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
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Description
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。
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。
・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。
Claims (10)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
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