JP2019530246A - 異なるvcselタイプの異種組み合わせを有するインプラント再成長vcselおよびvcselアレイ - Google Patents
異なるvcselタイプの異種組み合わせを有するインプラント再成長vcselおよびvcselアレイ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019530246A JP2019530246A JP2019516700A JP2019516700A JP2019530246A JP 2019530246 A JP2019530246 A JP 2019530246A JP 2019516700 A JP2019516700 A JP 2019516700A JP 2019516700 A JP2019516700 A JP 2019516700A JP 2019530246 A JP2019530246 A JP 2019530246A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- vcsel
- blocking
- conductive channel
- cores
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 238000003491 array Methods 0.000 title description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 244
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 78
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 52
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 188
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000001741 metal-organic molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
- H01S5/18338—Non-circular shape of the structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2063—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by particle bombardment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
- H01S5/209—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques special etch stop layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
- H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
- H01S5/18311—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
パターニング後のエピタキシャル再成長、または他のリソグラフィパターニングなどの他の手段が用いられ得る。
チャネルコアを画定し、フォトレジストを有さない領域は阻止領域を画定する。方法は、フォトレジストを有さない領域をインプラントして阻止領域を形成すること;および、阻止領域を部分的にエッチングして、薄化した阻止領域を残すことを含み得る。一態様では、方法は、阻止領域のエッチング後にフォトレジストを除去すること;および、フォトレジストを除去した後に頂部非平坦ミラー領域を形成することを含み得る。阻止領域をエッチングする量は、頂部非平坦ミラー領域の上部ミラー層と下部ミラー層のオフセットを定義する。
る。
図2は、頂部ミラースタック124が段付き形成された交互に並ぶミラー周期層を含むことを示している。ここでは、各層が段付き形成されて接続されている。各ミラー周期層は、側方下部段差部124aと中央上部段差部124bとを含み、これらは段差接続部124cによって接続されている。ミラーは交互に並ぶ層を有している。ここでは、各層が、段差接続部124cにより接続された側方下部段差部124aと中央上部段差部124bとを有している。
できる。
一例では、導電層および導電チャネルコアは、Al0.15Ga0.85Asとすることができる。
フォトレジスト410をエッチングして除去した後、非平坦化再成長を実行して、図7に示すようにミラー領域124を形成する。非平坦化再成長は、より高い達成可能な成長速度を得るためのMOCVD成長パラメータの選択によって実施される。阻止層127と比較して、メサである導電チャネルコア129は、非平坦化再成長をもたらし、その結果、各ミラー層は、導電チャネルコア129で段差を有する。これにより、段差部が接続されているか非接続であるかに応じて、図2または図2Cの頂部ミラー124を実現することができる。堆積の高さおよびエッチングの量により、図2の構造が得られるのかまたは図2Cの構造が得られるのかを決定することができる。底部ミラーがPドープされているとき、頂部ミラーはNドープされ、VCSELの他の層は対応して決定され得る。
レイを示している。各VCSELエミッタは導電チャネルコア129を含み得る。ここで、全てのVCSELエミッタは各々、共通阻止層127によって囲まれている。図8Aは、フォトレジストを複雑な形状として適用することができ、それによって導電チャネルコア129が複雑な形状に形成されることを示している。
、異種エミッタの組み合わせを有する規則的アレイを3Dセンサおよび3Dジェスチャ認識などの構造化光プロジェクタ用途に使用することができる。
では浅いインプラントの上で再成長する。
一実施形態では、阻止領域の上方に上段側の導電チャネルコアを有するVCSELは、図4に示すようにイオン注入電流阻止領域を形成することによって作成することができる。導電チャネルコアは、インプラントをフォトレジストで阻止することによって形成される。導電チャネルコアはより高い屈折率を有する。
一実施形態では、インプラントはNドーパントであり得る。Nドーパントは活性化を必要とし得る。例えば、Siは、Nドーパントとして最も一般的に使用されている。しかしながら、SやSeの他の可能性もある。一例では、Nインプラントの実施は、活性化のために850℃未満などの高温アニールを必要とする。インプラント損傷もこの工程で排除される。Siを使用しそれをドーパントとして活性化するとき、インプラントは逆バイアスPN接合を形成することによって電流を阻止する。しかしながら、半導体結晶はインプラントとしてのSiによって損傷を受けず、インプラント領域がより透過性になり得る。インプラント物質がSiである場合、導電層中のGaAsまたはAlGaAsは、P型半導体からN型半導体に変化し得る。
なお、同じフォトレジストがインプラントおよび阻止エッチングを阻止することがあり得る。
9に記載の方法は、頂部ミラーを有する活性領域の上方ではなく、底部ミラーを有する基板上で実施されるように変更することができる。
一実施形態では、阻止領域は、底部ミラーのみ、頂部ミラーのみ、または底部ミラーおよび頂部ミラーの中に存在し得る。一実施形態では、活性領域に対して底面に阻止を形成することによって導電チャネルを形成することができる。すなわち、底部ミラーは電流阻止領域を含むことができ、光学モード用に基板の上方の底部ミラーにエッチング工程を実行することによって形成することができる。一例では、方法は、底部ミラーの一部を成長させることのみを含み得る。
アとを含み得る。阻止領域はインプラントを有することによって画定される。1つまたは複数の導電チャネルコアはインプラントを有していない。阻止領域は1つまたは複数の導電チャネルコアの外側にある。阻止領域と1つまたは複数の導電チャネルコアとは分離領域である。VCSELは、分離領域の上方に位置する1つまたは複数の非平坦化半導体層の非平坦化半導体領域を含み得る。
ャネルコアの上方の上部領域に非接続とされるように構成された非接続型の段差部を有する。
成することを含み得る。
一態様では、方法は、VCSELのアレイを形成することを含み得る。
一態様では、方法は、酸化物開口部を省略するようにVCSELを形成することを含み得る。一態様では、方法は、酸化されないようにVCSELを形成することを含み得る。一態様では、方法は、分離領域を有するメサを省略するようにVCSELを形成することを含み得る。
一態様では、導電チャネルコアは阻止領域内に延在して基板と接触する。一態様では、導電チャネルコアは阻止領域を貫通し、基板上の底部ミラーの一部と接触する。一態様では、阻止領域は、1nm〜500nm、1nm〜30nm、1nm〜10nm、または1nm〜3nmの厚さを有する。一態様では、導電チャネルコアは、1nm〜1000nm
、1nm〜60nm、1nm〜20nm、または1nm〜6nmの厚さを有する。一態様では、導電チャネルコアは、約1μm〜約10μm、または最大約200μm(例えば、大型高出力デバイスの場合)の直径を有する。一態様では、導電チャネルコアは、約2μm〜約6μmの直径を有する。一態様では、VCSELは、共通の阻止領域内に複数の導電チャネルコアを含み得る。一態様では、VCSELは、単一の導電チャネルコアを含み得る。一態様では、VCSELは、単一の阻止領域内に単一の導電チャネルコアを含み得る。一態様では、VCSELは、デバイス内に単一の導電チャネルコアを含み得る。
るタイプの異なる特性は、発散角に違いがある。一態様では、アレイは、VCSELエミッタのランダムな分布を有していない。一態様では、VCSELアレイは、一時的に動作不能または永久的に動作不能となり得る1つまたは複数の動作不能エミッタを含み得る。ただし、VCSELエミッタは規則的パターンで存在している(ランダムではない)。
囲およびそれらの部分範囲の組み合わせも包含する。列挙した範囲はいずれも、同じ範囲を少なくとも半分、3分の1、4分の1、5分の1、10分の1などに分割可能にするものとして認識され得る。当業者は理解するように、「〜まで」、「少なくとも」などのすべての用語は、列挙された数を含み、上記したように細分化した範囲に分割可能な範囲であることに言及する。最後に、当業者は理解するように、範囲は各個々の要素を含む。したがって、例えば、1〜3個のセルを有する群は、1個、2個、または3個のセルを有する群を指す。同様に、1〜5個のセルを有する群は、1、2、3、4個、または5個のセルを有する群などを指す。
Claims (26)
- 非平坦型の垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)であって、
活性領域の上方または下方に位置し、第1の厚さを有する阻止領域と、
前記阻止領域内に位置し、前記第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する1つまたは複数の導電チャネルコアであって、前記阻止領域はインプラントを有することによって画定され、前記1つまたは複数の導電チャネルコアはインプラントを有しておらず、前記阻止領域は前記1つまたは複数の導電チャネルコアの外側にあり、前記阻止領域と前記1つまたは複数の導電チャネルコアとが分離領域である、前記1つまたは複数の導電チャネルコアと、
前記分離領域の上方に位置する1つまたは複数の非平坦化半導体層の非平坦化半導体領域と、
を備えるVCSEL。 - 前記活性領域の下方に位置する底部平坦ミラー領域と、
前記分離領域の上方に位置する頂部非平坦ミラー領域と、
を備える請求項1に記載のVCSEL。 - 前記活性領域の下方に位置する底部非平坦ミラー領域を備える請求項1に記載のVCSEL。
- 前記阻止領域は1nm〜500nmの厚さを有する、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記導電チャネルコアは1nm〜1000nmの厚さを有する、請求項4に記載のVCSEL。
- 前記導電チャネルコアは約1μm〜約200μmの直径を有する、請求項5に記載のVCSEL。
- 前記導電チャネルコアは約2μm〜約6μmの直径を有する、請求項5に記載のVCSEL。
- 前記複数の導電チャネルコアを共通の阻止領域内に備える、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記導電チャネルコアは前記阻止領域よりも高い屈折率を有する、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記VCSELは、酸化物開口部を有していないか、酸化されていないか、または分離領域を有するメサを有していない、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記インプラントがシリコンまたは酸素である、請求項1に記載のVCSEL。
- 前記頂部非平坦ミラーのミラー領域は、第1の頂部非平坦ミラー層が前記阻止領域の上方の下部領域を有し、当該下部領域が前記導電チャネルコアの上方の上部領域に接続されるように構成された接続型の段差部を有する、請求項2に記載のVCSEL。
- 前記頂部非平坦ミラーのミラー領域は、第1の頂部非平坦ミラー層が前記阻止領域の上方の下部領域を有し、当該下部領域が前記導電チャネルコアの上方の上部領域に非接続とされるように構成された非接続型の段差部を有する、請求項2に記載のVCSEL。
- 垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)のアレイであって、
請求項1に記載のVCSELを複数備えており、前記複数の導電チャネルコアが共通の阻止領域内に存在し、複数の前記VCSELが規則的パターンで配置され、複数の前記VCSELが複数の異なるタイプのVCSELを含み、各異なるタイプのVCSELが異なる特性を有する、VCSELのアレイ。 - 請求項1に記載のVCSELを製造する方法であって、
活性領域を形成すること、
導電チャネルコアとともに阻止領域を有する分離領域を前記活性領域の上方または下方に形成すること、
前記分離領域の上方に1つまたは複数の非平坦化半導体層の非平坦化半導体領域を形成すること、
を備える方法。 - 前記阻止領域となる導電層の領域にインプラントすることによって前記導電層から前記阻止領域と1つまたは複数の前記導電チャネルコアとを形成することを備え、インプラントされていない1つまたは複数の領域が1つまたは複数の前記導電チャネルコアとなる、請求項15に記載の方法。
- 前記阻止領域を形成すること、
1つまたは複数の前記導電チャネルコアの前記第2の厚さよりも小さい前記第1の厚さを有するように前記阻止領域をエッチングすること、
を備える請求項16に記載の方法。 - 前記導電層の頂部の1つまたは複数の領域をインプラントおよびエッチングを阻止するフォトレジストで覆うことであって、前記フォトレジストを有する前記1つまたは複数の領域が1つまたは複数の前記導電チャネルコアを画定し、前記フォトレジストを有していない領域が前記阻止領域を画定する、前記フォトレジストで覆うこと、
前記フォトレジストを有していない領域にインプラントして前記阻止領域を形成すること、
を備える請求項17に記載の方法。 - 導電層の頂部の1つまたは複数の領域をインプラントおよびエッチングを阻止するフォトレジストで覆うことであって、前記フォトレジストを有する前記1つまたは複数の領域が1つまたは複数の前記導電チャネルコアを画定し、前記フォトレジストを有していない領域が前記阻止領域を画定する、前記フォトレジストで覆うこと、
前記フォトレジストを有していない領域にインプラントして前記阻止領域を形成すること、
前記阻止領域を部分的にエッチングして、薄化した阻止領域を残すこと、
を備える請求項15に記載の方法。 - 前記阻止領域のエッチング後に前記フォトレジストを除去すること、
前記フォトレジストを除去した後に、頂部非平坦ミラー領域を形成すること、
を備え、前記阻止領域をエッチングする量が、前記頂部非平坦ミラー領域の上部ミラー層と下部ミラー層とのオフセットを規定する、請求項19に記載の方法。 - 非平坦型の垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)であって、
活性領域と、
前記活性領域の上方に位置し、第1の厚さを有する1つまたは複数の阻止コアと、
前記阻止コアの周囲に位置し、前記第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する1つまたは複数の導電チャネル周囲であって、前記阻止コアはインプラントを有することによって画定され、前記1つまたは複数の導電チャネル周囲は前記インプラントを有しておらず、前記導電チャネル周囲は前記1つまたは複数の阻止コアの外側にあり、前記導電チャネル周囲と前記1つまたは複数の阻止コアとが分離領域である、前記1つまたは複数の導電チャネル周囲と、
前記分離領域の上方に位置する1つまたは複数の非平坦化半導体層の非平坦化半導体領域と、
を備えるVCSEL。 - 非平坦型の垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)であって、
活性領域と、
前記活性領域の下方であって基板の上方に位置し、第1の厚さを有する1つまたは複数の阻止コアと、
前記阻止コアの周囲に位置し、前記第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する1つまたは複数の導電チャネル周囲であって、前記阻止コアはインプラントを有することによって画定され、前記1つまたは複数の導電チャネル周囲は前記インプラントを有しておらず、前記導電チャネル周囲は1つまたは複数の阻止コアの外側にあり、前記導電チャネル周囲と前記1つまたは複数の阻止コアとが分離領域である、前記1つまたは複数の導電チャネル周囲と、
前記分離領域の上方に位置する1つまたは複数の非平坦化半導体層の非平坦化半導体領域と、
を備えるVCSEL。 - 発光方法であって、
請求項1に記載のVCSELを提供すること、
前記VCSELから光を放出させること、
を備える発光方法。 - 発光方法であって、
請求項14に記載の垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)のアレイを提供すること、
前記VCSELのアレイから光を放出させること、
を備える発光方法。 - 前記アレイ内の複数の前記VCSELを選択的に無効化すること、
無効化されていない前記VCSELから光を放出させること、
を備える請求項24に記載の発光方法。 - 選択的に無効化される前記VCSELがランダムパターンである、請求項25に記載の発光方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662401051P | 2016-09-28 | 2016-09-28 | |
US62/401,051 | 2016-09-28 | ||
US201762559364P | 2017-09-15 | 2017-09-15 | |
US62/559,364 | 2017-09-15 | ||
PCT/US2017/054170 WO2018064411A1 (en) | 2016-09-28 | 2017-09-28 | Implant regrowth vcsel and vcsel array with heterogeneous combination of different vcsel types |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019530246A true JP2019530246A (ja) | 2019-10-17 |
JP6853349B2 JP6853349B2 (ja) | 2021-03-31 |
Family
ID=60084098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019516700A Active JP6853349B2 (ja) | 2016-09-28 | 2017-09-28 | 異なるvcselタイプの異種組み合わせを有するインプラント再成長vcselおよびvcselアレイ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10374391B2 (ja) |
EP (2) | EP4203210A1 (ja) |
JP (1) | JP6853349B2 (ja) |
KR (1) | KR102209647B1 (ja) |
CN (1) | CN109891692B (ja) |
WO (1) | WO2018064411A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021124967A1 (ja) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | ソニーグループ株式会社 | 垂直共振器型面発光レーザ素子、垂直共振器型面発光レーザ素子アレイ、垂直共振器型面発光レーザモジュール及び垂直共振器型面発光レーザ素子の製造方法 |
WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
JP2022179428A (ja) * | 2021-05-20 | 2022-12-02 | トルンプフ フォトニック コンポーネンツ ゲー・エム・ベー・ハー | 高密度vcselアレイ |
JP7440128B2 (ja) | 2021-09-18 | 2024-02-28 | 常州縦慧芯光半導体科技有限公司 | 垂直共振器面発光レーザ |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10396529B2 (en) | 2017-05-22 | 2019-08-27 | Finisar Corporation | VCSELs having mode control and device coupling |
US11594860B2 (en) * | 2017-11-20 | 2023-02-28 | Ii-Vi Delaware, Inc. | VCSEL array layout |
US10840675B2 (en) * | 2018-02-23 | 2020-11-17 | Lumentum Operations Llc | Emitter array that includes inhomogeneous emitter distribution to flatten a beam profile of the emitter array |
US10985531B2 (en) * | 2019-01-27 | 2021-04-20 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Intensity noise mitigation for vertical-cavity surface emitting lasers |
JP2020145274A (ja) | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置および情報処理装置 |
JP2020145275A (ja) | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置および情報処理装置 |
US11876350B2 (en) | 2020-11-13 | 2024-01-16 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Multi-wavelength VCSEL array and method of fabrication |
KR20220126450A (ko) * | 2021-03-09 | 2022-09-16 | 주식회사 레이아이알 | 레이저 소자 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050063440A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-24 | Deppe Dennis G. | Epitaxial mode-confined vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) and method of manufacturing same |
US8774246B1 (en) * | 2011-01-14 | 2014-07-08 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Semiconductor light sources including selective diffusion for optical and electrical confinement |
US20160072258A1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Princeton Optronics Inc. | High Resolution Structured Light Source |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5193098A (en) * | 1989-01-27 | 1993-03-09 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Method of forming current barriers in semiconductor lasers |
US5764674A (en) * | 1996-06-28 | 1998-06-09 | Honeywell Inc. | Current confinement for a vertical cavity surface emitting laser |
US6515305B2 (en) * | 2000-09-18 | 2003-02-04 | Regents Of The University Of Minnesota | Vertical cavity surface emitting laser with single mode confinement |
WO2002073753A2 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Alight Technologies A/S | Mode control using transversal bandgap structure in vcsels |
US7277461B2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-10-02 | Finisar Corporation | Dielectric VCSEL gain guide |
US20050249254A1 (en) * | 2004-04-14 | 2005-11-10 | Deppe Dennis G | Current-confinement heterostructure for an epitaxial mode-confined vertical cavity surface emitting laser |
WO2006024025A2 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-02 | Nanosource, Inc. | Optical-mode-confined and electrical-current-confined semiconductor light sources utilizing resistive interfacial layers |
US20070013996A1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-18 | Finisar Corporation | Quantum dot vertical lasing semiconductor optical amplifier |
US7982250B2 (en) * | 2007-09-21 | 2011-07-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR101701711B1 (ko) * | 2009-08-10 | 2017-02-03 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | 활성 캐리어 구속을 갖는 수직 공동 표면 방출 레이저 |
US8749796B2 (en) | 2011-08-09 | 2014-06-10 | Primesense Ltd. | Projectors of structured light |
KR20150035513A (ko) | 2012-03-26 | 2015-04-06 | 맨티스비전 리미티드 | 3차원 카메라 및 투사기 |
CN105489651B (zh) * | 2014-09-19 | 2019-02-01 | 中国科学院微电子研究所 | 半导体器件及其制造方法 |
-
2017
- 2017-09-28 KR KR1020197011728A patent/KR102209647B1/ko active IP Right Grant
- 2017-09-28 WO PCT/US2017/054170 patent/WO2018064411A1/en unknown
- 2017-09-28 JP JP2019516700A patent/JP6853349B2/ja active Active
- 2017-09-28 EP EP23153039.5A patent/EP4203210A1/en active Pending
- 2017-09-28 CN CN201780067041.4A patent/CN109891692B/zh active Active
- 2017-09-28 EP EP17784483.4A patent/EP3520183B1/en active Active
- 2017-09-28 US US15/718,342 patent/US10374391B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-06 US US16/533,734 patent/US10693277B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050063440A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-24 | Deppe Dennis G. | Epitaxial mode-confined vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) and method of manufacturing same |
US8774246B1 (en) * | 2011-01-14 | 2014-07-08 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Semiconductor light sources including selective diffusion for optical and electrical confinement |
US20160072258A1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Princeton Optronics Inc. | High Resolution Structured Light Source |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021124967A1 (ja) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | ソニーグループ株式会社 | 垂直共振器型面発光レーザ素子、垂直共振器型面発光レーザ素子アレイ、垂直共振器型面発光レーザモジュール及び垂直共振器型面発光レーザ素子の製造方法 |
WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
JP2022179428A (ja) * | 2021-05-20 | 2022-12-02 | トルンプフ フォトニック コンポーネンツ ゲー・エム・ベー・ハー | 高密度vcselアレイ |
JP7440128B2 (ja) | 2021-09-18 | 2024-02-28 | 常州縦慧芯光半導体科技有限公司 | 垂直共振器面発光レーザ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190050849A (ko) | 2019-05-13 |
US20180090909A1 (en) | 2018-03-29 |
EP3520183A1 (en) | 2019-08-07 |
CN109891692B (zh) | 2021-09-10 |
JP6853349B2 (ja) | 2021-03-31 |
US10693277B2 (en) | 2020-06-23 |
EP3520183B1 (en) | 2023-03-01 |
KR102209647B1 (ko) | 2021-01-29 |
CN109891692A (zh) | 2019-06-14 |
US20190393678A1 (en) | 2019-12-26 |
EP4203210A1 (en) | 2023-06-28 |
US10374391B2 (en) | 2019-08-06 |
WO2018064411A1 (en) | 2018-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6853349B2 (ja) | 異なるvcselタイプの異種組み合わせを有するインプラント再成長vcselおよびvcselアレイ | |
JP7050124B2 (ja) | 平坦化vcselおよびその作製方法 | |
US6222866B1 (en) | Surface emitting semiconductor laser, its producing method and surface emitting semiconductor laser array | |
CN111279563A (zh) | 具有降低的rin的带有椭圆形孔口的vcsel | |
US6816526B2 (en) | Gain guide implant in oxide vertical cavity surface emitting laser | |
US10992110B2 (en) | VCSELS having mode control and device coupling | |
US20230238775A1 (en) | Manipulating beam divergence of multi-junction vertical cavity surface emitting laser | |
US20210159668A1 (en) | Vertical cavity surface emitting device with a buried index guiding current confinement layer | |
KR100484490B1 (ko) | 장파장 수직 공진 표면방출 레이저 및 그 제작방법 | |
JP7310897B2 (ja) | 面発光レーザの作製方法 | |
US20220385041A1 (en) | Emitter with variable light reflectivity | |
Rochus et al. | Submilliamp vertical-cavity surface-emitting lasers with buried lateral-current confinement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200512 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200812 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6853349 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |