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如圖1所示，表面發(fā)射型激光(vertical?cavity?surface?emitting?laser， VCSEL)裝置的主要結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底5、上下兩個(gè)分布式布拉格反射鏡 (distributed?bragg?reflector?mirrors，DBR?mirrors)10和20，其中間夾著用以產(chǎn) 生激光的有源區(qū)(active?region)30，由于具有低臨界電流(low?threshold current)、光束成圓對(duì)稱、發(fā)散角小、適合組成二維陣列及制作容易等優(yōu)點(diǎn)， 近年來(lái)已經(jīng)成為倍受矚目的光源。特別是單橫模表面發(fā)射型激光(single transverse?mode?VCSEL)，除了用于短距離光通訊系統(tǒng)(short?distance?optical communication?systems)外，還可以用于光互聯(lián)(optical?interconnects)、光儲(chǔ)存 (optical?storage)和激光印刷。但是除了在光通訊系統(tǒng)(optical?communication systems)中不需要較高的輸出功率之外，在其它應(yīng)用中則需要較大的輸出功 率，因此單橫模表面發(fā)射型激光若同時(shí)擁有5～20毫瓦的輸出功率和低阻抗， 則會(huì)增加其可應(yīng)用性，特別是在波長(zhǎng)1310nm的電信領(lǐng)域和波長(zhǎng)650nm的 DVD中的應(yīng)用。
制作單橫模表面發(fā)射型激光，最多被使用的方法是采用選擇性濕法氧 化法，但是由于此方法會(huì)造成橫向光場(chǎng)局限十分嚴(yán)重，因此要形成穩(wěn)定的 單基模(single?fundamental?mode)，就必須縮小有源層的面積，對(duì)850nm單 橫模表面發(fā)射型激光而言，氧化孔徑的直徑需小于3μm，如此小的有源層 面積除了制作難度大之外，還會(huì)造成裝置具有大的電阻，例如數(shù)百歐姆， 進(jìn)而使裝置發(fā)熱，降低發(fā)光功率，甚至嚴(yán)重影響裝置的壽命。
為了發(fā)展較高功率的單橫模表面發(fā)射型激光，負(fù)指數(shù)波導(dǎo) (negative-index?guide)方法被使用，此方法為在激光共振腔以外的區(qū)域，形 成很強(qiáng)的橫向繞射損失區(qū)(diffraction?loss?region)使得較高階模(high-order mode)產(chǎn)生繞射損失，由此產(chǎn)生穩(wěn)定操作的單橫模表面發(fā)射型激光，該工藝 雖然釋放了有源層的面積，其直徑約6μm，然而此種方法需要外延成膜兩 次，因此工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差。美國(guó)伊利諾大學(xué)同時(shí)采用離子注入和濕法 氧化的工藝制作單橫模表面發(fā)射型激光，雖然可以使輸出功率接近5毫瓦， 但是因?yàn)殡x子注入的尺寸只有6μm，濕法氧化所形成的有源區(qū)直徑也只有 8μm，所以工藝仍不易控制，并且造成較大的阻抗，影響裝置的特性。美 國(guó)亞利桑那州立大學(xué)開(kāi)發(fā)出選擇性單高階模的表面發(fā)射型激光，輸出功率 可提高至8毫瓦，且具有低阻抗，但是由于發(fā)光的發(fā)散角極大，因此難以 應(yīng)用在電信領(lǐng)域和DVD讀寫(xiě)頭上。
為了解決上述問(wèn)題，早期本研究單位利用鋅擴(kuò)散(zinc?diffusion)進(jìn)入頂 部反射堆疊層產(chǎn)生雜質(zhì)誘發(fā)混亂(impurity?induced?disordering)以形成一個(gè)抑 制高階橫向模的發(fā)光窗口層來(lái)破壞激光結(jié)構(gòu)以抑制高階橫向模，但為了使 所述裝置能在最佳的條件下操作，有源區(qū)直徑只能為10μm，因此其電阻 值偏大，例如約120歐姆，且輸出功率大約只有2毫瓦。

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種陣列式單橫模表面發(fā)射型激 光裝置，該裝置采用陣列的設(shè)計(jì)思路并應(yīng)用于抑制高階模的發(fā)光窗口，即 采用多個(gè)發(fā)光窗口，但對(duì)整個(gè)裝置而言仍是一單橫模表面發(fā)射型裝置；本 發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置所能達(dá)到的技術(shù)效果與傳統(tǒng) 單一發(fā)光窗口的單橫模表面發(fā)射型激光裝置相比，不僅僅是因發(fā)光窗口較 多所得的相加效果，本發(fā)明將陣列發(fā)光窗口結(jié)構(gòu)結(jié)合單橫模表面發(fā)射型激 光裝置，可以大幅地降低裝置的電阻，并可以增加激光的輸出功率，且本 發(fā)明可以避免選擇單基模或單高階模所遇到的缺點(diǎn)，進(jìn)而可以運(yùn)用于任何 波段的表面發(fā)射型激光裝置，例如包括λ＝650nm、780nm、850nm、980nm、 1310nm及1550nm。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激 光裝置的制造方法，以得到如本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光 裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置， 包括半導(dǎo)體襯底，其具有第一表面及位于該第一表面相反側(cè)的第二表面； 第一型分布式布拉格反射鏡層，其形成于半導(dǎo)體襯底的第一表面上；第一 型電極，其形成于半導(dǎo)體襯底的第二表面上；第一型包覆層，其形成于第 一型分布式布拉格反射鏡層上；有源層，其形成于第一型包覆層上，且包 括至少一個(gè)有源發(fā)光區(qū)及多個(gè)電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)；第二型包覆層，其形成于 有源層上；第二型分布式布拉格反射鏡層，其形成于第二型包覆層上，且 具有多個(gè)摻雜區(qū)及多個(gè)發(fā)光窗口，其中該些發(fā)光窗口為未形成摻雜區(qū)的第 二型分布式布拉格反射鏡層的上表面，而摻雜區(qū)是由第二型分布式布拉格 反射鏡層的上表面向下形成至一預(yù)定的深度；以及第二型電極，其形成于 摻雜區(qū)的表面上。
根據(jù)本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，其中有源發(fā)光 區(qū)的數(shù)目不大于發(fā)光窗口的數(shù)目，且每一個(gè)發(fā)光窗口具有各自的窗口面積， 也即每一個(gè)發(fā)光窗口面積可以相同或不同；而每一個(gè)發(fā)光窗口亦具有各自 對(duì)應(yīng)的有源發(fā)光區(qū)面積，也就是每一個(gè)發(fā)光窗口所對(duì)應(yīng)的有源發(fā)光區(qū)的面 積可以相同或不同；而發(fā)光窗口面積不大于發(fā)光窗口所對(duì)應(yīng)的有源發(fā)光區(qū) 面積。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，若 有源層具有多個(gè)有源發(fā)光區(qū)時(shí)，每一個(gè)有源發(fā)光區(qū)具有各自的面積，也就 是每一個(gè)有源發(fā)光區(qū)的面積可以相同或不同。
根據(jù)本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，一個(gè)有源發(fā)光 區(qū)可以對(duì)應(yīng)于單個(gè)的發(fā)光窗口，在本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)有源 發(fā)光區(qū)也可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)發(fā)光窗口。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供本發(fā)所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光 裝置的制作方法，其步驟至少包括：提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底具有 第一表面及位于第一表面相反側(cè)的第二表面；形成第一型分布式布拉格反 射鏡層于半導(dǎo)體襯底的第一表面上；依序形成第一型包覆層、有源層及第 二型包覆層于第一型分布式布拉格反射鏡層上；形成第二型分布式布拉格 反射鏡層于第二型包覆層上；形成圖形化的第一掩模層于第二型分布式布 拉格反射鏡層上，其中被圖形化第一型包覆層覆蓋的第二型分布式布拉格 反射鏡層表面被定義為多個(gè)發(fā)光窗口的預(yù)定區(qū)；以第一掩模層為遮蓋對(duì)第 二型分布式布拉格反射鏡層進(jìn)行摻雜，使得第二型分布式布拉格反射鏡層 露出的表面形成摻雜區(qū)，而該摻雜區(qū)為由第二型分布式布拉格反射鏡層的 上表面向下形成至一預(yù)定的深度；去除第一型包覆層以露出多個(gè)發(fā)光窗口； 形成圖形化的第二掩模層于發(fā)光窗口及部分第二型分布式布拉格反射鏡層 上，而第二掩模層向下對(duì)應(yīng)的有源層區(qū)域?yàn)橛性窗l(fā)光區(qū)的預(yù)定區(qū)；以第二 掩模層為遮蓋對(duì)有源層進(jìn)行電流局限工藝以形成多個(gè)電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)，而 未進(jìn)行電流局限工序的有源層則被定義為發(fā)光有源區(qū)；去除第二掩模層， 并形成第一型電極于半導(dǎo)體襯底的第二表面上；以及形成第二型電極于摻 雜區(qū)的表面上。
本發(fā)明通過(guò)形成兩個(gè)以上的可抑制高階橫向模的發(fā)光窗口，以制作出 高輸出功率、低電阻且可以增加操作電流范圍的單橫模表面發(fā)射型激光裝 置，同時(shí)該些發(fā)光窗口還可以延伸為二維陣列，并可以對(duì)應(yīng)于各自分開(kāi)的、 或是同一個(gè)的有源發(fā)光區(qū)，以進(jìn)一步增加其效率及應(yīng)用范圍。
為使本發(fā)明的上述目的及諸多優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特別以優(yōu)選實(shí) 施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

圖1示出的是公知的表面發(fā)射型激光裝置的剖面圖；
圖2a至2h示出的是說(shuō)明本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光 裝置的制造流程的剖面圖；
圖3示出的是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所制作的2×1陣列單橫模表面發(fā)射 型激光裝置的剖面圖；
圖4示出的是依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所制作的2×1陣列單橫模表面發(fā) 射型激光裝置的剖面圖；
圖5顯示的是依據(jù)本發(fā)明制作的2×2陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置 的剖面立體圖；
圖6示出的是依據(jù)本發(fā)明制作的2×2陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置 的電性測(cè)試圖；以及
圖7示出的是依據(jù)本發(fā)明制作的二維陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置 的俯視圖。

現(xiàn)在配合附圖將本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下：
本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，其結(jié)構(gòu)由下至上至 少包括第一型電極、半導(dǎo)體襯底、第一型分布式布拉格反射鏡層、第一型 包覆層、有源層、第二型包覆層、第二型分布式布拉格反射鏡層、至少二 個(gè)以上的發(fā)光窗口以及第二型電極，而該第二型分布式布拉格反射鏡層部 分形成有一摻雜區(qū)，且該有源層具有至少一個(gè)有源發(fā)光區(qū)及多個(gè)電流限制 結(jié)構(gòu)區(qū)。其中，本發(fā)明所述的至少二個(gè)以上的發(fā)光窗口可以對(duì)應(yīng)于各自分 開(kāi)的有源發(fā)光區(qū)，如圖3所示，也可以對(duì)應(yīng)于相同的有源發(fā)光區(qū)，如圖4 所示，且本發(fā)明所述的至少二個(gè)以上的發(fā)光窗口還可以擴(kuò)展成二維陣列以 上，如圖5和圖7所示，以進(jìn)一步增加其效率及應(yīng)用范圍。
單橫模表面發(fā)射型激光裝置的基本單元結(jié)構(gòu)
第一實(shí)施例
第一實(shí)施例說(shuō)明了制作本發(fā)明所述陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置 所使用的基本單元結(jié)構(gòu)及其制作方法，請(qǐng)參照?qǐng)D2a，該圖示出了本發(fā)明所 使用的基本單元結(jié)構(gòu)的剖面圖。
基本單元結(jié)構(gòu)50由下至上依序包括半導(dǎo)體襯底110、第一型分布式布 拉格反射鏡層120、第一型包覆層130、有源層140、第二型包覆層150以 及第二型分布式布拉格反射鏡層160，而該基本單元結(jié)構(gòu)50可以按照下列 步驟制作而成。
首先，提供半導(dǎo)體襯底110，并形成第一型分布式布拉格反射鏡層120 于半導(dǎo)體襯底110上。其中構(gòu)成半導(dǎo)體襯底的材料選自由砷、鋁、鎵、銦、 銻、硒、鈦、硅或包含至少一種上述元素的氮化物、氧化物、氟化物或其 化合物所組成的族群中，在此可以為砷化鋁鎵半導(dǎo)體襯底；第一型分布式 布拉格反射鏡層120主要由多對(duì)的兩種不同的第一型交替層交替生長(zhǎng)所構(gòu) 成，且該第一型交替層122的對(duì)數(shù)必須設(shè)計(jì)得足夠多，以使布拉格反射鏡 層具有較好的反射率；而第一型交替層122的組成材料包括N型、P型或 本征的砷化物、鋁化物、鎵化物、銦化物、銻化物、硒化物或鈦化物，在 此，交替層122可以為例如N型砷化鋁鎵層/砷化鋁鎵層，且每一層的厚度 需為λ/4，λ為該陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置的波長(zhǎng)；形成第一型分 布式布拉格反射鏡層120的方法可以為液相外延法(LPE)、氣相外延法 (VPE)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)、分子束外延法(MBE)、電子 束蒸鍍法或是濺射法。
接著，依序形成第一型包覆層、有源層及第二型包覆層于上述第一型 分布式布拉格反射鏡層120上，其中有源層為一多重量子阱結(jié)構(gòu)層。第一 型包覆層、有源層和第二型包覆層構(gòu)成一二極管結(jié)構(gòu)，而該二極管結(jié)構(gòu)在 本發(fā)明中并沒(méi)有特別的限制，可以視需要為任何一種發(fā)光式的二極管結(jié)構(gòu)。 在此，有源層可以為例如由未經(jīng)摻雜的砷化鋁鎵層/砷化鋁鎵層交替生長(zhǎng)而 形成的多重量子阱結(jié)構(gòu)層。形成包覆層或有源層的方法可以為例如液相外 延法(LPE)、氣相外延法(VPE)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)或分 子束外延法(MBE)。第一型包覆層、有源層和第二型包覆層構(gòu)成一表面發(fā)射 型激光二極管，而該表面發(fā)射型激光二極管可以為650nm、780nm、850nm、 980nm、1310nm或1550nm波長(zhǎng)的激光二極管。
最后，形成第二型分布式布拉格反射鏡層160于第二型包覆層150上， 其中第二型分布式布拉格反射鏡層160由多對(duì)的兩種不同的第二型交替層 162所組成，該第二型交替層162的組成材料包括N型、P型或本征的砷化 物、鋁化物、鎵化物、銦化物、銻化物、硒化物或鈦化物，為配合上述的 第一型交替層122的組成，該第二型交替層162可為例如P型砷化鋁鎵層/ 砷化鋁鎵層；第二型分布式布拉格反射鏡層的交替層的對(duì)數(shù)及膜厚的設(shè)計(jì) 原理與第一型分布式布拉格反射鏡層相同。至此，完成本發(fā)明所述的單橫 模表面發(fā)射型激光裝置的基本單元結(jié)構(gòu)的制作。
陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置
第二實(shí)施例
第二實(shí)施例說(shuō)明了如本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置 的制作方法，請(qǐng)參照?qǐng)D2a至2e以及圖3，該些附圖示出了一2×1陣列單橫 模表面發(fā)射型激光裝置的制作流程的剖面圖。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D2a，提供一如第一實(shí)施例所述的基本單元結(jié)構(gòu)50，而 該基本單元結(jié)構(gòu)50的構(gòu)造及組成如第一實(shí)施例所述。
請(qǐng)參照?qǐng)D2b，形成一圖形化的第一掩模層170于基本單元結(jié)構(gòu)50的第 二型分布式布拉格反射鏡層160上，且該第一掩模層170所形成的區(qū)域?yàn)?接下來(lái)2×1陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置所要形成發(fā)光窗口的預(yù)定區(qū) 182，在2×1陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置中，具有二個(gè)發(fā)光窗口的預(yù)定 區(qū)182，而每一發(fā)光窗口的預(yù)定區(qū)182的大小的設(shè)計(jì)大體可以相同，但也可 以視需要而調(diào)整變化；而第一掩模層170所露出的部分為接下來(lái)進(jìn)行金屬 摻雜的區(qū)域；第一掩模層170的組成可以為一介電材料，例如氧化物、氮 化物、硅化物或氟化物，如氮化硅或氧化硅，其厚度范圍約為500～2000埃； 而使第一掩模層170圖形化的方法可以為公知的光刻刻蝕工藝。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2c，以第一掩模層170為遮蓋，對(duì)第二型分布式布拉 格反射鏡層160進(jìn)行一摻雜工序，以選擇性摻雜一雜質(zhì)于未被第一掩模層 170遮蓋的第二型分布式布拉格反射鏡層160中，進(jìn)而于被摻雜的部分形成 摻雜區(qū)164。其中該摻雜工藝的雜質(zhì)包括鋅(Zn)、鎂(Mg)、鈹(Be)、鍶(Sr)、 鋇(Ba)、硅(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、硫(S)或碲(Te)，而形成摻雜區(qū)的雜質(zhì)工藝 可以為擴(kuò)散、離子注入或再外延的方法，例如在此實(shí)施例中雜質(zhì)可以為鋅， 而其形成摻雜區(qū)164的方法可以利用熱擴(kuò)散法，其工序主要為將已進(jìn)行完 上述工藝的基本單元與砷化鋅顆粒(Zn2As3)送入石英管內(nèi)，經(jīng)密封及抽真空 后，加熱至650℃進(jìn)行擴(kuò)散處理，以在第二型分布式布拉格反射鏡層160上 形成摻雜區(qū)164。該摻雜區(qū)164具有一擴(kuò)散深度Z，而該擴(kuò)散深度Z須至少 不小于1μm，例如可為1.5或2μm，但該擴(kuò)散深度Z也不可以太厚，否則 將造成吸收損失。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2d，去除第一掩模層170以露出未進(jìn)行摻雜的第二型 分布式布拉格反射鏡層160，而該未摻雜的部分用來(lái)作為發(fā)光窗口184，其 中每個(gè)發(fā)光窗口184被摻雜區(qū)164所隔開(kāi)；發(fā)光窗口184的寬度d可以為3 μm到7μm，例如為6μm，且每個(gè)發(fā)光窗口184的寬度d可以相同或不 同；而發(fā)光窗口與發(fā)光窗口之間的距離D可以為1μm之8μm，例如為6 μm。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2e，形成第二掩模層180于上述結(jié)構(gòu)上，并以光刻刻 蝕方法圖形化該第二掩模層180，使得圖形化后的第二掩模層180分別形成 于每一發(fā)光窗口184上，且圖形化后的第二掩模層180具有一寬度R，而該 寬度R不小于發(fā)光窗口184的寬度d，而各個(gè)圖形化后的第二掩模層180 的寬度R可以相同或不同。該第二掩模層可以為一光刻膠層，例如一厚膜 光刻膠，并以旋轉(zhuǎn)涂布及光刻方法形成；或電鍍達(dá)1.5μm厚的金層來(lái)形成 第二掩模層。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2f，以圖形化后的第二掩模層180為遮蓋，在有源層 140形成電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)142，以限制注入電流的路徑及范圍，而其余部分 則作為該裝置的有源發(fā)光區(qū)144；在此，有源發(fā)光區(qū)為未形成電流限制結(jié)構(gòu) 區(qū)的部分有源層，且每個(gè)有源發(fā)光區(qū)144以電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)142隔開(kāi)；每 個(gè)有源發(fā)光區(qū)144的寬度R約為5μm到12μm，例如可以為10μm，而各 個(gè)有源發(fā)光區(qū)144的寬度R可以相同或不同；而有源發(fā)光區(qū)之間的距離X 可為1μm到8μm，例如為5μm。在有源層140形成電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)142 的方法可以為離子注入、擴(kuò)散、濕法氧化或高臺(tái)蝕刻。在本實(shí)施中使用離 子注入方法，該離子注入工藝為例如利用氫離子或氧離子，能量可以為 300keV，而注入量可以為1×1014離子/平方厘米至8×1014離子/平方厘米，在 此例如為3×1014離子/平方厘米。
最后，請(qǐng)參照?qǐng)D3，去除第二掩模層180，并以蒸鍍法、電鍍法、濺射 法或氣相沉積法形成第一型電極190于半導(dǎo)體襯底110的下表面上，該下 表面為被第一型分布式布拉格反射鏡層120覆蓋表面的相反側(cè)，接著，再 以同樣方法形成第二型電極192于摻雜區(qū)164的表面上以完成電性接觸； 在此形成電極的材料并沒(méi)有特別的限制，可視需要選擇適用的導(dǎo)電材料。 至此完成本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，而該2×1陣列 單橫模表面發(fā)射型激光裝置的每個(gè)發(fā)光窗口對(duì)應(yīng)于各自分開(kāi)的有源發(fā)光 區(qū)。
第三實(shí)施例
本發(fā)明的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，除了如第二實(shí)施例所述 的每個(gè)發(fā)光窗口可分別對(duì)應(yīng)于各自分開(kāi)的有源發(fā)光區(qū)外，該裝置的每個(gè)發(fā) 光窗口也可以同時(shí)對(duì)應(yīng)于相同的有源發(fā)光區(qū)。而第三實(shí)施例即用來(lái)說(shuō)明不 同的發(fā)光窗口對(duì)應(yīng)于相同的有源發(fā)光區(qū)的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝 置的制作方法。請(qǐng)參考圖2g、2h以及圖4，其示出了依據(jù)本發(fā)明所述的另 一種2×1陣列單橫模表面發(fā)射型激光裝置的制作流程的剖面圖。
在依照第二實(shí)施例的圖2a～2d中的相同的步驟形成金屬擴(kuò)散區(qū)與發(fā)光 窗口后，如圖2g所示，形成第二掩模層于上述結(jié)構(gòu)上，再以光刻刻蝕方式 圖形化該第二掩模層，使其圖形化后的第二掩模層280覆蓋在所有發(fā)光窗 口184上，且圖形化后的第二掩模層180為一連續(xù)的膜層，具有一寬度Y； 該第二掩模層可以為一光刻膠層，例如一厚膜光刻膠，并以旋轉(zhuǎn)涂布及光 刻方法形成；或電鍍達(dá)1.5μm厚的金層來(lái)形成第二掩模層。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2h，以圖形化后的第二掩模層280為遮蓋，在有源層 140上形成電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)242，以限制注入電流的路徑及范圍，而其余部 分則作為該裝置的有源發(fā)光區(qū)244；在此，有源發(fā)光區(qū)為未形成電流限制結(jié) 構(gòu)區(qū)的部分有源層，而有源發(fā)光區(qū)244為相連的且未被電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)242 隔開(kāi)；在有源層140形成電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)242的方法如第二實(shí)施例所述， 而有源發(fā)光區(qū)的寬度Y約為7μm到26μm，在這里為20μm，且Y≥2d+D。
最后，請(qǐng)參照?qǐng)D4，去除第二掩模層280，并形成第一型電極190于半 導(dǎo)體襯底110的下表面上，并形成第二型電極192于摻雜區(qū)164的表面上。 至此完成本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置，而該2×1陣列 單橫模表面發(fā)射型激光裝置的每個(gè)發(fā)光窗口對(duì)應(yīng)于同一個(gè)有源發(fā)光區(qū)。
第四實(shí)施例
本發(fā)明所述的至少二個(gè)以上發(fā)光窗口的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光 裝置還可以擴(kuò)展到二維陣列以上，且二維陣列的發(fā)光窗口可以進(jìn)一步增加 單橫模表面發(fā)射型激光裝置的效率及應(yīng)用范圍。
請(qǐng)參考圖5，采用與第二實(shí)施例相同的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝 置制作工藝，但形成發(fā)光窗口的步驟則改為一次形成四個(gè)發(fā)光窗口184，即 2×2陣列，其它相對(duì)應(yīng)的裝置如摻雜區(qū)及電流限制結(jié)構(gòu)區(qū)也一并更改形成 的數(shù)量以配合制作四個(gè)發(fā)光窗口，而有源發(fā)光區(qū)的設(shè)計(jì)則可以為四個(gè)各自 對(duì)應(yīng)發(fā)光窗口的有源發(fā)光區(qū)、二個(gè)同時(shí)對(duì)應(yīng)二個(gè)發(fā)光窗口的有源發(fā)光區(qū)或 是一個(gè)同時(shí)對(duì)應(yīng)四個(gè)發(fā)光窗口的有源發(fā)光區(qū)，在此實(shí)施例中設(shè)計(jì)為四個(gè)各 自對(duì)應(yīng)發(fā)光窗口的有源發(fā)光區(qū)。由此得到的單橫模表面發(fā)射型激光裝置， 其臨界電流約為3到6毫安、電阻約為25到52歐姆、輸出最高功率平均 為6.5毫瓦，測(cè)量頻譜上亦顯現(xiàn)出單模態(tài)的特性，即模抑制限額(Mode Suppression?Ration)＞30dB，依此類推，若進(jìn)一步增加陣列的數(shù)量，如3×3 或3×4等，應(yīng)該可以獲得更高的輸出功率。
圖6為第四實(shí)施例的電性測(cè)試圖，由圖中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明通過(guò)增加發(fā) 光窗口的數(shù)目實(shí)現(xiàn)了高輸出功率，最高約為7.5毫瓦；低電阻，約為51歐 姆；以及寬操作電流范圍，約為3到25毫安。同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)光窗口也 可以擴(kuò)展到二維陣列以上，如圖7所示，并可以對(duì)應(yīng)于如第二實(shí)施例所述 的各自分開(kāi)的有源發(fā)光區(qū)或是如第三實(shí)施例所述的同一個(gè)的有源發(fā)光區(qū)。
綜上所述，本發(fā)明所述的陣列式單橫模表面發(fā)射型激光裝置與公知的 單一的抑制高階橫向模的發(fā)光窗口的裝置相比，不但可以改善有源發(fā)光區(qū) 過(guò)小的問(wèn)題，對(duì)于公知的技術(shù)有源發(fā)光區(qū)域直徑只能在10μm以下，而且 顯著降低了裝置的電阻，公知的裝置的電阻約為120歐姆，而本發(fā)明則可 降低至51歐姆，并且可以增加輸出功率，公知的單一發(fā)光窗口的表面發(fā)射 型激光裝置大約只有2毫瓦，而本發(fā)明可達(dá)7.5毫瓦。因此本發(fā)明可避免選 擇單基?；騿胃唠A模所存在的缺點(diǎn)，進(jìn)而運(yùn)用于任何波段的表面發(fā)射型激 光，例如包括波長(zhǎng)為650nm、780nm、850nm、980nm、1310nm及1550nm。
在附圖中，裝置的各部件并未依實(shí)際尺寸繪制，某些尺度與其它部分 相關(guān)的尺度比被放大表示，以此提供更清楚的描述進(jìn)而幫助熟悉本領(lǐng)域的 相關(guān)人員了解本發(fā)明。同時(shí)，本發(fā)明雖然以優(yōu)選實(shí)施例描述如上，然而其 并非用來(lái)限定本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)，可做各種的更改和潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求 書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。