DE202018004017U1 - Generating arbitrary patterns on a uniform 2-D grid VCSEL array - Google Patents

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Abstract

Optoelektronische Vorrichtung, umfassend:ein Halbleitersubstrat; undeine Anordnung von optoelektronischen Zellen, welche auf dem Halbleitersubstrat gebildet sind und umfassen:erste Epitaxialschichten, die einen unteren verteilen Bragg-Reflektor-(DBR)-Stapel definieren;zweite Epitaxialschichten, die über dem unteren DBR-Stapel gebildet sind, welche eine Quantenwallstruktur definieren;dritte Epitaxialschichten, die über der Quantenwallstruktur gebildet sind, welche einen oberen DBR-Stapel definieren; undElektroden, die über dem oberen DBR-Stapel gebildet sind, welche konfigurierbar sind, um einen Anregungsstrom in die Quantenwallstruktur jeder optoelektronischen Zelle zu injizieren,wobei die Anordnung einen ersten Satz der optoelektronischen Zellen umfasst, die konfiguriert sind, um, in Antwort auf den Anregungsstrom, Laserstrahlung zu emittieren, und einen zweiten Satz der optoelektronischen Zellen, welcher mit dem ersten Satz verschachtelt ist, in welchem zumindest ein Element der optoelektronischen Zellen, ausgewählt unter den Epitaxialschichten und den Elektroden, so konfiguriert ist, dass die optoelektronischen Zellen in dem zweiten Satz die Laserstrahlung nicht emittieren.An optoelectronic device comprising: a semiconductor substrate; andan array of optoelectronic cells formed on the semiconductor substrate and comprising: first epitaxial layers defining a bottom distributed Bragg reflector (DBR) stack; second epitaxial layers formed over the bottom DBR stack defining a quantum well structure third epitaxial layers formed over the quantum well structure defining an upper DBR stack; andelectrodes formed over the top DBR stack configurable to inject an excitation current into the quantum well structure of each optoelectronic cell, the array comprising a first set of the optoelectronic cells configured to, in response to the excitation current To emit laser radiation, and a second set of the optoelectronic cells interleaved with the first set, in which at least one element of the optoelectronic cells selected among the epitaxial layers and the electrodes is configured such that the optoelectronic cells in the second set do not emit the laser radiation.

Description

Querverweis auf eine verwandte AnmeldungCross-reference to a related application

Diese Anwendung beansprucht den Nutzen der US Provisional Patent Application 62/552,406 , eingereicht am 31. August 2017, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application 62 / 552,406 filed on Aug. 31, 2017, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf optoelektronische Vorrichtungen und insbesondere auf Vorrichtungen, die konfigurierbar sind, um eine gemusterte Beleuchtung zu emittieren.The present invention relates generally to optoelectronic devices, and more particularly to devices that are configurable to emit patterned illumination.

Hintergrundbackground

Bestehende und aufstrebende Konsumentenanwendungen haben ein zunehmendes Bedürfnis nach dreidimensionalen (3D) Bildgebern in Echtzeit erzeugt. Diese bildgebenden Vorrichtungen, allgemein auch als Tiefensensoren oder als Tiefenabbilder bekannt, ermöglichen die entfernte Messung einer Distanz (und oft einer Intensität) von jedem Punkt einer Zielszene - sogenannte Zielszenentiefe - durch Beleuchten der Zielszene mit einem oder mit mehreren optischen Strahlen und durch Analysieren der reflektierten optischen Signale.Existing and emerging consumer applications have created an increasing need for real-time three-dimensional (3D) imagers. These imaging devices, also commonly known as depth sensors or depth images, allow remote measurement of a distance (and often intensity) from any point of a target scene - so-called target scene depth - by illuminating the target scene with one or more optical beams and analyzing the reflected ones optical signals.

Verschiedene Verfahren zum Erzeugen von Lichtquellen basierend auf Anordnungen von mehreren lichtemittierenden Elementen von optischer Strahlung auf einem monolithischen Halbleitersubstrat sind im Stand der Technik bekannt.Various methods for generating light sources based on arrays of multiple light emitting elements of optical radiation on a monolithic semiconductor substrate are known in the art.

Die United States Patent Application Publication 2014/0211215 , deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschreibt eine optische Vorrichtung, welche eine Strahlquelle beinhaltet, die konfiguriert ist, um einen optischen Strahl zu erzeugen, der darauf auferlegt ein Muster aufweist. In einer Ausführungsform umfasst eine optoelektronische Vorrichtung einen Halbleiterchip, auf welchem eine monolithische Anordnung von Vertikalhohlraumoberflächen emittierenden Laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL) Dioden in einem zweidimensionalen Muster gebildet ist, das kein regelmäßiges Gitter ist. Der Begriff „regelmäßiges Gitter“ bedeutet ein zweidimensionales Muster, in welchem der Abstand zwischen benachbarten Elementen in dem Muster (z.B. zwischen benachbarten Emittern in einer VCSEL Anordnung) konstant ist, und ist synonym mit einem periodischen Gitter. Das Muster kann unkorreliert sein, in dem Sinn, dass die Autokorrelation der Positionen der Laserdioden als eine Funktion einer transversalen Verschiebung für jede Verschiebung insignifikant ist, die größer ist als die Diodengröße. Zufalls-, Pseudozufalls- und quasiperiodische Muster sind Beispiele von solchen unkorrelierten Mustern.The United States Patent Application Publication 2014/0211215 , the disclosure of which is incorporated herein by reference, describes an optical device including a beam source configured to generate an optical beam having a pattern imposed thereon. In one embodiment, an optoelectronic device includes a semiconductor die on which a monolithic array of Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) diodes is formed in a two-dimensional pattern that is not a regular grid. The term "regular grid" means a two-dimensional pattern in which the spacing between adjacent elements in the pattern (eg, between adjacent emitters in a VCSEL array) is constant, and is synonymous with a periodic grid. The pattern may be uncorrelated, in the sense that the autocorrelation of the positions of the laser diodes is insignificant as a function of a transverse displacement for any displacement greater than the diode size. Random, pseudorandom and quasi-periodic patterns are examples of such uncorrelated patterns.

ZusammenfassungSummary

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die im Folgenden beschrieben werden, stellen verbesserte Vorrichtungen zum Herstellen von gemusterten Lichtquellen und Lichtquellen, die durch solche Vorrichtungen produziert werden können, bereit.Embodiments of the present invention, which are described below, provide improved apparatus for fabricating patterned light sources and light sources that can be produced by such apparatus.

Hierfür ist daher eine optoelektronische Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt, die ein Halbleitersubstrat und eine Anordnung von optoelektronischen Zellen beinhaltet, welche auf dem Halbleitersubstrat gebildet sind. Die Zellen beinhalten erste Epitaxialschichten, die einen unteren verteilten Braggreflektor-(distributed Bragg reflector, DBR)-Stapel definieren; zweite Epitaxialschichten, die über dem unteren DBR-Stapel gebildet sind, welche eine Quantenwallstruktur definieren; dritte Epitaxialschichten, die über den Quantenwallstrukturen gebildet sind, welche einen oberen DBR-Stapel bilden; und Elektroden, die über dem oberen DBR-Stapel gebildet sind, welche konfigurierbar sind, um einen Anregungsstrom in die Quantenwallstruktur jeder optoelektronischen Zelle zu injizieren.Therefore, there is provided for this purpose an optoelectronic device in accordance with an embodiment of the invention including a semiconductor substrate and an array of optoelectronic cells formed on the semiconductor substrate. The cells include first epitaxial layers defining a lower distributed Bragg reflector (DBR) stack; second epitaxial layers formed over the lower DBR stack defining a quantum well structure; third epitaxial layers formed over the quantumwall structures forming an upper DBR stack; and electrodes formed over the upper DBR stack that are configurable to inject an excitation current into the quantum well structure of each optoelectronic cell.

Die Anordnung beinhaltet einen ersten Satz der optoelektronischen Zellen, die konfiguriert sind, um, in Antwort auf den Anregungsstrom, Laserstrahlung zu emittieren, und einen zweiten Satz optoelektronischer Zellen, der mit dem ersten Satz verschachtelt ist, in welchem zumindest ein Element der optoelektronischen Zellen, ausgewählt unter den Epitaxialschichten und den Elektroden, konfiguriert ist, so dass die optoelektronischen Zellen in dem zweiten Satz die Laserstrahlung nicht emittieren.The arrangement includes a first set of optoelectronic cells configured to emit laser radiation in response to the excitation current and a second set of optoelectronic cells interleaved with the first set, in which at least one of the optoelectronic cell elements, selected among the epitaxial layers and the electrodes is configured so that the optoelectronic cells in the second set do not emit the laser radiation.

In einer offenbarten Ausführungsform ist die Anordnung eine regelmäßige Anordnung, während der erste Satz der optoelektronischen Zellen in einem unkorrelierten Muster innerhalb der Anordnung angeordnet ist.In a disclosed embodiment, the array is a regular array while the first set of opto-electronic cells are arranged in an uncorrelated pattern within the array.

In einer Ausführungsform beinhaltet der zweite Satz optoelektronischer Zellen implantierte Ionen in dem oberen DBR-Stapel, welche einen elektrischen Widerstand des oberen DBR-Stapels um einen hinreichenden Betrag vergrößern, um den Anregungsstrom, der in die Quantenwallstruktur injiziert wird, unter einen Schwellwert zu verringern, der zum Emittieren von Laserstrahlung erforderlich ist.In one embodiment, the second set of optoelectronic cells includes implanted ions in the upper DBR stack that increase an electrical resistance of the upper DBR stack by a sufficient amount to reduce the excitation current injected into the quantum well structure below a threshold, which is required for emitting laser radiation.

In anderen Ausführungsformen sind die Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen konfiguriert, um den Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur zu injizieren. In solch einer Ausführungsform beinhalten die optoelektronischen Zellen eine Isolationsschicht zwischen den Epitaxialschichten und den Elektroden, und ein Teil der Isolationsschicht ist im ersten Satz optoelektronischer Zellen geätzt und ist in dem zweiten Satz optoelektronischer Zellen nicht geätzt, so dass der Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen injiziert wird. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung, Leiter, die konfiguriert sind, um Strom zu den optoelektronischen Zellen zu speisen, und eine Isolationsschicht, welche die Elektroden des zweiten Satzes optoelektronischer Zellen von den Leitern isoliert, so dass der elektrische Strom nicht zu den Elektroden des zweiten Satzes optoelektronischer Zellen gespeist wird.In other embodiments, the electrodes of the second set of optoelectronic cells are configured so as not to inject the excitation current into the quantum well structure. In such an embodiment, the optoelectronic cells include an insulating layer between the epitaxial layers and the electrodes, and a portion of the Insulation layer is etched in the first set of optoelectronic cells and is not etched in the second set of optoelectronic cells, so that the excitation current is not injected into the quantum well structure of the second set of optoelectronic cells. In another embodiment, the device includes conductors configured to supply current to the optoelectronic cells and an isolation layer that isolates the electrodes of the second set of optoelectronic cells from the conductors such that the electrical current does not reach the electrodes of the optoelectronic cells second set of optoelectronic cells is fed.

Zusätzlich oder alternativ beinhaltet die Vorrichtung eine Isolationsschicht, die zwischen dem unteren und dem oberen DBR-Stapel gebildet ist, wobei die Isolationsschicht aus einem Bereich der Quantenwallstruktur in dem ersten Satz optoelektronischer Zellen herausgeätzt ist und nicht aus dem zweiten Satz optoelektronischer Zellen herausgeätzt ist.Additionally or alternatively, the device includes an insulating layer formed between the lower and upper DBR stacks, wherein the insulating layer is etched out of a portion of the quantumwall structure in the first set of optoelectronic cells and is not etched out of the second set of optoelectronic cells.

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung bereitgestellt. Die Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung ist zum Ablagern von ersten Epitaxialschichten auf einem Halbleitersubstrat konfiguriert, um einen unteren verteilten Braggreflektor-(distributed Bragg reflector, DBR)-Stapel definieren. Zweite Epitaxialschichten werden über der ersten Epitaxialschichten abgelagert, um eine Quantenwallstruktur zu definieren. Dritte Epitaxialschichten werden über den zweiten Epitaxialschichten abgelagert, um einen oberen DBR-Stapel zu definieren. Die Epitaxialschichten werden geätzt, um eine Anordnung optoelektronischer Zellen zu definieren. Elektroden werden über den dritten Epitaxialschichten abgelagert und sind konfigurierbar, um einen Anregungsstrom in die Quantenwallstruktur von jeder optoelektronischen Zelle zu injizieren, so dass ein erster Satz optoelektronischer Zellen dazu veranlasst wird, in Antwort auf den Anregungsstrom, Laserstrahlung zu emittieren. Zumindest ein Element, ausgewählt unter den Epitaxialschichten und den Elektroden des zweiten Satzes optoelektronischer Zellen, welcher mit dem ersten Satz verschachtelt ist, ist so konfiguriert, dass die optoelektronischen Zellen in dem zweiten Satz die Laserstrahlung nicht emittieren.In accordance with one embodiment of the invention, an apparatus for manufacturing an optoelectronic device is also provided. The apparatus for manufacturing an optoelectronic device is configured to deposit first epitaxial layers on a semiconductor substrate to define a bottom distributed Bragg reflector (DBR) stack. Second epitaxial layers are deposited over the first epitaxial layers to define a quantum well structure. Third epitaxial layers are deposited over the second epitaxial layers to define an upper DBR stack. The epitaxial layers are etched to define an array of optoelectronic cells. Electrodes are deposited over the third epitaxial layers and are configurable to inject an excitation current into the quantum well structure of each optoelectronic cell such that a first set of optoelectronic cells are caused to emit laser radiation in response to the excitation current. At least one element selected among the epitaxial layers and the electrodes of the second set of optoelectronic cells interleaved with the first set is configured such that the optoelectronic cells in the second set do not emit the laser radiation.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen davon zusammen mit den Zeichnungen besser verstanden werden, in welchen:The present invention will be better understood by the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the drawings, in which:

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist eine schematische Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung, die einen Halbleiterchip umfasst, auf welchem eine monolithische Anordnung von VCSELs in einem zweidimensionalen Muster gebildet wurde, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 FIG. 12 is a schematic plan view of an optoelectronic device including a semiconductor chip on which a monolithic array of VCSELs has been formed in a two-dimensional pattern, in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
  • 2a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs und eines deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL and a deactivated VCSEL in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 3a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs und eines deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL and a deactivated VCSEL in accordance with an embodiment of the present invention;
  • 4a bis b sind schematische Querschnittsansichten von Bereichen von aktivierten und deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4a to b are schematic cross-sectional views of portions of activated and deactivated VCSELs in accordance with still another embodiment of the present invention;
  • 5a bis b sind schematische Querschnittsansichten von Bereichen von aktivierten und deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5a to b are schematic cross-sectional views of portions of activated and deactivated VCSELs in accordance with another embodiment of the present invention;
  • 6a bis b sind schematische Querschnittsansichten von Bereichen von aktivierten und deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 6a to b are schematic cross-sectional views of portions of activated and deactivated VCSELs in accordance with still another embodiment of the present invention; and
  • 7a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs und eines deaktivierten VCSELs in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL and a deactivated VCSEL in accordance with an alternative embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

ÜbersichtOverview

Lichtquellen, die mehrere Strahlen emittieren, werden unter anderem in 3D (dreidimensionalen) Abbildungsanwendungen basierend auf einer optischen Triangulation verwendet. Wie in der oben genannten US Patent Application Publication 2014/0211215 beschrieben, ist es vorteilhaft, eine Lichtquelle zu verwenden, die ein Zufalls- oder ein Pseudozufallsmuster auf ein Ziel projiziert, das abgebildet werden soll. Ein wünschenswerter Emitter für solch eine Lichtquelle ist eine VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) Anordnung, aufgrund eines niedrigen Stromverbrauchs, einer hohen Zuverlässigkeit und einer guten Strahlqualität. Ein Zufalls- oder ein Pseudozufallsmuster von Emittern in einer VCSEL Anordnung kann durch eine entsprechende photolithographische Maske erzeugt werden. Die nichtperiodische Verteilung der Emitter kann jedoch zu einer verringerten Kontrolle über die kritischen Dimensionen (critical dimensions, CD) des Photoresistenzmusters sowie auch zu einer schlechten Ätzgleichförmigkeit aufgrund ungleicher Ätzlasteffekte führen.Light sources that emit multiple beams are used inter alia in 3D (three-dimensional) imaging applications based on optical triangulation. As in the above US Patent Application Publication 2014/0211215 It is advantageous to use a light source that projects a random or pseudo-random pattern onto a target that is to be imaged. A desirable emitter for such a light source is a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) array because of low power consumption, high reliability, and good beam quality. A random or a Pseudo-random patterns of emitters in a VCSEL array can be generated by a corresponding photolithographic mask. However, the non-periodic distribution of the emitters can result in reduced control over the critical dimensions (CD) of the photoresist pattern as well as poor etch uniformity due to unequal etch loading effects.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben werden, adressieren die obigen Limitierungen durch ein Herstellen einer VCSEL Anordnung auf einem gleichmäßigen Gitter und durch Deaktivieren von individuellen Emittern. Die deaktivierten Emitter können mit den aktivierten (betriebenen) Emittern in im Wesentlichen jedem gewünschten Muster verschachtelt sein, z.B. in einem Pseudozufallsmuster oder einem anderweitig unkorrelierten Muster. Die offenbarten Ausführungsformen deaktivieren Emitter wahlweise unter Verwendung von Modifikationen in dem VCSEL Herstellungsprozess, z.B. durch Modifizieren der Epitaxialschichten oder der Elektroden der VCSELs. Da das Design auf einem gleichmäßigen Gitter basiert ist, kann es zuverlässig unter Verwendung von Standardphotolithographieverfahren hergestellt werden.The embodiments of the present invention described herein address the above limitations by establishing a VCSEL array on a uniform grid and by deactivating individual emitters. The deactivated emitters may be nested with the activated (powered) emitters in substantially any desired pattern, e.g. in a pseudo-random pattern or otherwise uncorrelated pattern. The disclosed embodiments selectively deactivate emitters using modifications in the VCSEL fabrication process, e.g. by modifying the epitaxial layers or the electrodes of the VCSELs. Since the design is based on a uniform grid, it can be reliably manufactured using standard photolithography techniques.

Beschreibung des SystemsDescription of the system

1 ist eine schematische Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung, die einen Halbleiterchip 10 umfasst, auf welchem eine monolithische Anordnung von aktivierten optoelektronischen Zellen 12, wie beispielsweise VCSELs, in einem unkorrelierten zweidimensionalen Muster in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet worden ist. Die Anordnung ist auf dem Halbleitersubstrat durch dieselbe Art von photolithographischen Verfahren, wie sie im bekannten Stand der Technik verwendet werden, um VCSEL Anordnungen zu produzieren, gebildet, mit geeigneten Dünnfilmschichtstrukturen, welche die VCSELs bilden, und Leitern, die elektrische Strom- und Erdungsverbindungen von Kontaktflächen 14 zu VCSELs 12 in der Anordnung bereitstellen. 1 FIG. 12 is a schematic plan view of an opto-electronic device including a semiconductor chip. FIG 10 includes on which a monolithic array of activated optoelectronic cells 12 , such as VCSELs, has been formed in an uncorrelated two-dimensional pattern in accordance with an embodiment of the present invention. The array is formed on the semiconductor substrate by the same type of photolithographic techniques used in the prior art to produce VCSEL arrays, with suitable thin film layer structures forming the VCSELs, and conductors comprising electrical current and ground connections of contact surfaces 14 to VCSELs 12 in the arrangement.

Die Art von unkorrelierten Mustern von aktivierten VCSELs 12 wird unter Verwendung von im Wesentlichen den gleichen Prozessen produziert, wie sie zum Herstellen einer gleichmäßigen Anordnung (d.h. einer Anordnung in der Form eines gleichmäßigen Gitters) von VCSEL-ähnlichen Zellen hergestellt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen gleichmäßigen Anordnungen werden VCSELs 12 jedoch wahlweise aktiviert, während die verbleibenden VCSEL-ähnlichen Zellen deaktiviert werden. Diese deaktivierten Zellen werden hierin als „Dummyzellen 16“ bezeichnet, da sie in ihrer Struktur nahezu identisch zu den VCSELs 12 sind, aber zur Laseremission aufgrund von Dünnfilmschichteigenschaften, die in dem Herstellungsprozess konfiguriert werden, nicht in der Lage sind. Im Folgenden werden die Begriffe „deaktivieren“ bzw. „deaktiviert“ synonym verwendet mit „nicht aktivieren“ bzw. „nicht aktiviert“.The type of uncorrelated patterns of activated VCSELs 12 is produced using substantially the same processes as are produced to produce a uniform array (ie, a uniform grid array) of VCSEL-like cells. Unlike conventional uniform arrangements, VCSELs 12 however, optionally activated while deactivating the remaining VCSEL-like cells. These deactivated cells are referred to herein as "dummy cells 16" because they are nearly identical in structure to the VCSELs 12 but are incapable of laser emission due to thin film layer properties configured in the manufacturing process. In the following, the terms "deactivate" or "deactivated" are used synonymously with "not activated" or "not activated".

Die Fähigkeit, eine Anordnung von betrieben Emittern in im Wesentlichen jedem gewünschten Muster zu erzeugen, z.B. in einem Pseudozufalls- oder einem anderweitig unkorrelierten Muster, basierend auf einer regelmäßigen Anordnung von Zellen, hat mehrere Vorteile:

  • • Eine verbesserte Trockenätzgleichförmigkeit wird durch ein Minimieren von sogenannten Ätzladungseffekten erreicht;
  • • eine genauere Kontrolle der Photoresistenz-CD wird aufgrund der periodischen Struktur des gleichförmigen Gitters erreicht; und
  • • eine gleichförmigere Temperaturverteilung des Chips 10 kann erreicht werden, was zu einer besseren optischen Leistungsgleichförmigkeit führt, indem die Gräben zwischen Zellen mit einem Kunstharz, wie beispielsweise Polyimid gefüllt werden.
The ability to create an array of powered emitters in substantially any desired pattern, eg, in a pseudorandom or otherwise uncorrelated pattern based on a regular array of cells, has several advantages:
  • Improved dry etch uniformity is achieved by minimizing so-called etch charge effects;
  • • closer control of the photoresist CD is achieved due to the periodic structure of the uniform grating; and
  • • a more uniform temperature distribution of the chip 10 can be achieved, resulting in better optical performance uniformity by filling the trenches between cells with a synthetic resin such as polyimide.

Die 2 bis 7 sind schematische Querschnittsansichten von aktivierten und deaktivierten VCSELs. Jede Figur vergleicht ein aktiviertes VCSEL (das als die Basis für aktivierte VCSELs 12 verwendet werden kann), in einer Figur, die durch „a“ markiert ist, mit einem deaktivierten VCSEL (also eine mögliche Basis für Dummyzellen), in einer Figur, die durch „b“ markiert ist. Da die aktivierten und deaktivierten VCSELs die meisten Elemente teilen, wird eine detaillierte Beschreibung eines aktivierten VCSELs mit Bezug zur 2a unten bereitgestellt. 2a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs 17 und eines deaktivierten VCSELs 18 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The 2 to 7 FIG. 12 are schematic cross-sectional views of activated and deactivated VCSELs. FIG. Each figure compares an activated VCSEL (which serves as the basis for activated VCSELs 12 can be used) in a figure marked "a" with a disabled VCSEL (ie, a possible basis for dummy cells) in a figure marked by "b". Since the activated and deactivated VCSELs share most of the elements, a detailed description of an activated VCSEL will be referred to 2a provided below. 2a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL 17 and a disabled VCSEL 18 in accordance with an embodiment of the present invention.

Das aktivierte VCSEL 17 in der 2a ist auf einem Halbleitersubstrat 19 gebildet. Die Epitaxialhalbleiterschichten eines VCSELs (ein unterer n-Typ verteilter Braggreflektor-[n-DBR]-Stapel 20, eine Quantenwallstruktur 22 und ein oberer p-DBR-Stapel 24) sind über einem Bereich des Halbleitersubstrats 19 abgelagert. Zwischen dem n-DBR-Stapel 20 und dem p-DBR-Stapel 24 ist eine Verfeinerungsschicht 36, typischerweise Aluminiumoxid, gebildet und gemustert. Nach dem Ablagern des p-DBR-Stapels 24 wird eine Isolationsschicht 28 abgelagert und gemustert, und eine oder mehrere p-Elektroden 30 und n-Elektroden 32 werden abgelagert und gemustert. Die Isolationsgräben 34 werden geätzt, um die Anordnung von VCSELs zu definieren, um benachbarte VCSELs zu isolieren. Zusätzlich kann ein Isolationsimplantat 38, wie beispielsweise ein Protonenimplantat, angrenzend zu dem p-DBR-Stapel 24 und der Quantenwallstruktur 22 für eine erhöhte Isolation zwischen benachbarten VCSELs abgelagert.The activated VCSEL 17 in the 2a is on a semiconductor substrate 19 educated. The epitaxial semiconductor layers of a VCSEL (lower n-type distributed Bragg reflector [n-DBR] stack 20, a quantum well structure 22 and a top p-DBR stack 24) are over a region of the semiconductor substrate 19 deposited. Between the n-DBR stack 20 and the p-DBR stack 24 is a refinement layer 36 , typically alumina, formed and patterned. After depositing the p-DBR stack 24, an insulating layer is formed 28 deposited and patterned, and one or more p-type electrodes 30 and n-type electrodes 32 are deposited and patterned. The isolation trenches 34 are etched to define the array of VCSELs to isolate adjacent VCSELs. In addition, an isolation implant 38 , such as a proton implant, adjacent to the p-DBR stack 24 and the quantum wall structure 22 deposited for increased isolation between adjacent VCSELs.

Das deaktivierte VCSEL 18 in der 2b unterscheidet sich von dem aktivierten VCSEL 17 darin, dass sich ein Isolationsimplantat 38 in den p-DBR-Stapel 24 und möglicherweise in die Quantenwallstruktur 22 erstreckt. Aufgrund des Gitterschadens, der durch die Ionenimplantierung verursacht wird, erhöht sich der Widerstand der implantierten Schichten gegenüber dem nicht-implantierten Zustand, wodurch der Anregungsstrom, der in die Quantenwallstruktur 22 injiziert wird, unter den Schwellwert, der zum Emittieren von Laserstrahlung erforderlich ist, verringert wird. Als ein Ergebnis wird das VCSEL deaktiviert und es wird keine Laserstrahlung emittieren. Ein Deaktivieren des VCSELs 18 wird in dem Herstellungsprozess durch eine Modifikation der Photomaske erreicht, die zum Definieren der lateralen Verteilung der Ablagerung des Isolationsimplantats 38 verantwortlich ist, so dass es Implantationsionen erlaubt ist, den p-DBR-Stapel 24 und möglicherweise die Quantenwallstruktur 22 zu erreichen.The disabled VCSEL 18 in the 2 B is different from the activated VCSEL 17 in that an isolation implant 38 into the p-DBR stack 24 and possibly into the quantumwall structure 22 extends. Due to the lattice damage caused by the ion implantation, the resistance of the implanted layers to the non-implanted state increases, thereby increasing the excitation current into the quantum well structure 22 is reduced below the threshold required to emit laser radiation. As a result, the VCSEL is deactivated and it will not emit laser radiation. Disabling the VCSEL 18 is achieved in the manufacturing process by a modification of the photomask used to define the lateral distribution of the deposition of the isolation implant 38 is responsible for allowing implantation ions, the p-DBR stack 24, and possibly the quantum well structure 22 to reach.

Die 3a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs 39 und eines deaktivierten VCSELs 40 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das aktivierte VCSEL 39 ist im Wesentlichen ähnlich zum aktivierten VCSEL 17 von 2a, außer dass die vorliegende Ausführungsform nicht notwendigerweise ein Isolationsimplantat 38 zum Isolieren von benachbarten VCSELs umfasst. Ein Deaktivieren des VCSELs 40 wird erreicht, indem die Injektion eines Anregungsstroms in den p-DBR-Stapel 40 und die Quantenwallstruktur 22 verhindert wird. Die Unterschiede zwischen dem aktivierten VCSEL 39 und dem deaktivierten VCSEL 40 in drei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den 4 bis 6 gezeigt. Diese Figuren beziehen sich auf die 3a bis b und zeigen einen Bereich 44 (markiert durch eine gepunktete Linie) für das aktivierte VCSEL 39 und einen Bereich 46 (markiert durch eine gepunktete Linie) für das deaktivierte VCSEL 40.The 3a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL 39 and a disabled VCSEL 40 in accordance with another embodiment of the present invention. The activated VCSEL 39 is essentially similar to the activated VCSEL 17 from 2a except that the present embodiment is not necessarily an isolation implant 38 for isolating adjacent VCSELs. Disabling the VCSEL 40 is achieved by injecting an excitation current into the p-DBR stack 40 and the quantum well structure 22 is prevented. The differences between the activated VCSEL 39 and the disabled VCSEL 40 in three alternative embodiments of the present invention are in the 4 to 6 shown. These figures relate to the 3a to b and show an area 44 (marked by a dotted line) for the activated VCSEL 39 and an area 46 (marked by a dotted line) for the deactivated VCSEL 40 ,

Die 4a bis b sind schematische Querschnittsansichten von Bereichen 44 und 46 des aktivierten und des deaktivierten VCSELs 39 und 40 von den 3a bis b in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The 4a to b are schematic cross-sectional views of areas 44 and 46 of the activated and deactivated VCSELs 39 and 40 of the 3a to b in accordance with an embodiment of the present invention.

In dem aktivierten VCSEL 39 wird ein elektrischer Kontakt zwischen der P-Elektrode 30 und dem p-DBR-Stapel 24 produziert, indem eine Via an einem Ort 41 in der Isolationsschicht 28 vor der Ablagerung der Metallschicht (M1), die als die p-Elektrode dient, geätzt wird, wodurch der Fluss des Anregungsstroms von der p-Elektrode zu dem p-DBR-Stapel und ferner zu der Quantenwallstruktur 22 ermöglicht wird. In der deaktivierten VCSEL 40 wird keine Via geätzt, wie es durch die zusammenhängende Isolationsschicht 28 an einem Ort 42 gezeigt wird, wodurch der Fluss eines Anregungsstroms von der p-Elektrode 30 in den p-DBR-Stapel 24 und ferner zu der Quantenwallstruktur 22 verhindert wird.In the activated VCSEL 39 becomes an electrical contact between the P electrode 30 and the p-DBR stack 24 is produced by a via in one place 41 in the insulation layer 28 before the deposition of the metal layer (M1) serving as the p-electrode, whereby the flow of excitation current from the p-electrode to the p-DBR stack and further to the quantum well structure 22 is possible. In the disabled VCSEL 40 no via is etched as it is by the continuous insulation layer 28 in one place 42 whereby the flow of excitation current from the p-electrode 30 into the p-DBR stack 24 and further to the quantum well structure 22 is prevented.

Das Deaktivieren der VCSEL 40 wird beim Herstellungsprozess durch eine Modifikation der Photomaske erreicht, die für die Darstellung des Ätzens der Isolationsschicht 28 verantwortlich ist, um am Ort 42 keine Via zu ätzen.Disabling the VCSEL 40 is achieved in the manufacturing process by a modification of the photomask used for the representation of the etching of the insulating layer 28 is responsible to the place 42 no via-etching.

Die 5a bis b sind schematische Querschnittsansichten der Bereiche 44 und 46 der aktivierten und deaktivierten VCSELs 39 und 40 der 3a bis 3b in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The 5a to b are schematic cross-sectional views of the regions 44 and 46 the activated and deactivated VCSELs 39 and 40 of the 3a to 3b in accordance with another embodiment of the present invention.

In sowohl der aktivierten VCSEL 39 als auch der deaktivierten VCSEL 40 ist eine Via in die Isolationsschicht 28 an den Orten 62 bzw. 64 geätzt. Eine zweite Isolationsschicht 60 ist über der Isolationsschicht 28 abgelagert und an dem Ort 62 ist eine Via in die aktivierte VCSEL 39 geätzt, wohingegen an dem Ort 64 keine Via in die deaktivierte VCSEL 40 geätzt ist. Die p-Elektrode 30 ist über der zweiten Isolationsschicht 60 abgelagert und die Via, die am Ort 62 geätzt ist, ermöglicht einen elektrischen Kontakt zwischen der p-Elektrode und dem p-DBR-Stapel 24, wodurch der Fluss eines Anregungsstroms von der p-Elektrode zu dem p-DBR-Stapel und ferner zu der Quantenwallstruktur 22 ermöglicht wird. Zwischen der p-Elektrode 30 und dem p-DBR-Stapel 24 der deaktivierten VCSEL 40 ist jedoch kein elektrischer Kontakt eingerichtet, aufgrund der zusammenhängenden zweiten Isolationsschicht 60 am Ort 64, wodurch der Fluss eines Anregungsstroms von der p-Elektrode in den p-DBR-Stapel und ferner zu der Quantenwallstruktur 22 verhindert wird.In both the activated VCSEL 39 as well as the disabled VCSEL 40 is a via in the insulation layer 28 in the places 62 respectively. 64 etched. A second insulation layer 60 is above the insulation layer 28 deposited and in the place 62 is a via in the activated VCSEL 39 etched, whereas in the place 64 no via in the disabled VCSEL 40 etched. The p-electrode 30 is over the second insulating layer 60 deposited and the Via, the place 62 is etched, allows electrical contact between the p-electrode and the p-DBR stack 24, whereby the flow of excitation current from the p-electrode to the p-DBR stack and further to the quantum well structure 22 is possible. Between the p-electrode 30 and the p-DBR stack 24 of the deactivated VCSEL 40 however, no electrical contact is established due to the contiguous second insulation layer 60 locally 64 whereby the flow of excitation current from the p-electrode into the p-DBR stack and further to the quantum well structure 22 is prevented.

Eine Deaktivierung der VCSEL 40 wird in dem Herstellungsprozess durch eine Modifikation der Photomaske erreicht, die für eine Darstellung der Ätzung der Isolationsschicht 60 verantwortlich ist, um das Ätzen einer Via am Ort 64 zu verhindern.A deactivation of the VCSEL 40 is achieved in the manufacturing process by a modification of the photomask, which is for a representation of the etching of the insulating layer 60 is responsible for etching a via in place 64 to prevent.

Die 6a bis b sind schematische Querschnittsansichten der Bereiche 44 und 46 der aktivierten und deaktivierten VCSEL 39 und 40 der 3a bis 3b in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The 6a to b are schematic cross-sectional views of the regions 44 and 46 the activated and deactivated VCSEL 39 and 40 of the 3a to 3b in accordance with yet another embodiment of the present invention.

In sowohl der aktivierten VCSEL 39 als auch der deaktivierten VCSEL 40 ist ein elektrischer Kontakt zwischen der p-Elektrode 30 und dem p-DBR-Stapel 24 durch ein Ätzen einer Via an einem Ort 41 in der Isolationsschicht 28 erzeugt, ähnlich zur aktivierten VCSEL von 4a. Eine zweite Isolationsschicht 66 ist über der p-Elektrode 30 abgelagert (im Gegensatz zur Ablagerung über der Isolationsschicht 28, wie in den 5a bis b). Eine Via ist an einem Ort 72 in die zweite Isolationsschicht 66 geätzt, aber an einem Ort 74 ist keine Via geätzt. Eine leitende Schicht 76 ist auf einer zweiten Isolationsschicht 66 abgelagert, um einen elektrischen Strom zu der Anordnung von optoelektronischen Zellen zu speisen. Aufgrund der Via, die am Ort 72 geätzt ist, ist die leitende Schicht 76 mit der pp-Elektrode 30 in elektrischem Kontakt und dadurch mit dem p-DBR-Stapel 24, wodurch der Fluss des Anregungsstroms von der zweiten Metallschicht zu dem p-DBR-Stapel und ferner zu der Quantenwallstruktur 22 ermöglicht wird. Aufgrund der zusammenhängenden zweiten Isolationsschicht 66 am Ort 74 ist die p-Elektrode 30 des deaktivierten VCSELs 40 jedoch von der leitenden Schicht 76 isoliert, wodurch ein Speisen von elektrischem Strom zu der p-Elektrode verhindert wird.In both the activated VCSEL 39 as well as the disabled VCSEL 40 is an electrical contact between the p-electrode 30 and the p-DBR stack 24 by etching a via in place 41 in the insulation layer 28 generated, similar to the activated VCSEL of 4a , A second insulation layer 66 is deposited over the p-electrode 30 (in FIG Contrary to deposition over the insulation layer 28 as in the 5a till B). A via is in one place 72 in the second insulation layer 66 etched, but in one place 74 no via is etched. A conductive layer 76 is on a second insulation layer 66 deposited to feed an electric current to the array of optoelectronic cells. Due to the Via, the local 72 etched is the conductive layer 76 with the pp electrode 30 in electrical contact and thereby with the p-DBR stack 24, whereby the flow of excitation current from the second metal layer to the p-DBR stack and further to the quantum well structure 22 is possible. Due to the coherent second insulation layer 66 locally 74 is the p-electrode 30 of the disabled VCSEL 40 however, from the conductive layer 76 isolated, thereby preventing a supply of electric current to the p-electrode.

Ein Deaktivieren der VCSEL 40 wird in dem Herstellungsprozess durch eine Modifikation der Photomaske erreicht, die für das Darstellen des Ätzens der Isolationsschicht 60 verantwortlich ist, um das Ätzen einer Via am Ort 74 zu verhindern.Disabling the VCSEL 40 is achieved in the manufacturing process by a modification of the photomask used for representing the etching of the insulating layer 60 is responsible for etching a via in place 74 to prevent.

Die 7a bis b sind schematische Querschnittsansichten eines aktivierten VCSELs 80 und eines deaktivierten VCSELs 82 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das aktivierte VCSEL 80 ist im Wesentlichen ähnlich zu dem aktivierten VCSEL 39 der 3a. Das deaktivierte VCSEL 82 unterscheidet sich vom aktivierten VCSEL 80 darin, dass die Verfeinerungsschicht 36 am Ort 84 nicht geätzt ist, wodurch das Wachstum einer Quantenwallstruktur 22 verhindert wird.The 7a to b are schematic cross-sectional views of an activated VCSEL 80 and a disabled VCSEL 82 in accordance with an embodiment of the present invention. The activated VCSEL 80 is substantially similar to the activated VCSEL 39 of the 3a , The disabled VCSEL 82 differs from the activated VCSEL 80 in that the refinement layer 36 locally 84 not etched, causing the growth of a quantum wall structure 22 is prevented.

Ein Deaktivieren der VCSEL 80 wird in dem Herstellungsprozess durch eine Modifikation der Photomaske erreicht, um das Ätzen einer Verfeinerungsschicht 36 am Ort 84 zu verhindern.Disabling the VCSEL 80 is achieved in the manufacturing process by a modification of the photomask to the etching of a refining layer 36 locally 84 to prevent.

Es wird verstanden werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen als Beispiele wiedergegeben sind und dass die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt ist, was oben insbesondere gezeigt und beschrieben worden ist. Vielmehr beinhaltet der Umfang der vorliegenden Erfindung sowohl Kombinationen als auch Unterkombinationen der verschiedenen oben beschriebenen Merkmale sowie auch Variationen und Modifikationen davon, welche dem Fachmann beim Lesen der vorhergehenden Beschreibung vor Augen geführt werden und welche im Stand der Technik nicht offenbart sind.It will be understood that the embodiments described above are given by way of example and that the present invention is not limited to what has been particularly shown and described above. Rather, the scope of the present invention includes both combinations and sub-combinations of the various features described above, as well as variations and modifications thereof, which will become apparent to those skilled in the art upon reading the foregoing description and which are not disclosed in the prior art.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 62552406 [0001]US 62552406 [0001]
  • US 2014/0211215 [0005, 0015]US 2014/0211215 [0005, 0015]

Claims (14)

Optoelektronische Vorrichtung, umfassend: ein Halbleitersubstrat; und eine Anordnung von optoelektronischen Zellen, welche auf dem Halbleitersubstrat gebildet sind und umfassen: erste Epitaxialschichten, die einen unteren verteilen Bragg-Reflektor-(DBR)-Stapel definieren; zweite Epitaxialschichten, die über dem unteren DBR-Stapel gebildet sind, welche eine Quantenwallstruktur definieren; dritte Epitaxialschichten, die über der Quantenwallstruktur gebildet sind, welche einen oberen DBR-Stapel definieren; und Elektroden, die über dem oberen DBR-Stapel gebildet sind, welche konfigurierbar sind, um einen Anregungsstrom in die Quantenwallstruktur jeder optoelektronischen Zelle zu injizieren, wobei die Anordnung einen ersten Satz der optoelektronischen Zellen umfasst, die konfiguriert sind, um, in Antwort auf den Anregungsstrom, Laserstrahlung zu emittieren, und einen zweiten Satz der optoelektronischen Zellen, welcher mit dem ersten Satz verschachtelt ist, in welchem zumindest ein Element der optoelektronischen Zellen, ausgewählt unter den Epitaxialschichten und den Elektroden, so konfiguriert ist, dass die optoelektronischen Zellen in dem zweiten Satz die Laserstrahlung nicht emittieren.Optoelectronic device comprising: a semiconductor substrate; and an arrangement of optoelectronic cells formed on the semiconductor substrate and comprising: first epitaxial layers defining a lower distributed Bragg reflector (DBR) stack; second epitaxial layers formed over the lower DBR stack defining a quantum well structure; third epitaxial layers formed over the quantum well structure defining an upper DBR stack; and Electrodes formed over the top DBR stack configurable to inject an excitation current into the quantum well structure of each optoelectronic cell, wherein the array comprises a first set of the optoelectronic cells configured to emit laser radiation in response to the excitation current, and a second set of the optoelectronic cells interleaved with the first set, in which at least one element of the optoelectronic Cells selected among the epitaxial layers and the electrodes are configured such that the optoelectronic cells in the second set do not emit the laser radiation. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung eine gleichmäßige Anordnung ist, während der erste Satz der optoelektronischen Zellen in einem unkorrelierten Muster innerhalb der Anordnung angeordnet ist.Optoelectronic device according to Claim 1 wherein the array is a uniform array while the first set of opto-electronic cells are arranged in an uncorrelated pattern within the array. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Satz der optoelektronischen Zellen implantierte Ionen in dem oberen DBR-Stapel umfasst, welche einen elektrischen Widerstand des oberen DBR-Stapels um einen hinreichenden Betrag vergrößern, um den Anregungsstrom, der in die Quantenwallstruktur injiziert wird, unter einen Schwellwert zu verringern, der zum Emittieren von Laserstrahlung erforderlich ist.Optoelectronic device according to Claim 1 wherein the second set of optoelectronic cells comprises implanted ions in the upper DBR stack which increase an electrical resistance of the upper DBR stack by a sufficient amount to reduce the excitation current injected into the quantum well structure below a threshold, which is required for emitting laser radiation. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen konfiguriert sind, um den Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur zu injizieren.Optoelectronic device according to Claim 1 wherein the electrodes of the second set of the optoelectronic cells are configured so as not to inject the excitation current into the quantum well structure. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die optoelektronischen Zellen eine Isolationsschicht zwischen den Epitaxialschichten und den Elektroden umfassen und wobei ein Teil der Isolationsschicht in dem ersten Satz der optoelektronischen Zellen weggeätzt ist, und in dem zweiten Satz der optoelektronischen Zellen nicht geätzt ist, sodass der Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen injiziert wird.Optoelectronic device according to Claim 4 wherein the optoelectronic cells comprise an insulating layer between the epitaxial layers and the electrodes and wherein a portion of the insulating layer is etched away in the first set of optoelectronic cells and not etched in the second set of the optoelectronic cells such that the excitation current does not enter the quantum well structure of the optoelectronic cell second set of optoelectronic cells is injected. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4 und Leiter umfassend, die konfiguriert sind, um einen elektrischen Strom zu den optoelektronischen Zellen zu speisen, und eine Isolationsschicht, welche die Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen von den Leitern isoliert, so dass der elektrische Strom nicht zu den Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen gespeist wird.Optoelectronic device according to Claim 4 and a conductor configured to supply an electric current to the optoelectronic cells, and an insulating layer isolating the electrodes of the second set of the optoelectronic cells from the conductors so that the electric current is not supplied to the electrodes of the second set of electrodes optoelectronic cells is fed. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 und eine Isolationsschicht umfassen, die zwischen dem oberen und dem unteren DBR-Stapel gebildet ist, wobei die Isolationsschicht aus einem Bereich der Quantenwallstruktur in dem ersten Satz der optoelektronischen Zellen herausgeätzt ist und nicht aus dem zweiten Satz der optoelektronischen Zellen herausgeätzt ist.Optoelectronic device according to Claim 1 and an insulating layer formed between the upper and lower DBR stacks, wherein the insulating layer is etched out of a portion of the quantum well structure in the first set of optoelectronic cells and is not etched out of the second set of optoelectronic cells. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung, wobei die Vorrichtung zum Herstellen der optoelektronischen Vorrichtung konfiguriert ist zum: Ablagern von ersten Epitaxialschichten auf einem Halbleitersubstrat, um einen unteren, verteilten Bragg-Reflektor-(DBR)-Stapel zu definieren; Ablagern von zweiten Epitaxialschichten über den ersten Epitaxialschichten, um eine Quantenwallstruktur zu definieren; Ablagern von dritten Epitaxialschichten über den zweiten Epitaxialschichten, um einen oberen DBR-Stapel zu definieren; Ätzen der Epitaxialschichten, um eine Anordnung von optoelektronischen Zellen zu definieren; Ablagern von Elektroden über den dritten Epitaxialschichten, die konfigurierbar sind, um einen Anregungsstrom in die Quantenwallstruktur von jeder optoelektronischen Zelle zu injizieren, um einen ersten Satz der optoelektronischen Zellen zu veranlassen, in Antwort auf den Anregungsstrom, eine Laserstrahlung zu emittieren; und Konfigurieren von zumindest einem Element, ausgewählt unter den Epitaxialschichten und den Elektroden, von einem zweiten Satz der optoelektronischen Zellen, welcher mit dem ersten Satz verschachtelt ist, so dass die optoelektronischen Zellen in dem zweiten Satz die Laserstrahlung nicht emittieren.Device for producing an optoelectronic device, wherein the device for producing the optoelectronic device is configured to: Depositing first epitaxial layers on a semiconductor substrate to define a bottom, distributed Bragg reflector (DBR) stack; Depositing second epitaxial layers over the first epitaxial layers to define a quantum well structure; Depositing third epitaxial layers over the second epitaxial layers to define an upper DBR stack; Etching the epitaxial layers to define an array of optoelectronic cells; Depositing electrodes over the third epitaxial layers that are configurable to inject an excitation current into the quantum well structure of each optoelectronic cell to cause a first set of the optoelectronic cells to emit laser radiation in response to the excitation current; and Configuring at least one element selected among the epitaxial layers and the electrodes from a second set of the optoelectronic cells interleaved with the first set so that the optoelectronic cells in the second set do not emit the laser radiation. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anordnung eine gleichmäßige Anordnung ist, während der erste Satz der optoelektronischen Zellen in einem unkorrelierten Muster innerhalb der Anordnung angeordnet ist.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 8 wherein the array is a uniform array while the first set of opto-electronic cells are arranged in an uncorrelated pattern within the array. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren des zumindest einen Elements ein Implantieren von Ionen in dem oberen DBR-Stapel umfasst, was den elektrischen Wiederstand des oberen DBR-Stapels um einen hinreichenden Betrag erhöht, um den Anregungsstrom, welcher in die Quantenwallstruktur injiziert wird, unter einen Schwellwert zu verringern, der zum emittieren von Laserstrahlung erforderlich ist.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 8 , where the Configuring the at least one element comprises implanting ions in the upper DBR stack, which increases the electrical resistance of the upper DBR stack by a sufficient amount to reduce the excitation current injected into the quantum well structure below a threshold value to emit laser radiation is required. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren des zumindest einen Elements ein Konfigurieren der Elektroden des zweiten Satzes umfasst, um den Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur zu injizieren.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 8 wherein configuring the at least one element comprises configuring the electrodes of the second set so as not to inject the excitation current into the quantum well structure. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Konfigurieren der Elektroden ein Bilden einer Isolationsschicht zwischen den Epitaxialschichten und den Elektroden umfasst, und ein Wegätzen eines Teils der Isolationsschicht in dem ersten Satz der optoelektronischen Zellen, während die Isolationsschicht in dem zweiten Satz der optoelektronischen Zellen nicht geätzt wird, so dass der Anregungsstrom nicht in die Quantenwallstruktur des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen injiziert wird.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 11 wherein configuring the electrodes comprises forming an insulating layer between the epitaxial layers and the electrodes, and etching away a portion of the insulating layer in the first set of optoelectronic cells while not etching the insulating layer in the second set of the optoelectronic cells, such that Excitation current is not injected into the quantum well structure of the second set of optoelectronic cells. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Konfigurieren der Elektroden ein Konfigurieren von Leitern zum Speisen eines elektrischen Stroms zu der Anordnung von optoelektronischen Zellen umfasst, und ein Ablagern und ein Mustern einer Isolationsschicht, um die Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen von den Leitern zu isolieren, so dass der elektrische Strom nicht zu den Elektroden des zweiten Satzes der optoelektronischen Zellen gespeist wird.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 11 wherein configuring the electrodes comprises configuring conductors to supply an electrical current to the array of optoelectronic cells, and depositing and patterning an insulating layer to isolate the electrodes of the second set of the optoelectronic cells from the conductors, such that the electric current is not fed to the electrodes of the second set of optoelectronic cells. Vorrichtung zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Konfigurieren des zumindest einen Elements ein Ablagern einer Isolationsschicht zwischen dem unteren und dem oberen DBR-Stapel umfasst, und ein Herausätzen der Isolationsschicht aus einem Bereich der Quantenwallstruktur in dem ersten Satz der optoelektronischen Zellen, während die Isolationsschicht nicht aus dem zweiten Satz der optoelektronischen Zellen herausgeätzt wird.Device for producing an optoelectronic device according to Claim 8 wherein configuring the at least one element comprises depositing an insulating layer between the lower and upper DBR stacks, and etching out the insulating layer from a portion of the quantum well structure in the first set of the optoelectronic cells while the insulating layer is not from the second set of the optoelectronic cells optoelectronic cells is etched out.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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