本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、請(qǐng)參照本案發(fā)明人先前取得的專利─中國(guó)臺(tái)灣專利公告號(hào)第twi738388b號(hào)專利(下稱388號(hào)專利)，其發(fā)明名稱為具有多個(gè)電流局限層的垂直共振腔表面放射激光二極管(vcsel)。該388號(hào)專利是訴求功率轉(zhuǎn)換效率(pce)及出光功率的改善，其技術(shù)手段是通過(guò)至少兩層電流局限層，且該至少兩層電流局限層上的通孔面積除了需不相等外，且還必須控制在特定的通孔面積比值下，以達(dá)成提升多接面vcsel的pce的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、從388號(hào)專利的內(nèi)容可知，約4年前(2020年)，本案發(fā)明人主要是聚焦于多主動(dòng)層的vcsel的出光功率與節(jié)能方面的提升；換言之，當(dāng)時(shí)需求是提升「多主動(dòng)層的vcsel」的檢測(cè)距離(出光功率)與pce。但是多主動(dòng)層的vcsel能否廣泛應(yīng)用于光通訊或光感測(cè)方案中，將視vcsel的發(fā)散角大小而定，簡(jiǎn)言之vcsel的發(fā)散角越小越好。

2、388號(hào)專利當(dāng)時(shí)是采用至少兩層電流局限層且通孔面積不相等的技術(shù)手段，雖然388號(hào)專利中一些方案的發(fā)散角過(guò)大(比如algaas電流局限層)，另一些方案的發(fā)散角不會(huì)過(guò)大(比如alas電流局限層)，但這些方案都受限于一些必要限制條件，比如多層主動(dòng)層的vcsel必須使用至少兩層的電流局限層，而且此至少兩層電流局限層的通孔大小還必須不同。而且，不同(批)的vcsel中至少兩層電流局限層的通孔大小的不同程度理想上也要一致。

3、在本案所屬的技術(shù)領(lǐng)域中，使兩層電流局限層的通孔大小明顯不同的做法是，使兩層電流局限層在氧化處理時(shí)分別以不同的氧化速率而氧化達(dá)成的，比如讓兩層電流局限層使用不同的化合物，或者使用材料成分比例不同的相同化合物。事實(shí)上，兩層電流局限層的實(shí)際氧化速率難免跟預(yù)定氧化速率不同，且即使在同一機(jī)臺(tái)連續(xù)對(duì)不同批vcsel做氧化處理，不同批vcsel的氧化速率也會(huì)不同，所以各個(gè)(批)vcsel的通孔大小或形狀彼此之間必然會(huì)有差異。尤其某些化合物的氧化速率過(guò)快，這更會(huì)使得各個(gè)(批)vcsel的通孔大小或形狀彼此之間有很明顯的差異，即均一性更低。

4、不過(guò)借由本文中所列舉的一些實(shí)施例跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本文其實(shí)僅使用單一層光局限層(而無(wú)須至少兩層光局限層)即能讓多主動(dòng)層vcsel具有較小的發(fā)散角，且各個(gè)(批)vcsel的通孔大小或形狀可趨于一致。

5、再更具體而言，388號(hào)專利實(shí)際上所要解決的技術(shù)問(wèn)題跟需求都與通孔形狀的均一性或光場(chǎng)控制無(wú)關(guān)，因此388號(hào)專利并沒(méi)有揭露各vcsel的通孔大小或形狀存在均一性不佳的問(wèn)題，也沒(méi)有揭露通過(guò)特定方式及配合特定化合物的技術(shù)手段，來(lái)解決各vcsel的通孔大小或形狀有明顯偏差的問(wèn)題。

6、此外，388號(hào)專利也沒(méi)有揭露將特定化合物的某一特定元素控制在某一特定含量范圍的技術(shù)手段。而本發(fā)明的一些實(shí)施例卻反而通過(guò)此技術(shù)手段，不但使各vcsel的氧化速率不會(huì)過(guò)快而能使通孔大小或通孔形狀變得一致，還能在僅使用單一層光局限層時(shí)，使vcsel的發(fā)散角變小。

7、再者，388號(hào)專利也沒(méi)有揭露如何通過(guò)特定方式及與配合特定化合物，使兩層電流局限層的通孔大小實(shí)質(zhì)相同也可以成為一種可行方案。具體言之，本案發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若使兩層光局限層為特定及/或相同化合物，則兩層光局限層的通孔大小其實(shí)可以一樣大。而如果光局限層的通孔大小可以是一樣大，則只要將兩層光局限層的化合物成份及/或絕緣制程設(shè)定在完全相同的條件下，半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)的通孔大小或形狀即可變得更一致。

8、據(jù)此，本發(fā)明之一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其包含：基板、下布拉格反射鏡(dbr)層(下稱下dbr層)、主動(dòng)區(qū)(active?region)、上布拉格反射鏡(dbr)層(下稱上dbr層)以及光局限層。上述下dbr層位于基板上。上述主動(dòng)區(qū)位于下dbr層上且包含二主動(dòng)層。上述上dbr層位于主動(dòng)區(qū)上。上述光局限層位于二主動(dòng)層之間且該光局限層的材料包含一含磷(p)的化合物。上述光局限層具有絕緣區(qū)及非絕緣區(qū)，上述絕緣區(qū)包圍上述非絕緣區(qū)。

9、此外，本發(fā)明之另一實(shí)施例亦提供一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其包含：基板、下dbr層、主動(dòng)區(qū)、上dbr層以及光局限層。上述下dbr層位于基板上。上述主動(dòng)區(qū)位于下dbr層上。上述光局限層位于主動(dòng)區(qū)之外且該光局限層的材料包含一含磷(p)的化合物。上述光局限層具有絕緣區(qū)及非絕緣區(qū)，上述絕緣區(qū)包圍上述非絕緣區(qū)。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于30％。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于20％。

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于15％。

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層的材料包含有alasp化合物或algaasp化合物。

6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該主動(dòng)區(qū)包含一穿隧接面層，該穿隧接面層位于該二主動(dòng)層之間，該光局限層位于該二主動(dòng)層中之任一主動(dòng)層與該穿隧接面層之間。

7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，

8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該另一光局限層位于該上dbr層以下或位于該下dbr層以上。

9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層之該非絕緣區(qū)之面積與該另一光局限層之該非絕緣區(qū)之面積相同。

10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層之該非絕緣區(qū)之面積與該另一光局限層之該非絕緣區(qū)之面積不相同。

11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該另一光局限層的材料包含有alasp化合物或algaasp化合物。

12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該基板為一gaas基板或一ge基板。

13.一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含：

14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于30％。

15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于20％。

16.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該含磷的化合物的磷成份的莫耳百分比大于0％且小于或等于15％。

17.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層的材料包含alasp化合物或algaasp化合物。

18.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層位于該上dbr層以下或位于該下dbr層以上。

19.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，

20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該主動(dòng)區(qū)包含一穿隧接面層，該穿隧接面層位于該二主動(dòng)層之間，該另一光局限層位于該二主動(dòng)層中之任一主動(dòng)層與該穿隧接面層之間。

21.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層之該非絕緣區(qū)之面積與該另一光局限層之該非絕緣區(qū)之面積相同。

22.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該光局限層之該非絕緣區(qū)之面積與該另一光局限層之該非絕緣區(qū)之面積不相同。

23.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該另一光局限層的材料包含alasp化合物或algaasp化合物。

24.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中，該基板為一gaas基板或一ge基板。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體磊晶結(jié)構(gòu)，其包含基板、下布拉格反射鏡(DBR)層、主動(dòng)區(qū)、上布拉格反射鏡(DBR)層以及光局限層。下DBR層位于基板上。主動(dòng)區(qū)位于下DBR層上。上DBR層位于主動(dòng)區(qū)上。光局限層位于主動(dòng)區(qū)之內(nèi)或位于主動(dòng)區(qū)之外，該光局限層的材料包含一含磷(P)的化合物。光局限層具有絕緣區(qū)及非絕緣區(qū)，絕緣區(qū)包圍非絕緣區(qū)。

技術(shù)研發(fā)人員：戴文長(zhǎng),金宇中,黃朝興,溫凡健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：全新光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21