KR102607445B1

KR102607445B1 - 표면발광레이저 패키지

Info

Publication number: KR102607445B1
Application number: KR1020180099462A
Authority: KR
Inventors: 박주영; 김명섭
Original assignee: 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2023-11-29
Also published as: KR20200023078A

Abstract

표면발광레이저 패키지는 제1 패턴을 갖는 안착부를 포함하는 하우징과, 하우징에 배치되는 표면발광레이저 소자와, 하우징의 안착부에 배치되며, 제1 패턴의 형상에 대응되는 형상인 제2 패턴을 갖는 확산부를 포함한다.

Description

표면발광레이저 패키지{A VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER PACKAGE}

실시예는 표면발광레이저 패키지에 관한 것이다.

GaAs, AlGaAs 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 이용하여 다양한 파장대역의 광을 방출할 수 있어, 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.

특히, 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 재질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선의 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자는 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장대역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장대역에 이르는 다양한 파장대역의 빛을 수광할 수 있다. 또한 반도체 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 채택될 수 있다.

따라서, 반도체 소자는 광 통신 시스템의 송수신 모듈, 액정표시장치LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 유닛, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드와 같은 조명 장치, 자동차의 헤드 라이트, 신호등 또는 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다.

또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자로서 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL) 소자가 있다. 표면발광레이저 소자는 광 통신, 광병렬 처리, 광연결 등에 사용되고 있다. 한편, 이러한 통신용 모듈에서 사용되는 레이저 다이오드의 경우, 저전류에서 작동하기 용이하도록 설계되어 있다.

표면발광레이저 소자는 통신용과 센서용으로 개발되고 있다. 통신용 표면발광레이저 소자는 광통신 시스템에 적용된다.

센서용 표면발광레이저 소자는 사람의 얼굴을 인지하는 3D 센싱 카메라에 적용된다. 예를 들어, 3D 센싱 카메라는 객체의 심도 정보(Depth Information)를 포착할 수 있는 카메라로서, 최근 증강현실과 맞물려 각광을 받고 있다.

표면발광레이저 소자가 포함된 표면발광레이저 패키지로 제품화될 수 있다.

종래의 표면발광레이저 패키지에서, 표면발광레이저 소자의 레이저빔을 확산시키기 위해 표면발광레이저 소자 위에 확산부가 배치되고, 확산부는 접착 부재에 의해 고정된다.

하지만, 확산부가 접착 부재에 의해 고정되더라도, 충격에 의해 확산부가 탈착되는 문제가 발생된다. 이와 같이 확산부가 탈착되는 경우, 확산부 아래에 배치된 표면발광레이저 소자에서 방출된 레이저빔이 그대로 노출되게 된다. 표면발광레이저 패키지가 안면 인식 분야에 적용되는 경우, 확산부의 탈착에 의해 노출된 레이저빔이 사용자의 눈에 전달되어 실명될 위험이 있다.

실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

실시예의 다른 목적은 새로운 구조를 갖는 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 확산부의 고정성을 강화한 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 고출력의 빛을 제공하고 내부로 습기가 침투되는 것을 방지할 수 있는 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 방열 성능을 향상시킬 수 있는 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 표면발광레이저 소자의 고정성을 강화한 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 전기적인 연결에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

실시예의 또 다른 목적은 확산부의 표면 손상을 방지할 수 있는 표면발광레이저 패키지를 제공한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 표면발광레이저 패키지는, 제1 패턴을 갖는 안착부를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 표면발광레이저 소자; 및 상기 하우징의 상기 안착부에 배치되며, 상기 제1 패턴의 형상에 대응되는 형상인 제2 패턴을 갖는 확산부;를 포함한다.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 표면발광레이저 소자가 접착부에 매립되어 접착부에 의해 표면발광레이저 소자가 단단하게 고정되어 표면발광레이저 소자의 탈착을 방지할 수 있다 는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 와이어가 접착부에 매립되어 접착부에 의해 와이어가 단단하게 고정되어 충격으로 인한 와이어의 단선을 방지할 수 있다 는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 산소나 수분이 외부로부터 하우징을 통해 하우징 내로 투습되더라도, 접착부에 의해 차단되어 표면발광레이저 소자이 산소나 수분에 노출되지 않도록 할 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 접착부의 제1 패턴 위에 확산부를 형성하기 위한 재질만 형성하여 주면, 자연적으로 확산부의 하면에 제2 패턴 형성되므로, 확산부의 제2 패턴을 별도로 형성할 필요 없어 공정이 단순하고 공정 시간을 줄 일 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 종래와 같이 확산부를 부착하기 위한 별도의 접착 공정이 필요 없으며, 또한 미리 별도로 확산부를 만들어 놓을 필요가 없고, 하우징 내에 직접 제2 패턴을 포함하는 확산부가 형성되므로, 확산부를 부착하기 위한 별도의 접착 공정을 수행할 때 발생될 수 있는 확산부의 스크래치가 발생되지 않아 목표 발산각 설계가 용이하다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 표면발광레이저 소자의 상면과 확산부의 하면 사이의 거리는 표면발광레이저 소자의 상면과 하우징의 바닥면 사이의 거리보다 작도록 하여, 표면발광레이저 소자로부터 방출된 레이저빔이 최단 거리로 확산부로 진입되도록 하여 발산각을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 하우징의 안착부와 확산부가 나사산을 이용하여 끼움 체결되어, 확산부가 안착부에 단단하게 고정되므로, 확산부의 이탈이 방지되어 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 안착부에 확산부에 체결될 때 회전된 방향에 반대 방향으로 회전되어 확산부가 안착부)로부터 용이하게 분리될 수 있어, 확산부의 불량 등이 발생되는 경우 확산부의 교체가 용이하다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 하우징의 안착부의 제1 패턴과 확산부의 제2 패턴 사이에 배치된 접착부재에 의해 하우징의 안착부의 제1 패턴과 확산부의 제2 패턴이 더욱 더 단단하게 체결되어, 확산부의 탈착이 원천적으로 차단될 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 확산부의 직경을 하우징의 안착부의 직경보다 작게 하여, 확산부의 외측면과 하우징의 안착부의 내측면 사이에 일정 갭이 형성되도록 하고 이러한 갭에 접착부재가 배치될 수 있다. 이에 따라, 확산부가 하우징의 안착부에 보다 용이하게 끼움 체결될 뿐만 아니라 하우징의 안착부의 제1 패턴과 확산부의 제2 패턴 사이의 끼움 체결뿐만 아니라 접착부재에 의한 확산부와 하우징의 안착부의 접착에 의해 확산부의 탈착이 원천적으로 차단되어 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 확산부의 측면과 하우징의 안착부의 측면이 나사산으로 끼움 체결되는 한편, 확산부의 하면과 하우징의 안착부의 바닥면 사이에 접착부재가 배치됨으로써, 확산부의 탈착이 원천적으로 차단되어 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 확산부의 상면은 하우징의 상면보다 낮게 위치되므로, 하우징의 상면에 의해 확산부의 상면이 보호되어 하우징의 상면에 생길 수 있는 스크래치와 같은 불량이 차단될 수 있다는 장점이 있다.

실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 평면도이다.
도 3는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도이다.
도 4b는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9은 제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 평면도이다.
도 10는 도 1의 표면발광레이저 패키지에서 K-K'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 하우징을 도시한 단면도이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 확산부를 도시한 사시도이다.
도 13는 제3 실시예에 따른 확산부를 도시한 단면도이다.
도 14은 제4 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 15은 제5 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 16은 제6 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 17은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 다른 단면도이다.
도 18는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

(제1 실시예)

도 1은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 하우징(110)을 제공할 수 있다.

하우징(110)은 그 하우징(110) 상에 배치되는 모든 구성 요소를 지지할 수 있다. 예컨대, 하우징(110)은 그 위에 배치되는 표면발광레이저 소자(201) 및 확산부(140)를 지지할 수 있다. 하우징(110), 표면발광레이저 소자(201) 및 확산부(140)은 패키징 공정에 의해 모듈화된 모듈일 수 있다. 이와 같은 모듈이 하나 또는 복수로 회로기판(미도시) 상에 실장될 수 있다.

실시예의 하우징(110)은 지지 강도, 방열성, 절연성 등이 우수한 재질을 포함할 수 있다.

하우징(110)은 열 전도율이 높은 재질을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 표면발광레이저 소자(201)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 절연 재질을 포함할 수 있다.

예컨대, 하우징(110)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 하우징(110)은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다.

또한, 하우징(110)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 하우징(110)은 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 다른 예로서, 수지 계열의 절연 재질을 포함할 수 있다. 하우징(110)은, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 제공될 수 있다.

하우징(110)은 도전성 재질을 포함할 수도 있다. 하우징(110)이 도전성 재질, 예컨대 금속으로 제공되는 경우, 하우징(110)과 표면발광레이저 소자(201) 사이 또는 하우징(110)과 전극(181 내지 186) 사이에 전기적인 절연을 위한 절연 부재가 제공될 수 있다.

제1 실시예의 하우징(110)은 제1 바디(110a)와 제2 바디(110b)를 포함할 수 있다. 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a) 상에 배치될 수 있다.

제1 및 제2 바디(110a, 110b)는 동일 재질로 이루어지고 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 바디(110a, 110b)는 성형 가공에 의한 일괄 공정에 의해 형성될 수 있다.

제1 및 제2 바디(110a, 110b)는 서로 상이한 재질로 형성되고 별개의 공정에 의해 형성될 수 있다. 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a)와 상이한 재질로 이루어지며 별개의 공정에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제2 바디(110b)의 하면과 제1 바디(110a)의 상면이 접착 부재(미도시)에 의해 서로 접착될 수 있다. 예로서, 접착 부재는 유기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 접착 부재는 에폭시 계열의 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 접착 부재는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.

제1 바디(110a)의 상면은 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함할 수 있다.

제2 바디(110b)는 내부에 개구를 갖고 제1 바디(110a)의 가장자리로부터 수직으로 돌출 형성될 수 있다. 즉, 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a)의 상면의 제1 영역에 대응되는 개구를 가질 수 있다. 이러한 경우, 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a)의 상면의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. 제1 바디(110a)의 상면의 제1 영역과 제2 바디(110b)의 개구에 의해 캐비티(111)가 정의될 수 있다. 캐비티(111)는 하우징(110)에 구비될 수 있다. 캐비티(111)에 의해 노출되는 제1 바디(110a)의 상면의 제1 영역은 바닥면(113)일 수 있다.

제2 바디(110b)는 개구 또는 캐비티(111)와 접하는 측면(115)을 가질 수 있다. 캐비티(111)는 바닥면(113)과 측면(115)에 의해 형성될 수 있다. 측면(115)은 제1 바디(110a)의 바닥면(113)에 대해 수직인 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제1 실시예의 하우징(110)은 서로 이격된 제1 및 제2 비아홀(미도시)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하우징(110)의 제1 바디(110a)는 수직으로 관통되는 제1 및 제2 비아홀을 포함할 수 있다. 나중에 설명하겠지만, 제1 및 제2 비아홀에 제1 및 제2 연결배선(185, 186)이 배치될 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)를 포함할 수 있다.

제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 하우징(110)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 제1 바디(110a)의 바닥면(113) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 전기적인 절연을 위해 서로 이격될 수 있다.

제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 제1 바디(110a)의 바닥면(113)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 표면발광레이저 소자(201)를 제공할 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181) 상에 배치될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)의 하측은 제1 전극부(181)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 전극부(181)는 표면발광레이저 소자(201)의 제1 전극(도 4a의 215)과 전기적으로 연결될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181)의 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 제1 전극부(181)의 사이즈는 표면발광레이저 소자(201)의 사이즈보다 클 수 있다. 예컨대, 표면발광레이저 소자(201)는 위에서 보았을 때 정사각형을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 표면발광레이저 소자(201)의 가로폭과 세로폭은 서로 동일할 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)의 사이즈를 고려하여, 제1 전극부(181)의 사이즈는 제2 전극부(182)의 사이즈보다 클 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 각각 레이저빔을 방출하는 복수의 에미터(도 3의 E1, E2, E3)를 포함하는 발광부(E)와 제2 전극부(182)에 전기적으로 연결되기 위한 패드전극(280)이 배치되는 패드부(P)를 포함할 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 제2 전극부(182)와 인접하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 표면발광레이저 소자(201)의 패드부(P)는 제2 전극부(182)와 인접하여 배치될 수 있다.

도 2 내지 도 4b를 참조하여, 표면발광레이저 소자(201)를 상세히 설명한다.

도 2는 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 평면도이고, 도 3는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이다. 도 4a는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도이고, 도 4b는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도이다.

도 2 내지 도 4b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 발광부(E)와 패드부(P)를 포함할 수 있다. 발광부(E)는 도 3와 같이 복수의 발광 에미터(E1, E2, E3)를 포함하는 영역으로서 레이저빔이 방출되는 영역일 수 있다. 예컨대, 발광부(E)는 수십에서 수백개의 발광 에미터를 포함할 수 있다. 패드부(P)는 발광 에미터(E1, E2, E3)에 배치되지 않는 영역일 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제2 전극(282)을 포함할 수 있다. 즉, 각 발광 에미터(E1, E2, E3)에서 제2 전극(282)은 개구부(aperture, 241)에 대응되는 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 전극(282)은 제2 반사층(250)의 제2 영역에 배치될 수 있다. 제2 반사층(250)의 제1 영역은 제2 영역에 의해 둘러싸이고, 개구부(241)의 사이즈와 동일하거나 이보다 클 수 있다. 따라서, 발광층(230)에서 생성된 빔이 개구부(241)을 통과하여 제2 전극(282)에 의해 정의된 개구부를 통해 외부로 방출될 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극(215), 기판(210), 제1 반사층(220), 발광층(230), 산화층(240), 제2 반사층(250), 패시베이션층(270), 제2 전극(282) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

산화층(240)은 개구부(241) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. 개구부(241)은 전류가 흐르는 통로영역일 수 있다. 절연영역(242)은 전류의 흐름을 차단하는 차단영역일 수 있다. 절연영역(242)는 옥사이드층(oxide layer) 또는 산화층으로 지칭될 수 있다.

산화층(240)은 전류의 흐름이나 밀도를 제한하여 보다 응집된 레이저빔이 방출되도록 하므로, 전류제한층(current confinement layer)으로 지칭될 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 패드전극(280)을 더 포함할 수 있다. 패드전극(280)은 패드부(P), 즉 발광부(E)를 제외한 영역에 배치될 수 있다. 패드전극(280)은 제2 전극(282)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(282)과 패드전극(280)은 일체로 형성되거나 별개도 형성될 수 있다.

이하 도 2 내지 도 4b를 참조하여 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)의 기술적 특징을 설명하기로 한다. 제1 실시예의 도면에서 x축의 방향은 기판(210)의 길이방향에 평행한 방향일 수 있으며, y축은 x축에 수직한 방향일 수 있다.

<기판, 제1 전극>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 기판(210)을 제공한다. 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판으로는 전기 전도도가 우수한 금속이 사용될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)의 동작시 발생되는 열이 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로, 전도성 기판으로는 열전도도가 높은 GaAs 기판 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등이 사용될 수 있다. 비전도성 기판으로는 AlN 기판이나 사파이어(Al₂O₃) 기판 또는 세라믹 계열의 기판 등이 사용될 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극(215)을 제공한다. 제1 전극(215)은 기판(210)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 전극(215)은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(215)은 금속일 수 있고, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성되어, 전기적 특성을 향상시켜 광출력을 높일 수 있다.

<제1 반사층>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 반사층(220)를 제공한다. 제1 반사층(220)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 두께를 줄이기 위해 기판(210)이 생략되는 경우, 제1 반사층(220)의 하면은 제1 전극(215)의 상면과 접촉될 수 있다.

제1 반사층(220)는 제1 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.

제1 반사층(220)는 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 반사층(220)는 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)는 서로 다른 굴절률을 가지는 재질을 포함하는 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.

예를 들어, 제1 반사층(220)는 기판(210) 상에 배치된 복수의 층을 포함할 수 있다. 각 층은 Al_xGa_(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질을 포함할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 각각의 층의 두께는 λ/4n일 수 있고, λ는 발광층(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980나노미터(nm)일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)는 약 940 나노미터의 파장의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.

각 제1 반사층(220)에서의 층의 두께는 각각의 굴절률과 발광층(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.

<활성층>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 발광층(230)를 포함할 수 있다. 발광층(230)는 제1 반사층(220) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 발광층(230)는 제1 반사층(220) 상에 배치될 수 있다. 발광층(230)는 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250) 사이에 배치될 수 있다.

발광층(230)는 활성층과 적어도 하나 이상의 캐비티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(230)는 활성층, 활성층의 하측에 배치되는 제1 캐비티 및 활성층의 상측에 배치되는 제2 캐비티를 포함할 수 있다. 제1 실시예의 발광층(230)는 제1 캐비티와 제2 캐비티를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.

활성층은 단일 우물구조, 다중 우물구조, 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물(MQW: Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

활성층은 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용하여 양자우물층과 양자벽층을 포함할 수 있다. 양자우물층은 양자벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 활성층은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 활성층에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.

제1 캐비티와 제2 캐비티는 Al_yGa_(1-y)As(0<y<1) 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 캐비티와 제2 캐비티는 각각 Al_yGa_(1-y)As로된 복수의 층을 포함할 수 있다.

<산화층>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 산화층(240)을 제공할 수 있다. 산화층(240)은 절연영역(242)과 개구부(241)를 포함할 수 있다. 절연영역(242)는 개구부(241)을 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 개구부(241)은 발광층(230)의 제1 영역(중심영역) 상에 배치되고, 절연영역(242)는 발광층(230)의 제2 영역(가장자리영역) 상에 배치될 수 있다. 제2 영역은 제1 영역을 둘러쌀 수 있다.

개구부(241)은 전류가 흐르는 통로영역일 수 있다. 절연영역(242)은 전류의 흐름을 차단하는 차단영역일 수 있다. 절연영역(242)는 옥사이드층(oxide layer) 또는 산화층으로 지칭될 수 있다.

개구부(241)의 사이즈에 의해 제2 전극(282)에서 발광층(230)으로 공급되는 전류의 양, 즉 전류밀도가 결정될 수 있다. 개구부(241)의 사이즈는 절연영역(242)에 의해 결정될 수 있다. 절연영역(242)의 사이즈가 커질수록 개구부(241)의 사이즈는 작아지고, 이에 따라 발광층(230)으로 공급되는 전류밀도는 증가될 수 있다. 아울러, 개구부(241)은 발광층(230)에서 생성된 빔이 상측 방향, 즉 제2 반사층(250)의 방향으로 진행되는 통로일 수 있다. 즉, 개구부(241)의 사이즈에 따라, 발광층(230)의 빔의 발산각이 달라질 수 있다.

절연영역(242)은 절연층, 예를 들어 알루미늄산화물(Al₂O₃)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 산화층(240)이 AlGaAs(aluminum gallium arsenide)를 포함하는 경우, 산화층(240)의 AlGaAs가 H₂O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al₂O₃)로 변해져 절연영역(242)으로 형성되고, H₂O와 반응하지 않은 중심영역은 AlGaAs를 포함하는 개구부(241)가 될 수 있다.

제1 실시예에 의하면, 개구부(241)을 통해 발광층(230)에서 발광된 광을 상부 영역으로 발산할 수 있으며, 절연영역(242)과 비교하여 개구부(241)의 광 투과율이 우수할 수 있다.

절연영역(242)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 절연영역(242)은 제1 절연영역, 제1 절연영역 상에 배치된 제2 절연영역 및 제2 절연영역 사에 배치된 제3 절연영역을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역 중 하나의 절연영역은 다른 절연영역과 동일한 두께를 갖거나 상이한 두께를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역은 적어도 산화(oxidation) 재질을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역은 적어도 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 포함할 수 있다.

<제2 반사층>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제2 반사층(250)를 포함할 수 있다. 제2 반사층(250)는 산화층(240) 상에 배치될 수 있다.

제2 반사층(250)는 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)는 제2 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.

제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)는 서로 다른 굴절률을 가지는 재질을 포함하는 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.

제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 Al_xGa_(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 제2 반사층(250)의 각 층의 두께는 λ/4n이고, λ는 활성층에서 방출되는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다.

이러한 구조의 제2 반사층(250)는 약 940 나노미터의 파장의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.

제2 반사층(250)는 층들이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 층들의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 층들의 페어 수보다 더 많을 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999%로서 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다.

제1 실시예에서 제2 반사층(250)는 발광층(230) 상에 배치되는 복수의 층을 포함할 수 있다. 각각의 층은 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.

<패시베이션층, 제2 전극>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 패시베이션층(270)을 제공할 수 있다. 패시베이션층(270)은 발광구조물의 일부 영역의 둘레를 둘러쌀 수 있다. 발광구조물의 일부 영역은 예컨대, 발광층(230), 산화층(240) 및 제2 반사층(250)를 포함할 수 있다. 패시베이션층(270)은 제1 반사층(220)의 상면 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 제2 반사층(250)의 에지 영역 상에 배치될 수 있다. 발광구조물이 부분적으로 메사 식각되는 경우, 제1 반사층(220)의 상면의 일부는 노출되고, 발광구조물의 일부 영역이 형성될 수 있다. 패시베이션층(270)이 발광구조물의 일부 영역의 둘레와 노출된 제1 반사층(220)의 상면 상에 배치될 수 있다.

패시베이션층(270)은 외부로부터 발광구조물을 보호하고, 제1 반사층(220)와 제2 반사층(250)의 전기적인 쇼트를 차단할 수 있다. 패시베이션층(270)은 SiO₂와 같은 무기 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제2 전극(282)을 제공할 수 있다. 제2 전극(282)은 패드전극(280)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(282)는 제2 반사층(250)의 상면의 일부분에 접촉될 수 있다.

제2 전극(282)과 패드전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(282)과 패드전극(280)은 백금(Pt), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 복수의 와이어(191)을 제공할 수 있다. 와이어(191)은 표면발광레이저 소자(201)를 제2 전극부(182)에 전기적으로 연결시켜 주기 위한 연결 부재일 수 있다.

복수의 와이어(191)은 서로 간에 이격될 수 있다. 각 와이어(191)의 일측은 표면발광레이저 소자(201)의 패드부(P)의 패드전극(280)에 전기적으로 연결되고, 각 와이어(191)의 타측은 제2 전극부(182)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 패드전극(280)은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 전극(282)과 전기적으로 연결될 수 있다. 패드전극(280)은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 전극(282)과 일체로 형성될 수 있다.

본딩 공정을 이용하여 와이어(191)는 표면발광레이저 소자(201)의 패드부(P)와 제2 전극부(182)와 전기적으로 연결될 수 있다.

와이어(191)의 최고점은 표면발광레이저 소자(201)의 상면, 구체적으로 표면발광레이저 소자(201)의 패드부(P)의 상면보다 높게 위치될 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)를 제공할 수 있다.

제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 하우징(110) 아래에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면 상에 배치될 수 있다.

도면에서는 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)가 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면으로부터 하부 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다.

다른 예로서, 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면에 서로 이격된 제1 및 제2 리세스가 형성되고, 제1 리세스에 제1 본딩부(183)이 배치되고, 제2 리세스에 제2 본딩부(184)가 배치될 수 있다 이러한 경우, 제1 리세스에 배치된 제1 본딩부(183)의 하면 및 제2 리세스에 배치된 제2 본딩부(184)의 하면은 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면과 수평으로 일치할 수 있다.

예로서, 제1 본딩부(183)의 하면과 제2 본딩부(184)의 하면 각각은 회로기판(미도시)의 신호라인(미도시)에 면 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 하우징(110)은 제1 기판으로 지칭되고, 회로기판(160)은 제2 기판으로 지칭될 수 있다.

제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 하우징(110) 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 아래에서 보았을 때 원 형상의 패드를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제1 본딩부(183)는 제1 전극부(181)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 본딩부(183)는 제1 연결배선(185)을 통하여 제1 전극부(181)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결배선(185)은 예로서, 하우징(110)에 제공된 제1 비아홀에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)와 제1 연결배선(185)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다.

제2 본딩부(184)는 제2 전극부(182)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 본딩부(184)는 제2 연결배선(186)을 통하여 제2 전극부(182)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결배선(186)은 예로서, 하우징(110)에 제공된 제2 비아홀에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(184)와 제2 연결배선(186)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다.

예컨대, 제1 연결배선(185)과 제2 연결배선(186)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 텅스텐(W)이 1000℃ 이상의 고온에서 녹여진 후 제1 및 제2 비아홀에 주입된 후 경화되어, 제1 연결배선(185)와 제2 연결배선(186)이 형성될 수 있다. 텅스텐(W)의 일부가 하우징(110) 하부에서 경화되어 제1 및 제2 본딩부(183, 184)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

실시예에 의하면, 회로기판(미도시)을 통하여 표면발광레이저 소자(201)에 구동 전원이 제공될 수 있게 된다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 접착부(130)을 제공할 수 있다.

접착부(130)는 하우징(110)의 캐비티(111)에 배치될 수 있다.

접착부(130)는 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)를 둘러쌀 수 있다. 접착부(130)는 표면발광레이저 소자(201)를 둘러쌀 수 있다. 접착부(130)는 와이어(191)를 둘러쌀 수 있다. 접착부(130)의 상면은 적어도 와이어(191)의 최고점보다 높게 위치될 수 있다.

접착부(130)의 상면은 복수의 제1 패턴(132)을 포함할 수 있다. 제1 패턴(132)은 접착부(130)의 내부로 움푹 들어간 음각패턴을 포함할 수 있다. 제1 패턴(132)은 그루브(groove), 리세스(recess), 홈으로 지칭될 수 있다.

제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 접착부(130)에 매립될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 접착부(130)에 매립될 수 있다. 와이어(191)는 접착부(130)에 매립될 수 있다.

접착부(130)는 지지 강도, 내열성, 방열성, 접착성, 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 접착부(130)는 유기·무기하이브리드 수지, 지방족 플루오렌 변성 아크릴레이트 계열 수지 또는 아크릴아크릴레이트 계열 수지로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 유기·무기하이브리드 수지의 굴절률은 대략 1.3이고, 지방족 플루오렌 변성 아크릴레이트 계열 수지의 굴절률은 대략 1.43이며, 아크릴아크릴레이트 계열 수지의 굴절률은 대략 1.46일 수 있다.

접착부(130)의 접착성이 우수하므로, 접착부(130)가 하우징(110)의 측면(115)과 바닥면(113), 제1 및 제2 전극부(181, 182), 표면발광레이저 소자(201) 및 와이어(191)에 용이하게 접착될 수 있다.

접착부(130)가 우수한 방열 특성을 가지므로, 표면발광레이저 소자(201)에서 발생된 열이 신속하게 외부로 방출될 수 있다.

접착부(130)가 우수한 절연 특성을 가지므로, 표면발광레이저 소자(201)와 다른 구성 요소와의 전기적이 절연이 확보될 수 있다.

접착부(130)가 우수한 내열성을 가지므로, 접착부(130)의 경화시에도 변형이 발생되지 않고 접착부(130)의 광학적 특성을 유지할 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 표면발광레이저 소자(201)가 접착부(130)에 매립되어 접착부(130)에 의해 표면발광레이저 소자(201)가 단단하게 고정되어 표면발광레이저 소자(201)의 탈착을 방지할 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 와이어(191)가 접착부(130)에 매립되어 접착부(130)에 의해 와이어(191)가 단단하게 고정되어 충격으로 인한 와이어(191)의 단선을 방지할 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 산소나 수분이 외부로부터 하우징(110)을 통해 하우징(110) 내로 투습되더라도, 접착부(130)에 의해 차단되어 표면발광레이저 소자(201)이 산소나 수분에 노출되지 않도록 할 수 있다.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100)는 확산부(140)를 제공할 수 있다.

확산부(140)는 하우징(110)의 캐티비에 배치될 수 있다. 확산부(140)는 접착부(130) 상에 배치될 수 있다. 확산부(140)의 하면은 접착부(130)의 상면과 접촉되고, 확산부(140)의 측면(115)은 하우징(110)의 측면(115)과 접촉될 수 있다.

확산부(140)의 상면은 하우징(110)의 제2 바디(110b)의 상면과 수평으로 일치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

확산부(140)의 하면은 복수의 제2 패턴(142)을 포함할 수 있다. 제2 패턴(142)은 확산부(140)로부터 외부로, 즉 표면발광레이저 소자(201)를 향해 돌출된 양각패턴을 포함할 수 있다. 제2 패턴(142)은 돌기(protrusion), 돌출영역, 연장부로 지칭될 수 있다.

제2 패턴(142)은 확산부(140)의 하면의 전 영역 상에 배치될 수 있다.

확산부(140)의 제2 패턴(142)은 접착부(130)의 제1 패턴(132)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 나중에 설명하겠지만, 접착부(130)의 제1 패턴(132)이 형성된 후, 제1 패턴(132)에 확산부(140)를 형성하기 위한 재질이 형성되므로, 확산부(140)의 하면에 접착부(130)의 제1 패턴(132)에 대응되는 제2 패턴(142)이 형성될 수 있다.

접착부(130)의 제1 패턴(132)과 확산부(140)의 제2 패턴(142)에 의해 표면발광레이저 소자(201)에서 방출되어 접착부(130)를 경유하여 입사된 레이저빔이 확산되도록 할 수 있다.

접착부(130)의 제1 패턴(132)와 확산부(140)의 제2 패턴(142)에 의해 패턴부가 구성될 수 있다. 즉, 패턴부는 제1 패턴(132)와 제2 패턴(142)를 포함할 수 있다. 패턴부는 접착부(130)와 확산부(140)의 경계면에 배치될 수 있다. 접착부(130)와 확산부(140)의 경계면에서 접착부(130)의 상면에 형성되는 제1 패턴(132)과 제1 패턴에 대응되도록 형성된 제2 패턴(142)에 의해 패턴부가 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 접착부(130)의 제1 패턴(132) 위에 확산부(140)를 형성하기 위한 재질만 형성하여 주면, 자연적으로 확산부(140)의 하면에 제2 패턴(142)이 형성되므로, 확산부의 제2 패턴을 별도로 형성할 필요 없어 공정이 단순하고 공정 시간을 줄 일 수 있다.

또한, 종래에는 패턴이 형성된 확산부(140)를 별도의 접착 공정을 이용하여 하우징에 부착하는 공정이 필요하였다. 이와 같은 부착 공정을 위해서 확산부가 하우징에 가압되어야 하는데, 이러한 경우 자칫 확산부의 표면에 스크래치와 같은 불량이 발생되어 확산부의 표면에서 출사되는 레이저빔의 발산각이 목표 발산각보다 커지는 발산각 불량이 발생될 수 있다.

하지만, 제1 실시예에 따르면, 종래와 같이 확산부를 부착하기 위한 별도의 접착 공정이 필요 없으며, 또한 미리 별도로 확산부를 만들어 놓을 필요가 없고, 하우징(110) 내에 직접 제2 패턴(142)을 포함하는 확산부(140)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 확산부를 부착하기 위한 별도의 접착 공정을 수행할 때 발생되는 확산부의 스크래치가 발생되지 않아 목표 발산각 설계가 용이하다.

확산부(140)는 지지 강도, 내열성, 방열성, 접착성, 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 확산부(140)는 우레탄 아크릴(Urethane acrylate)계열 수지, 폴리아미드이미드(Polyamide-imide) 계열 수지 또는 폴리에테르아미드(Polyether-imide) 계열 수지로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 확산부(140)의 굴절률은 접착부(130)의 굴절률보다 크도록 하여, 표면발광레이저 소자(201)에서 방출되어 접착부(130)를 경유하여 입사된 레이저빔이 확산되도록 할 수 있다. 예컨대, 우레탄 아크릴 계열 수지의 굴절률은 대략 1.6이고, 폴리 아미드이미드 계열 수지의 굴절률은 대략 1.65이며, 폴리에테르아미드 계열 수지의 굴절률은 대략 1.63일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

확산부(140)의 접착성이 우수하므로, 확산부(140)가 하우징(110)의 측면(115)과 접착부(130)에 용이하게 접착될 수 있다.

확산부(140)가 우수한 방열 특성을 가지므로, 표면발광레이저 소자(201)에서 발생된 열이 신속하게 외부로 방출될 수 있다.

확산부(140)가 우수한 내열성을 가지므로, 확산부(140)의 경화시에도 변형이 발생되지 않고 확산부(140)의 광학적 특성을 유지할 수 있다.

예컨대, 접착부(130)는 제1 층으로, 확산부(140)는 제2 층으로 지칭될 수 있다. 예컨대, 접착부(130)는 제1 수지층으로, 확산부(140)는 제2 수지층으로 지칭될 수 있다.

접착부(130)의 두께를 T1이라 하고, 확산부(140)의 두께를 T2라 하면, 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 두께를 T3라 할 수 있다. 이러한 경우, 접착부(130)의 두께(T1)는 확산부(140)의 두께(T2)와 동일할 수 있다. 접착부(130)의 두께(T1)는 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 두께(T2)와 동일할 수 있다.

접착부(130)의 두께(T1)는 확산부(140)의 두께(T2)보다 클 수 있다. 예컨대, 확산부(140)의 두께(T2)와 접착부(130)의 두께(T1)의 비는 대략 1:1 내지 대략 1:1.5일 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)의 상면과 확산부(140)의 하면 사이의 거리(L1)은 표면발광레이저 소자(201)의 상면과 하우징(110)의 바닥면(113) 사이의 거리(L2)보다 작도록 하여, 표면발광레이저 소자(201)로부터 방출된 레이저빔이 최단 거리로 확산부(140)로 진입되도록 하여 발산각을 최소화할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지의 제조 공정을 설명하는 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 표면발광레이저 소자(201)가 실장된 하우징(110)이 마련될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182) 중 하나의 전극부 상에 배치될 수 있다.

하우징(110)에 제1 및 제2 전극부(181, 182), 제1 및 제2 본딩부(183, 184) 및 제1 및 제2 연결배선(185, 186)이 배치될 수 있다.

다른 예로서, 제1 및 제2 본딩부(183, 184) 및 제1 및 제2 연결배선(185, 186)은 확산부(도 7의 140 참고)가 형성된 후에 하우징(110)에 형성될 수도 있다.

이어서, 하우징(110)의 캐비티(111)에 제1 수지재(130a)가 채워질 수 있다. 제1 수지재(130a)는 지지 강도, 내열성, 방열성, 접착성, 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 수지재(130a)는 유기·무기하이브리드 수지, 지방족 플루오렌 변성 아크릴레이트 계열 수지 또는 아크릴아크릴레이트 계열 수지로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 유기·무기하이브리드 수지의 굴절률은 대략 1.3이고, 지방족 플루오렌 변성 아크릴레이트 계열 수지의 굴절률은 대략 1.43이며, 아크릴아크릴레이트 계열 수지의 굴절률은 대략 1.46일 수 있다.

이어서, 하부에 양각패턴(352)을 갖는 스탬프(stamp, 350)가 제1 수지재(130a) 위에 놓여진 후, 스탬프(350)가 가압될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 스탬프(350)가 가압되어 양각패턴(352)에 대응하는 복수의 제1 패턴(132)이 제1 수지재(130a)의 상면에 형성될 수 있다. 제1 패턴(132)은 스탬프(350)의 양각패턴(352)에 대응되는 음각패턴을 포함할 수 있다.

이어서, 경화 공정을 이용하여 제1 수지재(130a)가 경화되어 접착부(130)로 변경될 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제2 수지재가 하우징(110)의 캐비티(111)에 채워질 수 있다. 제2 수지재가 하우징(110)의 캐비티(111) 내의 접착부(130) 상에 형성될 수 있다. 제2 수지재는 지지 강도, 내열성, 방열성, 접착성, 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2 수지재는 우레탄 아크릴(Urethane acrylate)계열 수지, 폴리아미드이미드(Polyamide-imide) 계열 수지 또는 폴리에테르아미드(Polyether-imide) 계열 수지로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 확산부(140)의 굴절률은 접착부(130)의 굴절률보다 크도록 하여, 표면발광레이저 소자(201)에서 방출되어 접착부(130)를 경유하여 입사된 레이저빔이 확산되도록 할 수 있다. 예컨대, 우레탄 아크릴 계열 수지의 굴절률은 대략 1.6이고, 폴리 아미드이미드 계열 수지의 굴절률은 대략 1.65이며, 폴리에테르아미드 계열 수지의 굴절률은 대략 1.63일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다이어서, 경화 공정을 이용하여 제2 수지재가 경화되어 확산부(140)로 변경될 수 있다.

이미 접착부(130)의 상면에 복수의 제1 패턴(132)이 형성되어 있으므로, 접착부(130) 상에 제2 수지재가 경화되는 경우, 제2 수지재의 하면에는 접착부(130)의 제1 패턴(132)에 대응되는 제2 패턴(142)이 형성될 수 있다.

스탬프(350)에 양각패턴(352)이 형성되므로, 접착부(130)의 제1 패턴(132)은 스탬프(350)의 양각패턴(352)에 대응되는 음각패턴을 포함할 수 있다. 아울러, 확산부(140)가 접착부(130) 상에 형성되므로, 확산부(140)의 하면에는 접착부(130)의 제1 패턴(132), 즉 음각패턴에 대응되는 제2 패턴(142), 즉 양각패턴이 형성될 수 있다. 확산부(140)의 제2 패턴(142)은 스탬프(350)의 양각패턴(352)와 동일한 형상을 갖는 양각패턴을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

(제2 실시예)

도 8은 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.

제2 실시예는 확산부(140)의 제2 패턴(142)을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 상세한 설명을 생략하며, 생략된 기술적 사상은 제1 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100A)는 하우징(110), 표면발광레이저 소자(201), 접착부(130) 및 확산부(140)를 포함할 수 있다.

제2 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100A)는 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)를 더 포함할 수 있다. 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 하우징(110)의 캐비티(111)에 구비된 바닥면(113) 상에 배치될 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 예컨대, 제1 전극부(181) 상에 배치되지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 표면발광레이저 소자(201)의 제1 전극은 제1 전극부(181)와 전기적으로 연결될 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 와이어(191)를 이용하여 제2 전극부(182)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 와이의 일측은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

예컨대, 표면발광레이저 소자(201)는 레이저빔이 방출되는 활성층을 포함할 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극(215)은 활성층 아래에 배치되고, 제2 전극(280)은 예컨대 활성층 위에 배치될 수 있는 수직형 표면발광레이저 소자(201)일 수 있지만, 플립칩형 표면발광레이저 소자(도 9 참조)일 수도 있다.

접착부(130)의 상면은 복수의 제1 패턴(132)을 포함할 수 있다. 확산부(140)의 하면은 제1 패턴(132)에 대응되는 복수의 제2 패턴(142)을 포함할 수 있다.

복수의 제1 패턴(132)은 접착부(130)의 상면의 일부 영역(이하, 제1 패턴영역이라 함)에 형성될 수 있다. 복수의 제2 패턴(142)은 확산부(140)의 하면의 일부 영역(이하, 제2 패턴영역이라 함)에 형성될 수 있다.

제2 패턴(142)이 제1 패턴(132)에 대응되어 형성되므로, 제2 패턴영역과 제1 패턴영역은 서로 동일한 폭(W2)을 가질 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 제1 패턴영역과 제2 패턴영역 각각의 폭(W2)은 표면발광레이저 소자(201)의 폭(W1)와 같거나 크고, 확산부(140)와 접착부(130) 각각의 폭(W3)보다 작을 수 있다. 구체적으로, 제1 패턴영역과 제2 패턴영역 각각의 폭(W2)은 표면발광레이저 소자(201)의 발광부(E)의 폭과 같거나 클 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 제1 패턴영역 또는 제2 패턴영역 각각과 수직으로 중첩될 수 있다.

제1 패턴영역 또는 제2 패턴영역의 일부 영역(이하, 제1 영역이라 함)은 표면발광레이저 소자(201)와 수직으로 중첩되고, 제1 패턴영역 또는 제2 패턴영역의 다른 영역(이하, 제2 영역이라 함)은 표면발광레이저 소자(201)와 수직으로 중첩되지 않을 수 있다. 제2 영역은 제1 영역을 둘러쌀 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 표면발광레이저 소자(201)로부터 레이저빔이 방출되므로, 레이저빔의 발산각은 크지 않으므로, 제1 패턴(132)(또는 제2 패턴(142))을 포함하는 패턴영역의 폭(W2)을 접착부(130)(또는 확산부(140))의 전 영역에 형성할 필요가 없고, 표면발광레이저 소자(201)의 폭(W1), 구체적으로 표면발광레이저 소자(201)의 발광부(E)의 폭과 같거나 크고 접착부(130)(또는 확산부(140))의 폭(W3)보다 작게 형성할 수 있다.

(제3 실시예)

도 9은 제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 평면도이며, 도 10는 도 9의 표면발광레이저 패키지에서 K-K'라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 11은 제3 실시예에 따른 하우징을 도시한 단면도이다. 도 12는 제3 실시예에 따른 확산부를 도시한 사시도이며, 도 13는 제3 실시예에 따른 확산부를 도시한 단면도이다.

도 9 내지 도 13를 참조하면, 제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100B)는 하우징(110)을 제공할 수 있다.

하우징(110)의 외곽 테두리는 위에서 보았을 때 정사각 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 하우징(110)은 X1의 가로폭과 X2의 세로폭을 가질 수 있다.

하우징(110)의 내부는 제1 캐비티(111)와 제1 캐비티(111)의 사이즈보다 큰 제2 캐비티(112)를 가질 수 있다. 제1 캐비티(111)와 제2 캐비티(112)는 내부로 움푹 들어간 형상을 의미할 수 있다.

실시예의 하우징(110)은 제1 바디(110a), 제2 바디(110b) 및 제3 바디(110c)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 바디(110a 내지 110c)는 동일 재질로 이루어지고 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 바디(110a 내지 110c)는 성형 가공에 의한 일괄 공정에 의해 형성될 수 있다.

제1 내지 제3 바디(110a 내지 110c)는 서로 상이한 재질로 형성되고 별개의 공정에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 바디(110a 내지 110c)는 동일 재질로 이루어지고 일체로 형성되고, 제1 바디(110a)는 제2 및 제3 바디(110b, 110c)와 상이한 재질로 이루어지며 별개의 공정에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 일체로 형성된 제2 및 제3 바디(110b, 110c)의 하면과 제1 바디(110a)의 상면이 접착 부재(미도시)에 의해 서로 접착될 수 있다. 예로서, 접착 부재는 유기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 접착 부재는 에폭시 계열의 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 접착 부재는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.

제2 바디(110b)는 제1 바디(110a) 상에 배치되고, 제3 바디(110c)는 제2 바디(110b) 상에 배치될 수 있다.

제1 바디(110a)의 상면은 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함할 수 있다. 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a)의 제1 영역에 대응되는 제1 개구를 가질 수 있다. 이러한 경우, 제2 바디(110b)는 제1 바디(110a)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. 제1 바디(110a)의 제1 영역과 제2 바디(110b)의 제1 개구에 의해 제1 캐비티(111)가 정의될 수 있다. 제1 캐비티(111)에 의해 노출되는 제1 바디(110a)의 제1 영역은 제1 바닥면(121)일 수 있다.

제2 바디(110b)는 제1 개구 또는 제1 캐비티(111)와 접하는 제1 측면(122)을 가질 수 있다. 제2 바디(110b)와 제1 바디(110a) 사이에는 제2 바디(110b)의 두께(T22)만큼의 단차(이하, 제1 단차라 함)가 형성될 수 있다. 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)과 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123) 사이에 위치되는 제1 측면(122)에 의해 제1 단차가 형성될 수 있다. 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)은 제2 바디(110b)의 상면일 수 있다.

제2 바디(110b)의 상면은 제1 개구에 접하는 제1 영역과 제1 개구와 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함할 수 있다.

제3 바디(110c)는 제2 바디(110b)의 제1 개구의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2 개구를 가질 수 있다. 제3 바디(110c)는 제2 바디(110b)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다.

제2 바디(110b)의 제1 영역과 제3 바디(110c)의 제2 개구에 의해 제2 캐비티(112)이 정의될 수 있다. 제2 캐비티(112)에 의해 노출되는 제2 바디(110b)의 제1 영역은 제2 바닥면(123)일 수 있다.

제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)은 제1 캐비티(111)에 접하고 제2 캐비티(112)에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)은 제1 캐비티(111)에 인접하여 제1 캐비티(111)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.

제3 바디(110c)는 제2 캐비티(112)와 접하는 제2 측면(124)을 가질 수 있다. 제3 바디(110c)와 제2 바디(110b) 사이에는 제3 바디(110c)의 두께(T33)만큼의 단차(이하, 제2 단차라 함)가 형성될 수 있다. 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 제3 바디(110c)의 상면 사이에 위치되는 제2 측면(124)에 의해 제2 단차가 형성될 수 있다.

제2 캐비티(112)는 제1 캐비티(111)와 연통될 수 있다. 제2 캐비티(112)의 사이즈는 제1 캐비티(111)의 사이즈보다 클 수 있다.

위에서 보았을 때, 제1 캐비티(111)는 사각 형상을 가지고, 제2 캐비티(112)은 원 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 위에서 보았을 때, 제2 바디(110b)의 제1 개구는 사각 형상을 가지며, 제3 바디(110c)의 제2 개구는 원 형상을 가질 수 있다. 위에서 보았을 때, 제1 바디(110a)이 제1 바닥면(121)은 사각 형상을 가지고, 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)은 원 형상을 가질 수 있다.

정리하면, 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121), 제2 바디(110b)의 제1 개구 및 제1 캐비티(111)은 서로 동일한 사각 형상을 가질 수 있다. 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123), 제3 바디(110c)의 제2 개구 및 제2 캐비티(112)은 서로 동일한 원 형상을 가질 수 있다.

예컨대, 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)의 중심축은 하우징(110)의 중심축과 일치할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제1 바디(110a)의 두께를 T11이라고 하고, 제2 바디(110b)의 두께를 T22라고 하며, 제3 바디(110c)의 두께를 T33라고 할 수 있다. 이러한 경우, 제1 내지 제3 두께(T11 내지 T33) 사이는 수학식 1로 나타내어질 수 있다.

[수학식 1]

T11≥T22≥T33

예컨대, 제3 바디(110c)의 두께(T33)는 대략 0.3mm 내지 대략 0.6mm일 수 있다. 예컨대, 제3 바디(110c)의 두께(T33)는 0.5mm일 수 있다.

제3 바디(110c)의 두께(T33)는 확산부(140)의 두께와 동일할 수 있다. 예컨대, 확산부(140)의 상면은 하우징(110)의 상면, 즉 제3 바디(110c)의 상면(125)과 수평으로 일치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 단차는 제2 바디(110b)의 두께(T22)에 의해 결정되고, 제2 단차는 제3 바디(110c)의 두께(T33)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 제2 단차의 높이는 제1 단차의 높이와 같거나 작을 수 있다.

한편, 제2 바디(110b)의 바닥면(123)와 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)에 의해 안착부(117)가 정의될 수 있다. 안착부(117)는 나중에 설명될 확산부(140)가 고정되는 영역일 수 있다. 확산부(140)가 안착부(117)에 안착되도록 확산부(140)는 안착부(117)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 위에서 보았을 때, 확산부(140)의 외곽 테두리는 원 형상을 가질 수 있다. 확산부(140)와 하우징(110)의 고정에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.

실시예의 하우징(110)은 서로 이격된 제1 및 제2 비아홀(미도시)을 제공할 수 있다. 구체적으로, 하우징(110)의 제1 바디(110a)는 수직으로 관통되는 제1 및 제2 비아홀을 포함할 수 있다. 나중에 설명하겠지만, 제1 및 제2 비아홀에 제1 및 제2 연결배선(185, 186)이 배치될 수 있다.

제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100B)는 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)를 포함할 수 있다.

제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 하우징(110)에 배치될 수 있다. 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극부(181)와 제2 전극부(182)는 이격될 수 있다.

제1 전극부(181)는 표면발광레이저 소자(201)이 배치되어야 하므로, 제1 전극부(181)의 사이즈는 제2 전극부(182)의 사이즈보다 클 수 있다.

예컨대, 제1 전극부(181)는 표면발광레이저 소자(201)의 제1 전극과 전기적으로 연결되고, 제2 전극부(182)는 와이어(191)를 통해 표면발광레이저 소자(201)의 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

와이어(191)가 표면발광레이저 소자(201)과 제2 전극부(182) 사이에 연결될 때, 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)으로부터 와이어(191)의 제일 높은 지점은 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)보다 낮게 위치될 수 있다. 와이어(191)가 이와 같이 위치될 때, 확산부(140)가 안착부(117)에 안착되더라도 와이어(191)가 확산부(140)의 하면과 접촉되지 않아, 확산부(140)와 와이어(191)의 접촉으로 인한 불량이 방지될 수 있다. 이러한 불량으로 예컨대 와이어(191)의 단선이나 와이어(191)의 발열이 확산부(140)으로 전달되어 확산부(140)를 변형시키는 것 등이 있을 수 있다.

제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100B)는 표면발광레이저 소자(201)를 제공할 수 있다.

표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181)과 제2 전극부(182) 중 하나의 전극부 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181) 상에 배치될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(181)의 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 제1 전극부(181)의 사이즈는 표면발광레이저 소자(201)의 사이즈보다 클 수 있다. 예컨대, 표면발광레이저 소자(201)는 위에서 보았을 때 사각형을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 표면발광레이저 소자(201)의 세로폭과 가로폭은 서로 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

표면발광레이저 소자(201)는 각각 레이저빔을 방출하는 복수의 에미터(도 3의 E1, E2, E3)를 포함하는 발광부(도 9의 E)와 와이어(191)를 이용하여 제2 전극부(182)에 전기적으로 연결되기 위한 패드전극(280)이 배치되는 패드부(도 9의 P)를 포함할 수 있다.

제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100B)는 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)를 제공할 수 있다.

제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 하우징(110) 아래에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 본딩부와 제2 본딩부는 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면 상에 배치될 수 있다.

도면에서는 제1 본딩부와 제2 본딩부가 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면으로부터 하부 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다.

다른 예로서, 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면에 서로 이격된 제1 및 제2 리세스가 형성되고, 제1 리세스에 제1 본딩부(183)이 배치되고, 제2 리세스에 제2 본딩부(185)가 배치될 수 있다 이러한 경우, 제1 리세스에 배치된 제1 본딩부의 하면 및 제2 리세스에 배치된 제2 본딩부의 하면은 하우징(110)의 제1 바디(110a)의 하면과 수평으로 일치할 수 있다.

예로서, 제1 본딩부(183)의 하면과 제2 본딩부(184)의 하면 각각은 회로기판(미도시)의 신호라인(미도시)에 면 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 하우징(110)은 제1 기판으로 지칭되고, 회로기판은 제2 기판으로 지칭될 수 있다.

제1 본딩부(183)는 제1 전극(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 본딩부(183)는 제1 연결배선(185)을 통하여 제1 전극(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결배선(185)은 예로서, 하우징(110)에 제공된 제1 비아홀에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)와 제1 연결배선(185)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다.

제2 본딩부(184)는 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 본딩부(184)는 제2 연결배선(186)을 통하여 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결배선(186)은 예로서, 하우징(110)에 제공된 제2 비아홀에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(184)와 제2 연결배선(186)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다.

예컨대, 제1 연결배선(185)과 제2 연결배선(186)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 텅스텐(W)이 1000℃ 이상의 고온에서 녹여진 후 제1 및 제2 비아홀에 주입된 후 경화되어, 제1 연결배선(185)와 제2 연결배선(186)이 형성될 수 있다. 텅스텐(W)의 일부가 하우징(110)하부에서 경화되어 제1 및 제2 본딩부(183, 184)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제3 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100B)는 확산부(140)를 제공할 수 있다.

확산부(140)는 표면발광레이저 소자(201) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 확산부(140)는 하우징(110)의 안착부(117) 상에 배치될 수 있다.

확산부(140)는 하우징(110)의 안착부(117)에 단단하게 체결되어 이탈되지 않을 수 있다.

확산부(140)를 하우징(110)의 안착부(117)에 단단하게 체결하기 위해 다양한 특징이 제시될 수 있다.

제3 실시예에 따르면, 안착부(117)에 제1 패턴(107)이 형성되고, 확산부(140)에 안착부(117)의 제1 패턴(107)의 형상에 대응되는 제2 패턴(143)이 형성될 수 있다. 제1 패턴(107)은 안착부(117)의 내측면, 즉 하우징(110)의 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)을 따라 형성될 수 있다. 제2 패턴(143)은 확산부(140)의 외측면을 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 패턴(107)과 제2 패턴(143) 각각은 일 방향을 따라 형성되는 복수의 나사산일 수 있다. 예컨대, 제1 패턴(107)의 나사산은 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)의 상측에서 하측으로 시계 방향을 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 패턴(143)의 나사산은 확산부(140)의 외측면의 상측에서 하측으로 시계 방향을 따라 형성될 수 있다. 나사산은 골(trough)과 골 사이의 영역을 의미할 수 있다. 따라서, 제1 패턴(107)과 제2 패턴(143)은 골과 산이 교대로 배치된 형상을 가질 수 있다.

제1 패턴(107)은 안착부(117), 하우징(110)의 제3 바디(110c)와 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 패턴(143)은 확산부(140)와 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.

제1 패턴(107)의 나사산은 수직 방향을 따라 음각영역과 양각영역이 교대로 배치될 수 있다. 제2 패턴(143)의 나사산은 수직 방향을 따라 음각영역과 양각영역이 교대로 배치될 수 있다. 제2 패턴(143)의 나사산의 음각영역은 제1 패턴(107)의 나사산의 양각영역에 대응될 수 있다. 제2 패턴(143)의 나사산의 양각영역은 제1 패턴(107)의 나사산의 음각영역에 대응될 수 있다.

따라서, 확산부(140)의 하측의 나사산이 안착부(117)의 상측의 나사산에 끼워진 후, 확산부(140)가 시계 방향으로 회전되거나 안착부(117)가 반시계 방향으로 회전됨에 따라 확산부(140)의 하측의 나사산이 안착부(117)의 상측의 나사산과 맞물리어 회전되고 확산부(140)가 점진적으로 하부 방향을 이동되어, 확산부(140)가 안착부(117)에 단단하게 체결될 수 있다. 확산부(140)의 나사산과 안착부(117)의 나사산이 서로 맞물리도록 체결됨으로써, 확산부(140)이 탈착되지 않게 되어, 확산부(140)의 탈착으로 인해 노출되는 표면발광레이저 소자(201)의 레이저빔에 의한 사용자의 눈 손상이 방지될 수 있다.

확산부(140)의 회전은 확산부(140)의 하측이 안착부(117)의 바닥면, 즉 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)에 접할 때 멈춰질 수 있다. 따라서, 확산부(140)가 안착부(117)에 완전하게 체결되는 경우, 확산부(140)의 하면이 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 접촉될 수 있다.

안착부(117)의 측면, 즉 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)은 경사면을 가질 수 있다. 예컨대, 안착부(117)의 경사면은 하우징(110)의 바닥면, 즉 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)에 대해 대략 100° 내지 120°의 각도로 경사질 수 있다. 안착부(117)의 경사면은 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)에 20°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 안착부(117)의 상측에서의 직경(D1)은 안착부(117)의 하측에서의 직경(D2)보다 클 수 있다.

안착부(117)가 경사짐에 따라 확산부(140)의 외측면 또한 안착부(117)의 경사면에 대응되어 경사질 수 있다. 확산부(140)의 경사면은 확산부(140)의 상면에 대해 대략 10° 내지 30°의 각도로 경사질 수 있다. 확산부(140)의 경사면은 확산부(140)의 상면에 대해 20°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 확산부(140)의 상측에서의 직경(D1)은 확산부(140)의 하측에서의 직경(D2)보다 클 수 있다. 안착부(117)의 상측의 직경은 확산부(140)의 상측의 직경(D1)과 동일할 수 있다. 안착부(117)의 하측의 직경은 확산부(140)의 하측의 직경(D2)과 동일할 수 있다.

다른 예로서, 안착부(117)의 측면(124)과 확산부(140)의 측면 각각은 하우징(110)의 바닥면에 수직인 수직면을 가질 수도 있다.

확산부(140)가 안착부(117)에 체결되기 위해 확산부(140)가 하우징(110)의 제2 캐비티(112) 내로 이동될 수 있다. 확산부(140)의 하측의 직경(D2)은 안착부(117)의 상측의 직경보다 작으므로, 확산부(140)의 하측의 외측면이 안착부(117)의 내측면(124)과 접촉되지 않는다. 확산부(140)의 하측이 안착부(117)의 중간 영역으로 이동되는 경우, 확산부(140)의 하측의 측면에 형성된 나사산이 안착부(117)의 내측면(124)에 형성된 나사산에 접촉될 수 있다. 이때부터 확산부(140)가 시계 방향을 따라 회전되거나 안착부(117)가 반시계 방향으로 회전됨으로써, 확산부(140)의 하측이 안착부(117)의 나사산을 타고 하부 방향으로 이동될 수 있다. 확산부(140)의 하측이 예컨대, 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 접촉됨으로써, 확산부(140)가 안착부(117)에 끼움 체결될 수 있다.

제3 실시예에 따르면, 확산부(140)와 안착부(117)가 나사산을 이용하여 끼움 체결되어, 확산부(140)가 안착부(117)에 단단하게 고정되므로, 확산부(140)의 이탈이 방지되어 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.

제3 실시예에 따르면, 안착부(117)에 확산부(140)에 체결될 때 회전된 방향에 반대 방향으로 회전되어 확산부(140)가 안착부(117)로부터 용이하게 분리될 수 있어, 확산부(140)의 불량 등이 발생되는 경우 확산부(140)의 교체가 용이하다.

한편, 확산부(140)는 표면발광레이저 소자(201)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 확산부(140)는 하우징(110)의 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)에 의해 지지될 수 있다.

확산부(140)는 표면발광레이저 소자(201)로부터 발광된 레이저빔의 발산각(divergence angle)을 확장시킬 수 있다.

확산부(140)는 무반사(anti-reflective)층을 포함할 수 있다. 예로서, 확산부(140)는 확산부(140)의 상면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 확산부(140)와 별개로 형성될 수 있다.

무반사층은 예로서 무반사 코팅 필름을 포함할 수 있다. 이러한 무반사 코팅 필름이 확산부(140)의 상면에 부착될 수 있다. 무반사층은 확산부(140)의 표면에 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅 등을 통하여 형성될 수도 있다. 예로서, 무반사층은 TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O3, ZrO2, MgF2를 포함하는 그룹 중에서 적어도 하나를 포함하는 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

확산부(140)는 바디(141)와 바디(141)의 하부에 배치된 복수의 제3 패턴(145)을 포함할 수 있다.

일 예로, 제3 패턴(145)은 바디(141)와 상이한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 바디(141)는 수지 재질을 포함하고, 제3 패턴(145)는 유리 재질을 포함할 수 있다.

다른 예로, 제3 패턴(145)는 바디(141)와 일체로 형성될 수 있다.

제3 패턴(145)은 하부 방향, 즉 표면발광레이저 소자(201)의 방향을 향해 돌출된 돌기(protrusions)를 포함할 수 있다. 인접하는 제3 패턴(145)은 서로 접촉되거나 이격될 수 있다. 제3 패턴(145) 각각은 랜덤한 형상을 가질 수 있다.

(제4 실시예)

도 14은 제4 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.

제4 실시예는 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이에 배치되는 접착부재(150)를 제외하고 제3 실시예와 동일하다. 제4 실시예에서 제3 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 생략된 개시 내용은 제3 실시예(도 1 내지 도 13)로부터 용이하게 이해될 수 있다. 도면에 미처 도시되지 않은 구성 요소는 도 1 내지 도 13에 도시된 도면에 도시된 도면 부호와 동일하다.

도 14을 참조하면, 제4 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100C)는 하우징(110), 제1 및 제2 전극부(181, 182), 표면발광레이저 소자(201) 및 확산부(140)를 포함할 수 있다.

하우징(110)의 상측, 즉 제3 바디(110c)에는 확산부(140)가 안착될 수 있는 안착부(117)가 형성될 수 있다.

제1 및 제2 전극부(181, 182)는 하우징(110)의 바닥면, 즉 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121) 상에 배치될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제1 및 제2 전극부(181, 182) 중 하나의 전극부 상에 배치될 수 있다.

하우징(110)의 안착부(117)는 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)으로부터 제1 단자를 갖는 위치에 형성될 수 있다. 하우징(110)의 안착부(117)는 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)으로로부터 일정 높이의 단차를 가질 수 있다. 하우징(110)의 안착부(117)는 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)으로부터 일정 높이에 위치되는 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)을 포함할 수 있다. 제2 바디(110b)는 제1 개구를 가지고 제1 바디(110a) 상에 배치되고, 제3 바디(110c)는 제1 개구의 직경보다 큰 직경의 제2 개구를 가지고 제2 바디(110b) 상에 배치될 수 있다.

따라서, 제1 캐비티(111)가 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)과 제2 바디(110b)의 제1 개구에 의해 형성되고, 제2 캐비티(112)가 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 제3 바디(110c)의 제2 개구에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제1 전극부(181) 및 제2 전극부(182) 그리고 표면발광레이저 소자(201)는 하우징(110)의 제1 캐비티(111)에 배치될 수 있다.

제4 실시예에 따르면, 확산부(140)의 직경은 하우징(110)의 안착부(117)의 직경보다 작을 수 있다. 예컨대, 하우징(110)의 안착부(117)의 직경과 확산부(140)의 직경 사이의 차이는 대략 50nm 내지 대략 300nm일 수 있다. 이러한 경우, 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이에 하우징(110)의 안착부(117)의 직경과 확산부(140)의 직경 사이의 차이만큼의 갭이 존재할 수 있다.

이러한 갭이 존재하더라도, 확산부(140)가 하우징(110)의 안착부(117)에 위치될 때, 확산부(140)의 제1 패턴(107)과 하우징(110)의 안착부(117)의 제2 패턴(143)은 서로 끼움 체결될 수 있다.

제4 실시예에 따르면, 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이에 접착부재(150)가 배치될 수 있다. 접착부재(150)로는 접착력, 내습성, 절연성, 지지 강도가 우수한 재질이 사용될 수 있다. 예로서, 접착부재(150)는 유기물을 포함할 수 있다. 접착부재(150)는 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또한, 접착부재(150)는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.

예컨대, 먼저 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)에 접착페이스트가 코팅될 수 있다. 이어서, 확산부(140) 및/또는 하우징(110)이 회전되어, 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)에 맞물리게 된다. 확산부(140)의 하측이 하우징(110)의 안착부(117)의 바닥면, 즉 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)에 접촉될 때까지 확산부(140) 및/또는 하우징(110)이 회전될 수 있다. 이어서, 접착페이스트가 경화되어 접착부재(150)가 되고, 이러한 접착부재(150)가 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이에 배치될 수 있다.

제4 실시예에 따르면, 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이에 배치된 접착부재(150)에 의해 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 더욱 더 단단하게 체결되어, 확산부(140)의 탈착이 원천적으로 차단될 수 있다.

한편, 확산부(140)의 직경이 하우징(110)의 안착부(117)의 직경과 동일한 경우, 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)에 너무 강하게 접촉되게 되어, 확산부(140)나 하우징(110)의 안착부(117)의 회전이 어려워 끼움 체결되지 않을 수 있다.

제4 실시예에 따르면, 확산부(140)의 직경을 하우징(110)의 안착부(117)의 직경보다 작게 하여, 확산부(140)의 외측면과 하우징(110)의 안착부(117)의 내측면(124) 사이에 일정 갭이 형성되도록 하고 이러한 갭에 접착부재(150)가 배치됨으로써, 확산부(140)가 하우징(110)의 안착부(117)에 보다 용이하게 끼움 체결될 뿐만 아니라 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143) 사이의 끼움 체결뿐만 아니라 접착부재(150)에 의한 확산부(140)와 하우징(110)의 안착부(117)의 접착에 의해 확산부(140)의 탈착이 원천적으로 차단되어 제품에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.

한편, 다른 실시예로서, 제4 실시예와 제5 실시예가 결합될 수도 있다. 즉, 하우징(110)의 안착부(117)의 제2 측면(124)과 확산부(140)의 측면 사이에 제1 접착부재(150)가 배치되고, 하우징(110)의 안착부(117)의 바닥면과 확산부(140)의 하면 사이에 제2 접착부재(155)가 배치될 수도 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 접착부재(155)에 의해 확산부(140)의 하면뿐만 아니라 확산부(140)의 측면이 안착부(117)에 접착되므로, 확산부(140)의 탈착이 불가능해질 수 있다.

또 다른 실시예로서, 제4 실시예와 제5 실시예가 결합되되, 제4 실시예에서 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 생략될 수 있다. 이와 같이, 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 없더라도, 제1 접착부재(150)와 제2 접착부재(155)에 의해 확산부(140)의 하면뿐만 아니라 확산부(140)의 측면이 안착부(117)에 접착되므로, 확산부(140)의 탈착이 방지될 수 있다.

(제5 실시예)

도 15은 제5 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.

제5 실시예는 하우징(110)의 안착부(117)의 바닥면과 확산부(140)의 하면 사이에 배치되는 접착부재(155)를 제외하고 제1 및 제4 실시예와 동일하다. 제5 실시예에서 제1 및 제4 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 생략된 개시 내용은 제1 및 제4 실시예(도 1 내지 도 14)로부터 용이하게 이해될 수 있다. 도면에 미처 도시되지 않은 구성 요소는 도 1 내지 도 14에 도시된 도면에 도시된 도면 부호와 동일하다.

도 15을 참조하면, 제5 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100D)는 하우징(110), 제1 및 제2 전극부(181, 182), 표면발광레이저 소자(201) 및 확산부(140)를 포함할 수 있다.

예컨대, 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 서로 맞물리어 끼움 체결될 수 있다.

제5 실시예에 따르면, 확산부(140)의 하면과 하우징(110)의 안착부(117)의 바닥면, 즉 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123) 사이에 접착부재(155)가 배치될 수 있다. 접착부재(155)로는 접착력, 내습성, 절연성, 지지 강도가 우수한 재질이 사용될 수 있다. 예로서, 접착부재(155)는 유기물을 포함할 수 있다. 접착부재(155)는 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또한, 접착부재(155)는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.

접착부재(155)는 제4 실시예의 접착부재(150)의 재질과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.

접착부재(155)는 확산부(140)의 하측에 구비된 제3 패턴(145)과 접촉될 수 있다. 확산부(140)의 제3 패턴(145)의 볼록한 형상으로 인해, 확산부(140)의 보다 넓은 면적에 접착부재(155)가 접촉되므로, 접착부재(155)에 의해 확산부(140)가 보다 단단하게 하우징(110)의 안착부(117)에 고정될 수 있다.

다른 실시예로서, 확산부(140)의 하측의 가장자리에 제3 패턴(145)이 구비되지 않는 경우, 접착부재(155)는 하우징(110)의 바디(141)의 하면과 접촉될 수 있다.

다른 실시예로서, 도시되지 않았지만 접착부재(155)는 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)의 폭 보다 좁게 배치되어 제2 바디(110b)의 제1 측면(122)에 접촉되지 않을 수 있으며, 표면발광레이저 소자(201)로부터 발광된 레이저빔의 발산각(divergence angle)에 영향을 주지 않을 수 있다.

(제6 실시예)

도 16은 제6 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.

제6 실시예는 확산부(140)의 상면이 하우징(110)의 상면(125)보다 낮게 위치되는 것을 제외하고 제1 내지 제5 실시예와 동일하다. 제6 실시예에서 제1 내지 제5 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 생략된 개시 내용은 제1 내지 제5 실시예(도 1 내지 도 15)로부터 용이하게 이해될 수 있다. 도면에 미처 도시되지 않은 구성 요소는 도 1 내지 도 15에 도시된 도면에 도시된 도면 부호와 동일하다.

도 16을 참조하면, 제6 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(100E)는 하우징(110), 제1 및 제2 전극부(181, 182), 표면발광레이저 소자(201) 및 확산부(140)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 제1 바디(110a), 제2 바디(110b) 및 제3 바디(110c)를 포함할 수 있다. 제1 바디(110a)의 제1 바닥면(121)과 제2 바디(110b)의 제1 개구에 의해 제1 캐비티(111)가 형성될 수 있다. 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 제3 바디(110c)의 제2 개구에 의해 제2 캐비티(112)가 형성될 수 있다. 제2 개구의 직경은 제1 개구의 직경보다 클 수 있다. 제2 개구의 직경과 제1 개구의 직경 차이에 따라 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)의 면적이 달라질 수 있다.

하우징(110)의 안착부(117)는 하우징(110)의 상측에 위치될 수 있다. 하우징(110)의 안착부(117)는 제2 캐비티(112)를 둘러쌀 수 있다. 하우징(110)의 안착부(117)는 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 제3 바디(110c)의 제2 측면(124)을 가질 수 있다. 안착부(117)의 내측면(124)에 제1 패턴(107)이 형성될 수 있다. 예컨대, 하우징(110)의 안착부(117)의 제1 패턴(107)과 확산부(140)의 제2 패턴(143)이 서로 맞물리어 끼움 체결될 수 있다.

안착부(117)의 두께는 제3 바디(110c)의 두께(T33)와 동일할 수 있다. 이러한 경우, 확산부(140)의 두께(Td)는 안착부(117)의 두께(T33)보다 작을 수 있다. 따라서, 확산부(140)의 하면이 안착부(117)의 바닥면, 즉 제2 바디(110b)의 제2 바닥면(123)과 접촉되도록 위치될 때, 확산부(140)의 상면은 하우징(110)의 상면, 즉 제3 바디(110c)의 상면(125)보다 낮게 위치될 수 있다.

예컨대, 확산부(140)의 상면이 하우징(110)의 상면(125)보다 낮게 위치되는 깊이(d)는 확산부(140)의 두께(Td)의 3% 내지 10%일 수 있다. 예컨대, 확산부(140)의 상면이 하우징(110)의 상면(125)보다 낮게 위치되는 깊이(d)는 하우징(110)의 제3 바디(110c)의 두께(T33)의 대략 3% 내지 대략 10%일 수 있다. 예컨대, 확산부(140)의 두께(Td)가 500㎛인 경우, 깊이(d)는 15㎛ 내지 50㎛일 수 있다.

제6 실시예에 따르면, 확산부(140)의 상면은 하우징(110)의 상면(125)보다 낮게 위치되므로, 하우징(110)의 상면(125)에 의해 확산부(140)의 상면이 보호되어 하우징(110)의 상면(125)에 생길 수 있는 스크래치와 같은 불량이 차단될 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만 확산부(140)의 상면의 외측부와 깊이(d)에 의해 노출된 안착부(115) 사이에는 접착부재가 배치될 수 있으며, 접착부재에 의해 확산부(140)의 탈착이 불가능해질 수 있다.

(플립칩형 표면발광레이저소자)

도 17은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 다른 단면도이다.

제1 내지 제6 실시예에 따른 표면발광레이저 소자가 도 17에 도시된 플립칩형 표면발광레이저소자에 적용될 수 있다.

제1 내지 제6 실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 수직형 외에 도 17와 같이 제1 전극(215)과 제2 전극(282)이 동일 방향을 향하는 플립칩형일 수 있다.

예를 들어, 도 17에 도시된 플립칩형 표면발광레이저소자는 제1 전극부(215, 217), 기판(210), 제1 반사층(220), 활성영역(230), 애퍼처 영역(240), 제2 반사층(250), 제2 전극부(280, 282), 제1 패시베이션층(271), 제2 패시베이션층(272), 비반사층(290) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때 제2 반사층(250)의 반사율이 제1 반사층(220)의 반사율 보다 높게 설계될 수 있다.

이때 제1 전극부(215, 217)는 제1 전극(215)과 제1 패드전극(217)을 포함할 수 있으며, 소정의 메사 공정을 통해 노출된 제1 반사층(220) 상에 제1 전극(215)이 전기적으로 연결되며, 제1 전극(215)에 제1 패드전극(217)이 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 전극부(215, 217)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(215)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 제1 전극(215)와 제1 패드전극(217)은 서로 동일한 금속 또는 상이한 금속을 포함할 수 있다.

제1 반사층(220)이 n형 반사층인 경우, 제1 전극(215)은 n형 반사층에 대한 전극일 수 있다.

제2 전극부(280, 282)는 제2 전극(282)과 제2 패드전극(280)을 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250) 상에 제2 전극(282)이 전기적으로 연결되며, 제2 전극(282)에 제2 패드전극(280)이 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 반사층(250)이 p형 반사층인 경우, 제2 전극(282)은 p형 전극일 수 있다.

상술한 실시예에 따른 제2 전극(도 12 참조)은 플립칩형 표면발광레이저 소자의 제2 전극(282)에 동일하게 적용될 수 있다.

제1 절연층(271)과 제2 절연층(272)은 절연성 재질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리이미드(Polymide), 실리카(SiO₂), 또는 질화 실리콘(Si₃N₄) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시예는 신뢰성이 높은 전극구조를 구비한 표면발광 레이저소자를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예는 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열 또는 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가되는 광학적 문제를 해결할 수 있는 표면발광 레이저소자를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예는 오믹특성을 개선할 수 있는 표면발광 레이저소자를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

(이동 단말기)

도 18는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.

제1 내지 제6 실시예에 따른 수직형 표면발광레이저 소자와 도 17에 도시된 플립형 표면발광레이저 소자는 도 18에 도시된 이동 단말기에 적용될 수 있다.

도 18에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 자동 초점 장치(1510)는 발광층으로서 앞서 설명된 제1 내지 제6 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.

플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.

카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.

자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 앞서 기술된 실시예의 표면발광레이저 소자를 포함하는 발광층과, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.

100: 표면발광레이저 패키지
107, 143, 145: 패턴
110: 하우징
110a, 110b, 110c, 141: 바디
111, 112: 캐비티
113, 121, 123: 바닥면
115, 122, 124: 측면
117: 안착부
125: 상면
130: 접착부
132, 142: 패턴
140: 확산부
141: 바디
145: 패턴
150, 155: 접착부재
181, 182: 전극부
183, 184: 본딩부
185, 186: 연결배선
191: 와이어
201: 표면발광레이저 소자
210: 기판
215: 제1 전극
217, 280: 패드전극
220: 제1 반사층
230: 발광층
240: 산화층
241: 개구부
242: 절연영역
250: 제2 반사층
270: 패시베이션층
282: 제2 전극
350: 스탬프
352: 양각패턴
E: 발광부
E1, E2, E3: 에미터
M: 메사영역
P: 패드부

Claims

안착부의 측면을 따라 배치되는 제1 패턴을 갖는 상기 안착부를 포함하는 하우징;
상기 하우징에 배치되는 표면발광레이저 소자; 및
상기 하우징의 상기 안착부에 배치되며, 확산부의 측면을 따라 배치되면서 상기 제1 패턴의 형상에 대응되는 형상인 제2 패턴을 갖는 상기 확산부;
를 포함하고,
상기 확산부는 하면에 제3 패턴을 포함하며,
상기 확산부의 상면이 상기 하우징의 상면보다 낮게 위치되어, 상기 확산부의 상면을 보호하고, 상기 하우징의 상면에 발생할 수 있는 스크래치를 방지하고,
상기 확산부는 상기 확산부의 상면에 배치되는 반사 방지층을 포함하는 표면발광레이저 패키지.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
제1 바닥면을 가지며,
상기 표면발광레이저 소자는 상기 제1 바닥면 상에 배치되며,
상기 안착부는,
상기 제1 바닥면으로부터 단차를 갖는 제2 바닥면을 갖는 표면발광레이저 패키지.
제1항에 있어서,
상기 하우징은, 개구를 포함하고, 상기 개구에 의해 기판의 상면이 노출되며,
상기 개구에 의해 노출된 상기 기판의 상면에 상기 표면발광레이저 소자가 배치되고,
상기 개구 내에 접착부가 배치되며,
상기 접착부는 제1 수지를 포함하고, 상기 확산부는 제2 수지를 포함하는, 표면발광레이저 패키지.
제2항에 있어서,
상기 안착부의 상기 측면은 제1 경사면을 가지며,
상기 확산부의 측면은 상기 안착부의 상기 제1 경사면에 대응되는 제2 경사면을 가지며,
상기 제1 경사면 또는 상기 제2 경사면은 상기 제2 바닥면에 대해 100° 내지 120°의 각도를 갖는 표면발광레이저 패키지.
제4항에 있어서,
상기 확산부의 상면의 직경은 상기 확산부의 상기 하면의 직경보다 큰 표면발광레이저 패키지.
제1항에 있어서,
상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 나사산을 포함하는 표면발광레이저 패키지.
제2항에 있어서,
상기 제1 바닥면은 사각 형상을 가지며,
상기 제2 바닥면은 원 형상을 갖는 표면발광레이저 패키지.
제2항에 있어서,
상기 안착부의 상기 제1 패턴과 상기 확산부의 상기 제2 패턴 사이에 배치된 제1 접착부재;
를 더 포함하는 표면발광레이저 패키지.
제8항에 있어서,
상기 안착부의 상기 제2 바닥면과 상기 확산부의 상기 하면 사이에 배치되는 제2 접착부재;
를 더 포함하는 표면발광레이저 패키지.
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