TWI812142B - 一種半導體光源及其驅動電路 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例公開了一種半導體光源及其驅動電路，半導體光源包括有源層、第一半導體層、第二半導體層、第一電極、第二電極和第三電極；第一半導體層和第二半導體層分別位於有源層的相對兩側；第一電極與第一半導體層歐姆接觸；第三電極與第二半導體層歐姆接觸；第一電極與第二電極之間設置有第一電介質層；其中，第一半導體層為P型半導體層，第二半導體層為N型半導體層；或者，第一半導體層為N型半導體層，第二半導體層為P型半導體層。

Description

一種半導體光源及其驅動電路
本發明實施例涉及半導體光源技術領域，例如涉及一種半導體光源及其驅動電路。
飛行時間（Time of Flight，ToF）技術通過測量發射和接收的光之間的時間延遲來獲得物體的位置和形狀等訊息，因此被廣泛用於3D圖像採集和3D傳感等領域中。
採用直接飛行時間（Direct Time of Flight，dToF）方法驅動半導體光源，具有短脈衝、大電流、高功率等優點，因此被廣泛應用於雷射雷達等應用中。
常規的dToF驅動電路採用電容充放電的方法，用來驅動半導體光源產生光脈衝。dToF驅動電路上放置有電容器和充電電阻，並且通過給電容器充放電的方式驅動半導體光源。相關技術中的dToF驅動電路中，電容器與半導體光源通過基板走線電連接，二者之間存在串聯電感。因為光脈衝寬度正比於串聯電感的0.5次方，而光功率反比於光脈衝寬度，所以串聯電感越大，光脈寬就越寬，光功率就越低。因此，降低串聯電感是提升dToF驅動電路性能的關鍵。
為了降低串聯電感，很多dToF驅動電路採用了優化的半導體光源封裝方式，例如採用低電感的基板、增加半導體光源的打線根數等。但這些降低串聯電感的方法作用非常有限，即使採用最優化的基板和封裝方式，能夠實現的串聯電感也在0.5nH以上，制約了dToF驅動電路的性能。
本發明實施例提供一種半導體光源及其驅動電路，該半導體光源集成有電容器，從而可以降低半導體光源與電容器的串聯電感，實現較短的光脈寬和較大的光功率，簡化dToF驅動電路的設計，提升dToF驅動電路的性能。
第一方面，本發明實施例提供了一種半導體光源，包括： 有源層； 第一半導體層和第二半導體層，第一半導體層和第二半導體層分別位於有源層的相對兩側； 第一電極、第二電極和第三電極，第一電極與第一半導體層歐姆接觸，第三電極與第二半導體層歐姆接觸，第一電極與第二電極之間設置有第一電介質層； 其中，第一半導體層為P型半導體層，第二半導體層為N型半導體層；或者，第一半導體層為N型半導體層，第二半導體層為P型半導體層。
可選的，第一半導體層包括至少兩個材料不同的第一子半導體層； 第二半導體層包括至少兩個材料不同的第二子半導體層。
可選的，第一電介質層的材料包括空氣、二氧化矽、氮化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鉿和聚合物中的至少一種。
可選的，第二電極和第三電極在有源層所在平面的正投影不交疊。
可選的，第二電極與第二半導體層在有源層所在平面的正投影不交疊。
可選的，第一電極和第二電極在有源層所在平面的正投影交疊。
可選的，第一電介質層包括至少兩個第一子介質層和至少一個第二子介質層；第一子介質層平行於有源層所在平面，第二子介質層位於相鄰兩個第一子介質層的同一側且與該相鄰兩個第一子介質層連通； 第一電極和第二電極分別位於同一第一子介質層的相對兩側，且位於同一第二子介質層的相對兩側。
可選的，第一電極和第二電極在有源層所在平面的正投影不交疊，在第一平面的正投影交疊；第一平面與有源層所在平面相交。
可選的，第一電介質層在有源層所在平面的投影形狀包括之字形或螺旋形； 第一電極和第二電極分別位於第一電介質層的相對兩側。
可選的，第二電極位於第一電極靠近第二半導體層的一側； 第二電極遠離第一電極的一側設置有第二電介質層。
可選的，第二電介質層包括第一介質分部、第二介質分部、第三介質分部和第四介質分部； 第一電極以及第一電介質層在有源層所在平面的正投影均與第一介質分部在有源層所在平面的正投影交疊，第一介質分部在有源層所在平面的正投影與第二電極在有源層所在平面的正投影不交疊； 第一電極、第一電介質層以及第二電極在有源層所在平面的正投影均與第二介質分部在有源層所在平面的正投影交疊； 第二電極在有源層所在平面的正投影與第三介質分部在有源層所在平面的正投影交疊，第三介質分部在有源層所在平面的正投影與第一電極和第一電介質層在有源層所在平面的正投影均不交疊； 第一電介質層以及第二電極在有源層所在平面的正投影均與第四介質分部在有源層所在平面的正投影交疊，第四介質分部在有源層所在平面的正投影與第一電極在有源層所在平面的正投影不交疊； 沿垂直於有源層所在平面的方向，第一介質分部的厚度大於第二介質分部的厚度；第三介質分部的厚度大於或等於第二介質分部的厚度。
可選的，第二電極位於第一電極遠離第二半導體層的一側； 第一電極遠離第二電極的一側設置有第二電介質層。
可選的，第二電介質層包括第五介質分部、第六介質分部和第七介質分部； 第一電極在有源層所在平面的正投影與第五介質分部在有源層所在平面的正投影交疊，第五介質分部在有源層所在平面的正投影與第一電介質層和第二電極在有源層所在平面的正投影均不交疊； 第一電極以及第一電介質層在有源層所在平面的正投影均與第六介質分部在有源層所在平面的正投影交疊；第六介質分部在有源層所在平面的正投影與第二電極在有源層所在平面的正投影不交疊； 第一電極、第一電介質層以及第二電極在有源層所在平面的正投影均與第七介質分部在有源層所在平面的正投影交疊； 沿垂直於有源層所在平面的方向，第七介質分部的厚度大於或等於第六介質分部的厚度。
可選的，沿垂直於有源層所在平面的方向，半導體光源包括多個有源層，相鄰兩個有源層之間通過隧道結連接。
可選的，半導體光源包括一個發光單元。
可選的，半導體光源包括多個陣列排列的發光單元，相鄰發光單元之間設置有鈍化層和介質層；介質層至少包括第一電介質層。
可選的，半導體光源為垂直共振腔面射型雷射二極體； 第一半導體層包括第一布拉格反射鏡，第二半導體層包括第二布拉格反射鏡。
可選的，半導體光源還包括襯底，第一半導體層位於第二半導體層遠離襯底的一側； 半導體光源沿襯底指向有源層的方向出射光束；或者，半導體光源沿有源層指向襯底的方向出射光束。
可選的，半導體光源為發光二極體。
可選的，第一半導體層位於發光二極體的出光側，第一半導體層遠離有源層的一側設置有透明電極，透明電極與第一半導體層歐姆接觸，第一電極與透明電極接觸。
可選的，半導體光源為邊射型雷射二極體。
可選的，第二電極位於第一電極靠近有源層的一側； 第二電極與有源層之間包括積層設置的第二電介質層和第一半導體層，第一半導體層位於第二電介質層遠離第二電極的一側。
第二方面，本發明實施例還提供了一種半導體光源的驅動電路，設置為驅動上一方面提供的半導體光源，驅動電路包括：第一電壓源、第二電壓源、充電電阻、場效電晶體和控制訊號源；其中，第一電壓源的電壓大於第二電壓源的電壓； 場效電晶體的第一極與半導體光源的第三電極電連接；場效電晶體的第二極與半導體光源的第二電極電連接於第一節點；場效電晶體的柵極與控制訊號源電連接；第一極為場效電晶體的漏極，第二極為場效電晶體的源極；或者，第一極為場效電晶體的源極，第二極為場效電晶體的漏極； 第一電壓源與半導體光源中的正電極耦接，第二電壓源與半導體光源中的負電極耦接；正電極為半導體光源中與P型半導體層歐姆接觸的電極，負電極為半導體光源中與N型半導體層歐姆接觸的電極； 充電電阻串聯於第一電壓源、第一電極、第二電極以及第二電壓源構成的回路中。
可選的，第一半導體層為P型半導體層，第一電極為正電極，第二半導體層為N型半導體層，第三電極為負電極； 充電電阻的第一端與第一電壓源電連接，充電電阻的第二端與半導體光源的第一電極電連接；第一節點與第二電壓源電連接。
可選的，第一半導體層為N型半導體層，第一電極為負電極，第二半導體層為P型半導體層，第三電極為正電極； 充電電阻的第一端與第二電壓源電連接，充電電阻的第二端與半導體光源的第一電極電連接；第一節點與第一電壓源電連接。
可選的，第一電壓源的電壓大於0V，第二電壓源接地。
本發明實施例提供的半導體光源，通過增設第二電極，並在第一電極和第二電極之間設置第一電介質層，使得第一電極、第一電介質層以及第二電極形成電容器，從而可以將電容器集成於半導體光源內，縮短半導體光源與電容器的距離，使二者有良好的電接觸，降低半導體光源與電容器的串聯電感，進而可以實現較短的光脈寬和較大的光功率，簡化dToF驅動電路的設計，提升dToF驅動電路的性能。
下面結合圖式和實施例對本發明進行說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，圖式中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構，且圖式中各結構的形狀和大小不反映其真實比例，目的只是示意說明本發明內容。下述「第一」和「第二」並無實質含義，僅為了便於區分。
可選的，本發明實施例提供的半導體光源例如可以為垂直共振腔面射型雷射二極體（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）、發光二極體（Light Emitting Diode，LED）或邊射型雷射二極體（Edge Emitting Laser Diodes，EELD），本發明實施例對半導體光源的類型不作特殊限定。
圖1是相關技術中的半導體光源的驅動電路示意圖，以半導體光源為LED為例進行示意。如圖1所示，傳統的LED通常包括兩個電極，即正電極和負電極。該驅動電路可以為dToF驅動電路，包括電容C和充電電阻R，其中，電容C與LED並聯，通過電容充放電的方式驅動LED產生光脈衝。可以理解，電容C和LED均設置於電路基板上，二者通過走線電連接，因此，電容C與LED之間會存在串聯電感L（串聯電感來自打線接合（wire bonding）、基板（submount）、電路板走線等）。如上所述，串聯電感會影響光脈衝寬度和光功率，串聯電感越大，光脈寬越寬，光功率越低，而且dToF驅動電路的性能越差。
本發明實施例提供了一種半導體光源，該半導體光源包括有源層、第一半導體層、第二半導體層、第一電極、第二電極和第三電極；第一半導體層和第二半導體層分別位於有源層的相對兩側；第一電極與第一半導體層歐姆接觸；第三電極與第二半導體層歐姆接觸；第一電極與第二電極之間設置有第一電介質層；其中，第一半導體層為P型半導體層，第二半導體層為N型半導體層；或者，第一半導體層為N型半導體層，第二半導體層為P型半導體層。
採用以上技術手段，可使半導體光源中的第一電極、第一電介質層以及第二電極構成電容器，從而可以將電容器集成於半導體光源內，使電容器距離半導體光源非常近，且與半導體光源有良好的電接觸，使得兩者之間的串聯電感盡可能小，從而實現較短的光脈寬和較大的光功率，提升dToF驅動電路的性能，而且，採用以上技術手段還可以省去原有dToF驅動電路中的電容，簡化電路設計。
圖2是本發明實施例提供的一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖3是與圖2對應的半導體光源的俯視結構示意圖；參見圖2，半導體光源100包括有源層10、第一半導體層21、第二半導體層22、第一電極31、第二電極32和第三電極33；第一半導體層21和第二半導體層22分別位於有源層10的相對兩側；第一電極31與第一半導體層21歐姆接觸；第三電極33與第二半導體層22歐姆接觸；第一電極31與第二電極32之間設置有第一電介質層41，其中，第一半導體層21為P型半導體層，第二半導體層22為N型半導體層；或者，第一半導體層21為N型半導體層，第二半導體層22為P型半導體層。
如圖2所示，襯底50上依次積層設置有第二半導體層22、有源層10和第一半導體層21。第二半導體層22可以為N型半導體層或P型半導體層，換而言之，靠近襯底50一側的半導體層可以為N型半導體層或P型半導體層，相應的，遠離襯底50一側的半導體層可以為P型半導體層或N型半導體層，本發明實施例對此不作特殊限定。
其中，第一電極31和第三電極33均可以為半導體光源100的正電極或負電極。可以理解，P型半導體層的多數載流子為空穴，因此，與P型半導體層歐姆接觸的電極為正電極，而N型半導體層的多數載流子為電子，因此，與N型半導體層歐姆接觸的電極為負電極，根據第一半導體層21和第二半導體層22的摻雜類型可以確定第一電極31和第三電極33的極性。示例性的，若第一半導體層21為P型半導體層，第二半導體層22為N型半導體層，則第一電極31為正電極，第三電極33為負電極；若第一半導體層21為N型半導體層，第二半導體層22為P型半導體層，則第一電極31為負電極，第三電極33為正電極。
示例性的，由於第一電極31與第二電極32之間設置有第一電介質層41，因此，第一電極31、第一電介質層41和第二電極32在有源層10所在平面的正投影交疊部分可以構成電容器，第一電極31和第二電極32分別為電容器的兩個電容極板，電容器與半導體光源共用第一電極31。如此，通過增設第二電極32，並在第一電極31與第二電極32之間設置第一電介質層41，可以將電容器集成於半導體光源內，縮短了半導體光源與電容器的距離，使二者有良好的電接觸，從而降低了半導體光源與電容器的串聯電感，進而可以實現較短的光脈寬和較大的光功率，提升dToF驅動電路的性能。而且，由於半導體光源集成電容器，因此，採用本發明實施例的技術手段還可以省去原有dToF驅動電路中的電容，簡化dToF驅動電路的設計。
可以理解，電容的大小與第一電極31和第二電極32的正對面積、第一電極31和第二電極32的相對距離以及第一電介質層41的介電常數等因素相關，所屬技術領域中具有通常知識者可根據實際情況自行設計，在此不做過多說明。可選的，第一電介質層41的材料包括空氣、二氧化矽、氮化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鉿和聚合物中的至少一種，且不限於上述材料。示例性的，第一電極、第二電極和第三電極可以由導電性良好的金屬材料（包括但不限於金、銅等）沉積而成。
需要說明的是，圖2以及後續圖式中，均以半導體光源具有一個有源層（有源區）為例進行示意，該結構並非限定，在其他實施例中，可選的，沿垂直於有源層10所在平面的方向，半導體光源100包括多個有源層10，相鄰兩個有源層10之間通過隧道結連接，以形成多結半導體光源，提升半導體光源的功率。
本發明實施例提供的半導體光源，通過增設第二電極，並在第一電極和第二電極之間設置第一電介質層，使得第一電極、第一電介質層以及第二電極形成電容器，從而可以將電容器集成於半導體光源內，縮短半導體光源與電容器的距離，使二者有良好的電接觸，降低半導體光源與電容器的串聯電感，進而可以實現較短的光脈寬和較大的光功率，簡化dToF驅動電路的設計，提升dToF驅動電路的性能。
下面提供兩種不同的技術手段，以使第一電極31、第一電介質層41以及第二電極32形成電容器。
作為一種可行的技術手段，參見圖2，可選的，第一電極31和第二電極32在有源層10所在平面的正投影交疊。如此，可使第一電極31、第一電介質層41和第二電極32在平行於半導體光源的外延生長方向上形成電容。此時，可選第二電極32位於第一電極31靠近第二半導體層22的一側（如圖2），或者，參見圖4，圖4是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，可選第二電極32位於第一電極31遠離第二半導體層22的一側。
圖5是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，參見圖5，可選的，第一電介質層41包括至少兩個第一子介質層411和至少一個第二子介質層412；第一子介質層411平行於有源層10所在平面，第二子介質層412位於相鄰兩個第一子介質層411的同一側且與該相鄰兩個第一子介質層411連通；第一電極31和第二電極32分別位於同一第一子介質層411的相對兩側，且位於同一第二子介質層412的相對兩側。
示例性的，如圖5所示，第一電介質層41包括兩個第一子介質層411以及一個第二子介質層412，第一子介質層411平行於有源層10所在平面，第二子介質層412位於相鄰兩個第一子介質層411的同一側且與該相鄰兩個第一子介質層411連通，如此，可以增大電容的等效面積，達到提升電容容量的功效。
示例性的，圖6是圖5中Q區域對應的半導體光源的局部三維結構示意圖，圖5中Q區域的結構可以是沿圖6中AA’截取的剖面結構，為便於區分，圖6中第二電極32採取了其他填充方式。圖7是沿圖6中BB’剖開後半導體光源的內部結構示意圖，結合圖5和圖7可以看出，第二電極32包裹第一電介質層41，第一電介質層41包裹第一電極31，從而可以增大電容的等效面積，提升電容的容量。
需要說明的是，圖5所示結構僅為示例，並非限定，在其他實施例中，第一電介質層41可以包括更多的第一子介質層411和第二子介質層412。可以理解的，第二子介質層412的數量比第一子介質層411的數量少一個，並且，連接第（i-1）個第一子介質層411與第i個第一子介質層411的第二子介質層412和連接第i個第一子介質層411與第（i+1）個第一子介質層411的第二子介質層412位於相對的兩側，i為大於或等於2的整數。
作為另一種可行的技術手段，圖8是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，參見圖8，可選的，第一電極31和第二電極32在有源層10所在平面的正投影不交疊，在第一平面的正投影交疊；第一平面與有源層10所在平面相交。
其中，第一平面可以是指與圖8所示截面以及有源層10所在平面均相交的平面。結合圖8可以看出，本發明實施例通過設置第一電極31和第二電極32在有源層10所在平面的正投影不交疊，在第一平面的正投影交疊，可使第一電極31、第一電介質層41和第二電極32在垂直於半導體光源的外延生長方向上形成電容。
圖9是一種與圖8對應的半導體光源的局部結構的俯視示意圖，圖10是另一種與圖8對應的半導體光源的局部結構的俯視示意圖，示出了第一電極31、第一電介質層41和第二電極32的兩種俯視結構，參見圖9和圖10，可選的，第一電介質層41在有源層10所在平面的投影形狀包括之字形（如圖9）或螺旋形（如圖10），第一電極31和第二電極32分別位於第一電介質層41的相對兩側。同上，採用圖9和圖10的方式，使得第一電極31、第一電介質層41和第二電極32相互纏繞，從而可以增大電容的等效面積，提升電容容量。
參見圖2，當第二電極32位於第一電極31靠近第二半導體層22的一側時，可選第二電極32遠離第一電極31的一側設置有第二電介質層42。
本實施例通過將第二電極32設置於第一電極31靠近第二半導體層22的一側，可以避免增加半導體光源100的整體厚度，示例性的，通過在第二電極32遠離所述第一電極31的一側設置第二電介質層42，可以保證第二電極32與第一半導體層21、有源層10以及第二半導體層22等結構之間為絕緣狀態，從而保證半導體光源100的正常工作。此外，還可以利用第二電介質層42將第一電介質層41和第二電極32墊高，以達到諸如改善半導體光源的良率、改進半導體光源與外部驅動電路電連接的方式等效果，後續結合具體實施例對此進行說明，在此暫不作贅述。
當然，此結構並非限定。參見圖4，如上所述，當第一電極31和第二電極32在有源層10所在平面的正投影交疊時，也可以設置第二電極32位於第一電極31遠離第二半導體層22的一側，此時，可選第一電極31遠離第二電極32的一側設置有第二電介質層42。同理，通過在第一電極31遠離第二電極32的一側設置第二電介質層42，可以保證第一電極32與第二半導體層22之間為絕緣狀態，從而保證半導體光源100的正常工作。此外，為使半導體光源100的厚度較小，可以參照圖4將第一電極31對應的部分有源層10以及第一半導體層21蝕刻掉。
下面結合不同類型的半導體光源，對半導體光源的結構進行說明。
作為一種可選技術手段，半導體光源例如可以為垂直共振腔面射型雷射二極體（VCSEL）。參見圖2和圖3，可選的，半導體光源100為垂直共振腔面射型雷射二極體；第一半導體層21包括第一布拉格反射鏡，第二半導體層22包括第二布拉格反射鏡。
對於VCSEL而言，第一半導體層21和第二半導體層22可以為布拉格反射鏡（Distributed Bragg Reflector，DBR，也稱為分散式布拉格反射鏡），其中，第一半導體層21可以是指上布拉格反射鏡，第二半導體層22可以是指下布拉格反射鏡，由上布拉格反射鏡、有源層10和下布拉格反射鏡形成共振腔以提高雷射的能量。示例性的，上布拉格反射鏡可以為P型，下布拉格反射鏡可以為N型；或者上布拉格反射鏡可以為N型，下布拉格反射鏡可以為P型，本發明實施例對此不作限定。
當半導體光源為VCSEL時，第一半導體層21可以包括至少兩個材料不同的第一子半導體層，第二半導體層22可以包括至少兩個材料不同的第二子半導體層（圖中未示出）。例如，第一半導體層21和第二半導體層22均可以由多對高折射率材料和低折射率材料週期性積層設置而成，其材料體系和結構在此不做限定。
可選的，如圖2和圖3所示，半導體光源可以包括多個陣列排列的發光單元101，相鄰發光單元101之間設置有鈍化層80和介質層，介質層至少包括第一電介質層41。
示例性的，圖2中，相鄰發光單元101之間由鈍化層80、第一電介質層41和第二電介質層42間隔開。示例性的，在製備時，為了形成多個發光單元101，需要對第一半導體層21、有源層10和第二半導體層22進行蝕刻處理形成凹槽，由於布拉格反射鏡的材料通常包括鋁（Aluminium，Al）成分，因此，蝕刻後Al被氧化，形成氧化層70，圖1中氧化層70僅表示Al含量最高的膜層所形成的氧化層，該氧化層70可限定發光單元101出光口的孔徑。為了防止Al被氧化，可以在凹槽的內壁形成鈍化層80，例如氮化矽。在本實施例中，形成鈍化層80後，可以依次製備第二電介質層42、第二電極32、第一電介質層41和第一電極31，此時，凹槽可由第一電介質層41和第二電介質層42等結構填充，以隔絕各個發光單元101。
當然，該結構並非限定，在其他實施例中，半導體光源（如VCSEL）可以僅包括一個發光單元。所屬技術領域中具有通常知識者可以根據需求進行設置，本發明實施例對此不作限定。
可選的，如圖2所示，半導體光源還包括襯底50，第一半導體層21位於第二半導體層22遠離襯底50的一側，對於VCSEL而言，半導體光源可以沿襯底50指向有源層10的方向出射光束；或者，半導體光源可以沿有源層10指向襯底50的方向出射光束。即，VCSEL可以從正面（遠離襯底50的一側）發射雷射，也可以從背面（靠近襯底50的一側）發射雷射。根據不同的出光方向，第一電極31和第三電極33可做不同的適應性設置。如圖2和圖3所示，VCSEL從正面出射雷射，第一電極31沉積於發光孔的周圍，以露出出光孔。第三電極33則可以為整面電極。
在此需要說明的是，圖2中，第一電極31可以通過環形電極（歐姆金屬）60與第一半導體層21歐姆接觸，其中，環形電極60的製備處於製備第一半導體層21之後、蝕刻第一半導體層21等結構之前，環形電極60的內徑可以大於氧化層70的內徑，通過在鈍化層80上開孔以使第一電極31和環形電極60接觸，進而實現與第一半導體層21歐姆接觸。該結構並非限定，在其他實施例中，還可以使第一電極31與第一半導體層21直接歐姆接觸，即不製備環形電極60。
在此還需要說明的是，圖2以第三電極33位於襯底50遠離第二半導體層22的一側為例進行示意，此時，需要襯底50具備導電特性，以實現電流的閉環。此結構並非限定。示例性的，圖11是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖12是與圖11對應的半導體光源的俯視結構示意圖，參見圖11和圖12，當VCSEL從正面出射雷射時，第三電極33還可以位於第二半導體層22遠離襯底50的一側，此時，第二電極32和第三電極33在有源層10所在平面的正投影不交疊，襯底50可以為絕緣或半絕緣襯底，通過在鈍化層80上開孔以使第三電極33與第二半導體層22歐姆接觸。於其他實施例中，還可包括一歐姆接觸層（圖式未顯示，可參照圖2中歐姆金屬60的設計），以實現第三電極33與所述歐姆接觸層歐姆接觸，其中，所述歐姆接觸層可設置於第二半導體層22內，也可設置於第二半導體層22與襯底50之間，依實際需求設計而定。
圖13是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，參見圖13，當第二電極32和第三電極33在有源層10所在平面的正投影不交疊時，可選的，第二電極32與第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊。由於第三電極33設置在第二半導體層22上，具有導電的效果，如此設置，可以避免第二電極32、第二電介質層42以及第二半導體層22形成電容結構，從而可以在將半導體光源100連接至外部電路時，避免該電容的產生對電路性能造成影響。示例性的，可以參照圖13將至少與第二電極32對應的部分第二半導體層22蝕刻掉，以使第二電極32與第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊。
圖14是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖15是與圖14對應的半導體光源的俯視結構示意圖，如圖14和圖15所示，VCSEL還可以從背面出射雷射，由於第三電極33位於襯底50遠離第二半導體層22的一側，因此，第三電極33沉積於出光孔的周圍，以露出出光孔，且襯底50需為導電襯底50。第一電極31則可以為整面電極，覆蓋所有的發光單元101，通過在鈍化層80上開孔以使第一電極31和第一半導體層21歐姆接觸。
同上，此結構並非限定，在其他實施例中，參見圖16和圖17，圖16是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖17是與圖16對應的半導體光源的俯視結構示意圖，當VCSEL從背面出射雷射時，第三電極33還可以設置於第二半導體層22遠離襯底50的一側，此時，襯底50可以為絕緣或半絕緣襯底，通過在鈍化層80上開孔以使第三電極33與第二半導體層22歐姆接觸。
圖18是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，參見圖18，在本實施例中，第二電極32和第三電極33在有源層10所在平面的正投影不交疊，此時，可選第二電極32與第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊，以避免第二電極32、第二電介質層42以及第二半導體層22形成電容結構，避免該電容的產生對電路性能造成影響。
需要說明的是，在此僅以第三電極33位於第二半導體層22遠離襯底50一側時，設置第二電極32與第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊為例做示例性說明。參照圖14，當第三電極33位於襯底50遠離第二半導體層22的一側時，也可以將至少與第二電極32對應的部分第三電極33以及第二半導體層22蝕刻掉，以使第二電極32與第二半導體層22和第三電極33在有源層10所在平面的正投影不交疊，避免第二電極32與第二半導體層22/第三電極33形成電容。
此外，還需要說明的是，此處設置第二電極32與第三電極33以及第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊，僅以半導體光源為VCSEL為例做示例性說明。在後續實施例中，半導體光源100還可以是發光二極體或邊射型雷射二極體，對於此類半導體光源同樣可以設置第二電極32與第三電極33以及第二半導體層22在有源層10所在平面的正投影不交疊，後續不再贅述。
作為另一種可選技術手段，半導體光源例如可以為發光二極體（LED）。圖19是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖20是與圖19對應的半導體光源的俯視結構示意圖，參見圖19和圖20，可選的，半導體光源100為發光二極體；第一半導體層21位於發光二極體的出光側，第一半導體層21遠離有源層10的一側設置有透明電極90，透明電極90與第一半導體層21歐姆接觸，第一電極31與透明電極90接觸。
對於發光二極體而言，有源層10可以是指發光層，第一半導體層21可以包括至少兩個材料不同的第一子半導體層，第二半導體層22可以包括至少兩個材料不同的第二子半導體層（圖中未示出）。示例性的，當第一半導體層21為P型半導體層，第二半導體層22為N型半導體層時，第一半導體層21例如可以包括空穴注入層、空穴傳輸層和電子阻擋層等膜層，第二半導體層22例如可以包括電子注入層、電子傳輸層和空穴阻擋層等膜層。
如圖19所示，第一半導體層21位於發光二極體的出光側，當第一半導體層21為P型半導體層時，第一電極31為正極（陽極），發光二極體發出的光從陽極出射，當第一半導體層21為N型半導體層時，第一電極31為負極（陰極），發光二極體發出的光從陰極出射。由於第一電極31不透光，因此，需要在第一半導體層21遠離有源層10的一側設置透明電極90，例如氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）等透明導電材料，第一電極31則通過與透明電極90接觸實現與第一半導體層21歐姆接觸。
需要說明的是，圖19僅以第三電極33位於第二半導體層22遠離襯底50的一側為例進行示意，該結構並非限定，在其他實施例中，還可以選用導電襯底50，並使第三電極33位於襯底50遠離第二半導體層22的一側。
還需要說明的是，圖19僅以半導體光源（如發光二極體）包括一個發光單元為例進行示意，在其他實施例中，可以參照圖2所示，設置半導體光源包括多個陣列排列的發光單元，並在相鄰發光單元之間設置鈍化層和介質層（介質層至少包括第一電介質層），以間隔多個發光單元，可參考上文描述，在此不作贅述。
作為又一種可選技術手段，半導體光源例如可以為邊射型雷射二極體（EELD）。圖21是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖，圖22是與圖21對應的半導體光源的俯視結構示意圖，參見圖21和圖22，可選的，半導體光源100為邊射型雷射二極體；第二電極32位於第一電極31靠近有源層10的一側；第二電極32與有源層10之間包括積層設置的第二電介質層42和第一半導體層21，第一半導體層21位於第二電介質層42遠離第二電極32的一側。
當半導體光源為邊射型雷射二極體時，第一半導體層21可以包括至少兩個材料不同的第一子半導體層，第二半導體層22可以包括至少兩個材料不同的第二子半導體層（圖中未示出）。例如，第一半導體層21可以包括至少兩層由III-V族半導體材料構成的膜層，第二半導體層22可以包括至少兩層由III-V族半導體材料構成的等膜層。其中，III-V族半導體材料包括但不限於GaAs、AlGaAs、InGaAs、AlAs、InAs、InP、GaAsP、InGaP、GaP、AlAsP、AlP、GaN、AlGaN、AlN、InAlN和InGaN。
如圖22所示，邊射型雷射二極體從器件邊緣出射雷射。如圖21所示，當第二電極32位於第一電極31靠近有源層10的一側時，可以對第一半導體層21進行蝕刻處理，並在第一半導體層21與第二電極32之間設置第二電介質層42，以使第二電極32與第一半導體層21絕緣。
需要說明的是，圖21僅以半導體光源（如邊射型雷射二極體）包括一個發光單元為例進行示意，在其他實施例中，可以參照圖2所示，設置半導體光源包括多個陣列排列的發光單元，並在相鄰發光單元之間設置鈍化層和介質層（介質層至少包括第一電介質層），以間隔多個發光單元，可參考上文描述，在此不作贅述。由於邊射型雷射二極體從器件邊緣出射雷射，因此，當邊射型雷射二極體包括多個陣列排列的發光單元時，可選多個發光單元呈1*m式陣列排列（m為大於或等於2的整數）。
綜上，上述實施例分別以半導體光源為垂直共振腔面射型雷射二極體、發光二極體和邊射型雷射二極體為例，對各種類型的器件結構做了說明。所屬技術領域中具有通常知識者可以根據實際情況設計各種類型的半導體光源的結構，凡是採用本發明實施例的技術手段得到集成電容器的半導體光源的技術手段均在本發明的保護範圍內。
在上述實施例的基礎上，下面對第二電介質層42的結構進行說明。示例性的，參見圖2或圖14，當第二電極32位於第一電極31靠近第二半導體層22的一側，第二電介質層42設置於第二電極32遠離第一電極31的一側時，可選第二電介質層42包括第一介質分部421、第二介質分部422、第三介質分部423和第四介質分部424；第一電極31以及第一電介質層41在有源層10所在平面的正投影均與第一介質分部421在有源層10所在平面的正投影交疊，第一介質分部421在有源層10所在平面的正投影與第二電極32在有源層10所在平面的正投影不交疊；第一電極31、第一電介質層41以及第二電極32在有源層10所在平面的正投影均與第二介質分部422在有源層10所在平面的正投影交疊；第二電極32在有源層10所在平面的正投影與第三介質分部423在有源層10所在平面的正投影交疊，第三介質分部423在有源層10所在平面的正投影與第一電極31和第一電介質層41在有源層10所在平面的正投影均不交疊；第一電介質層41以及第二電極32在有源層10所在平面的正投影均與第四介質分部424在有源層10所在平面的正投影交疊，第四介質分部424在有源層10所在平面的正投影與第一電極31在有源層10所在平面的正投影不交疊；沿垂直於有源層10所在平面的方向，第一介質分部421的厚度大於第二介質分部422的厚度；第三介質分部423的厚度大於或等於第二介質分部422的厚度。圖2以第三介質分部423的厚度等於第二介質分部422的厚度為例進行示意，圖14以第三介質分部423的厚度大於第二介質分部422的厚度為例進行示意。
本實施例中，按照第二電介質層42與第一電極31、第二電極32以及第一電介質層41的交疊情況，將第二電介質層42劃分為四個部分，即第一介質分部421、第二介質分部422、第三介質分部423和第四介質分部424，其中，第二介質分部422和第四介質分部424的厚度可以相等，第一介質分部421、第二介質分部422和第三介質分部423可以具有不同的厚度，以實現上文描述的諸如改善半導體光源的良率、改進半導體光源與外部驅動電路電連接的方式等效果。
以圖14為例，通過設置第一介質分部421以及第三介質分部423的厚度大於第二介質分部422的厚度，可以將局部的第一電極31和第二電極32墊高，使得第一電極31和第二電極32的上表面齊平，如此，可以通過貼附的方式將第一電極31和第二電極32與外部驅動電路電連接，無需在第一電極31和第二電極32打金線，從而簡化了半導體光源與外部驅動電路的電連接方式。此外，圖14中VCSEL從背面出射雷射，且第三電極33位於出光側，因此，第三電極33可以通過打金線的方式與外部驅動電路電連接。
當然，在其他實施例中，還可以僅設置第一介質分部421的厚度大於第二介質分部422的厚度，例如圖2，如此，第一介質分部421可以為第一電極31提供足夠的支撐力，避免在第一電極31上打金線時對器件品質造成影響，改善半導體光源的良率。
此外，參見圖4，當第二電極32位於第一電極31遠離第二半導體層22的一側，第二電介質層42設置於第一電極31遠離第二電極32的一側時，可選第二電介質層42包括第五介質分部425、第六介質分部426和第七介質分部427；第一電極31在有源層10所在平面的正投影與第五介質分部425在有源層10所在平面的正投影交疊，第五介質分部425在有源層10所在平面的正投影與第一電介質層41和第二電極32在有源層10所在平面的正投影均不交疊；第一電極31以及第一電介質層41在有源層10所在平面的正投影均與第六介質分部426在有源層10所在平面的正投影交疊；第六介質分部426在有源層10所在平面的正投影與第二電極32在有源層10所在平面的正投影不交疊；第一電極31、第一電介質層41以及第二電極32在有源層10所在平面的正投影均與第七介質分部427在有源層10所在平面的正投影交疊；沿垂直於有源層10所在平面的方向，第七介質分部427的厚度大於或等於第六介質分部426的厚度。
此設計理念與圖2/圖14的設計理念相同，在此不再贅述。需要說明的是，圖4僅以第七介質分部427的厚度等於第六介質分部426的厚度為例進行示意，在其他實施例中，可選第七介質分部427的厚度大於第六介質分部426的厚度，以在第二電極32與第一電極31的上表面不在同一平面時，利用厚度更大的第七介質分部427墊高第二電極32，使第二電極32與第一電極31的上表面齊平，省去打線接合技術。
圖2~圖20的其他圖式中第二電介質層42的設計理念均與此相同，在此不再一一贅述，僅以圖2、圖4和圖14為例進行說明。
本發明實施例還提供了一種半導體光源的驅動電路，設置為驅動上述任一實施例提供的半導體光源100，該驅動電路基於傳統的dToF驅動電路進行改進，鑒於半導體光源中集成了電容器，因此，電容與半導體光源之間的串聯電感大大降低，從而可以提升驅動電路的性能，而且可以省去原有驅動電路中的電容，簡化電路設計。
圖23是本發明實施例提供的一種半導體光源的驅動電路的結構示意圖，圖24是本發明實施例提供的另一種半導體光源的驅動電路的結構示意圖，參見圖23或圖24，可選的，驅動電路包括：第一電壓源HV、第二電壓源LV、充電電阻R、場效電晶體FET和控制訊號源V-cl；其中，第一電壓源HV的電壓大於第二電壓源LV的電壓；場效電晶體FET的第一極與半導體光源100的第三電極33電連接；場效電晶體FET的第二極與半導體光源100的第二電極32電連接於第一節點N1；場效電晶體FET的柵極（G）與控制訊號源V-cl電連接；第一極為場效電晶體FET的漏極（D），第二極為場效電晶體FET的源極（S）；或者，第一極為場效電晶體FET的源極，第二極為場效電晶體FET的漏極；第一電壓源HV與半導體光源100中的正電極耦接（直接或間接電連接），第二電壓源LV與半導體光源100中的負電極耦接；正電極為半導體光源100中與P型半導體層歐姆接觸的電極，負電極為半導體光源100中與N型半導體層歐姆接觸的電極；充電電阻R串聯於第一電壓源HV、第一電極31、第二電極32以及第二電壓源LV構成的回路中。可選第一電壓源的電壓大於0V，第二電壓源接地。
圖23和圖24以半導體光源100為發光二極體為例進行示意，本發明實施例提供的半導體光源100中，發光二極體LED與電容C一體集成，二者共用第一電極31。
如圖23或圖24所示，通過將充電電阻R串聯於第一電壓源HV、第一電極31、第二電極32以及第二電壓源LV構成的回路中，從而可以對電容C進行充電。
由於半導體光源100中的正電極和負電極分別為半導體光源100的第一電極31和第三電極33，而發光二極體LED與電容C共用第一電極31，且發光二極體LED的另一個電極（即第三電極33）與電容C的另一個電容極板（即第二電極32）電連接於第一節點N1，因此，通過將第一電壓源HV與半導體光源100中的正電極電連接，將第二電壓源LV與半導體光源100中的負電極電連接，從而可以將第一電壓源HV和第二電壓源LV分別與電容C的兩個電容極板（即第一電極31和第二電極32）電連接，實現為電容C充電，而且能夠保證電容C充電後，其高電位的電容極板對應發光二極體LED的正極，低電位的電容極板對應發光二極體LED的負極。
通過將半導體光源100的第三電極33與場效電晶體FET的第一極（如漏極D）電連接，將半導體光源100的第二電極32與場效電晶體FET的第二極（如源極S）電連接於第一節點N1，如此，可以在電容C充電後將場效電晶體FET導通，使電容C對發光二極體LED放電，驅動發光二極體LED發光。可以理解，場效電晶體FET的開關狀態由控制訊號源V-cl控制，示例性的，控制訊號源V-cl的訊號可以為脈衝電壓訊號。
如上文半導體光源100相關實施例的描述，第一電極31和第三電極33均可以為半導體光源100的正電極或負電極，根據第一半導體層21和第二半導體層22的摻雜類型確定。下面，基於第一電極31和第三電極33的極性，對驅動電路與半導體光源100的連接關係進行描述。
作為一種可行的實施方式，參見圖23，可選的，第一半導體層為P型半導體層，第一電極31為正電極，第二半導體層為N型半導體層，第三電極33為負電極；此時，可選充電電阻R的第一端與第一電壓源HV電連接，充電電阻R的第二端與半導體光源100的第一電極31電連接；半導體光源100的第三電極33與場效電晶體FET的第一極電連接，第一節點N1與第二電壓源LV電連接，場效電晶體FET的柵極與控制訊號源V-cl電連接。工作過程參見上文描述，在此不再贅述。
作為另一種可行的實施方式，參見圖24，可選的，第一半導體層為N型半導體層，第一電極31為負電極，第二半導體層為P型半導體層，第三電極33為正電極；此時，可選充電電阻R的第一端與第二電壓源LV電連接，充電電阻R的第二端與半導體光源100的第一電極31電連接；半導體光源100的第三電極33與場效電晶體FET的第一極電連接，第一節點N1與第一電壓源HV電連接。工作過程參見上文描述，在此不再贅述。
示例性的，圖25是驅動電路的電容充電階段的過程示意圖，圖26是驅動電路的電容放電階段的過程示意圖，以半導體光源100為VCSEL，且第一電極31為正電極，第三電極33為負電極為例，示出了充放電過程中電容極板（即第一電極31和第二電極32）上的電荷變化情況。參見圖25，在電容充電階段，第一電極31上積累正電荷，第二電極32上積累負電荷。參見圖26，在電容放電過階段，場效電晶體導通，第二電極32與第三電極33均接地，因此，第一電極31上的正電荷減少，第二電極32上的負電荷減少，電容對半導體光源（如VCSEL）放電，使VCSEL吸收電能產生能量激發，發出某種波長的光，接著，光經過上布拉格反射鏡（如第一半導體層21）和下布拉格反射鏡（如第二半導體層22）來回反射產生共振放大，從而產生高能量的雷射光束並從出光孔射出。
從圖23和圖24可以看出，由於半導體光源100中集成電容器，因此，電容C與半導體光源（如LED）之間幾乎無串聯電感，驅動電路中的串聯電感L’基本為充電電阻R與電容C之間的基板走線產生，因此，本發明實施例的技術手段可以顯著提升驅動電路的性能，簡化電路設計。
示例性的，以半導體光源為發光二極體為例，圖27是圖1所示先前技術中的驅動電路中的電流脈衝示意圖，圖28是本發明實施例提供的驅動電路中的電流脈衝示意圖，其中，橫坐標表示時間，縱坐標表示電流。對比圖27和圖28可以看出，本發明實施例提供的半導體光源100集成了電容器，因此，電流的脈衝寬度明顯變窄，因而光功率顯著提升，驅動電路的性能也隨之提升。另外，通過計算可以得到，相關技術的驅動電路中，電容與半導體光源之間的串聯電感約為0.6nH，而本發明中，由於半導體光源集成了電容器，二者的串聯電感顯著下降，約為0.1nH。
綜上，本發明實施例提出的集成電容器的半導體光源，可大大降低半導體光源與電容器之間的串聯電感，實現較短的光脈寬和較大的光功率，提升dToF驅動電路的性能，且無需採用複雜的封裝方式，簡化了驅動電路的設計。 〔交叉引用以及優先權聲明〕
本發明要求在2021年04月05日提交美國專利局、臨時專利申請序列號為63/171,066的美國臨時申請「VCSEL integrated with supercharger capacitor」的優先權，上述美國臨時申請的全部內容通過引用併入本文。
本發明要求在2021年7月28日提交中國專利局、申請號為202110857072.8的中國專利申請的優先權，該申請的全部內容通過引用結合在本發明中。
100:半導體光源 10:有源層 21:第一半導體層 22:第二半導體層 31:第一電極 32:第二電極 33:第三電極 41:第一電介質層 411:第一子介質層 412:第二子介質層 42:第二電介質層 421:第一介質分部 422:第二介質分部 423:第三介質分部 424:第四介質分部 425:第五介質分部 426:第六介質分部 427:第七介質分部 50:襯底 60:環形電極 70:氧化層 80:鈍化層 90:透明電極 101:發光單元
〔圖1〕是相關技術中的半導體光源的驅動電路示意圖。 〔圖2〕是本發明實施例提供的一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖3〕是與圖2對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖4〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖5〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖6〕是圖5中Q區域對應的半導體光源的局部三維結構示意圖。 〔圖7〕是沿圖6中BB’剖開後半導體光源的內部結構示意圖。 〔圖8〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖9〕是一種與圖8對應的半導體光源的局部結構的俯視示意圖。 〔圖10〕是另一種與圖8對應的半導體光源的局部結構的俯視示意圖。 〔圖11〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖12〕是與圖11對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖13〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖14〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖15〕是與圖14對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖16〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖17〕是與圖16對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖18〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖19〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖20〕是與圖19對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖21〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的剖面結構示意圖。 〔圖22〕是與圖21對應的半導體光源的俯視結構示意圖。 〔圖23〕是本發明實施例提供的一種半導體光源的驅動電路的結構示意圖。 〔圖24〕是本發明實施例提供的另一種半導體光源的驅動電路的結構示意圖。 〔圖25〕是驅動電路的電容充電階段的過程示意圖。 〔圖26〕是驅動電路的電容放電階段的過程示意圖。 〔圖27〕是圖1所示相關技術中的驅動電路中的電流脈衝示意圖。 〔圖28〕是本發明實施例提供的驅動電路中的電流脈衝示意圖。
10:有源層
21:第一半導體層
22:第二半導體層
31:第一電極
32:第二電極
33:第三電極
41:第一電介質層
42:第二電介質層
50:襯底
60:環形電極
70:氧化層
80:鈍化層

Claims (26)

  1. 一種半導體光源，其特徵係包括：有源層；第一半導體層和第二半導體層，該第一半導體層和該第二半導體層分別位於該有源層的相對兩側；第一電極、第二電極和第三電極，該第一電極與該第一半導體層歐姆接觸，該第三電極與該第二半導體層歐姆接觸，該第一電極與該第二電極之間設置有第一電介質層；第二電介質層，該第二電介質層設置在以下位置之一：該第二電極和該第二半導體層之間，該第一電極和該第二半導體層之間，該第二電極和該第一半導體層之間；其中，該第一半導體層為P型半導體層，該第二半導體層為N型半導體層；或者，該第一半導體層為N型半導體層，該第二半導體層為P型半導體層。
  2. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第一半導體層包括至少兩個材料不同的第一子半導體層；該第二半導體層包括至少兩個材料不同的第二子半導體層。
  3. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第一電介質層的材料包括空氣、二氧化矽、氮化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鉿和聚合物中的至少一種。
  4. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第二電極和該第三電極在該有源層所在平面的正投影不交疊。
  5. 如請求項4所述之半導體光源，其中，該第二電極與該第二半導體層在該有源層所在平面的正投影不交疊。
  6. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第一電極和該第二電極在該有源層所在平面的正投影交疊。
  7. 如請求項6所述之半導體光源，其中，該第一電介質層包括至少兩個第一子介質層和至少一個第二子介質層；該第一子介質層平行於該有源層所在平面，該第二子介質層位於相鄰兩個該第一子介質層的同一側且與該相鄰兩個第一子介質層連通；該第一電極和該第二電極分別位於同一該第一子介質層的相對兩側，且位於同一該第二子介質層的相對兩側。
  8. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第一電極和該第二電極在該有源層所在平面的正投影不交疊，在第一平面的正投影交疊；該第一平面與該有源層所在平面相交。
  9. 如請求項8所述之半導體光源，其中，該第一電介質層在該有源層所在平面的投影形狀包括之字形或螺旋形；該第一電極和該第二電極分別位於該第一電介質層的相對兩側。
  10. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第二電介質層設置在該第二電極和該第二半導體層之間，該第二電極位於該第一電極靠近該第二半導體層的一側；該第二電極遠離該第一電極的一側設置有該第二電介質層。
  11. 如請求項10所述之半導體光源，其中，該第二電介質層包括第一介質分部、第二介質分部、第三介質分部和第四介質分部；該第一電極以及該第一電介質層在該有源層所在平面的正投影均與該第一介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊，該第一介質分部在該有源層所在平面的正投影與該第二電極在該有源層所在平面的正投影不交疊；該第一電極、該第一電介質層以及該第二電極在該有源層所在平面的正投影均 與該第二介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊；該第二電極在該有源層所在平面的正投影與該第三介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊，該第三介質分部在該有源層所在平面的正投影與該第一電極和該第一電介質層在該有源層所在平面的正投影均不交疊；該第一電介質層以及該第二電極在該有源層所在平面的正投影均與該第四介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊，該第四介質分部在該有源層所在平面的正投影與該第一電極在該有源層所在平面的正投影不交疊；沿垂直於該有源層所在平面的方向，該第一介質分部的厚度大於該第二介質分部的厚度；該第三介質分部的厚度大於或等於該第二介質分部的厚度。
  12. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該第二電介質層設置在該第一電極和該第二半導體層之間，該第二電極位於該第一電極遠離該第二半導體層的一側；該第一電極遠離該第二電極的一側設置有該第二電介質層。
  13. 如請求項12所述之半導體光源，其中，該第二電介質層包括第五介質分部、第六介質分部和第七介質分部；該第一電極在該有源層所在平面的正投影與該第五介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊，該第五介質分部在該有源層所在平面的正投影與該第一電介質層和該第二電極在該有源層所在平面的正投影均不交疊；該第一電極以及該第一電介質層在該有源層所在平面的正投影均與該第六介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊；該第六介質分部在該有源層所在平面的正投影與該第二電極在該有源層所在平面的正投影不交疊；該第一電極、該第一電介質層以及該第二電極在該有源層所在平面的正投影均與該第七介質分部在該有源層所在平面的正投影交疊；沿垂直於該有源層所在平面的方向，該第七介質分部的厚度大於或等於該第六 介質分部的厚度。
  14. 如請求項1所述之半導體光源，其中，沿垂直於該有源層所在平面的方向，該半導體光源包括多個有源層，相鄰兩個該有源層之間通過隧道結連接。
  15. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該半導體光源包括一個發光單元。
  16. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該半導體光源包括多個陣列排列的發光單元，相鄰該發光單元之間設置有鈍化層和介質層；該介質層至少包括該第一電介質層。
  17. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該半導體光源為垂直共振腔面射型雷射二極體；該第一半導體層包括第一布拉格反射鏡，該第二半導體層包括第二布拉格反射鏡。
  18. 如請求項17所述之半導體光源，還包括襯底，該第一半導體層位於該第二半導體層遠離該襯底的一側；該半導體光源沿該襯底指向該有源層的方向出射光束；或者，該半導體光源沿該有源層指向該襯底的方向出射光束。
  19. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該半導體光源為發光二極體。
  20. 如請求項19所述之半導體光源，其中，該第一半導體層位於該發光二極體的出光側，該第一半導體層遠離該有源層的一側設置有透明電極，該透明電極與該第一半導體層歐姆接觸，該第一電極與該透明電極接觸。
  21. 如請求項1所述之半導體光源，其中，該半導體光源為邊射型雷射二極體。
  22. 如請求項21所述之半導體光源，其中，該第二電介質層設置在該第二電極和該第一半導體層之間，該第二電極位於該第一電極靠近該有源層的一側；該第二電極與該有源層之間包括積層設置的該第二電介質層和該第一半導體層，該第一半導體層位於該第二電介質層遠離該第二電極的一側。
  23. 一種半導體光源的驅動電路，設置為驅動如請求項1至22中任一項所述之半導體光源，其特徵係，該驅動電路包括：第一電壓源、第二電壓源、充電電阻、場效電晶體和控制訊號源；其中，該第一電壓源的電壓大於該第二電壓源的電壓；該場效電晶體的第一極與該半導體光源的第三電極電連接；該場效電晶體的第二極與該半導體光源的第二電極電連接於第一節點；該場效電晶體的柵極與該控制訊號源電連接；該第一極為該場效電晶體的漏極，該第二極為該場效電晶體的源極；或者，該第一極為該場效電晶體的源極，該第二極為該場效電晶體的漏極；該第一電壓源與該半導體光源中的正電極耦接，該第二電壓源與該半導體光源中的負電極耦接；該正電極為該半導體光源中與該P型半導體層歐姆接觸的電極，該負電極為該半導體光源中與該N型半導體層歐姆接觸的電極；該充電電阻串聯於該第一電壓源、該第一電極、該第二電極以及該第二電壓源構成的回路中。
  24. 如請求項23所述之驅動電路，其中，該第一半導體層為該P型半導體層，該第一電極為該正電極，該第二半導體層為該N型半導體層，該第三電極為該負電極；該充電電阻的第一端與該第一電壓源電連接，該充電電阻的第二端與該半導體光源的該第一電極電連接；該第一節點與該第二電壓源電連接。
  25. 如請求項23所述之驅動電路，其中，該第一半導體層為該N型半導體層，該第一電極為該負電極，該第二半導體層為該P型半導體層，該第三電極為該正電極；該充電電阻的第一端與該第二電壓源電連接，該充電電阻的第二端與該半導體光源的該第一電極電連接；該第一節點與該第一電壓源電連接。
  26. 如請求項23所述之驅動電路，其中，該第一電壓源的電壓大於0V，該第二電壓源接地。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104465856A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国科学院半导体研究所 无线能量传输发光系统及其芯片级发光装置的制备方法
US20160126408A1 (en) * 2011-03-14 2016-05-05 Koninklijke Philips N.V. Led having vertical contacts redistributed for flip chip mounting
CN110574246A (zh) * 2017-04-19 2019-12-13 欧司朗光电半导体有限公司 半导体激光器
US20210043798A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-11 Xiamen San'an Optoelectronics Co., Ltd. Light-emitting diode device and method for manufacturing the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626036B1 (ko) * 2004-11-17 2006-09-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조방법
TWI484626B (zh) * 2012-02-21 2015-05-11 Formosa Epitaxy Inc 半導體發光元件及具有此半導體發光元件的發光裝置
CN106784173B (zh) * 2016-11-11 2018-09-21 聚灿光电科技股份有限公司 具有电容结构的led芯片及其制备方法
CN111799654B (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种激光器及其制造方法与应用
CN112447785B (zh) * 2020-11-23 2022-09-23 厦门天马微电子有限公司 一种发光二极管显示面板及其制备方法、显示装置
CN113410192B (zh) * 2021-06-16 2023-08-15 中国科学院半导体研究所 氮化镓和石墨烯混合集成光电芯片及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160126408A1 (en) * 2011-03-14 2016-05-05 Koninklijke Philips N.V. Led having vertical contacts redistributed for flip chip mounting
CN104465856A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国科学院半导体研究所 无线能量传输发光系统及其芯片级发光装置的制备方法
CN110574246A (zh) * 2017-04-19 2019-12-13 欧司朗光电半导体有限公司 半导体激光器
US20210043798A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-11 Xiamen San'an Optoelectronics Co., Ltd. Light-emitting diode device and method for manufacturing the same

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