公开(公告)号：US20050190812A1

公开(公告)日：2005-09-01

申请号：US11119292

申请日：2005-04-29

申请人： Ralph Johnson ,  Klein Johnson ,  Jimmy Tatum ,  James Guenter ,  James Biard ,  Robert Hawthorne

发明人： Ralph Johnson ,  Klein Johnson ,  Jimmy Tatum ,  James Guenter ,  James Biard ,  Robert Hawthorne

IPC分类号： H01S5/183 ,  H01S5/42 ,  H01S3/08

CPC分类号： H01S5/423 ,  H01S5/18308 ,  H01S5/18313 ,  H01S5/18333 ,  H01S5/18338 ,  H01S5/2063 ,  H01S5/3054 ,  H01S5/3211

摘要： This disclosure concerns devices such as DBRs, one example of which includes at least one first mirror layers having an oxidized region extending from an edge of the DBR to an oxide termination edge that is situated greater than a first distance from the edge of the DBR. The DBR also includes at least one second mirror layer having an oxidized region extending from the edge of the DBR to an oxide termination edge that is situated less than a second distance from the edge of the DBR, such that the first distance is greater than the second distance. Additionally, a first mirror layer includes an oxidizable material at a concentration that is higher than the concentration of the oxidizable material in any of the second mirror layers. Finally, a first mirror layer is doped with an impurity at a higher level than one of the second mirror layers.

摘要翻译： 本公开涉及诸如DBR的设备，其一个示例包括至少一个第一镜像层，其具有从DBR的边缘延伸到距离DBR的边缘大于第一距离的氧化物终止边缘的氧化区域。 DBR还包括至少一个第二镜层，其具有从DBR的边缘延伸到氧化物终止边缘的氧化区域，该氧化物终止边缘距离DBR的边缘小于第二距离，使得第一距离大于 第二距离。 此外，第一镜层包括浓度高于任何第二镜层中的可氧化材料的浓度的可氧化材料。 最后，第一镜层掺杂有比第二镜层中的一个更高的杂质。

公开(公告)号：US20050031011A1

公开(公告)日：2005-02-10

申请号：US10767920

申请日：2004-01-29

申请人： James Biard ,  Ralph Johnson ,  Klein Johnson

发明人： James Biard ,  Ralph Johnson ,  Klein Johnson

IPC分类号： H01S5/028 ,  H01S5/042 ,  H01S5/183 ,  H01S5/20 ,  H01S5/42 ,  H01S3/08 ,  H01S5/00

CPC分类号： H01S5/18358 ,  H01S5/0421 ,  H01S5/18308 ,  H01S5/2009 ,  H01S5/205 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/423 ,  H01S2301/166

摘要： A VCSEL having an N-type Bragg mirror with alternating layers of high bandgap (low index) and low bandgap (high index) layers of AlGaAs. The layers may be separated by a step change of Al composition followed by a graded region, and vice versa for the next layer, in the N-type mirror to result in a lower and more linear series resistance. Also, an N-type spacer layer may be adjacent to an active region of quantum wells. There may be a similar step in a change of Al composition from the nearest layer of the N-type mirror to the N-type spacer formed from a lower bandgap direct AlGaAs layer to provide lower free carrier absorption. With electron affinity engineering, a minority carrier hole barrier may be inserted adjacent to the quantum wells to improve hole confinement at high current density and high temperature.

摘要翻译： 具有具有高带隙（低折射率）和低带隙（高折射率）AlGaAs层的交替层的N型布拉格反射镜的VCSEL。 这些层可以通过Al组分的阶跃变化和随后的渐变区域分离，反之亦然，在N型反射镜中可以产生更低和更线性的串联电阻。 此外，N型间隔层可以与量子阱的有源区相邻。 从最近的N型反射镜层到由较低带隙的直接AlGaAs层形成的N型间隔物的Al组成变化可能有类似的步骤，以提供较低的自由载流子吸收。 通过电子亲和力工程，可以在量子阱附近插入少数载流子阱屏障，以在高电流密度和高温下改善孔隙限制。

公开(公告)号：US20050092710A1

公开(公告)日：2005-05-05

申请号：US10697660

申请日：2003-10-29

申请人： James Biard ,  Klein Johnson ,  Ralph Johnson ,  Gyoungwon Park ,  Tzu-Yu Wang

发明人： James Biard ,  Klein Johnson ,  Ralph Johnson ,  Gyoungwon Park ,  Tzu-Yu Wang

IPC分类号： H01S5/042 ,  H01S5/183 ,  H01B13/00

CPC分类号： H01S5/18308 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/18311 ,  H01S5/18341 ,  H01S5/18363 ,  H01S5/18366 ,  H01S2301/176 ,  H01S2304/00

摘要： A process for making a laser structure. The process is for the fabrication of a laser device such a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). The structures made involve dielectric and spin-on material planarization over wide and narrow trenches, coplanar contacts, non-coplanar contacts, thick and thin pad dielectric, air bridges and wafer thinning.

摘要翻译： 制造激光结构的方法。 该方法用于制造诸如垂直腔表面发射激光器（VCSEL）的激光器件。 所制造的结构涉及宽和窄沟槽，共面触点，非共面触点，厚和薄的电介质，空气桥和晶片变薄的介电和旋涂材料平面化。

公开(公告)号：US20060072640A1

公开(公告)日：2006-04-06

申请号：US11224615

申请日：2005-09-12

申请人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard ,  Colby Fitzgerald

发明人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard ,  Colby Fitzgerald

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/18308 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/18311 ,  H01S5/1833 ,  H01S5/18341 ,  H01S5/18358 ,  H01S5/305

摘要： A VCSEL with undoped mirrors. An essentially undoped bottom DBR mirror is formed on a substrate. A periodically doped first conduction layer region is formed on the bottom DBR mirror. The first conduction layer region is heavily doped at a location where the optical electric field is at about a minimum. An active layer, including quantum wells, is on the first conduction layer region. A periodically doped second conduction layer region is connected to the active layer. The second conduction layer region is heavily doped where the optical electric field is at a minimum. An aperture is formed in the epitaxial structure above the quantum wells. A top mirror coupled to the periodically doped second conduction layer region. The top mirror is essentially undoped and formed in a mesa structure. An oxide is formed around the mesa structure to protect the top mirror during wet oxidation processes.

摘要翻译： 具有未掺杂镜像的VCSEL。 在基板上形成基本上未掺杂的底部DBR反射镜。 在底部DBR反射镜上形成周期性掺杂的第一导电层区域。 第一导电层区域在光电场处于最小值的位置处被重掺杂。 包括量子阱的有源层在第一导电层区域上。 周期性掺杂的第二导电层区域连接到有源层。 第二导电层区域是重掺杂的，其中光电场处于最小。 在量子阱上方的外延结构中形成孔径。 耦合到周期性掺杂的第二导电层区域的上反射镜。 顶部镜子基本上是未掺杂的并且形成在台面结构中。 在台面结构周围形成氧化物，以在湿式氧化过程中保护顶镜。

公开(公告)号：US20060072639A1

公开(公告)日：2006-04-06

申请号：US11222433

申请日：2005-09-08

申请人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard

发明人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/18308 ,  H01S5/18313 ,  H01S5/1833 ,  H01S5/18341 ,  H01S5/18369 ,  H01S5/2086 ,  H01S5/3095 ,  H01S5/3211

摘要： A VCSEL with undoped top mirror. The VCSEL is formed from an epitaxial structure deposited on a substrate. A doped bottom mirror is formed on the substrate. An active layer that includes quantum wells is formed on the bottom mirror. A periodically doped conduction layer is formed on the active layer. The periodically doped conduction layer is heavily doped at locations where the optical energy is at a minimum when the VCSEL is in operation. A current aperture is used between the conduction layer and the active region. An undoped top mirror is formed on the heavily doped conduction layer.

摘要翻译： 具有未掺杂顶镜的VCSEL。 VCSEL由沉积在衬底上的外延结构形成。 在衬底上形成掺杂的底镜。 在底部反射镜上形成包括量子阱的有源层。 在有源层上形成周期性掺杂的导电层。 周期性掺杂的导电层在VCSEL工作时光能量最小的位置被重掺杂。 在导电层和有源区之间使用电流孔。 在重掺杂导电层上形成未掺杂的顶部反射镜。

公开(公告)号：US20070053399A1

公开(公告)日：2007-03-08

申请号：US11554473

申请日：2006-10-30

申请人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard

发明人： Ralph Johnson ,  R. Penner ,  James Biard

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/18308 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/18311 ,  H01S5/1833 ,  H01S5/18341 ,  H01S5/18358 ,  H01S5/305 ,  H01S5/3095

摘要： A VCSEL with nearly planar intracavity contact. A bottom DBR mirror is formed on a substrate. A first conduction layer region is formed on the bottom DBR mirror. An active layer, including quantum wells, is on the first conduction layer region. A trench is formed into the active layer region. The trench is formed in a wagon wheel configuration with spokes providing mechanical support for the active layer region. The trench is etched approximately to the first conduction layer region. Proton implants are provided in the wagon wheel and configured to render the spokes of the wagon wheel insulating. A nearly planar electrical contact is formed as an intracavity contact for connecting the bottom of the active region to a power supply. The nearly planar electrical contact is formed in and about the trench.

摘要翻译： 具有几乎平面的腔内接触的VCSEL。 在基板上形成底部DBR反射镜。 在底部DBR镜上形成第一导电层区域。 包括量子阱的有源层在第一导电层区域上。 沟槽形成有源层区域。 沟槽形成为具有为活动层区域提供机械支撑的轮辐车轮构造。 沟槽被蚀刻到第一导电层区域附近。 质子植入物被提供在货车轮中并且被配置成使得货车车轮的轮辐绝缘。 形成近似平面的电接触件作为用于将有源区域的底部连接到电源的腔内接触。 几乎平面的电接触形成在沟槽中和周围。

公开(公告)号：US20060268954A1

公开(公告)日：2006-11-30

申请号：US11461353

申请日：2006-07-31

申请人： Ralph Johnson ,  James Biard ,  James Guenter

发明人： Ralph Johnson ,  James Biard ,  James Guenter

IPC分类号： H01S5/00

CPC分类号： H01S5/18358 ,  B82Y20/00 ,  H01L33/105 ,  H01S5/18311 ,  H01S5/3054 ,  H01S5/3211 ,  H01S5/3432

摘要： Light emitting semiconductor devices such as VCSELs, SELs, and LEDs are manufactured to have a thin electrical confinement barrier in a confining layer near the active region of the device. The thin confinement barrier comprises a III-V semiconductor material having a high aluminum content (e.g. 80%-100% of the type III material). The aluminum content of the adjacent spacer layer is lower than that of the confinement barrier. In one embodiment the spacer layer has an aluminum content of less than 40% and a direct bandgap. The aluminum profile reduces series resistance and improves the efficiency of the semiconductor device.

摘要翻译： 制造诸如VCSEL，SEL和LED的发光半导体器件在靠近器件的有源区域的约束层中具有薄的电限制屏障。 薄限制屏障包括具有高铝含量（例如III型材料的80％-100％）的III-V半导体材料。 相邻间隔层的铝含量低于限制屏障的铝含量。 在一个实施方案中，间隔层具有小于40％的铝含量和直接的带隙。 铝型材降低了串联电阻并提高了半导体器件的效率。

公开(公告)号：US20050286594A1

公开(公告)日：2005-12-29

申请号：US11026385

申请日：2004-12-30

申请人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

发明人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

IPC分类号： H01S5/00 ,  H01S5/026 ,  H01S5/183

CPC分类号： H01S5/0264 ,  H01S5/18308 ,  H01S5/18313 ,  H01S5/1835 ,  H01S5/18358 ,  H01S5/2022 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/3095 ,  H01S2301/02

摘要： An optical structure that reduces the effects of spontaneous emissions from the active region of a laser. An optical structure includes optimizations to reduce the effects of spontaneous emissions. The optical structure includes a VCSEL with top and bottom DBR mirrors and an active region connected to the mirrors. The optical structure further includes a photodiode connected to the VCSEL. One or more optimizations may be included in the optical structure including optically absorbing materials, varying the geometry of the structure to change reflective angles, using optical apertures, changing the reflectivity of one or more mirrors, changing the photodiode to be more impervious to spontaneous emissions, and using ion implants to reduce photoluminescence efficiency.

摘要翻译： 一种降低激光器有源区自发发射效应的光学结构。 光学结构包括优化以减少自发辐射的影响。 光学结构包括具有顶部和底部DBR反射镜的VCSEL和连接到反射镜的有源区域。 光学结构还包括连接到VCSEL的光电二极管。 可以在光学结构中包括一个或多个优化，包括光学吸收材料，改变结构的几何形状以改变反射角度，使用光学孔径，改变一个或多个反射镜的反射率，将光电二极管改变为对自发辐射更为不透明 ，并使用离子注入来降低光致发光效率。

公开(公告)号：US20050286595A1

公开(公告)日：2005-12-29

申请号：US11027717

申请日：2004-12-30

申请人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

发明人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

IPC分类号： H01S5/00 ,  H01S5/026 ,  H01S5/183

CPC分类号： H01S5/0264 ,  H01S5/18308 ,  H01S5/18313 ,  H01S5/1835 ,  H01S5/18358 ,  H01S5/2022 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/3095 ,  H01S2301/02

摘要： An optical structure that reduces the effects of spontaneous emissions from the active region of a laser. An optical structure includes optimizations to reduce the effects of spontaneous emissions. The optical structure includes a VCSEL with top and bottom DBR mirrors and an active region connected to the mirrors. The optical structure further includes a photodiode connected to the VCSEL. One or more optimizations may be included in the optical structure including optically absorbing materials, varying the geometry of the structure to change reflective angles, using optical apertures, changing the reflectivity of one or more mirrors, changing the photodiode to be more impervious to spontaneous emissions, and using ion implants to reduce photoluminescence efficiency.

摘要翻译： 一种降低激光器有源区自发发射效应的光学结构。 光学结构包括优化以减少自发辐射的影响。 光学结构包括具有顶部和底部DBR反射镜的VCSEL和连接到反射镜的有源区域。 光学结构还包括连接到VCSEL的光电二极管。 可以在光学结构中包括一个或多个优化，包括光学吸收材料，改变结构的几何形状以改变反射角度，使用光学孔径，改变一个或多个反射镜的反射率，将光电二极管改变为对自发辐射更为不透明 ，并使用离子注入来降低光致发光效率。

公开(公告)号：US20050286583A1

公开(公告)日：2005-12-29

申请号：US11026095

申请日：2004-12-30

申请人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

发明人： James Guenter ,  Jimmy Tatum ,  James Biard

IPC分类号： H01S5/00 ,  H01S5/026 ,  H01S5/183

CPC分类号： H01S5/18308 ,  H01S5/0264 ,  H01S5/0425 ,  H01S5/18311 ,  H01S5/18313 ,  H01S5/1835 ,  H01S5/18358 ,  H01S5/2022 ,  H01S5/2027 ,  H01S5/3054 ,  H01S5/3095 ,  H01S2301/02

摘要： An optical structure that reduces the effects of spontaneous emissions from the active region of a laser. An optical structure includes optimizations to reduce the effects of spontaneous emissions. The optical structure includes a VCSEL with top and bottom DBR mirrors and an active region connected to the mirrors. The optical structure further includes a photodiode connected to the VCSEL. One or more optimizations may be included in the optical structure including optically absorbing materials, varying the geometry of the structure to change reflective angles, using optical apertures, changing the reflectivity of one or more mirrors, changing the photodiode to be more impervious to spontaneous emissions, and using ion implants to reduce photoluminescence efficiency.

摘要翻译： 一种降低激光器有源区自发发射效应的光学结构。 光学结构包括优化以减少自发辐射的影响。 光学结构包括具有顶部和底部DBR反射镜的VCSEL和连接到反射镜的有源区域。 光学结构还包括连接到VCSEL的光电二极管。 可以在光学结构中包括一个或多个优化，包括光学吸收材料，改变结构的几何形状以改变反射角度，使用光学孔径，改变一个或多个反射镜的反射率，将光电二极管改变为对自发辐射更为不透明 ，并使用离子注入来降低光致发光效率。