Abstract

本申请公开了一种发光芯片和激光器,属于光电技术领域。所述发光芯片用于发出激光;发光芯片具有连接的第一表面和第二表面,第一表面用于通过焊料与其他部件固定,激光从第二表面射出;第一表面中靠近第二表面的目标区域具有阻挡结构。本申请解决了焊料溢到发光芯片的出光面,阻碍发光芯片的正常发光,导致发光芯片不良,进而使得激光器的制备良率较低的的问题。本申请用于发光。

Description

发光芯片和激光器
技术领域
本申请涉及光电技术领域,特别涉及一种发光芯片和激光器。
背景技术
随着光电技术的发展,激光器被广泛应用,如可以用作投影设备的光源。
相关技术中,激光器可以包括管壳和位于管壳中的发光芯片,发光芯片的出光面发出激光,且该出光面为发光芯片的侧面。在固定激光器的过程中,需要在发光芯片的底部设置焊料,并使该焊料熔化,以实现发光芯片的固定。
由于熔化的焊料会沿着其接触的物体流动,故相关技术中存在焊料溢到发光芯片的出光面的情况。如此会阻碍发光芯片的正常发光,导致发光芯片不良,进而使得激光器的制备良率较低。
发明内容
本申请提供了一种发光芯片和激光器,可以解决焊料溢到发光芯片的出光面,阻碍发光芯片的正常发光,导致发光芯片不良,进而使得激光器的制备良率较低的问题。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种发光芯片,所述发光芯片用于发出激光;
所述发光芯片具有连接的第一表面和第二表面,所述第一表面用于通过焊料与其他部件固定,所述激光从所述第二表面射出;
所述第一表面中靠近所述第二表面的目标区域具有阻挡结构。
另一方面,提供了一种激光器,所述激光器包括:管壳以及位于所述管壳中的发光芯片,所述发光芯片为上述的发光芯片。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本申请中,发光芯片中激光从第二表面射出,该第二表面也即是发光芯片的出光面。发光芯片中用于与其他部件固定的第一表面与第二表面连接,且第一表面中靠近第二表面的目标区域具有阻挡结构。如此一来,当发光芯片的第一表面通过焊料与其他部件固定时,即使焊料熔化后进行流动,该流动的焊料也会被第一表面中的阻挡结构所阻挡,进而可以减少甚至避免焊料溢出至第二表面。因此可以降低发光芯片的出光面被焊料附着的风险,保证发光芯片的出光效果较好,良率较高,且相应地可以保证发光芯片所在的激光器的良率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种发光芯片的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图;
图5是本申请另一实施例提供的一种发光芯片的结构示意图;
图6是本申请另一实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图;
图7是本申请另一实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图;
图8是本申请另一实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图;
图9是本申请再一实施例提供的一种发光芯片的结构示意图;
图10是本申请再一实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图;
图11是本申请再一实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图;
图12是本申请再一实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图;
图13是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图;
图14是本申请实施例提供的一种激光器的部分结构的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
随着光电技术的发展,激光由于其单色性较好以及效率较高而被广泛应用,如可以在投影设备中应用激光形成投影画面,以保证投影画面较好的显示效果。激光可以通过发光芯片发出,目前对发光芯片的发光效果,以及发光芯片在应用过程中的发光可靠性的要求较高。发光芯片可以设置于激光器中,激光器可以作为发出激光的最小单元而应用于各种场景中。激光器的制备过程中,需要将发光芯片与其他部件进行组装,在该组装过程中保证发光芯片的可靠性对激光器的制备可靠性来说至关重要。发光芯片通常通过焊料与其他部件固定,如通过共晶焊接的方式进行固定。共晶焊接过程中焊接界面存在气体或者水分吸附,升温过程体积膨胀,形成空隙推动焊料溢出焊接界面,进而可能会附着于发光芯片的出光面,造成发光芯片存在焊接固定后无法正常发光的风险。进一步地,会导致组装得到的激光器无法正常使用,导致激光器的良率较低。
本申请实施例提供了一种发光芯片和激光器,可以保证发光芯片在固定时仍保证发光可靠性,且保证该发光芯片所在的激光器的良率较高。
图1是本申请实施例提供的一种发光芯片的结构示意图。如图1所示,发光芯片101可以大致呈长方体状,如图1中的x方向可以为发光芯片101的长度方向,y方向为发光芯片101的高度方向,垂直纸面的方向为发光芯片101的宽度方向,x方向垂直y方向。例如发光芯片101的宽度为150微米,长度为1200微米。发光芯片101可以具有六个表面,该六个表面包括连接的第一表面M1和第二表面M2。第一表面M1可以垂直第二表面M2。
第一表面M1用于与其他部件固定,也即是发光芯片101可以利用第一表面M1进行与其他部件的固定。如可以在第一表面M1与其他部件之间设置焊料,来通过焊料实现发光芯片101与其他部件的固定。如该焊料可以为金锡焊料。第一表面M1可以称为发光芯片101的底面,第二表面M2可以称为发光芯片101的侧面。发光芯片101用于发出激光,激光可以从第二表面M2射出,第二表面M2也可以称为发光芯片101的出光面。
如图1所示,第一表面M1中靠近第二表面M2的目标区域Q1具有阻挡结构1011。阻挡结构1011用于对焊料进行限制,以在第一表面M1上附着有熔化的焊料时,阻挡该焊料沿着第一表面M1流向第二表面M2,避免第二表面M2被焊料覆盖而导致阻碍激光射出的情况。
如图1所示,第一表面M1可以分为目标区域Q1和其他区域Q2,该其他区域Q2相对于目标区域Q1更远离第二表面M2。图1中用竖直的虚线对目标区域Q1和其他区域Q2进行示意性区分,第一表面M1中位于该竖直的虚线右侧的区域为目标区域Q1,位于该竖直的虚线左侧的区域为其他区域Q2。本申请实施例中,第一表面M1中目标区域Q1之外的其他区域Q2平坦,该其他区域Q2用于设置焊料,以保证发光芯片101通过焊料与其他部件固定。
本申请实施例中,也可以看做发光芯片101包括芯片主体和位于芯片主体上的阻挡结构1011,芯片主体可以呈长方体状,第一表面M1和第二表面M2可以为芯片主体的两个表面。
综上所述,本申请实施例提供的发光芯片中,激光从第二表面射出,该第二表面也即是发光芯片的出光面。发光芯片中用于与其他部件固定的第一表面与第二表面连接,且第一表面中靠近第二表面的目标区域具有阻挡结构。如此一来,当发光芯片的第一表面通过焊料与其他部件固定时,即使焊料熔化后进行流动,该流动的焊料也会被第一表面中的阻挡结构所阻挡,进而可以减少甚至避免焊料溢出至第二表面。因此可以降低发光芯片的出光面被焊料附着的风险,保证发光芯片的出光效果较好,良率较高,且相应地可以保证发光芯片所在的激光器的良率较高。
下面结合附图对发光芯片101中的阻挡结构1011进行介绍。
图2是本申请实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图,图2可以为图1所示的发光芯片101的仰视图。如图2所示,在平行第一表面M1与第二表面M2的交界线的方向(如z方向)上,阻挡结构1011的长度等于发光芯片101的长度。该方向也即是既平行第一平面M1又平行第二平面M2的方向,如该方向为图2中的z方向,也即是图1中垂直纸面的方向。z方向上发光芯片101的长度也即是大致呈长方体状的发光芯片101的宽度。如此一来,阻挡结构101可以对第一表面M1中从各个位置向第二表面M2流动的焊料均进行阻挡,保证阻挡效果较好。
可选地,图3是本申请实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图,图3也可以为图1所示的发光芯片101的仰视图。如图3所示,在z方向上阻挡结构1011的长度也可以小于发光芯片101的长度。如此可以至少对部分位置的焊料进行阻挡,相对相关技术也可以降低焊料附着于第二表面M2的风险。
本申请实施例中,发光芯片101中的阻挡结构1011可以为从第一表面M1的目标区域Q1凸起的凸台。该凸台的高度范围可以为20微米~30微米,如该凸台的高度为25微米。在阻挡结构1011相对第一表面M1凸起时,阻挡结构1011可以呈棱柱状。如三棱柱、四棱柱、五棱柱或者其他形状的棱柱,相应地,阻挡结构1011的底面可以为三角形、四边形(如梯形、矩形及平行四边形等)、五边形或其他形状。阻挡结构1011的该底面垂直第一表面M1且垂直第二表面M2,该底面的形状也即是阻挡结构1011的垂直第一表面M1且垂直第二表面M2的截面(下面将该截面称为目标截面)的形状。
图1以阻挡结构1011为凸台时,阻挡结构1011的目标截面呈矩形为例,该阻挡结构1011可以呈底面为矩形的四棱柱状。图4是本申请另一实施例提供的一种发光芯片的结构示意图,图5是本申请另一实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图,图2和图3也可以为图4或图5所示的发光芯片101的仰视图。如图4所示,阻挡结构1011的目标截面也可以呈梯形,阻挡结构1011呈底面为梯形的四棱柱状;如图5所示,阻挡结构1011的目标截面也可以呈三角形,阻挡结构1011呈三棱柱状。
可选地,阻挡结构1011也可以为凹槽。该凹槽的深度范围可以为20微米~30微米,如该凹槽的深度为25微米。图6是本申请实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图,图2和图3也可以为图6所示的发光芯片101的仰视图。如图6所示,该阻挡结构1011也可以为目标区域Q1中凹陷的凹槽。如此,当第一表面M1上附着有焊料时,该焊料即使向第二表面M2流动,在流动至阻挡结构1011时可以被阻挡结构1011容纳,减少继续流动至第二表面M2的焊料;甚至多余的焊料可以被阻挡结构1011全部容纳,以使在阻挡结构1011之后不再有向第二表面M2流动的焊料。
图6以阻挡结构1011为凹槽时,阻挡结构1011的目标截面呈半圆形为例。可选地,阻挡结构1011为凹槽时,其目标截面也可以呈可以为三角形、四边形(如梯形、矩形及平行四边形等)、五边形或其他形状。图7是本申请另一实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图,图8是本申请另一实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图,图2和图3也可以为图7或图8所示的发光芯片101的仰视图。如图7所示,阻挡结构1011的目标截面也可以呈矩形;如图8所示,阻挡结构1011的目标截面也可以呈三角形。
本申请上述实施例均以阻挡结构1011呈条状,且其长度方向平行z方向,也即是既平行第一表面M1又平行第二表面M2为例进行介绍。可选地,阻挡结构1011也可以在第一表面M1上弯曲地延伸。示例地,图9是本申请再一实施例提供的一种发光芯片的结构示意图,图9可以为图1以及图4至图8中任一发光芯片101的仰视图。如图9所示,阻挡结构1011可以呈波浪状。可选地,阻挡结构1011也可以按照任意的形状延伸,如也可以呈锯齿状,或者也可以并无任何规律的随意弯折,本申请实施例不做限定。
本申请上述实施例均以发光芯片101仅包括一个阻挡结构1011为例进行示意。可选地,发光芯片101也可以包括多个相互间隔的阻挡结构1011。示例地,图10是本申请再一实施例提供的另一种发光芯片的结构示意图,图11是本申请再一实施例提供的再一种发光芯片的结构示意图,图11可以为图10所示的发光芯片101的仰视图。如图10和图11所示,发光芯片101中多个阻挡结构1011可以沿靠近第二表面M2的方向(如x方向)依次排布,每个阻挡结构1011在z方向上的长度均可以等于发光芯片101在z方向上的长度,也即是发光芯片1011的宽度。如此一来,即使第一表面M1上的焊料较多,该焊料在流动的过程中漫过第一个阻挡结构1011,也还有第二个阻挡结构1011对焊料进行阻挡。
图10和图11以该多个阻挡结构1011的数量为2,且每个阻挡结构1011均呈底面为矩形的四棱柱状为例进行示意。可选地,阻挡结构1011的数量也可以为3甚至更多,阻挡结构1011也可以为上述任一形状的阻挡结构1011,该多个阻挡结构1011中不同的阻挡结构1011形状也可以不同。如多个阻挡结构1011中一个为凸台,另一个为凹槽;或者一个呈底面为矩形的四棱柱状,另一个呈底面为梯形的四棱柱状。
本申请实施例中,对阻挡结构1011的宽度不做限定。阻挡结构1011的宽度也即是阻挡结构1011的目标截面在x方向上两端的距离。阻挡结构1011的宽度范围可以为5微米~35微米,如阻挡结构1011的宽度为10微米、20微米或30微米。
本申请实施例中,阻挡结构1011与第二表面M2的距离范围可以为10微米~40微米。阻挡结构1011中靠近第二表面M2的表面距第二表面M2的距离可以为该距离范围中的任一值。可选地,该距离范围中的最大值可以为阻挡结构1011中远离第二表面M2的表面距第二表面M2的距离。
示例地,阻挡结构1011与第二表面M2的距离范围可以为10微米~20微米。如阻挡结构1011中靠近第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为10微米,阻挡结构1011中远离第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为20微米,阻挡结构1011的宽度为10微米。又如,阻挡结构1011中靠近第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为15微米,阻挡结构1011中远离第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为25微米,阻挡结构1011的宽度为10微米。又如阻挡结构1011中靠近第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为20微米,阻挡结构1011中远离第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为50微米,阻挡结构1011的宽度为30微米。
又示例地,阻挡结构1011与第二表面M2的距离范围为20微米~40微米。如阻挡结构1011中靠近第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为20微米,阻挡结构1011中远离第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为40微米,阻挡结构1011的宽度为20微米。又如,阻挡结构1011中靠近第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为25微米,阻挡结构1011中远离第二表面M2的一侧与第二表面M2的距离为35微米,阻挡结构1011的宽度为10微米。
需要说明的是,对于结构或材质不同的发光芯片101,其中阻挡结构1011的设置位置也可以存在差异,如阻挡结构1011与第二表面M2的距离可以存在差异。
下面结合附图对发光芯片101的具体膜层结构进行介绍,具体对发光芯片101的芯片主体中的膜层结构进行介绍。
图12是本申请再一实施例提供的又一种发光芯片的结构示意图。如图12所示,发光芯片101可以包括依次叠加的第一电极1012、基底(英文:substrate)1013、外延层1014和第二电极1015。图12并未对阻挡结构1011进行示意。外延层1014为在基底1013上生成的膜层,基底1012和外延层1013的组合结构可以称为外延片。可选地,发光芯片101中的外延片与电极可以由同一制造厂家一次性制备,或者也可以由不同的制造厂家分别制备,如可以直接获取制备好的外延片,再在其上形成第一电极和第二电极以得到发光芯片101。
第一电极1012和第二电极1015可以分别连接电源的负极与正极,进而第一电极1012和第二电极1015可以向外延片施加电压,以使激光从该外延片的侧面发出。示例地,第一电极1012接电源的负极,该第二电极1015接电源的正极,如此可以由第二电极1015向外延片注入电流,以激发外延片发出激光。
外延层1013可以包括沿远离基底1012的方向依次叠加的电子型半导体层1014a、有源层1014c和空穴型半导体层1014e。电子型半导体也即N型半导体,空穴型半导体也即P型半导体。相应地,第一电极1012可以称为N面电极,第二电极1013可以称为P面电极。N型半导体层中的空穴与P型半导体中的电子均注入有源层1014c,在有源层1023中可以形成粒子数反转,电子和空穴这些载流子在有源层1014c中可以复合并产生光子。有源层1014c中形成有谐振腔,光子可以在该谐振腔中振荡放大。要使有源层1014c连续稳定地发出激光,需要光子在谐振腔形成稳定的振荡,有源层1014c中的增益需要足够大,以弥补谐振腔引起的光损耗和从谐振腔的腔面输出激光等引起的损耗,增加谐振腔内的光场。由于向外延片注入电流可以提高有源层1014c中的粒子数反转程度,且粒子数反转程度越高,有源层1014c的增益越大,因而需要有足够强的电流注入,该电流必须满足一定的阈值条件,以使具有稳定波长的光在谐振腔内振荡并被放大,最后形成激光连续输出。
请继续参考图12,发光芯片101还可以包括第一限制层1014b和第二限制层1014d,第一限制层1014b位于电子型半导体层1014a与有源层1014c之间,第二限制层1014d位于有源层1014c与空穴型半导体层1014e之间。该有源层1014c可以限制载流子的移动,第一限制层1014b和第二限制层1014d可以限制有源层1014c中发出的激光的传输,进而保证激光仅从有源层1014c发出。
请继续参考图12,发光芯片101还可以包括绝缘层1016,绝缘层1016位于空穴型半导体层1014e与第二电极1014之间。本申请实施例中的发光芯片101可以为脊型发光芯片。发光芯片101中空穴型半导体层1014e可以呈脊型,也即空穴型半导体层1014e远离基底1012的一侧具有条状凸起。可选地,该条状凸起的宽度范围可以为30微米~40微米。绝缘层103覆盖空穴型半导体层1014e中该条状凸起远离基底1012的表面之外的区域,第二电极104覆盖该绝缘层103和该空穴型半导体层1014e,空穴型半导体层1014e中仅该条状凸起远离基底1012的表面与第二电极104接触。如此第二电极104仅通过该条状凸起远离基底1012的表面向外延片注入电流,且该电流可以垂直注入有源层1014c中该条状凸起的正投影覆盖的区域,进而使有源层1014c中的该区域发出激光,该区域即为发光芯片101中实际的发光区。
发光芯片101在注入电流时各个膜层整层均导通,在一膜层的一个区域注入电流后,该电流会从该区域向该膜层的其他区域扩散。故电流沿各个膜层依次叠加的方向注入发光芯片101后,不仅垂直传输,还会朝两侧横向扩散,导致到达有源层1014c中发光区的电流密度较低;且有源层1014c中发光区中的载流子也会向两侧扩散而损失。本申请实施例中,还可以在该发光芯片101中的条状凸起的两侧均设置沟槽(图中未对沟槽进行示意),该沟槽的深度可以保证沟槽穿过有源层1014c。该沟槽可以使得其两侧的结构不再导通,进而限制电流的横向扩散,且限制有源层1014c中载流子的横向扩散,可以提高发光区中的电流密度以及光电转换效率。
可选地,第一电极1012的材质可以为金-锗-镍(也即Au-Ge-Ni),金-锗-镍为多层金属结构,包括依次叠加的金层、锗层和镍层。第二电极104的材质可以为钛-铂-金,其也为多层金属结构,包括依次叠加的钛层、铂层和金层。基底1013的材质可以包括氮化镓或砷化镓。电子型半导体层1014a的材质可以包括N型掺杂的铝镓氮,第一限制层1014b的材质可以包括N型掺杂的铟镓氮(n-InGaN),第二限制层1014d的材质可以包括非掺杂的铟镓氮(InGaN)。有源层1014c可以为铟镓氮(InGaN)多量子阱(MultiQuantum Well,MQW)结构。空穴型半导体层1014e可以包括P型掺杂的铝镓氮(p-AlGaN)电子阻挡层(electron-blockinglayer,EBL),P型掺杂的铝镓氮(p-AlGaN)/氮化镓(GaN)应变层(Strain Layer,SL),也即是该应变层的制备材料包括p-AlGaN与GaN中的至少一种。需要说明的是,发光芯片101中各个膜层的材质也可以采用能够满足该膜层的需求的其他材质替换,本申请对此不做限定。
可选地,当发光芯片101中基底1013的材质不同时,其中阻挡结构1011的设置位置也可以存在差异。示例地,对于基底1013的材质包括氮化镓的发光芯片101,其中阻挡结构1011与第二表面M2的距离范围可以为10微米~20微米。对于基底1013的材质包括砷化镓的发光芯片101,其中阻挡结构1011与第二表面M2的距离范围可以为20微米~40微米。
本申请实施例中,发光芯片101可以采用倒装焊技术进行固定。发光芯片101中的第一表面M1为上述第二电极1015远离第一电极1012的表面,第二电极1015用于与其他部件固定,阻挡结构1011位于第二电极1015上。第二电极1015靠近发光芯片101中实际的出光区,而出光区在发出激光时会产生较多的热量,将第二电极1015所在侧与其他部件固定,可以有利于热量较快地传输至该其他部件以进行散发。
在发光芯片101的制备过程中,可以先提供基底1013,该基底的尺寸可以与最终形成的发光芯片的尺寸相同,如基底可以呈长为1200微米,宽为150微米的长方体。接着可以在基底1013的一侧依次外延生长电子型半导体层1014a、第一限制层1014b、有源层1014c、第二限制层1014d和空穴型半导体层。可选地,由于发光芯片101发出的激光的中心波长与发光芯片101中膜层的材质相关,故在制备发光芯片101之前可以先确定该发光芯片101发出的激光的中心波长,进而基于该中心波长确定发光芯片101中各个膜层的材质。可选地,也可以直接获取包括基底1013、电子型半导体层1014a、第一限制层1014b、有源层1014c、第二限制层1014d和空穴型半导体层的外延片。
之后,可以对空穴型半导体层进行图案化处理,得到具有条状凸起的空穴型半导体层1014e。接着,可以在空穴型半导体层1014e上形成绝缘材质(如氧化硅)层,如利用等离子体增强化学气相沉淀法沉积厚度为500米的氧化硅层。之后对绝缘材质层进行图案化处理,得到覆盖空穴型半导体层1014e中条状凸起远离基底1013的表面之外的区域的绝缘层1016。
接着,可以在条状凸起两侧10微米处光刻宽10微米的沟槽,且使该沟槽穿过有源层1013c。如可以先通过湿法腐蚀将沟槽位置处的绝缘层腐蚀掉,并去胶清洗,再用电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)对空穴型半导体层1014e、第二限制层1014d和有源层1014c进行刻蚀,以形成贯穿空穴型半导体层1014e、第二限制层1014d和有源层1014c的沟槽。之后在绝缘层1016远离基底1013的一侧形成第二电极1015,以及在基底1013背离第二电极1015的一侧形成第一电极1012。
然后,可以在第二电极1015远离第一电极1012的一侧通过磁控溅射形成凸起的阻挡结构1011,或者通过刻蚀工艺形成凹陷的阻挡结构1011。如此,即可完成发光芯片101的制备。
综上所述,本申请实施例提供的发光芯片中,激光从第二表面射出,该第二表面也即是发光芯片的出光面。发光芯片中用于与其他部件固定的第一表面与第二表面连接,且第一表面中靠近第二表面的目标区域具有阻挡结构。如此一来,当发光芯片的第一表面通过焊料与其他部件固定时,即使焊料熔化后进行流动,该流动的焊料也会被第一表面中的阻挡结构所阻挡,进而可以减少甚至避免焊料溢出至第二表面。因此可以降低发光芯片的出光面被焊料附着的风险,保证发光芯片的出光效果较好,良率较高,且相应地可以保证发光芯片所在的激光器的良率较高。
图13是本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图,图14是本申请实施例提供的一种激光器中部分结构的示意图,图13可以为图14中截面a-a’的示意图。如图13和图14所示,激光器10可以包括:管壳102和位于管壳102中的发光芯片101,该发光芯片101为上述的任一发光芯片101。本申请实施例中以该激光器10包括多个发光芯片101,该多个发光芯片101可以阵列排布于管壳102中。激光器还可以包括多个热沉103、多个反射棱镜104、透光密封层105、多个准直透镜106以及多个导电引脚107。该多个准直透镜106可以一体成型。
管壳102具有开口,管壳102包括底板1021和侧壁1022,管壳102的底板与该开口相对,管壳102的侧壁围成该开口。该多个热沉103和该多个反射棱镜104均贴装于底板1021上,透光密封层105和准直透镜106沿远离底板1021的方向依次固定在管壳102的开口处,该多个导电引脚107贯穿管壳102的侧壁1022且与该侧壁1022固定。每行发光芯片101可以串联,每行发光芯片101中边缘的两个发光芯片101分别与侧壁上的两个导电引脚107连接,该两个导电引脚107分别与侧壁1022的相对两侧固定。
每个发光芯片101对应一个热沉103、一个反射棱镜104和一个准直透镜106。每个发光芯片101贴装于对应的热沉103远离管壳102的底板的一侧,热沉103用于辅助对应的发光芯片101散热,热沉103的材料可以包括陶瓷。每个发光芯片101对应的反射棱镜104的反光面与该发光芯片101的出光面(也即第二表面M2)相对。每个发光芯片101发出的激光可以射向对应的反射棱镜104的反光面,该激光在该反射棱镜104上反射后穿过透光密封层105,射向准直透镜106中该发光芯片101对应的准直透镜106,进而该激光可以被该准直透镜106准直后射出,如此可以实现激光器10的发光。
可选地,管壳102的材质可以包括金属或者也可以包括陶瓷。在管壳102中侧壁1022的材质包括陶瓷时,透光密封层105可以直接与管壳102中的侧壁1022固定。在管壳102中侧壁1022的材质包括金属时,如图13所示,激光器10还可以包括激光器10还可以包括密封框108。该密封框108的外边缘区域与侧壁1022远离底板1021的表面固定,密封框108的内边缘区域与透光密封层105的边缘固定。
在激光器10中,热沉103可以为上述对发光芯片101进行介绍时所述的其他部件。发光芯片101中靠近热沉103的表面可以为发光芯片101的第一表面M1,发光芯片101可以通过焊料固定于热沉103远离底板1011的一侧。具体地,发光芯片101的第一表面M1中的其他区域Q2通过焊料与热沉103固定,该其他区域Q2在底板1021上的正投影位于热沉103在底板1021上的正投影之内。
请继续参考图13,发光芯片101中存在部分结构伸出热沉103,该部分结构在底板1021上的正投影位于热沉103在底板1021上的正投影之外。该部分结构可以为阻挡结构1011所在的部分,如发光芯片101的第一表面M1中设置阻挡结构1011的目标区域Q1伸出热沉103,目标区域Q1在底板1021上的正投影位于热沉103在底板1021上的正投影之外。
由于发光芯片101发出的激光具有发散角,发光芯片101伸出于热沉103之外可以使发光芯片101与反射棱镜104的距离较近,进而保证发光芯片101发出的光线较多地射向反射棱镜104,避免发光芯片101发出的激光射向底板1021导致的光线浪费,因此激光器10发出的激光亮度可以较高。
综上所述,本申请实施例提供的激光器中,发光芯片中伸出热沉的部分具有阻挡结构。当发光芯片与热沉固定时,即使发光芯片与热沉之间的焊料熔化后流动,该流动的焊料也会被阻挡结构所阻挡,进而可以减少甚至避免焊料溢出至发光芯片的出光面。因此可以降低发光芯片的出光面被焊料附着的风险,保证发光芯片的出光效果较好,良率较高,且相应地可以保证激光器的良率较高。
本申请中术语“A和B的至少一种”以及“A和/或B”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,分别为单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。术语“A、B和C的至少一种”表示可以存在七种关系,可以表示:单独存在A,单独存在B,单独存在C,同时存在A和B,同时存在A和C,同时存在C和B,同时存在A、B和C这七种情况。在本申请实施例中,术语“第一”和“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“至少一个”指的是一个或多个,术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。
在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”和“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件,本领域技术人员应可理解,制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光芯片,其特征在于,所述发光芯片用于发出激光;
所述发光芯片具有连接的第一表面和第二表面,所述第一表面用于通过焊料与其他部件固定,所述激光从所述第二表面射出;
所述第一表面中靠近所述第二表面的目标区域具有阻挡结构。
2.根据权利要求1所述的发光芯片,其特征在于,在平行所述第一表面与所述第二表面的交界线的方向上,所述阻挡结构的长度等于所述发光芯片的长度。
3.根据权利要求1或2所述的发光芯片,其特征在于,所述阻挡结构包括凸台或凹槽。
4.根据权利要求3所述的发光芯片,其特征在于,所述凸台中垂直所述第一表面且垂直所述第二表面的截面呈梯形、矩形或三角形;和/或,所述凸台的高度范围为20微米~30微米;
所述凹槽中垂直所述第一表面且垂直所述第二表面的截面呈半圆形、梯形、矩形或三角形;和/或,所述凹槽的深度范围为20微米~30微米。
5.根据权利要求1或2所述的发光芯片,其特征在于,所述阻挡结构与所述第二表面的距离范围为10微米~40微米。
6.根据权利要求5所述的发光芯片,其特征在于,所述发光芯片包括:依次叠加的第一电极、基底、外延层和第二电极;
所述基底的材质包括氮化镓,所述阻挡结构与所述第二表面的距离范围为10微米~20微米;
或者,所述基底的材质包括砷化镓,所述阻挡结构与所述第二表面的距离范围为20微米~40微米。
7.根据权利要求1或2所述的发光芯片,其特征在于,所述目标区域具有多个阻挡结构,所述多个阻挡结构沿靠近所述第二表面的方向依次排布。
8.根据权利要求1或2所述的发光芯片,其特征在于,所述发光芯片包括:依次叠加的第一电极、基底、电子型半导体层、有源层、空穴型半导体层和第二电极,所述第一表面为所述第二电极远离所述第一电极的表面。
9.一种激光器,其特征在于,所述激光器包括:管壳以及位于所述管壳中的发光芯片,所述发光芯片包括权利要求1至8任一所述的发光芯片。
10.根据权利要求9所述的激光器,其特征在于,所述激光器还包括热沉;
所述发光芯片位于所述热沉远离所述管壳的一侧,所述发光芯片的第一表面通过焊料与所述发光芯片固定;
所述发光芯片中设置阻挡结构的目标区域在所述管壳上的正投影,位于所述热沉在所述管壳上的正投影之外。
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