半导体激光|干货，垂直腔面发射激光器最全科普！( 二 ) 垂直|波长|阵列|干货|发射器

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【 半导体激光|干货，垂直腔面发射激光器最全科普！】VCSEL芯片的工艺分解
MOCVD，为金属有机物化学气相外延。通过外延工艺，按设计出的外延结构将材料生长出来，形成符合要求的晶圆。

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使用刻蚀技术在半导体衬底上制作激光器结构。所谓刻蚀，就是以光刻技术形成的抗蚀剂图形作为掩膜，在晶片上进行微细加工的技术。刻蚀从技术上分为干法刻蚀和湿法刻蚀两种。通过对高铝组分的 AlGaAs层进行氧化，可以形成良好的电流限制孔径和光学限制窗口。研磨变薄、底面镀金以及后工艺划片解成一个个后，至此芯片成型。
VCSEL的结构
半导体激光器包括在彼此顶部生长在基板上（“EPI”）的半导体材料层。VCSEL和边缘发射器，这种增长是典型的分子束外延（MBE）或有机金属化学气相沉积（MOCVD）增长反应堆。相应增长晶圆处理单个设备。
在VCSEL，活性层是夹在两个高反射率的几个四分之一波长厚层交替的高和低折射率半导体镜（称为分布式布拉格反射镜，或DBRS）。这些反射镜的反射率通常范围在99.5--99.9％。因此，光垂直振荡设备的顶部（或底部），并通过层层逃脱。无论是富铝层的选择性氧化，离子注入，或者对于某些应用，通常是通过电流和/或光学禁闭。的VCSEL可设计为“顶部发光”（EPI /空气界面）或“自下而上排放”，其中“结点”焊接散热更有效率，例如要求的情况下（通过透明基板）。

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相比之下，边发射器是由切块从晶圆的切割酒吧。由于空气和半导体材料之间的对比折射指数高，两个裂面作为镜子。因此，在边缘发射器的情况下，光振荡平行的层和逃逸副作用的方法。这个简单的VCSEL和边缘发射极之间的结构性差异，具有重要的意义。由于VCSEL的种植，加工和测试，同时仍然在晶圆形式，有显著的经济能力进行并行处理设备，即设备的利用率和产量最大化，成立时间和劳动含量的规模最小化。在一个VCSEL的情况下，镜子和活跃的地区依次堆放沿Y轴外延生长期间。VCSEL的晶片接着形成的电子触点，通过蚀刻和金属化步骤。此时晶圆去测试个人激光设备的特点是一个传递失败的基础上。最后，晶圆是肉丁和分级或者更高级别的装配的激光器（通常> 95％）或报废（通常<5％）。
在一个简单的法布里 - 珀罗边缘发射的成长过程中也会发生沿Y轴，但只创造了活跃的地区如镜涂料后沿Z轴。晶圆外延式增长后，经过金属化步骤，随后沿X轴切割，形成了一系列的晶圆条。晶圆条，然后堆放和装入涂层夹具。然后涂上晶圆条的Z轴边缘形成设备的镜像。这种涂料是一种边缘发射器的关键工艺步骤，任何涂料的不完善将导致在早期由于catastrophical光学损伤（COD）的设备和灾难性的失败。这种涂层的步骤后，晶圆条肉丁，形成离散激光芯片，然后再安装到运营商。最后，激光设备进入测试。同样重要的是要明白，VCSEL的消耗更少的材料：在一个3英寸晶圆的情况下，激光制造商可兴建约15000 VCSEL器件或类似的权力水平的约4000名边缘发射器。除了这些优势，VCSEL的也表现出优良的动态性能，如低阈值电流（几微安），噪音低，操作和高速数字调制（10 GB /秒）。此外，尽管VCSEL的一直局限于低功耗应用 - 在最几毫瓦特 - 他们的内在潜力的生产加工大2 - D数组非常高的权力。相比之下，边发射器不能处理的2 - D阵列。
国内VCSEL芯片厂商进展如何？
但近几年随着3D感知技术及市场发展，多家VCSEL芯片厂商开始迅速成长，并开始小规模并规模量产，包括新亮智能、纵慧芯光、睿熙科技、柠檬光子、瑞识科技、华芯半导体、长光华芯等。
新亮智能
新亮光子成立于2006年，是新亮智能集团旗下的全资子公司，专业从事VCSEL芯片及其它光芯片的研发制造和销售，公司致力于人工智能和物联网领域，为消费类电子，工业应用，车载/航空、光通信等领域提供核心的VCSEL芯片等光子器件。2020年9月，新亮光子发布了多结（Multijunction）VCSEL芯片，单孔光功率高达30mW；斜率效率（SE）2.2W/A；能够在-40至+105°工作；发光面积更小，易于准直。Multijunction VCSEL有助于车载激光雷达、人脸识别、机器视觉产品的更小型化。今年早些时候，新亮光子还推出了高性能、高可靠性的940nm VCSEL系列产品。新亮光子拥有国际同步的6吋VCSEL芯片量产线，打造了以VCSEL为核心的光子芯片及COB模组的IDM模式，是全球较为知名的VCSEL产品及方案供应商。