JP7210663B2 - ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成 - Google Patents

２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成 Download PDF

Info

Publication number
JP7210663B2
JP7210663B2 JP2021131861A JP2021131861A JP7210663B2 JP 7210663 B2 JP7210663 B2 JP 7210663B2 JP 2021131861 A JP2021131861 A JP 2021131861A JP 2021131861 A JP2021131861 A JP 2021131861A JP 7210663 B2 JP7210663 B2 JP 7210663B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optoelectronic
cells
epitaxial layer
quantum well
well structure
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.)
Active
Application number
JP2021131861A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021182640A (ja
Inventor
チン ハン リン
ウェイピン リー
シャオフェン ファン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Inc filed Critical Apple Inc
Publication of JP2021182640A publication Critical patent/JP2021182640A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7210663B2 publication Critical patent/JP7210663B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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]
    • 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
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/18327—Structure being part of a DBR
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/15—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. multiple quantum wells, superlattices
    • H01L29/151—Compositional structures
    • H01L29/152—Compositional structures with quantum effects only in vertical direction, i.e. layered structures with quantum effects solely resulting from vertical potential variation
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • 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
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • 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
    • H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • 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
    • 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
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/1833—Position of the structure with more than one structure
    • H01S5/18333—Position of the structure with more than one structure only above the active layer
    • 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
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • 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
    • H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
    • H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • 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
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
    • 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
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by 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]
    • H01S5/18308—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
    • H01S5/20—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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、概して、光電子デバイスに関し、具体的には、パターン化された照明を放射するように構成可能なデバイスに関する。
既存の消費者アプリケーション及び新興の消費者アプリケーションにおいては、リアルタイムの３次元（three-dimensional、３Ｄ）撮像装置に対する必要性がますます生じている。深度センサ又は深度マッパーとしても一般に知られる、これらの撮像デバイスにより、対象シーンを１つ以上の光ビームで照明し、反射された光信号を分析することによって、対象シーン上の各点の距離（多くの場合、強度）（いわゆる対象シーン深度）を遠隔測定することができる。
モノリシック半導体基板上の光放射の複数の発光素子のアレイに基づく光源を生成するための様々な方法が当該技術分野において既知である。
その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／０２１１２１５号には、パターンが与えられた光ビームを生成するように構成されたビーム源を含む光学装置が記載されている。一実施形態では、光電子デバイスは、垂直共振器面発光レーザー（vertical-cavity surface-emitting laser、ＶＣＳＥＬ）ダイオードのモノリシックアレイが規則的格子ではない２次元パターンで上に形成された、半導体ダイを備える。用語「規則的格子」は、パターン内の隣接する素子間（例えば、ＶＣＳＥＬアレイ内の隣接する放射体間）の間隔が一定である、２次元パターンを意味し、周期的格子と同義である。パターンは、横方向シフトの関数としてのレーザーダイオードの位置の自己相関が、ダイオードサイズよりも大きい任意のシフトに対して重要ではないという意味で、無相関であり得る。ランダムパターン、疑似ランダムパターン、及び準周期的なパターンは、そのような無相関パターンの例である。
以下に記載される本発明の実施形態は、パターン化された光源を製造する改善された方法及びそのような方法によって生成することができる光源を提供する。
したがって、本発明の一実施形態によれば、半導体基板と、半導体基板上に形成された光電子セルのアレイと、を含む、光電子デバイスが提供される。セルは、下部分布ブラッグ反射器（distributed Bragg-reflector、ＤＢＲ）スタックを画定する第１のエピタキシャル層と、下部ＤＢＲスタックの上に形成され、量子井戸構造を画定する第２のエピタキシャル層と、量子井戸構造の上に形成され、上部ＤＢＲスタックを画定する第３のエピタキシャル層と、上部ＤＢＲスタックの上に形成された電極であって、各光電子セルの量子井戸構造に励起電流を注入するように構成可能な、電極と、を含む。アレイは、励起電流に応じてレーザー光線を放射するように構成された光電子セルの第１のセットと、第１のセットに介挿された光電子セルの第２のセットと、を含み、エピタキシャル層及び電極の中から選択される光電子セルの少なくとも１つの素子は、第２のセット内の光電子セルがレーザー光線を放射しないように構成されている。
開示される実施形態では、アレイは、規則的なアレイであり、光電子セルの第１のセットは、アレイ内に無相関パターンで配置されている。
一実施形態では、光電子セルの第２のセットは、量子井戸構造に注入される励起電流をレーザー光線を放射するために必要とされる閾値を下回るまで低減するのに十分な量だけ、上部ＤＢＲスタックの電気抵抗を増大させる、上部ＤＢＲスタック内の注入イオンを含む。
他の実施形態では、光電子セルの第２のセットの電極は、励起電流を量子井戸構造に注入しないように構成されている。そのような一実施形態では、光電子セルは、エピタキシャル層と電極との間に絶縁層を含み、絶縁層の一部は、光電子セルの第１のセット内でエッチングされて除去され、かつ光電子セルの第２のセット内でエッチングされておらず、励起電流が、光電子セルの第２のセットの量子井戸構造に注入されないようになっている。別の実施形態では、デバイスは、電流を光電子セルに供給するように構成された導電体と、導電体から光電子セルの第２のセットの電極を絶縁する絶縁層と、を備え、電流が光電子セルの第２のセットの電極に供給されないようになっている。
加えて又は代わりに、デバイスは、下部ＤＢＲスタックと上部ＤＢＲスタックとの間に形成された絶縁層を備え、絶縁層は、光電子セルの第１のセット内の量子井戸構造の領域からエッチングされ、かつ光電子セルの第２のセットからエッチングされていない。
また、本発明の一実施形態によれば、光電子デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、半導体基板上に第１のエピタキシャル層を堆積させて、下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定することを含む。第１のエピタキシャル層の上に第２のエピタキシャル層を堆積させて、量子井戸構造を画定する。第２のエピタキシャル層の上に第３のエピタキシャル層を堆積させて、上部ＤＢＲスタックを画定する。エピタキシャル層をエッチングして、光電子セルのアレイを画定する。電極は、第３のエピタキシャル層電極の上に堆積され、光電子セルの第１のセットに、励起電流に応じてレーザー光線を放射させるように、励起電流を各光電子セルの量子井戸構造に注入するように構成可能である。第１のセットに介挿された第２のセットの光電子セルの、エピタキシャル層及び電極の中から選択される、少なくとも１つの素子は、第２のセット内の光電子セルがレーザー光線を放射しないように構成される。
本発明は、添付の図面を参照する、本発明の実施形態の以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
本発明の一実施形態に係る、ＶＣＳＥＬのモノリシックアレイが２次元パターンで上に形成された半導体ダイを備える光電子デバイスの概略上面図である。 本発明の一実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。 本発明の別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。 本発明の別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。 本発明の更に別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の更に別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の更なる実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の更なる実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の更に別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の更に別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬの領域及び無効化されたＶＣＳＥＬの領域の概略断面図である。 本発明の代替の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。 本発明の代替の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。
概要
複数のビームを放射する光源は、とりわけ、光学三角測量に基づく３Ｄ（３次元）マッピング用途で使用される。上記の米国特許出願公開第２０１４／０２１１２１５号に記載されているように、マッピングされる対象にランダムパターン又は疑似ランダムパターンを投影する光源を用いることが有利である。そのような光源のための望ましい放射体は、低電力消費、高い信頼性、及び良好なビーム品質に起因して、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザー）アレイである。ＶＣＳＥＬアレイ内の放射体のランダムパターン又は疑似ランダムパターンは、対応するフォトリソグラフィマスクによって生成することができる。しかしながら、放射体の非周期的分布は、フォトレジストパターンＣＤ（critical dimensions、限界寸法）の制御の低減、並びに不均一なエッチング負荷効果に起因するエッチング均一性の低下につながり得る。
本明細書に記載される本発明の実施形態は、均一グリッド上にＶＣＳＥＬアレイを製造し、個々の放射体を無効化することによって、上記の制限に対処する。無効化された放射体は、実質的に任意の所望のパターンで、例えば、擬似ランダムパターン又は他の無相関パターンで、有効化された（動作している）放射体に介挿することができる。開示される実施形態は、ＶＣＳＥＬ製造プロセスにおける修正を使用して、例えば、ＶＣＳＥＬのエピタキシャル層又は電極を修正することによって、放射体を選択的に無効化する。設計は均一グリッドに基づくので、標準的なフォトリソグラフィ法を用いて確実に製造することができる。
システムの説明
図１は、本発明の一実施形態に係る、ＶＣＳＥＬなどの有効化された光電子セル１２のモノリシックアレイが無相関２次元パターンで上に形成された半導体ダイ１０を備える光電子デバイスの概略上面図である。アレイは、当該技術分野において既知であるＶＣＳＥＬアレイを生成するために使用されるものと同じ種類のフォトリソグラフィ法によって半導体基板上に形成され、好適な薄膜層構造が、ＶＣＳＥＬを形成し、導電体が、コンタクトパッド１４からアレイ内のＶＣＳＥＬ１２に電力及び接地接続を提供する。
この種類の有効化されたＶＣＳＥＬ１２の無相関パターンは、ＶＣＳＥＬ状のセルの規則的なアレイ（すなわち、規則的格子の形態のアレイ）の製造に使用されるものと実質的に同じプロセスを使用して生成される。しかしながら、従来の規則的なアレイとは対照的に、残りのＶＣＳＥＬ状のセルを無効化しながら、ＶＣＳＥＬ１２のみが選択的に有効化される。これらの無効化されたセルは、ＶＣＳＥＬ１２と構造がほぼ同一であるが、製造プロセス中に構成される薄膜層特性に起因してレーザー発光が不可能であるため、本明細書では「ダミーセル１６」と呼ばれる。以下では、用語「無効化する」及び「無効化された」は、「有効化しない」及び「有効化されない」それぞれと同義的に使用される。
セルの規則的なアレイに基づく、実質的に任意の所望のパターンで、例えば、疑似ランダムパターン又は他の場合には無相関パターンで、動作している放射体のアレイを生成する能力は、いくつかの利点を有する。
・いわゆるエッチング負荷効果を最小限に抑えることによって、改善されたドライエッチングの均一性が達成される。
・均一グリッドの周期構造によって、フォトレジストＣＤのより厳格な制御が達成される。
・ポリイミドなどの樹脂をセル間のトレンチに充填することにより、ダイ１０のより均一な温度分布を達成することができ、より良好な光パワー均一性をもたらすことができる。
図２～図７は、有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬの概略断面図である。各図は、「Ａ」でラベル付けされた図の有効化されたＶＣＳＥＬ（有効化されたＶＣＳＥＬ１２の基準として使用することができる）を、「Ｂ」でラベル付けされた図の無効化されたＶＣＳＥＬ（ダミーセル１６の可能な基準として）と比較している。有効化されたＶＣＳＥＬ及び無効化されたＶＣＳＥＬが同じ素子の大部分を共有するため、有効化されたＶＣＳＥＬの詳細な説明は、以下の図２Ａを参照してなされる。
図２Ａ～図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ１７及び無効化されたＶＣＳＥＬ１８の概略断面図である。
図２Ａの有効化されたＶＣＳＥＬ１７は、半導体基板１９上に形成される。ＶＣＳＥＬのエピタキシャル半導体層（下部ｎ型分布ブラッグ反射器［ｎ－ＤＢＲ］スタック２０、量子井戸構造２２、及び上部ｐ－ＤＢＲスタック２４）は、半導体基板１９の領域の上に堆積される。ｎ－ＤＢＲスタック２０とｐ－ＤＢＲスタック２４との間に、閉じ込め層３６、典型的には酸化アルミニウムが形成され、パターン化される。ｐ－ＤＢＲスタック２４の堆積に続いて、絶縁層２８が堆積され、パターン化され、１つ以上のｐ電極３０及びｎ電極３２が堆積され、パターン化される。絶縁トレンチ３４がエッチングされて、ＶＣＳＥＬのアレイを画定し、隣接するＶＣＳＥＬを絶縁する。加えて、隣接するＶＣＳＥＬ間の絶縁を高めるために、プロトンインプラントなどの絶縁インプラント３８を、ｐ－ＤＢＲスタック２４及び量子井戸構造２２に隣接して堆積させることができる。
図２Ｂの無効化されたＶＣＳＥＬ１８は、無効化されたＶＣＳＥＬでは、絶縁インプラント３８がｐ－ＤＢＲスタック２４内に延び、場合によっては量子井戸構造２２内に延びるという点で、有効化されたＶＣＳＥＬ１７とは異なる。イオン注入によって引き起こされる格子損傷に起因して、注入層の抵抗は、非注入状態から増大し、量子井戸構造２２に注入される励起電流を、レーザー光線を放射するために必要とされる閾値を下回るまで低下させる。結果として、ＶＣＳＥＬは、無効化され、レーザー光線を放射しないことになる。
ＶＣＳＥＬ１８の無効化は、注入イオンがｐ－ＤＢＲスタック２４に到達すること、及び場合によっては量子井戸構造２２に到達することを可能にするように、絶縁インプラント３８の堆積の横方向分布を画定することに関与するフォトマスクを修正することによって、製造プロセス中に達成される。
図３Ａ～図３Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ３９及び無効化されたＶＣＳＥＬ４０の概略断面図である。有効化されたＶＣＳＥＬ３９は、本実施形態が隣接するＶＣＳＥＬを絶縁するための絶縁インプラント３８を必ずしも備えていないことを除いて、図２Ａの有効化されたＶＣＳＥＬ１７と実質的に同様である。ＶＣＳＥＬ４０を無効化することは、励起電流のｐ－ＤＢＲスタック２４及び量子井戸構造２２への注入を防止することによって達成される。本発明の３つの代替の実施形態における有効化されたＶＣＳＥＬ３９と無効化されたＶＣＳＥＬ４０との間の差異を図４～図６に示す。これらの図は、図３Ａ～図３Ｂを参照して、有効化されたＶＣＳＥＬ３９のための領域４４（点線でマークされた）、及び無効化されたＶＣＳＥＬ４０のための領域４６（点線でマークされた）を示す。
図４Ａ～図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る、図３Ａ～図３Ｂの有効化されたＶＣＳＥＬ３９の領域４４及び無効化されたＶＣＳＥＬ４０の領域４６の概略断面図である。
有効化されたＶＣＳＥＬ３９では、ｐ電極として機能する金属層（Ｍ１）の堆積前に、絶縁層２８内の位置４１にビアをエッチングすることによって、ｐ電極３０とｐ－ＤＢＲスタック２４との間の電気的接触が生成され、それにより、ｐ電極からｐ－ＤＢＲスタックへ、更に量子井戸構造２２への励起電流の流れを可能にする。無効化されたＶＣＳＥＬ４０では、位置４２の連続する絶縁層２８によって示されるように、ビアは、エッチングされず、それにより、ｐ電極３０からｐ－ＤＢＲスタック２４へ、更に量子井戸構造２２への励起電流の流れを防止する。
ＶＣＳＥＬ４０の無効化は、位置４２にビアをエッチングしないように、絶縁層２８のエッチングを線引きすることに関与するフォトマスクを修正することによって、製造プロセス中に達成される。
図５Ａ～図５Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、図３Ａ～図３Ｂの有効化されたＶＣＳＥＬ３９の領域４４及び無効化されたＶＣＳＥＬ４０の領域４６の概略断面図である。
有効化されたＶＣＳＥＬ３９と無効化されたＶＣＳＥＬ４０の両方で、ビアは、絶縁層２８内の位置６２及び６４にそれぞれ、エッチングされる。第２の絶縁層６０は、絶縁層２８の上に堆積され、ビアは、有効化されたＶＣＳＥＬ３９内の位置６２にエッチングされ、一方、ビアは、無効化されたＶＣＳＥＬ４０内の位置６４にエッチングされない。ｐ電極３０は、第２の絶縁層６０の上に堆積され、位置６２にエッチングされたビアは、ｐ電極とｐ－ＤＢＲスタック２４との間の電気的接触を可能にし、したがって、ｐ電極からｐ－ＤＢＲスタックへ、更に量子井戸構造２２への励起電流の流れを可能にする。しかしながら、位置６４の連続する第２の絶縁層６０に起因して、無効化されたＶＣＳＥＬ４０のｐ電極３０とｐ－ＤＢＲスタック２４との間で、電気的接触は確立されず、それにより、ｐ電極からｐ－ＤＢＲスタックへ、更に量子井戸構造２２への励起電流の流れを防止する。
ＶＣＳＥＬ４０の無効化は、位置６４のビアのエッチングを防止するように、絶縁層６０のエッチングを線引きすることに関与するフォトマスクを修正することによって、製造プロセス中に達成される。
図６Ａ～図６Ｂは、本発明の更に別の実施形態に係る、図３Ａ～図３Ｂの有効化されたＶＣＳＥＬ３９の領域４４及び無効化されたＶＣＳＥＬ４０領域４６の概略断面図である。
有効化されたＶＣＳＥＬ３９と無効化されたＶＣＳＥＬ４０の両方で、図４Ａの有効化されたＶＣＳＥＬと同様に、絶縁層２８内の位置４１にビアをエッチングすることによって、ｐ電極３０とｐ－ＤＢＲスタック２４との間の電気的接触が生成される。第２の絶縁層６６は、（図５Ａ～図５Ｂのように、絶縁層２８の上に堆積するのとは対照的に）ｐ電極３０の上に堆積される。ビアは、位置７２に第２の絶縁層６６内でエッチングされるが、ビアは、位置７４にエッチングされない。導電層７６は、光電子セルのアレイに電流を供給するために、第２の絶縁層６６上に堆積される。位置７２にエッチングされたビアにより、導電層７６は、ｐ電極３０と電気的に接触し、それによって、ｐ－ＤＢＲスタック２４とともに、第２の金属層からｐ－ＤＢＲスタックへ、更に量子井戸構造２２への励起電流の流れを可能にする。しかしながら、位置７４の連続する第２の絶縁層６６に起因して、無効化されたＶＣＳＥＬ４０のｐ電極３０は、導電層７６から絶縁され、したがって、ｐ電極への電流の供給を防止する。
ＶＣＳＥＬ４０の無効化は、位置７４のビアのエッチングを防止するように、絶縁層６０のエッチングを線引きすることに関与するフォトマスクを修正することによって、製造プロセス中に達成される。
図７Ａ～図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る、有効化されたＶＣＳＥＬ８０及び無効化されたＶＣＳＥＬ８２の概略断面図である。有効化されたＶＣＳＥＬ８０は、図３Ａの有効化されたＶＣＳＥＬ３９と実質的に同様である。無効化されたＶＣＳＥＬ８２は、閉じ込め層３６が位置８４でエッチングされておらず、量子井戸構造２２の成長を防止するという点で、有効化されたＶＣＳＥＬ８０とは異なる。
ＶＣＳＥＬ８０の無効化は、位置８４の閉じ込め層３６のエッチングを防止するように、フォトマスクを修正することによって、製造プロセス中に達成される。
上述の実施形態は例として挙げられており、本発明は、上記において具体的に図示及び説明したものに限定されないことが理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、上記において説明した様々な特徴の組み合わせと部分的組み合わせの両方、並びに当業者であれば前述の説明を読むことによって想到するであろう、従来技術に開示されていないそれらの変型及び修正を含む。

Claims (10)

  1. 半導体基板と、
    前記半導体基板上に形成された光電子セルのアレイであって、
    下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定する第１のエピタキシャル層と、
    前記下部ＤＢＲスタックの上に形成され、量子井戸構造を画定する第２のエピタキシャル層と、
    前記量子井戸構造の上に形成され、上部ＤＢＲスタックを画定する第３のエピタキシャル層と、
    前記上部ＤＢＲスタックの上に形成された電極であって、各光電子セルの前記量子井戸構造に励起電流を注入するように構成された、電極と、
    を含む、光電子セルのアレイと、
    を備える、光電子デバイスであって、
    前記アレイは、前記励起電流に応じてレーザー光線を放射するように構成された前記光電子セルの第１のセットと、前記第１のセットに介挿された前記光電子セルの第２のセットと、を含み、
    前記光電子セルの前記第２のセットは、レーザー光線を放射するのに必要とされる閾値を下回るまで、前記量子井戸構造に注入される前記励起電流を低減するのに十分な量により前記上部ＤＢＲスタックの電気抵抗を増大させるために前記上部ＤＢＲスタック内にイオンが注入され、これにより前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、光電子デバイス。
  2. 半導体基板と、
    前記半導体基板上に形成された光電子セルのアレイであって、
    下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定する第１のエピタキシャル層と、
    前記下部ＤＢＲスタックの上に形成され、量子井戸構造を画定する第２のエピタキシャル層と、
    前記量子井戸構造の上に形成され、上部ＤＢＲスタックを画定する第３のエピタキシャル層と、
    前記上部ＤＢＲスタックの上に形成された電極であって、各光電子セルの前記量子井戸構造に励起電流を注入するように構成された、電極と、
    を含む、光電子セルのアレイと、
    を備える、光電子デバイスであって、
    前記アレイは、前記励起電流に応じてレーザー光線を放射するように構成された前記光電子セルの第１のセットと、前記第１のセットに介挿された前記光電子セルの第２のセットと、を含み、
    前記光電子セルの前記第２のセットの前記電極は、前記励起電流を前記量子井戸構造に注入しないように構成され、これにより前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、光電子デバイス。
  3. 前記光電子セルは、前記エピタキシャル層と前記電極との間に絶縁層を含み、前記絶縁層の一部は、前記光電子セルの前記第１のセット内でエッチングされて除去され、かつ前記光電子セルの前記第２のセット内でエッチングされておらず、前記励起電流は、前記光電子セルの前記第２のセットの前記量子井戸構造に注入されないようになっている、請求項２に記載の光電子デバイス。
  4. 電流を前記光電子セルに供給するように構成された導電体と、前記導電体から前記光電子セルの前記第２のセットの前記電極を絶縁する絶縁層と、を備え、前記電流が前記光電子セルの前記第２のセットの前記電極に供給されないようになっている、請求項２に記載の光電子デバイス。
  5. 半導体基板と、
    前記半導体基板上に形成された光電子セルのアレイであって、
    下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定する第１のエピタキシャル層と、
    前記下部ＤＢＲスタックの上に形成され、量子井戸構造を画定する第２のエピタキシャル層と、
    前記量子井戸構造の上に形成され、上部ＤＢＲスタックを画定する第３のエピタキシャル層と、
    前記下部ＤＢＲスタックと前記上部ＤＢＲスタックとの間に形成された絶縁層と、
    前記上部ＤＢＲスタックの上に形成された電極であって、各光電子セルの前記量子井戸構造に励起電流を注入するように構成された、電極と、
    を含む、光電子セルのアレイと、
    を備える、光電子デバイスであって、
    前記アレイは、前記絶縁層が前記量子井戸構造の領域からエッチングされる前記光電子セルの第１のセットを含み、前記第１のセットの前記光電子セルが前記励起電流に応じてレーザー光線を放射するように構成され、且つ前記光電子セルの第２のセットが前記第１のセットに介挿され、
    前記絶縁層は、前記量子井戸構造の領域からエッチングされておらず、前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、光電子デバイス。
  6. 光電子デバイスを製造する方法であって、
    半導体基板上に第１のエピタキシャル層を堆積させて、下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定することと、
    前記第１のエピタキシャル層の上に第２のエピタキシャル層を堆積させて、量子井戸構造を画定することと、
    前記第２のエピタキシャル層の上に第３のエピタキシャル層を堆積させて、上部ＤＢＲスタックを画定することと、
    前記エピタキシャル層をエッチングして、光電子セルのアレイを画定することと、
    励起電流に応じて前記光電子セルの第１のセットにレーザー光線を放射させるように、前記第３のエピタキシャル層の上に、前記励起電流を各光電子セルの前記量子井戸構造に注入するように構成された電極を堆積させることと、
    レーザー光線を放射するのに必要とされる閾値を下回るまで、前記量子井戸構造に注入される前記励起電流を低減するのに十分な量により第２のセットの光電子セルの前記上部ＤＢＲスタックの電気抵抗を増大させるために、前記光電子セルの前記第１のセットに介挿された前記第２のセットの前記上部ＤＢＲスタックにイオンを注入することとを含み、これにより前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、方法。
  7. 光電子デバイスを製造する方法であって、
    半導体基板上に第１のエピタキシャル層を堆積させて、下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定することと、
    前記第１のエピタキシャル層の上に第２のエピタキシャル層を堆積させて、量子井戸構造を画定することと、
    前記第２のエピタキシャル層の上に第３のエピタキシャル層を堆積させて、上部ＤＢＲスタックを画定することと、
    前記エピタキシャル層をエッチングして、光電子セルのアレイを画定することと、
    励起電流に応じて前記光電子セルの第１のセットにレーザー光線を放射させるように、前記第３のエピタキシャル層の上に、前記励起電流を各光電子セルの前記量子井戸構造に注入するように構成された電極を堆積させること、
    前記光電子セルの前記第１のセットに介挿される第２のセットの前記電極を構成することであって、前記第２のセットの光電子セルの前記量子井戸構造に前記励起電流を注入しないようにし、これにより前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、方法。
  8. 前記電極を構成することは、前記エピタキシャル層と前記電極との間に絶縁層を形成することを含み、前記絶縁層の一部は、前記光電子セルの前記第１のセット内でエッチングされて除去される一方で、前記光電子セルの前記第２のセット内でエッチングされておらず、前記励起電流は、前記光電子セルの前記第２のセットの前記量子井戸構造に注入されないようになっている、請求項７に記載の方法。
  9. 前記電極を構成することは、
    導電体が前記光電子セルのアレイに電流を供給するように構成されること、及び
    前記導電体から前記光電子セルの前記第２のセットの前記電極を絶縁するように絶縁層を堆積させ且つパターン化する、ことを含み、
    これにより、前記電流が前記光電子セルの前記第２のセットの前記電極に供給されないようになっている、請求項７に記載の方法。
  10. 光電子デバイスを製造する方法であって、
    半導体基板上に第１のエピタキシャル層を堆積させて、下部分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）スタックを画定することと、
    前記第１のエピタキシャル層の上に第２のエピタキシャル層を堆積させて、量子井戸構造を画定することと、
    前記第２のエピタキシャル層の上に第３のエピタキシャル層を堆積させて、上部ＤＢＲスタックを画定することと、
    前記下部ＤＢＲスタックと前記上部ＤＢＲスタックとの間に絶縁層を堆積することと、
    前記エピタキシャル層をエッチングして、光電子セルのアレイを画定することと、
    励起電流に応じて前記光電子セルの第１のセットにレーザー光線を放射させるように、前記第３のエピタキシャル層の上に、前記励起電流を各光電子セルの前記量子井戸構造に注入するように構成された電極を堆積させること、
    前記絶縁層が前記光電子セルの前記第１のセット内で前記量子井戸構造の領域からエッチングされる一方で、前記光電子セルの第２のセットからエッチングされておらず、且つ記光電子セルの第２のセットが前記第１のセットに介挿され、これにより、前記第２のセットの前記光電子セルは前記レーザー光線を放射しないようになっている、方法。
JP2021131861A 2017-08-31 2021-08-13 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成 Active JP7210663B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762552406P 2017-08-31 2017-08-31
US62/552,406 2017-08-31
US15/844,662 2017-12-18
US15/844,662 US10153614B1 (en) 2017-08-31 2017-12-18 Creating arbitrary patterns on a 2-D uniform grid VCSEL array
JP2020511434A JP6931419B2 (ja) 2017-08-31 2018-07-02 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020511434A Division JP6931419B2 (ja) 2017-08-31 2018-07-02 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021182640A JP2021182640A (ja) 2021-11-25
JP7210663B2 true JP7210663B2 (ja) 2023-01-23

Family

ID=64535818

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020511434A Active JP6931419B2 (ja) 2017-08-31 2018-07-02 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成
JP2021131861A Active JP7210663B2 (ja) 2017-08-31 2021-08-13 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020511434A Active JP6931419B2 (ja) 2017-08-31 2018-07-02 ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成

Country Status (7)

Country Link
US (4) US10153614B1 (ja)
EP (2) EP3656028B1 (ja)
JP (2) JP6931419B2 (ja)
KR (2) KR102351103B1 (ja)
CN (2) CN209088263U (ja)
TW (3) TWI683348B (ja)
WO (1) WO2019045873A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10153614B1 (en) * 2017-08-31 2018-12-11 Apple Inc. Creating arbitrary patterns on a 2-D uniform grid VCSEL array
US10666020B2 (en) * 2017-09-20 2020-05-26 Lumentum Operations Llc Reconfigurable emitter array
US11594860B2 (en) * 2017-11-20 2023-02-28 Ii-Vi Delaware, Inc. VCSEL array layout
US20190237940A1 (en) 2018-01-26 2019-08-01 Lumentum Operations Llc Modified emitter array
CN108923261B (zh) * 2018-10-24 2019-01-29 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 垂直腔面发射激光器的像素结构及其制作方法
US11549799B2 (en) * 2019-07-01 2023-01-10 Apple Inc. Self-mixing interference device for sensing applications
JP6891327B1 (ja) * 2020-09-25 2021-06-18 浜松ホトニクス株式会社 光源モジュール
JP7308157B2 (ja) * 2020-01-20 2023-07-13 浜松ホトニクス株式会社 光源モジュール
CN115004491A (zh) * 2020-01-20 2022-09-02 浜松光子学株式会社 光源模块
CN114175428A (zh) * 2020-02-24 2022-03-11 深圳瑞识智能科技有限公司 具有非隔离发射器的vcsel阵列
CN115136427A (zh) * 2021-08-16 2022-09-30 深圳瑞识智能科技有限公司 具有不同的发射器结构的vcsel阵列
CN114188816B (zh) * 2021-11-16 2024-04-12 深圳市嘉敏利光电有限公司 一种高折射率对比dbr的倒装vcsel结构及其工艺方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114656A (ja) 1998-10-05 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 面発光レーザアレイ装置
JP2009212359A (ja) 2008-03-05 2009-09-17 Canon Inc 面発光レーザアレイ
JP2011003748A (ja) 2009-06-19 2011-01-06 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
CN102694341A (zh) 2011-03-25 2012-09-26 长春理工大学 一种刻蚀散热增强型垂直腔面发射激光器
JP2014007335A (ja) 2012-06-26 2014-01-16 Hamamatsu Photonics Kk 半導体発光素子
JP2014135371A (ja) 2013-01-10 2014-07-24 Ricoh Co Ltd 面発光レーザ、面発光レーザアレイ及び光走査装置
US20160072258A1 (en) 2014-09-10 2016-03-10 Princeton Optronics Inc. High Resolution Structured Light Source

Family Cites Families (112)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5243095B2 (ja) 1973-08-03 1977-10-28
US4390234A (en) 1980-08-14 1983-06-28 Embach James T Viewer/projector for display of 360 degree holographic film cassettes
DE3212809C2 (de) 1982-04-06 1984-12-20 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Meßeinrichtung für die Stabilisierung von Lasern
US5082339A (en) 1988-07-11 1992-01-21 Telefunken Electronic Gmbh Optical read-write head with diffraction grating structure
DE69128808T2 (de) 1990-04-12 1998-07-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optischer Kopf mit hologrammverbundener Objektivlinse
US6732929B2 (en) 1990-09-10 2004-05-11 Metrologic Instruments, Inc. Led-based planar light illumination beam generation module employing a focal lens for reducing the image size of the light emmiting surface of the led prior to beam collimation and planarization
US5325386A (en) * 1992-04-21 1994-06-28 Bandgap Technology Corporation Vertical-cavity surface emitting laser assay display system
US5477383A (en) * 1993-02-05 1995-12-19 Apa Optics, Inc. Optical array method and apparatus
JP3537881B2 (ja) 1994-03-29 2004-06-14 株式会社リコー Ｌｅｄアレイヘッド
JPH08328511A (ja) * 1995-03-30 1996-12-13 Toshiba Corp Ｌｅｄ表示装置及びその表示制御方法
US5809053A (en) 1995-07-05 1998-09-15 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device and optical printing apparatus using the same
US6144685A (en) 1996-01-23 2000-11-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Two-dimensional surface emitting laser array, two-dimensional surface emitting laser beam scanner, two-dimensional surface emitting laser beam recorder, and two-dimensional surface emitting laser beam recording method
JP3631551B2 (ja) 1996-01-23 2005-03-23 株式会社ミツトヨ 光学式エンコーダ
US5784396A (en) * 1996-09-17 1998-07-21 Xerox Corporation VCSEL integral feedback assembly two-etch structure
JPH10254370A (ja) 1997-03-10 1998-09-25 Canon Inc 表示パネル及びそれを用いた投射型表示装置
US6243407B1 (en) 1997-03-21 2001-06-05 Novalux, Inc. High power laser devices
US7028899B2 (en) 1999-06-07 2006-04-18 Metrologic Instruments, Inc. Method of speckle-noise pattern reduction and apparatus therefore based on reducing the temporal-coherence of the planar laser illumination beam before it illuminates the target object by applying temporal phase modulation techniques during the transmission of the plib towards the target
JPH11168262A (ja) * 1997-09-30 1999-06-22 Canon Inc 面型光デバイス、その製造方法、および表示装置
US6026110A (en) * 1997-10-16 2000-02-15 Nortel Networks Corporation Distributed feedback semiconductor laser with gain modulation
US6061485A (en) 1997-11-03 2000-05-09 Motorola, Inc. Method for wavelength division multiplexing utilizing donut mode vertical cavity surface emitting lasers
US6002705A (en) * 1997-12-03 1999-12-14 Xerox Corporation Wavelength and polarization multiplexed vertical cavity surface emitting lasers
US6084900A (en) 1997-12-24 2000-07-04 Motorola, Inc. Annular waveguide vertical cavity surface emitting laser array and method of fabrication
US6597713B2 (en) 1998-07-22 2003-07-22 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus with an optical functional device having a special wiring electrode and method for fabricating the same
US6636538B1 (en) 1999-03-29 2003-10-21 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode packaging
EP1067362A1 (en) 1999-07-09 2001-01-10 Hewlett-Packard Company Document imaging system
US8217304B2 (en) 2001-03-29 2012-07-10 Gsi Group Corporation Methods and systems for thermal-based laser processing a multi-material device
US6888871B1 (en) 2000-07-12 2005-05-03 Princeton Optronics, Inc. VCSEL and VCSEL array having integrated microlenses for use in a semiconductor laser pumped solid state laser system
JP4087247B2 (ja) 2000-11-06 2008-05-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 入力デバイスの移動の測定方法
US6734981B1 (en) 2000-11-28 2004-05-11 Honeywell International Inc. Multiple laser optical systems and methods
DE10111871A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-19 Heidelberger Druckmasch Ag Bebilderungseinrichtung für eine Druckform mit einem Array von VCSEL-Lichtquellen
US6611000B2 (en) * 2001-03-14 2003-08-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lighting device
US20040012958A1 (en) 2001-04-23 2004-01-22 Takuma Hashimoto Light emitting device comprising led chip
US6680963B2 (en) 2001-07-24 2004-01-20 Lux Net Corporation Vertical-cavity surface emitting laser utilizing a reversed biased diode for improved current confinement
KR20050044865A (ko) 2002-05-08 2005-05-13 포세온 테크날러지 인코퍼레이티드 고효율 고체상태 광원과 이용 및 제조 방법
US7279069B2 (en) 2002-07-18 2007-10-09 Origin Electric Company Limited Adhesive curing method, curing apparatus, and optical disc lamination apparatus using the curing apparatus
KR100624405B1 (ko) 2002-10-01 2006-09-18 삼성전자주식회사 광부품 실장용 기판 및 그 제조방법
US6853660B2 (en) * 2002-10-16 2005-02-08 Eastman Kodak Company Organic laser cavity arrays
US7257141B2 (en) * 2003-07-23 2007-08-14 Palo Alto Research Center Incorporated Phase array oxide-confined VCSELs
US7164702B1 (en) 2003-08-29 2007-01-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Optical transmitters and interconnects using surface-emitting lasers and micro-optical elements
JP2007508596A (ja) 2003-10-17 2007-04-05 エクスプレイ リミテッド 投影システムに使用する光学システムおよび方法
KR20070018805A (ko) 2003-10-17 2007-02-14 익스플레이 엘티디. 투사 시스템들에 사용하기 위한 광학 시스템 및 방법
JP4680065B2 (ja) 2003-12-22 2011-05-11 パナソニック株式会社 面発光レーザおよびレーザ投射装置
JP4572312B2 (ja) 2004-02-23 2010-11-04 スタンレー電気株式会社 Ｌｅｄ及びその製造方法
CN100520490C (zh) 2004-05-17 2009-07-29 奥林巴斯株式会社 头部佩戴型图像显示装置
JP5128047B2 (ja) 2004-10-07 2013-01-23 Ｔｏｗａ株式会社 光デバイス及び光デバイスの生産方法
IL165212A (en) 2004-11-15 2012-05-31 Elbit Systems Electro Optics Elop Ltd Device for scanning light
US7750356B2 (en) 2005-05-04 2010-07-06 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Silicon optical package with 45 degree turning mirror
JP2007105205A (ja) 2005-10-13 2007-04-26 Erecta International Corp 配膳ユニットの制御方法および炊飯方法
US8018579B1 (en) 2005-10-21 2011-09-13 Apple Inc. Three-dimensional imaging and display system
US8792978B2 (en) 2010-05-28 2014-07-29 Lockheed Martin Corporation Laser-based nerve stimulators for, E.G., hearing restoration in cochlear prostheses and method
KR101408959B1 (ko) 2006-03-14 2014-07-02 프라임센스 엘티디. 삼차원 감지를 위한 깊이 가변 광 필드
JP2008109083A (ja) 2006-09-29 2008-05-08 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、照明装置、モニタ装置およびプロジェクタ
US20080144183A1 (en) 2006-12-18 2008-06-19 Motorola, Inc. Compact three color laser system with light intensity sensor
JP2008244431A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Canon Inc 面発光レーザアレイ及びその製造方法、面発光レーザアレイを備えている画像形成装置
US8410727B2 (en) 2007-03-08 2013-04-02 Rohm Co., Ltd. LED lighting device and driving method for the same
JP5029079B2 (ja) 2007-03-15 2012-09-19 富士ゼロックス株式会社 半導体素子および光学装置
US8150142B2 (en) 2007-04-02 2012-04-03 Prime Sense Ltd. Depth mapping using projected patterns
US8493496B2 (en) 2007-04-02 2013-07-23 Primesense Ltd. Depth mapping using projected patterns
JP5228363B2 (ja) 2007-04-18 2013-07-03 ソニー株式会社 発光素子
JP5183111B2 (ja) * 2007-07-05 2013-04-17 キヤノン株式会社 垂直共振器型面発光レーザアレイ、及び垂直共振器型面発光レーザアレイを用いた画像形成装置
KR101439434B1 (ko) 2007-10-05 2014-09-12 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN101984767B (zh) 2008-01-21 2014-01-29 普莱姆森斯有限公司 用于使零级减少的光学设计
US8384997B2 (en) 2008-01-21 2013-02-26 Primesense Ltd Optical pattern projection
US20100321641A1 (en) 2008-02-08 2010-12-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light module device
US7821649B2 (en) 2008-03-05 2010-10-26 Ge Inspection Technologies, Lp Fringe projection system and method for a probe suitable for phase-shift analysis
FR2932562B1 (fr) 2008-06-12 2010-08-27 Univ Pasteur Dispositif de projection de lumiere structuree au moyen de vcsel et de composants optiques diffractifs de phase.
US8456517B2 (en) 2008-07-09 2013-06-04 Primesense Ltd. Integrated processor for 3D mapping
CN102099916B (zh) 2008-07-25 2013-07-31 康奈尔大学 光场图像传感器、方法及应用
JP5446635B2 (ja) 2008-09-16 2014-03-19 株式会社リコー 画像形成装置および画像形成方法
US8717416B2 (en) 2008-09-30 2014-05-06 Texas Instruments Incorporated 3D camera using flash with structured light
US10244181B2 (en) * 2009-02-17 2019-03-26 Trilumina Corp. Compact multi-zone infrared laser illuminator
US8107147B2 (en) 2009-03-27 2012-01-31 Microvision, Inc. Two-mirror scanning system
US8287386B2 (en) * 2009-06-08 2012-10-16 Cfph, Llc Electrical transmission among interconnected gaming systems
WO2011021140A2 (en) 2009-08-20 2011-02-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Laser device with configurable intensity distribution
JP5588310B2 (ja) 2009-11-15 2014-09-10 プライムセンス リミテッド ビームモニタ付き光学プロジェクタ
US8320621B2 (en) 2009-12-21 2012-11-27 Microsoft Corporation Depth projector system with integrated VCSEL array
US20110187878A1 (en) 2010-02-02 2011-08-04 Primesense Ltd. Synchronization of projected illumination with rolling shutter of image sensor
US20110188054A1 (en) 2010-02-02 2011-08-04 Primesense Ltd Integrated photonics module for optical projection
US9825425B2 (en) 2013-06-19 2017-11-21 Apple Inc. Integrated structured-light projector comprising light-emitting elements on a substrate
JP5626559B2 (ja) 2010-02-09 2014-11-19 アイシン精機株式会社 欠陥判定装置および欠陥判定方法
DE102010012604A1 (de) 2010-03-24 2011-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaserlichtquelle
JP2011228553A (ja) 2010-04-21 2011-11-10 Hamamatsu Photonics Kk 半導体発光素子アレイ
US8330804B2 (en) 2010-05-12 2012-12-11 Microsoft Corporation Scanned-beam depth mapping to 2D image
US8654152B2 (en) 2010-06-21 2014-02-18 Microsoft Corporation Compartmentalizing focus area within field of view
JP5605042B2 (ja) 2010-07-15 2014-10-15 株式会社リコー 半導体レーザ駆動装置およびその駆動装置を備えた画像形成装置
CN103053167B (zh) 2010-08-11 2016-01-20 苹果公司 扫描投影机及用于3d映射的图像捕获模块
WO2012027410A1 (en) 2010-08-23 2012-03-01 Lighttime, Llc Ladar using mems scanning
US9620934B2 (en) 2010-08-31 2017-04-11 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Flip-chip assembly comprising an array of vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs)
EP2643659B1 (en) 2010-11-19 2019-12-25 Apple Inc. Depth mapping using time-coded illumination
JP2012122844A (ja) 2010-12-08 2012-06-28 Aisin Seiki Co Ltd 表面検査装置
US9052512B2 (en) 2011-03-03 2015-06-09 Asahi Glass Company, Limited Diffractive optical element and measuring apparatus
JP2012195434A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Ricoh Co Ltd 面発光レーザモジュール、および該面発光レーザモジュールを用いた光走査装置、画像形成装置
JP5698578B2 (ja) 2011-03-24 2015-04-08 オリンパス株式会社 頭部装着型表示装置
KR101212802B1 (ko) 2011-03-31 2012-12-14 한국과학기술연구원 피사계 심도가 강조된 영상을 획득하는 방법 및 그 장치
EP2772676B1 (de) 2011-05-18 2015-07-08 Sick Ag 3D-Kamera und Verfahren zur dreidimensionalen Überwachung eines Überwachungsbereichs
US8749796B2 (en) * 2011-08-09 2014-06-10 Primesense Ltd. Projectors of structured light
US10054430B2 (en) 2011-08-09 2018-08-21 Apple Inc. Overlapping pattern projector
US20160025993A1 (en) 2014-07-28 2016-01-28 Apple Inc. Overlapping pattern projector
JP6303255B2 (ja) * 2011-12-02 2018-04-04 株式会社リコー 面発光レーザ素子及び原子発振器
US9651417B2 (en) 2012-02-15 2017-05-16 Apple Inc. Scanning depth engine
JP2013190298A (ja) 2012-03-13 2013-09-26 Fuji Xerox Co Ltd 試料読取装置
CN203385981U (zh) * 2012-03-15 2014-01-08 普莱姆森斯有限公司 结构光的投影机
CN102611002B (zh) 2012-03-23 2013-11-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 低发散角全布拉格反射波导半导体激光器阵列
KR101341620B1 (ko) 2012-06-14 2013-12-13 전자부품연구원 3차원 형상 측정 시스템 및 방법
WO2014016794A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Primesense Ltd. Dual-axis scanning mirror
CN104798271B (zh) 2012-11-29 2018-08-28 皇家飞利浦有限公司 用于向场景上投射结构化光图案的激光设备
US9153171B2 (en) 2012-12-17 2015-10-06 LuxVue Technology Corporation Smart pixel lighting and display microcontroller
US20140199844A1 (en) * 2013-01-15 2014-07-17 Nikon Corporation Array description system for large patterns
US20150260830A1 (en) * 2013-07-12 2015-09-17 Princeton Optronics Inc. 2-D Planar VCSEL Source for 3-D Imaging
DE102013113185A1 (de) 2013-11-28 2015-05-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils sowie optoelektronisches Halbleiterbauteil und optoelektronische Anordnung
CN105048282B (zh) 2015-07-30 2018-06-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 单片集成电泵浦布拉格反射波导太赫兹激光器
US10153614B1 (en) * 2017-08-31 2018-12-11 Apple Inc. Creating arbitrary patterns on a 2-D uniform grid VCSEL array

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114656A (ja) 1998-10-05 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 面発光レーザアレイ装置
JP2009212359A (ja) 2008-03-05 2009-09-17 Canon Inc 面発光レーザアレイ
JP2011003748A (ja) 2009-06-19 2011-01-06 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置
CN102694341A (zh) 2011-03-25 2012-09-26 长春理工大学 一种刻蚀散热增强型垂直腔面发射激光器
JP2014007335A (ja) 2012-06-26 2014-01-16 Hamamatsu Photonics Kk 半導体発光素子
JP2014135371A (ja) 2013-01-10 2014-07-24 Ricoh Co Ltd 面発光レーザ、面発光レーザアレイ及び光走査装置
US20160072258A1 (en) 2014-09-10 2016-03-10 Princeton Optronics Inc. High Resolution Structured Light Source

Also Published As

Publication number Publication date
CN109428261B (zh) 2021-01-01
US20200266608A1 (en) 2020-08-20
TWM575621U (zh) 2019-03-11
KR20200030100A (ko) 2020-03-19
CN209088263U (zh) 2019-07-09
KR20210099202A (ko) 2021-08-11
JP2020532131A (ja) 2020-11-05
EP4047762A1 (en) 2022-08-24
TWI720744B (zh) 2021-03-01
US20190356112A1 (en) 2019-11-21
US10411437B2 (en) 2019-09-10
JP2021182640A (ja) 2021-11-25
TW201913741A (zh) 2019-04-01
EP3656028A1 (en) 2020-05-27
JP6931419B2 (ja) 2021-09-01
KR102351103B1 (ko) 2022-01-14
KR102288103B1 (ko) 2021-08-12
WO2019045873A1 (en) 2019-03-07
CN109428261A (zh) 2019-03-05
US20190089128A1 (en) 2019-03-21
TW202015105A (zh) 2020-04-16
EP3656028B1 (en) 2022-05-04
US10700493B2 (en) 2020-06-30
TWI683348B (zh) 2020-01-21
US10951008B2 (en) 2021-03-16
US10153614B1 (en) 2018-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7210663B2 (ja) ２次元均一グリッドｖｃｓｅｌアレイへの任意パターンの生成
KR100487224B1 (ko) 수직공동 표면방사 레이저 및 그 제조방법
US7099364B2 (en) Vertical-cavity surface-emitting laser device array and method of manufacturing the same
JP5752814B2 (ja) より効率的なｖｃｓｅｌアレイ
KR102620327B1 (ko) 변경된 이미터 어레이
CN113711450A (zh) 具有紧密节距和高效率的vcsel阵列
CN113169519B (zh) 垂直腔面发射激光器(vcsel)阵列及制造方法
CN110190518A (zh) 包括非同质发射器分布的发射器阵列
CN111029901B (zh) 垂直腔面发射激光器的结构及制造方法
CN109787089A (zh) 为发射器阵列构造发射器样式以避免潜在位错线
CN113169518B (zh) 垂直腔面发射激光器阵列
JP6194418B2 (ja) キャリアを有する発光アセンブリ
KR20060060187A (ko) 단일 모드 수직 공진 표면방출 레이저
DE202018004017U1 (de) Erzeugen von beliebigen Mustern auf einer gleichförmigen 2-D Gitter VCSEL Anordnung

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210818

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210818

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221024

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: 20221212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7210663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150