CN112425015A - 表面发射激光器封装件和包括其的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本实施例涉及一种表面发射激光器封装件和一种包括该表面发射激光器封装件的发光装置。根据本实施例的表面发射激光器封装件可包括：壳体，包括腔体；表面发射激光器元件，设置在所述腔体中；和扩散部件，设置在所述壳体上。所述扩散部件可包括聚合物层和设置在所述聚合物层上的玻璃层。所述聚合物层可包括：与所述表面发射激光器元件沿竖向重叠的第一聚合物层，以及不与所述表面发射激光器元件沿竖向重叠的第二聚合物层。第一聚合物层的厚度薄于第二聚合物层的厚度。

Description

表面发射激光器封装件和包括其的发光装置
技术领域
实施例涉及一种表面发射激光器封装件(surface emitting laser package)和包括该表面发射激光器封装件的发光装置。
背景技术
包括诸如GaN或AlGaN的化合物的半导体装置具有许多优点，诸如具有宽并且可以容易调整的带隙能量，并且因此可以采取各种方式用作发光装置、光接收装置和各种二极管。
特别地，使用半导体的III-V或II-VI族化合物半导体材料的发光装置(诸如发光二极管和激光二极管)能够实现各种颜色，诸如蓝色、红色、绿色和紫外光。此外，通过使用荧光材料或通过组合的颜色，可以实现高度有效的白色光线。此外，与诸如荧光灯和白炽灯的常规光源相比，它具有低功耗、半永久使用寿命、快速响应速度、安全性和环境友好性的优点。
此外，当诸如光电检测器的光接收装置和太阳能电池也使用半导体的III-V或II-VI族化合物半导体材料制造时，装置材料的开发通过吸收各种波长范围内的光来产生光电流。通过这种方式，可以使用从伽马射线到无线电波长范围的各种波长范围内的光。此外，它具有快速响应速度、安全性、环境友好性、装置材料易于控制的优点，因此它可以容易地用于功率控制或超高频电路或通信模块。
因此，发光二极管背光正在代替构成光通信装置的传输模块的冷阴极荧光灯(CCFL)和液晶显示器(LCD)显示装置的背光。应用场合正在扩展到可以代替荧光灯泡或白炽灯泡的白光发光二极管照明装置、汽车大灯和交通灯以及检测气体或火的传感器。
此外，应用场合可以扩展到高频应用电路、其它功率控制装置和通信模块。例如，在常规半导体光源装置技术中，存在竖向腔体表面发射激光器(VCSEL)，其用于光通信、光并行处理和光连接。另一方面，在这种通信模块中使用的激光二极管的情况下，其被设计为在低电流下运转。
表面发射激光器装置正被开发用于通信和传感器。用于通信的表面发射激光器装置被应用于光通信系统。
用于传感器的表面发射激光器装置应用于识别人脸的3D感测相机。例如，3D感测相机是能够捕捉对象的深度信息的相机，并且最近结合增强现实已经成为焦点。
另一方面，为了感测相机模块的深度，安装了单独的传感器，并且将其分为两种类型，诸如结构光(SL)方法和ToF(飞行时间)方法。
在结构光(SL)方法中，将特定图案的激光照射到对象上，并且通过根据对象表面的形状分析图案的变形程度来计算深度，随后将其与由图像传感器拍摄的图片进行组合以获得3D拍摄结果。
相反，ToF方法是通过测量激光反射离开对象并且返回的时间来计算深度并且随后将其与由图像传感器拍摄的图片组合而获得3D拍摄结果的方法。
因此，SL方法在大规模生产中的优点在于，激光器必须非常精确地定位，而ToF技术依赖于改进的图像传感器，并且可以在一个移动电话中采用任一方法或两种方法。
例如，以SL方法可以在移动电话的正面实现被称为真实深度(True Depth)的3D相机，并且可以在其背面应用ToF方法。
这种表面发射激光器装置可以商业化为表面发射激光器封装件。在常规表面发射激光器封装件中，扩散部件设置在表面发射激光器装置上以扩散表面发射激光器装置的激光束，并且该扩散部件通过其上的粘合构件固定。
然而，即使扩散部件由粘合构件固定，也会出现扩散部件由于冲击而脱离的问题。当扩散部件以这种方式脱离时，从设置在扩散部件下方的表面发射激光器装置发射的激光束照原样暴露。当表面发射激光器封装件应用于面部识别领域时，由于扩散部件的脱离和分离而引起透射到用户眼睛的激光束的暴露，存在失明的风险，因此存在眼睛安全性的问题。
特别地，在相关技术中，扩散部件包括玻璃层和聚合物层。但是，由于玻璃层和聚合物层具有不同的热膨胀系数，因此存在在诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中产生剥离的问题。扩散部件的分层问题引起了不能保证眼睛安全性的技术问题。
此外，在常规高功率VCSEL封装件机构中，使用扩散部件形成恒定的发散角。然而，当在车辆或移动装置中使用期间扩散部件由于冲击而分离时，如果VCSEL的激光直接照射到人眼，则存在人可能失明的风险。因此，存在对研究一种半导体装置封装件的需要，该半导体装置封装件可以防止强激光在被施加到车辆或被施加到诸如人的移动的应用领域时直接入射在人体上。
此外，在相关技术中，随着半导体装置的应用领域多样化，需要高输出和高电压驱动，并且对于产品的小型化强烈需要半导体装置封装件的小型化。
同时，发散角可以通过辐射测量方法和辐照度测量方法来测量。
此外，在现有技术中，当由于用于驱动表面发射激光器封装件的驱动电路的过度操作或故障而产生热量时，表面发射激光器封装件的表面发射激光器装置的光的波长带可能转移到更长的波长范围。由于这种长波长范围可能损害用户的眼睛，因此需要对此的解决方案。
发明内容
技术问题
本实施例的技术问题之一在于提供一种具有优秀可靠性的表面发射激光器封装件和包括该表面发射激光器封装件的发光装置。
此外，本实施例的技术问题之一在于提供一种可靠性和稳定性优秀并且可以安全地保护设置在其内的元件免受外部冲击的表面发射激光器封装件和光学模块。
此外，本实施例的技术问题之一在于提供一种能够驱动高功率和高电压的紧凑的表面发射激光器封装件和光学模块。
此外，本实施例的技术问题之一在于提供一种能够保护用户眼睛的表面发射激光器封装件和自动对焦装置。
本实施例的技术问题不限于本项中描述的内容，并且包括通过本发明的描述所理解的内容。
技术方案
根据本实施例的表面发射激光器封装件可包括具有腔体的壳体、设置在腔体中的表面发射激光器装置和设置在壳体上的扩散部件。
扩散部件可包括聚合物层和设置在聚合物层上的玻璃层。
聚合物层可包括与表面发射激光器装置沿竖向重叠的第一聚合物层，以及不与表面发射激光器装置沿竖向重叠的第二聚合物层。
第一聚合物层的厚度T2a可以薄于第二聚合物层的厚度T2b。
第二聚合物层146b的厚度T2b与玻璃层141的第一厚度T1的比率(T2b/T1)可以处于0.12至3.0的范围内。
本实施例还可包括在壳体与聚合物层之间的粘合构件155。
粘合构件155的热膨胀系数可以处于聚合物层146的热膨胀系数的1至2倍的范围内。
根据本实施例的表面发射激光器封装件包括：壳体，包括腔体；表面发射激光器装置，设置在腔体中；以及扩散部件，设置在壳体上。扩散部件可包括设置在表面发射激光器装置上的壳体上的聚合物层和设置在聚合物层上的玻璃层。
聚合物层的第二厚度(T2)与玻璃层的第一厚度(T1)的比率(T2/T1)可以处于0.12至3.0的范围内。
本实施例还可包括在壳体与聚合物层之间的粘合构件。
粘合构件155的热膨胀系数可以处于聚合物层的热膨胀系数的1至2倍的范围内。
根据本实施例的表面发射激光器封装件包括：本体210，包括腔体(C)；表面发射激光器装置230，设置在腔体C内部；光接收装置240，设置在腔体C中以与表面发射激光器装置230间隔开并被构造为感测从表面发射激光器装置230发射的光；以及设置在本体210上的扩散部件250和260、透射部件250和反射部件260，其中，透射部件250设置在表面发射激光器装置230上。
反射部件260可以设置在光接收装置240上。反射部件260的第二宽度W20可以窄于透射部件250的第一宽度W10。反射部件260可以不与表面发射激光器装置230的发散角重叠。
在实施例中，反射部件260的第二宽度W20可以窄于透射部件250的第一宽度W10。
透射部件250的第一宽度W10可以宽于表面发射激光器装置230的发散角。
反射部件260可以不与表面发射激光器装置230的发散角重叠。
实施例包括：第一电极部件221，表面发射激光器装置设置在其上；第二电极部件222，光接收装置240设置在其上；第三电极部件223，通过第一电线W1电连接到表面发射激光器装置；以及第四电极部件224，电连接到光接收装置240和第二电线W2。
在本实施例中，从表面发射激光器装置230的顶表面到透射部件250的第一间隔距离D1可以处于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的2/75至1/5的范围内。
透射部件250的第一水平宽度W10可以处于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的18/15至6倍的范围内。
反射器260的第二水平宽度W20可以处于光接收装置240的水平宽度的16/15倍至4倍的范围内。
反射部件262的厚度T3可以薄于透射部件250的厚度T1。
反射部件262的厚度T3可以处于透射部件250的厚度T1的1/10至1/2的范围内。
反射部件262的厚度T3可以处于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的1/75至1倍的范围内。
此外，根据本实施例的表面发射激光器封装件包括：本体210，包括腔体(C)；第五电极部件225和第六电极部件226，在腔体C中彼此间隔开；
表面发射激光器装置230，设置在第五电极部件225上并电连接到第六电极部件226和第三电线W3；第二光接收装置，在腔体C中与表面发射激光器装置230间隔开并设置在第六电极部件226上，以检测从表面发射激光器装置230发射的光；以及扩散部件252、263，设置在本体210上并且包括第二透射部件252和第三反射部件263；并且第二透射部件252设置在表面发射激光器装置230上，第三反射部件263设置在第二光接收装置232上，并且第三反射部263可以不与表面发射激光器装置230的发散角重叠。
根据本实施例的光学模块可包括表面发射激光器封装件。
此外，根据本实施例的表面发射激光器封装件包括：基板；表面发射激光器装置，设置在基板上；壳体，设置在表面发射激光器装置周围；扩散部件，设置在表面发射激光器装置上；以及波长限制构件，设置在表面发射激光器装置上。表面发射激光器装置可以发射具有第一波长带的光。波长限制构件可以阻挡第一波长带外侧的光的波长。
此外，根据本实施例的自动对焦装置包括表面发射激光器封装件；以及光接收单元，接收从表面发射激光器封装件发射的光的反射光。
有益效果
根据本实施例，存在通过防止扩散部件的剥离来提供具有优秀可靠性的表面发射激光器封装件和包括该表面发射激光器封装件的发光装置的技术效果。
例如，本实施例可以控制作为第二层的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层的玻璃层141的第一厚度(T1)的比率(T2/T1)。由此，即使玻璃层141和聚合物层145具有不同的热膨胀系数，也可将相对应力控制得较低。因此，本实施例具有可以在诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中展现优秀性能的技术效果。
此外，在本实施例中，通过将第一聚合物层146a的第一厚度T2a控制为薄于第二聚合物层146b的第二厚度T2b，其与表面发射激光器装置201沿竖向重叠。可以通过增大第一聚合物层146a的透光率来改善光学性质。
而且，同时，不与表面发射激光器装置201沿竖向重叠的第二聚合物层146b的第二厚度T2b厚于第一聚合物层146a的第一厚度T2a。同时，通过将玻璃层141与第一厚度(T1)的厚度比(T2b/T1)控制在0.12至3.0的范围内，存在具有抗热应力的优秀可靠性的复杂技术效果。
此外，根据实施例，通过将粘合构件155的热膨胀系数控制在聚合物层146的热膨胀系数的1至2倍的范围内而使聚合物层146与粘合构件155之间的热膨胀系数最小化，从而存在能够极大提高可靠性的技术效果。
此外，根据本实施例，存在提供具有优秀的可靠性和稳定性的表面发射激光器封装件和光学模块的技术效果。
此外，根据本实施例，可以提供紧凑的表面发射激光器封装件和光学模块，同时能够驱动高输出和高电压。
此外，根据实施例，由于波长限制构件设置在膨胀单元和壳体上，因此存在的技术效果在于，可以阻挡由于异常操作而从表面发射激光器装置发射的具有第二波长带的光，以使用户的眼睛不被损害。
此外，根据本实施例，由于波长限制构件附接到壳体以及扩散部件，因此防止了扩散部件的分离，使得来自表面发射激光器装置的光被直接提供到外部，从而防止了对用户眼睛的损害。
本实施例的技术效果不限于本项中描述的内容，并且包括通过本发明的描述所理解的内容。
附图说明
图1是根据第一实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图2是根据第一实施例的表面发射激光器封装件中的第一区域的放大视图。
图3是根据第一实施例的表面发射激光器封装件中的扩散部件的照片。
图4是根据第一实施例的表面发射激光器封装件的扩散部件中的玻璃层与聚合物层的相对厚度的相对应力数据。
图5是根据比较示例和一个示例的表面发射激光器封装件中的可靠性测试结果的照片。
图6是根据第二实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图7是根据第二实施例的表面发射激光器封装件的第二区域中的放大视图。
图8是根据第二实施例的表面发射激光器封装件中的扩散部件的聚合物层的厚度的光吸收数据。
图9是根据比较示例2、3和第三实施例的表面发射激光器封装件中的可靠性测试结果的照片；
图10是根据实施例的表面发射激光器装置的平面图。
图11是根据在图10中示出的实施例的表面发射激光器装置的区域C1的放大视图。
图12是沿着根据在图11中示出的实施例的表面发射激光器装置的线A1-A2截取的剖视图。
图13是根据实施例的表面发射激光器装置的另一剖视图。
图14是根据第四实施例的表面发射激光器封装件的平面图。
图15是根据在图14中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件中省略了扩散部件和反射器的平面图。
图16a是沿着根据在图14和图15中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件200的线A1-A1'截取的剖视图。
图16b是沿着根据在图14和图15中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件200的线A2-A2'截取的剖视图。
图17是在根据在图16中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件中省略了发光装置和光接收装置的平面图。
图18a是沿着根据在图17中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件的线A3-A3'截取的剖视图；
图18b是沿着根据在图17中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件的线A4-A4'截取的剖视图；
图19是根据实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置的平面图。
图20是根据在图19中示出的实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置的区域B的局部放大视图。
图21是沿着根据在图20中示出的实施例的表面发射激光器封装件的表面发射激光器装置的第一发射器的线A5-A5'截取的剖视图；
图22a是根据在图16a中示出的第四实施例并且省略第一电线的表面发射激光器封装件的细节剖视图。
图22b是反射部的厚度薄于根据在图22a中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件中的透射部的厚度的视图。
图23a是根据第五实施例的表面发射激光器封装件的平面图。
图23b是根据在图23a中示出的第五实施例的表面发射激光器封装件中省略了第二透射部件和第三反射部件的视图。
图24是示出根据第六实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图25是根据第六实施例的表面发射激光器装置的平面图。
图26是沿着根据在图25中示出的第六实施例的表面发射激光器装置的线I-I'截取的剖视图。
图27示出了光的峰值波长根据电流转移的状态。
图28示出了根据温度的带隙能量的变化。
图29示出了根据波长限制构件的波长的峰值波长。
图30是示出根据第七实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图31是示出根据第八实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图32是示出根据第九实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
图33是移动终端的透视图，表面发射激光器装置根据实施例应用于该移动终端。
具体实施例
发明模式
在下文中，将参照附图描述专门用于解决上述问题的实施例。
在本实施例的描述中，所描述的在每个元件的“上或下”形成的内容包括彼此直接接触的两个元件，或一个或多个其它元件间接地布置在两个元件之间。此外，表述为“上或下”的内容不仅可包括向上的方向，还可包括基于一个元件的向下的方向。
在实施例中，表面发射激光器封装件可以被称为表面发射激光器封装件或表面发光激光器封装件。
在下文中，将对第一至第九实施例进行描述，但每个实施例并不彼此独立，可在能够相互兼容的范围内相互组合，以解决所应用的发明的技术问题，这将实现所应用的发明的技术效果。
(第一实施例)
图1是示出根据第一实施例的表面发射激光器封装件100的剖视图，图2是根据第一实施例的表面发射激光器封装件中的第一区域D1的放大视图。
参照图1，根据第一实施例的表面发射激光器封装件100可包括壳体110、表面发射激光器装置201和扩散部件140。例如，根据第一实施例的表面发射激光器封装件100包括具有腔体C的壳体110、设置在腔体C中的表面发射激光器装置201和设置在壳体110上的扩散部件140。
在下文中，将参照图1至图5描述根据第一实施例的表面发射激光器封装件100。
在根据本实施例的表面发射激光器封装件100中，壳体110可以支撑表面发射激光器装置201和设置在其上的扩散部件140。壳体130、表面发射激光器装置201和扩散部件140可以是通过封装工艺模块化的模块。一个或多个这样的模块可以安装在电路板(未示出)上。
本实施例的壳体110可包括具有优秀的支撑强度、散热性、绝缘性等的材料。壳体110可包括具有高导热率的材料。此外，壳体110可以由具有良好散热性质的材料制成，使得从表面发射激光器装置201产生的热可被有效地排放到外部。
此外，壳体110可包括绝缘材料。例如，壳体110可包括陶瓷材料。壳体110可包括低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。此外，壳体110可以设置有硅树脂、环氧树脂、包括塑料材料的热固性树脂或高耐热性材料。
此外，壳体110可包括金属化合物。壳体110可包括具有140W/mK或更大导热率的金属氧化物。例如，壳体110可包括氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。此外，壳体110可包括导电材料。当壳体110由诸如金属的导电材料形成时，可以在壳体110与表面发射激光器装置201之间或者在壳体110与稍后描述的第一至第六电极部件181至186之间设置用于电绝缘的绝缘构件。
当从上方观察时，壳体110可以具有正方形，但不限于此。
继续参照图1，本实施例的壳体110可包括单个本体或多个本体。例如，壳体110可包括第一本体110a、第二本体110b和第三本体110c。第二本体110b可以设置在第一本体110a上，第三本体110c可以设置在第二本体110b上。
第一本体110a至第三本体110c可以由相同的材料制成并且一体地形成。同时，第一本体110a至第三本体110c可以由不同的材料形成并且可以通过单独的工艺形成。例如，第二本体110b至第三本体110c由相同的材料制成并且一体地形成，第一本体110a由与第二本体110b至第三本体110c不同的材料制成。在这种情况下，一体形成的第二本体110b至第三本体110c的下表面和第一本体110a的上表面可以通过粘合构件(未示出)彼此粘合。例如，粘合构件可包括有机材料、环氧树脂或硅树脂中的任何一种或多种。
接下来，根据本实施例的表面发射激光器封装件100可包括第一电极部件181和第二电极部件182。第一电极部件181和第二电极部件182可设置在壳体110中。具体地说，第一电极部件181和第二电极部件182可被设置为在第一本体110a的上表面上彼此间隔开。
在本实施例中，表面发射激光器装置201可以设置在第一电极部件181上。表面发射激光器装置201可以设置在第一电极部件181的局部区域上。第一电极部件181的尺寸可以大于表面发射激光器装置201的尺寸。例如，当从上方观察时，表面发射激光器装置201可以具有正方形形状，但不限于此。
表面发射激光器装置201可以通过预定电线187电连接到第二电极部件182。
此外，本实施例可包括被设置为与第一本体110a的下侧间隔开的第三电极部件183和第四电极部件184，并且还包括穿透第一本体110a的第五电极部件185和第六电极部件186。
第五电极部件185可以第一电连接电极部件181和第三电极部件183，第六电极部件186可以电连接第二电极部件182和第四电极部件184。
在本实施例中，壳体110可包括其上设置有扩散部件140的安装部件110bt。例如，第二本体110b的上表面的一部分可以用作安装部件110bt。
本实施例可包括设置在壳体110的安装部件110bt与扩散部件140之间的粘合构件155。粘合构件155可以由具有优秀的粘合性、耐湿性、绝缘性和支撑强度的材料形成。例如，粘合构件155可包括有机材料、环氧树脂或硅树脂中的一种或多种。
因此，本实施例可以提供一种通过防止扩散部件从壳体脱离而具有优秀可靠性的表面发射激光器封装件和包括该表面发射激光器封装件的发光装置。
接下来，图2是根据第一实施例的表面发射激光器封装件100中的第一区域D1(例如，扩散部件140)的放大视图，图3是根据第一实施例的表面发射激光器封装件的扩散部件140的图片。
参照图2，在本实施例中，扩散部件140包括具有第一厚度T1的玻璃层141和设置在玻璃层141上的具有第二厚度T2的聚合物层145。尽管在图2中示出聚合物层145设置在玻璃层141下方，但在制造工艺中通过印刷工艺可将聚合物层145设置在玻璃层141上方。根据图2，聚合物层145可包括具有弧形表面的图案，并且该图案可以是规则的或不规则的。此外，图案可以不存在于稍后描述的粘合构件155接触的部分处，并且可以形成在比图案相对更加平坦的表面上。
如上所述，在相关技术中，由于构成扩散部件的玻璃层和聚合物层具有不同的热膨胀系数，因此它们被用于诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中，并且存在由于扩散部件的分层而不能保证眼睛安全性的技术问题。
图4是根据在根据第一实施例的表面发射激光器封装件的扩散部件140中的相邻层的玻璃层141与聚合物层145之间的相对厚度比(T2/T1)的相对应力(σ/σT)数据。
本实施例可以控制第一层(玻璃层141)与第二层(聚合物层145)的厚度比(T2/T1)，使得即使它们具有不同的热膨胀系数，也存在该实施例在诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中显示优秀性能的技术效果。
例如，参照图4，在本实施例中，可将作为第二层2的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层1的玻璃层141的第一厚度T1的厚度比(T2/T1)控制为0.12至3.0(第一范围SE)。由此，相对应力被控制在-0.4<σ/σT<0.8的低范围，因此即使玻璃层141和聚合物层145具有不同的热膨胀系数，也存在可以在诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中表现出优秀性能的技术效果。
在这种情况下，σ是在聚合物层145的第二层的顶部的应力，并且σ是聚合物层145的第二层中的平均应力(层2中的平均应力)。在图4中，取决于材料，Σ值可以具有诸如10、1或1/10的值。
表1在下面示出了根据比较示例1的表面发射激光器封装件(实验示例1至3)中的可靠性测试结果数据(对5个样品中的每一个进行可靠性测试)。
此外，图5是根据比较示例1和实验示例的表面发射激光器封装件中的可靠性测试结果的照片。具体地说，图5(a)是比较示例1的照片，图5(b)至图5(d)是实验示例1至3的照片。
【表1】
Figure BDA0002892625490000131
参照表1和图5，在比较示例1中，从200次循环开始，在所有五种扩散器原材料中发生了总的界面剥离(interface peeling)。然而，在根据实施例的实验示例1至3中，即使高达7500次循环，也表现出优秀的可靠性而没有界面剥离。
根据实施例，作为第二层的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层的玻璃层141的第一厚度T1的厚度比(T2/T1)为第一范围SE。通过将厚度比控制为0.12至3.0，相对应力被控制得较低，使得即使玻璃层141和聚合物层145具有不同的热膨胀系数，也存在本实施例在热冲击测试或热循环测试等期间能够以相同的可靠性显示出优秀性能的技术效果。
此外，根据实施例，作为第二层的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层的玻璃层141的第一厚度T1的厚度比(T2/T1)可被控制为诸如0.125至1.0的第一范围(SE)。
此外，根据实施例，作为第二层的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层的玻璃层141的第一厚度T1的厚度比(T2/T1)可被控制为0.125至0.5(第一范围SE)。
此外，在本实施例中，玻璃层141的第一厚度T1可被控制为大约50至300μm，而在本实施例中，聚合物层145的第二厚度T2可被控制为大约50至150μm。
在本实施例中，通过控制作为第二层的聚合物层145的第二厚度T2与作为第一层的玻璃层141的第一厚度T1的厚度比(T2/T1)，可以将相对应力控制得较低。由此，即使玻璃层141和聚合物层145具有不同的热膨胀系数，也存在本实施例在诸如热冲击或热循环测试的可靠性测试中可以显示出优秀性能的技术效果。
(第二实施例)
接下来，图6是根据第二实施例的表面发射激光器封装件102的剖视图，图7是根据第二实施例的表面发射激光器封装件中的第二区域D2的放大视图。图8是根据第二实施例的表面发射激光器封装件102中的扩散部件的聚合物层146的厚度的光吸收数据。
第二实施例可以采用第一实施例的技术特征，下面将描述第二实施例的主要特征。
根据第二实施例的表面发射激光器封装件102包括具有腔体C的壳体110、设置在腔体C中的表面发射激光器装置201和设置在壳体110上的扩散部件140。
扩散部件140包括设置在表面发射激光器装置201上的壳体110上的聚合物层146和设置在聚合物层146上的玻璃层141。
参照图7，聚合物层146包括与表面发射激光器装置201沿竖向重叠的第一聚合物层146a以及不与表面发射激光器装置201沿竖向重叠的第二聚合物层146b。第一聚合物层146a的第一厚度T2a可以薄于第二聚合物层146b的第二厚度T2b。
图8是根据第二实施例的表面发射激光器封装件102中的聚合物层146的厚度z的光透射数据，并且光吸收的程度可以是已知的。
例如，在图8中，水平轴代表聚合物层146的厚度z，竖向轴代表透光率(I/I0)数据，α代表吸收常数(4πλ)。
参照图8，可以看出，随着聚合物层146的厚度z增加，竖向轴的透光率(I/I0)随着光吸收的增大而成指数地减小。
返回参照图7，在第二实施例中，第一聚合物层146a的第一厚度T2a被控制为薄于第二聚合物层146b的第二厚度T2b。可以通过增大与发光激光器装置201沿竖向重叠的第一聚合物层146a中的透光率来改善光学性质。
而且，同时，不与表面发射激光器装置201沿竖向重叠的第二聚合物层146b的第二厚度T2b大于第一聚合物层146a的第一厚度T2a。同时，通过将玻璃层141与第一厚度T1的厚度比(T2b/T1)控制在0.12至3.0的范围内，存在具有抗热应力的优秀可靠性的复杂的技术效果。
而且，参照图7，在第二实施例中，可以将粘合构件155的热膨胀系数(单位，ppm/℃)控制在聚合物层146的热膨胀系数的1至2倍的范围内。由此，通过使聚合物层146与粘合构件155之间的热膨胀系数最小化，可以极大地提高可靠性。
例如，在第二实施例中，粘合构件155的热膨胀系数(单位，ppm/℃)被控制为大约70至80(ppm/℃)，并且聚合物层146的热膨胀系数被控制为大约50至60。由此，粘合构件155的热膨胀系数被控制在聚合物层146的热膨胀系数的1至2倍的范围内，使得聚合物层146与粘合构件155之间的可靠性可以通过使热膨胀最小化而被极大地提高。在实施例中，聚合物层的材料可以是聚氨酯丙烯酸酯系列，但不限于此。
表2在下面示出了根据比较示例2、比较示例3和第二实验示例的表面发射激光器封装件的可靠性测试结果数据，图9是根据比较示例2、比较示例3和第二实施例的表面发射激光器。这是关于封装件的可靠性测试结果的图片。
【表2】
Figure BDA0002892625490000161
表2示出了来自根据比较示例2和比较示例3以及第二实施例(分别对5个样品进行可靠性测试)的表面发射激光器封装件(实验示例4)中的可靠性测试结果的数据。此外，图9(a)是比较示例2的照片，图9(b)是比较示例3的照片，图9(c)是实验示例4的照片。
在比较示例2中，从750次循环开始，所有五种扩散器原材料完全与界面分离。特别地，在比较示例3中，从350次循环开始，所有五种扩散器原材料完全与界面完全分离。另一方面，在根据第二实施例的实验示例4中，即使在高达1000次循环时也表现出优秀的可靠性而没有界面剥离。
在第二实施例中，粘合构件155的热膨胀系数可以被控制在聚合物层146的热膨胀系数的1至2倍的范围内。由此，本实施例具有可以通过使聚合物层146与粘合构件155之间的热膨胀系数最小化来极大地提高可靠性的技术效果。
接下来，将参照图10至图12描述表面发射激光器装置201。
图10是根据实施例的表面发射激光器装置的平面图，图11是根据在图10中示出的实施例的表面发射激光器装置的区域C1的放大视图。
图12是沿着根据在图11中示出的实施例的表面发射激光器装置的线A1-A2截取的剖视图。
参照图10至图12，根据实施例的表面发射激光器装置201可包括发光部E和焊垫部P。如图10所示，发光部E可以是其中发射激光束的区域，作为包括多个发光发射器E1、E2和E3的区域。例如，发光部E可包括数十到数百个发光发射器。焊垫部P可以是未设置在发光发射器E1、E2和E3上的区域。
根据本实施例的表面发射激光器装置201可包括第二电极282。即，在每个发光发射器E1、E2和E3中，第二电极282可以设置在除了与孔241对应的区域之外的区域中。例如，第二电极282可以设置在第二反射层250的第二区域中。第二反射层250的第一区域由第二区域环绕，并且可以等于或大于开口241的尺寸。因此，由发光层230产生的光束可以穿过开口241并通过由第二电极282限定的开口发射到外部。
参照图12，根据本实施例的表面发射激光器装置201包括钝化层270和第二电极282、第一电极215、基板210、第一反射层220、发光层230、氧化物层240和第二反射层250中的至少一个。
氧化物层240可包括开口241和绝缘区域242。开口241可以是通道区域，电流流经该通道区域。绝缘区域242可以是阻挡电流流动的阻挡区域。绝缘区域242可以被称为氧化物层或氧化层。氧化物层240可以被称为电流限制层，这是由于氧化物层240限制电流的流动或密度，从而发射更集中的激光束。
根据本实施例的表面发射激光器装置201还可包括焊垫电极280。焊垫电极280可以设置在除了焊垫部P之外的区域中，即，除了发光部E之外的区域中。焊垫电极280可以电连接到第二电极282。第一电极282和焊垫电极280可以一体地形成或者可以单独地形成。
在本实施例的附图中，x轴的方向可以是平行于基板210的长度方向的方向，并且y轴可以是垂直于x轴的方向。
根据本实施例的表面发射激光器装置201提供基板210。基板210可以是导电基板或非导电基板。具有优秀导电性的金属可以用作导电基板。由于在表面发射激光器装置201的操作期间产生的热量必须充分地消散，因此可以使用具有高导热率的GaAs基板或金属基板作为导电基板，或者可以使用硅(Si)基板。作为非导电基板，可以使用AlN基板、蓝宝石(Al2O3)基板或陶瓷基的基板。
根据本实施例的表面发射激光器装置201提供第一电极215。第一电极215可以设置在基板210下方。第一电极215可由导电材料形成并且可以设置在单层或多层中。例如，第一电极215可以是金属，并且包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)中的至少一种。因此，它以单层或多层结构形成，从而改善了电性质并增加了光输出。
根据本实施例的表面发射激光器装置201提供了第一反射层220。第一反射层220可以设置在基板210上。当省略基板210以减小厚度时，第一反射层220的下表面可以接触第一电极215的上表面。
第一反射层220可以掺杂有第一导电型掺杂剂。例如，第一导电型掺杂剂可包括n型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se和Te。
第一反射层220可包括镓基化合物，例如AlGaAs，但不限于此。第一反射层220可以是分布式布拉格反射器(DBR)。例如，第一反射层220可具有这样的结构，其中包括具有不同折射指数的材料的第一层和第二层交替地堆叠至少一次或多次。
例如，第一反射层220可包括设置在基板210上的多层。每一层可包含结构式为AlxGa(1-x)As(0＜x＜1)的半导体材料，并且当每一层中的Al增加时，每一层的折射指数减小，并且当Ga增加时，每一层的折射指数可增大。每一层的厚度可以是λ，λ可以是从发光层230产生的光的波长，n可以是每一层相对于上述波长的光的折射指数。在此，λ可以是650至980纳米(nm)，n可以是每一层的折射指数。具有这种结构的第一反射层220对于具有大约940纳米波长的光可以具有99.999％的反射率。
每个第一反射层220中的层的厚度可以根据从发光层230发射的光的相应折射指数和波长λ确定。
根据本实施例的表面发射激光器装置201可包括发光层230。发光层230可以设置在第一反射层220上。具体地说，发光层230可以设置在第一反射层220上。发光层230可以设置在第一反射层220与第二反射层250之间。
发光层230可包括有源层和至少一个或多个腔体。例如，发光层230可包括有源层、设置在有源层下方的第一腔体和设置在有源层上方的第二腔体。本实施例的发光层230可包括第一腔体和第二腔体两者，或者可以仅包括这两者中的一个。
有源层可包括单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构或量子线结构中的任何一种。
有源层可包括量子阱层和使用III-V或VI族化合物半导体材料的量子势垒层。量子阱层可以由具有小于量子势垒层的能带隙的材料形成。有源层可以以1至3对结构形成，诸如InGaAs/AlxGaAs、AlGaInP/GaInP、AlGaAs/AlGaAs、AlGaAs/GaAs、GaAs/InGaAs，但不限于此。有源层可以不掺杂有掺杂剂。
第一腔体和第二腔体可以由AlyGa(1-y)As(0＜y＜1)形成，但不限于此。例如，第一腔体和第二腔体可分别包括多个AlyGa(1-y)As层。
根据本实施例的表面发射激光器装置201可以提供氧化物层240。氧化物层240可包括绝缘区域242和开口241。绝缘区域242可以环绕开口241。例如，开口241可以设置在发光层230的第一区域(中心区域)上，绝缘区域242可以设置在发光层230的第二区域(边缘区域)上。第二区域可以环绕第一区域。
开口241可以是通道区域，电流流经该通道区域。绝缘区域242可以是阻挡电流流动的阻挡区域。绝缘区域242可以被称为氧化物层或氧化层。
根据本实施例的表面发射激光器装置201可包括第二反射层250。第二反射层250可以设置在氧化物层240上。
第二反射层250可包括镓基化合物，例如，AlGaAs，并且第二反射层250可以掺杂有第二导电型掺杂剂。第二导电型掺杂剂可以是p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。同时，第一反射层220可以掺杂有p型掺杂剂，第二反射层250可以掺杂有n型掺杂剂。
第二反射层250也可以是分布式布拉格反射器(DBR)。例如，第二反射层250的结构可以是其中包括具有不同折射指数的材料的多层交替地堆叠至少一次或多次。
具有这种结构的第二反射层250对波长大约940纳米的光可具有99.9％的反射率。
第二反射层250可以通过交替堆叠层形成，并且第一反射层220中的层的对数可以大于第二反射层250中的层的对数。如上所述，第一反射层220的反射率为99.999％，其可大于第二反射层250的99.9％的反射率。
在实施例中，第二反射层250可包括设置在发光层230上的多层。每一层可由单层或多层形成。
根据本实施例，表面发射激光器装置201可以提供钝化层270。钝化层270可以环绕发光结构的一部分。发光结构的一些区域可包括例如发光层230、氧化物层240和第二反射层250。钝化层270可以设置在第一反射层220的上表面上。钝化层270可以设置在第二反射层250的边缘区域上。当发光结构被部分地台面蚀刻时，第一反射层220的顶表面的一部分可以被暴露，并且可以形成发光结构的局部区域。钝化层270可以设置在发光结构的一部分周围并且在第一反射层220的暴露的顶表面上。
钝化层270可以保护发光结构免受外部影响，并且可以阻挡第一反射层220与第二反射层250之间的电短路。钝化层270可以由诸如SiO2的无机材料形成，但不限于此。
根据本实施例的表面发射激光器装置201可以提供第二电极282。第二电极282可以电连接到焊垫电极280。第二电极282可以接触第二反射层250的上表面的一部分。
第二电极282和焊垫电极280可以由导电材料制成。例如，第二电极282和焊垫电极280是铂(Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、钨(W)、铜(Cu)、金(Au)，并且可以形成为单层或多层结构。
(倒装芯片型表面发射激光器)
接下来，图13是根据实施例的表面发射激光器装置的另一剖视图。
根据本实施例的表面发射激光器装置可应用于如图13所示的倒装芯片型表面发射激光器装置。
除了竖向型之外，根据本实施例的表面发射激光器装置可以具有倒装芯片型，其中第一电极215和第二电极282面向与图13所示的相同的方向。
例如，在图13所示的倒装芯片型表面发射激光器装置中，可包括第一电极部件215和217、基板210、第一反射层220、有源区域230、以及孔区域240、第二反射层250、第二电极部件280和282、第一钝化层271、第二钝化层272、以及非反射层290。在这种情况下，第二反射层250的反射率可以被设计为高于第一反射层220的反射率。
在这种情况下，第一电极部件215和217可包括第一电极215和第一焊垫电极217。第一电极215可以电连接到通过预定台面工艺暴露的第一反射层220，并且第一焊垫电极217可以电连接到第一电极215。
第一电极部件215和217可以由导电材料制成，并且可以是例如金属。例如，第一电极215包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)中的至少一种，并具有单层或多层结构。第一电极215和第一焊垫电极217可包括相同的金属或不同的金属。
当第一反射层220是n型反射层时，第一电极215可以是用于n型反射层的电极。
第二电极部件280和282可包括第二电极282和第二焊垫电极280，并且第二电极282电连接在第二反射层250上，第二焊垫电极280可以电连接到第二电极282。
当第二反射层250是p型反射层时，第二电极282可以是p型电极。
根据上述实施例的第二电极(见图4和图8)可以同样应用于倒装芯片型表面发射激光器装置的第二电极282。
第一绝缘层271和第二绝缘层272可以由绝缘材料制成，例如氮化物或氧化物。例如，它可包括聚酰亚胺、二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)中的至少一种。
(第四实施例)
图14是根据第四实施例的表面发射激光器封装件200的平面图，图15是在图14中示出的根据第四实施例的表面发射激光器封装件同时省略了透射部件250和反射部件260的俯视图。透射部件250和反射部件260可以被称为扩散部，但是本公开不限于此。
首先，参照图14，根据第四实施例的表面发射激光器封装件200可包括本体210、透射部件250和反射部件260。在本实施例的附图中，地面可由x轴和y轴限定，并且垂直于地面的法线方向(xy平面)可以是z轴。在本实施例中，本体210在表面上沿x轴方向的水平宽度可以大于沿y轴方向的水平宽度，但不限于此。在本体210上形成指示标记M1，从而可以容易地识别透射部件250和反射部件260的位置。将参照图16a和图16b描述图14和图15中的截面线A1-A1'和A2-A2'。本体210可以被称为基板，但不限于此。
参照图14和图15，根据第四实施例的表面发射激光器封装件200包括：本体210，包括腔体C；表面发射激光器装置230，设置在腔体C内部；光接收装置240，设置在腔体C中以与表面发射激光器装置230间隔开并且检测从表面发射激光器装置230发射的光；透射部件250，设置在上本体210上；以及反射部件260，设置在光接收装置240上。透射部件250和反射部件260可以被称为扩散部件。
参照图15，表面发射激光器装置230可包括发光部件100和焊垫部件235。
此外，本实施例可包括设置在表面发射激光器装置230与光接收装置240之间的腔体C的底部处的单个或多个电极部件。
例如，本实施例可包括其上设置有表面发射激光器装置230的第一电极部件221、通过第一电线W1电连接到表面发射激光器装置230的第三电极部件223、其上设置有光接收装置240的第二电极部件222以及通过第二电线W2电连接到光接收装置240的第四电极部件224。第二电极部件222可从第一电极部件221延伸以被一体地形成，但不限于此。
在本实施例中，从表面发射激光器装置230发射的激光通过透射单元250扩散，并且光接收装置240可以感测从封装件反射的光，并且可以通过测量改变的程度而检测到的光量精确地控制透射部件250是附接还是脱离。
在这种情况下，在本实施例中，透射部件250可以设置在表面发射激光器装置230的光束发散范围内，反射部件260可以设置在其它区域中。由此，在封装件内部反射和全反射的光可以在内部反射，而不通过反射器260将其发送到外部。此外，相反，从封装件外部入射到封装件内部的光可以通过反射单元260反射，从而不入射到内部。由此，本实施例具有通过显著地提高光接收装置240的光电感测性能来提供具有优秀可靠性和稳定性的表面发射激光器封装件和光学组件的技术效果。
接下来，将参照图16a和图16b更详细地描述根据第四实施例的表面发射激光器封装件200。
图16a是根据在图14和15中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件200沿着线A1-A1'的剖视图，图16b是沿着根据在图14和图15中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件200的线A2-A2'截取的剖视图。
参照图16a和图16b，根据第四实施例的表面发射激光器封装件200包括：本体210，包括腔体C；表面发射激光器装置230，设置在腔体C内部；光接收装置240，设置在腔体C中以与表面发射激光器装置230间隔开，并且检测从表面发射激光器装置230发射的光；透射部件250，设置在表面发射激光器装置230上的本体210上；以及反射部件260，设置在光接收装置240上。
在本实施例中，本体210可以由单层或多层形成。例如，本体210可以形成为单层基板，或者可包括如图所示的第一基板211、第二基板212和第三基板213。
本体210可包括具有高导热率的材料。因此，本体210可以设置有具有良好散热特性的材料，使得由表面发射激光器装置230产生的热量可以被有效地排放到外部。例如，本体210可包括陶瓷材料。本体210可包括低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。
此外，本体210可包括金属化合物。本体210可包括具有140W/mK或更大的导热率的金属氧化物。例如，本体210可包括氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。
此外，本体210可包括树脂基绝缘材料。本体210可以设置有硅树脂、环氧树脂、包括塑料材料的热固性树脂或高耐热性材料。
此外，本体210可包括导电材料。例如，当本体210由诸如金属的导电材料制成时，可以在本体210与表面发射激光器装置230之间设置用于它们之间的电绝缘的绝缘层(未示出)。
因此，根据本实施例，存在提供具有优秀散热特性同时能够驱动高输出和高电压的表面发射激光器封装件和光学模块的技术效果。
第一基板211、第二基板212和第三基板213可具有与本体210相同的材料，或者可包括至少一种不同的材料。
接下来，在实施例中，单个或多个电极部件可以设置在本体210上。例如，参照图15，在本实施例中，第一电极部件221、第二电极部件222、第三电极部件223和第四电极部件224可以放置在本体210上。
例如，在实施例中，其上设置有表面发射激光器装置230的第一电极部件221，以及通过第一电线W1电连接到表面发射激光器装置230的第三电极部件223，其上设置有光接收装置240的第二电极部件222，以及通过第二电线W2电连接到光接收装置240的第四电极部件224(见图15)。
第一至第四电极部件221至224可以由导电金属材料形成。例如，第一至第四电极部件221至224可以是Cu、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或它们中的两种或更多种的合金中的至少一种，并且可以是单层或多层。
返回一起参照图16a和图16b，第一电极部件221可包括设置在本体210上的第一上电极221a和设置在本体210下方的第一下电极221b。表面发射激光器装置230可以设置在第一上电极221a上。第一下电极221b可以形成为大于第一上电极221a，以提高导电性和散热效率。
此外，第二电极部件222可包括设置在本体210上的第二上电极222a和设置在本体210下方的第二下电极222b。光接收装置240可以设置在第二上电极222a上。第二下电极222b可以形成为大于第二上电极222a，以提高导电性和散热效率。
此外，第三电极部件223可包括设置在本体210上的第三上电极223a和设置在本体210下面的第三下电极223b。第三上电极223a可以通过第一电线W1电连接到表面发射激光器装置230。
此时，根据本实施例，第三电极部件223设置在第一电极部件221与第二电极部件222之间，并且表面发射激光器装置230设置在其上，光接收装置240设置在第二电极部件222上以与表面发射激光器装置230间隔开。由于可以确保表面发射激光器装置230的光束发散在宽范围内，并且可以使封装件内部的光接收装置所占据的面积最小化，因此可以执行高灵敏度的光感测功能并且提供紧凑的表面发射激光器封装件和光学模块。
接下来，将参照图17至图18b更详细地描述本实施例中的电极部件的特征。
图17是根据在图16中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件同时省略了表面发射激光器装置230和光接收装置240的平面图。图18a是沿着在图17中示出的根据第四实施例的表面发射激光器封装件的线A3-A3'的剖视图，图18b是沿着在图17中示出的根据第四实施例的表面发射激光器封装件的线A4-A4'的剖视图。
参照图18a和图18b，第一电极部件221包括设置在本体210上的第一上电极221a、设置在本体210下方的第一下电极221b以及电连接第一上电极221a和第一下电极221b的第一连接电极221c。第一连接电极221c可以是通孔电极，但不限于此。
第一上电极221a可以电连接到表面发射激光器装置230。例如，表面发射激光器装置230可以设置在第一上电极221a上。
接下来，参照图18a，第二电极部件222包括设置在本体210上的第二上电极222a和设置在本体210下方的第二下电极222b。参照图17，第二电极部件222可以一体地形成，从第一电极部件221延伸，但不限于此。
当第二电极部件222从第一电极部件221延伸以被一体地形成时，第二电极部件222的第二上电极222a和第二下电极222b通过第一电极部件221的第一连接电极221c电连接。
在这种情况下，第二上电极222a可以电连接到光接收装置240。例如，光接收装置240可以设置在第二上电极222a上。
接下来，第三电极部件223包括设置在本体210上的第三上电极223a、设置在本体210下方的第三下电极223b以及电连接第三上电极223a和第三下电极223b的第三连接电极223c。第三上电极223a可以通过第一电线W1电连接到表面发射激光器装置230。第三连接电极223c可以是通孔电极。
参照图15和图17，表面发射激光器装置230设置在第一电极部件221上，并且光接收装置240与表面发射激光器装置230间隔开并且设置在第二电极部件222上。由此，可以确保表面发射激光器装置230的宽光束发散范围，并且可以使封装件中由光接收装置所占据的面积最小化。因此，本实施例可以提供能够执行高灵敏度光感测功能的紧凑表面发射激光器封装件和光学组件。
接下来，参照图15和图17，第四电极部件224包括设置在本体210上的第四上电极224a和设置在本体210下方的第四下电极(未示出)以及电连接第四上电极224a和第四下电极的第四连接电极224c。第四上电极224a可以通过第二电线W2(见图15)电连接到光接收装置240。第四连接电极224c可以是通孔电极。
同时，参照图18a和图18b，腔体C可以设置在本实施例的本体210中，并且可以设置单个腔体或多个腔体。例如，本实施例的本体210可包括位于第二基板212上的第一腔体C1和位于第三基板213上的第二腔体C2。第二腔体C2的水平宽度可以大于第一腔体C1的水平宽度。
参照图16a，表面发射激光器装置230和光接收装置240可以设置在第一腔体C1中，并且透射部件250和反射部件260可以设置在第二腔体C2中。
接下来，参照图19至图21，将给出对根据本实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置230的描述。
图19是根据实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置230的平面图，图20是根据在图18中示出的实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置230的区域B的局部放大视图。
参照图19至图21，示出了根据本实施例的表面发射激光器装置230，其用于竖向腔体表面发射激光器(VCSEL)，但不限于此。
参照图19，根据实施例的表面发射激光器封装件中的表面发射激光器装置230可包括发光部件100和焊垫部件235。参照图19和图20，多个发光发射器E1、E2和E3可以设置在发光部件100中。
图21是沿着根据在图20中示出的实施例的表面发射激光器封装件的表面发射激光器装置230的第一发射器E1的线A5-A5'截取的剖视图。
参照图21，在本实施例中，表面发射激光器装置的第一发射器E1包括第一电极115、支撑基板110、第一反射层120、腔体区域130和孔141、绝缘区域142、第二反射层150、第二接触电极155、第二电极180以及钝化层170。
在实施例中，支撑基板110可具有优秀的散热特性，并且可以是导电基板或非导电基板。例如，支撑基板110可以设置有从诸如铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜-钨(Cu-W)、载体晶圆(例如，Si、Ge、AlN)、GaAs、ZnO、SiC等的导电材料之中选择的至少一种，但不限于此。
在实施例中，第一电极115可以设置在支撑基板110下方，并且第一电极115可以设置在导电材料的单层或多层中。
第一反射层120可以设置掺杂有第一导电型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。第二反射层150可设置掺杂有第二导电型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。
例如，第一半导体层120和第二反射层150可以是包括GaAs、GaAl、InP、InAs和GaP的族中的一种。第一半导体层120和第二反射层150可提供为具有结构式为AlxGa1-xAs(0＜x＜1)/AlyGa1-yAs(0＜y＜1)(y＜x)的半导体。
腔体区域130设置在第一反射层120与第二反射层150之间，可包括预定的有源层(未示出)和设置在有源层下方的第一腔体(未示出)、设置在有源层上方的第二腔体(未示出)。本实施例的腔体区域130可包括第一腔体和第二腔体两者，或者可以仅包括这两者中的一个。
在实施例中，绝缘区域142设置在腔体区域130上，并且由绝缘区域142限定的孔141可被定位。
绝缘区域142可以由例如氧化铝的绝缘层形成，因此可以用作电流绝缘区域，并且孔141可以设置在中心区域中。例如，在预定的AlGaAs层中，当边缘通过与H2O反应变为Al2O3时，可以形成绝缘区域142，而不与H2O反应的中心区域可以变为由AlGaAs制成的孔141。
根据本实施例的表面发射激光器装置可以从孔141周围的区域中的第二反射层150到绝缘区域142和腔体区域130进行台面蚀刻。此外，可台面蚀刻第一反射层120的一部分。
第二接触电极155可以设置在第二反射层150上。由第二接触电极155暴露的第二反射层150的区域可以对应于作为绝缘区域142的中心区域的孔141。接触电极155可以改善第二反射层150与第二电极180之间的接触特性。
钝化层170可以设置在台面蚀刻的发光结构的侧表面和上表面上以及第一反射层120的上表面上。钝化层170可以由例如氮化物或氧化物的绝缘材料制成。
第二电极180电接触暴露的第二接触电极155，并在钝化层170上方延伸以从焊垫部件235接收电流。第二电极180可以由导电材料制成。例如，第二电极180包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)中的至少一种，并且其可以形成为单层或多层结构。
返回参照图16a，在根据本实施例的表面发射激光器封装件中采用的光接收装置240可以是用于监视器的光电检测器，并且可以通过施加反向偏置电压来接收入射光。电连接到光接收装置240的第二上电极222a可包括多个分离的电极，这些电极将外部功率施加到光接收装置240或者可以将由光接收装置240检测的电信号传输到外部。
接下来，将参照图22a更详细地描述根据本实施例的发光装置封装件的技术特征。图22a是根据在图16a中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件200同时省略了第一电线W1的详细剖视图。
根据第四实施例的表面发射激光器封装件200可包括设置在表面发射激光器装置230上的透射部件250和设置在光接收装置240上的反射部件260，同时透射部件250和反射部件260可以设置在本体210上。
根据本实施例，从表面发射激光器装置230发射的激光通过透射单元250扩散，并且光接收装置240感测从封装件内部反射的光。通过测量检测到的光量的变化，可以精确地控制透射部件250是附接还是脱离。
透射部件250设置在从表面发射激光器装置230发散的光束的范围内，反射部件260设置在光接收装置240上，以反射和全反射封装件内部的光。通过反射部件260在光接收装置240内部反射，可以显著地提高光接收装置240的光感测性能，相反，从封装件外部入射到封装件内部的光在反射部件260中反射。因此，由于从封装件外部入射到封装件内部的光不入射到内部，因此可以显著地提高光接收装置240中的光感测性能。
在诸如表面发射激光器封装件的振动或长期使用的极端环境中，存在透射部件250和反射部件260与本体210分离的可能性。当透射部件250或反射部件260分离时，从表面发射激光器装置230发射的强激光直接照射到外部而不穿过透射部件250，从而损害用户的视力等。
因此，根据本实施例，透射部件250和反射部件260可以设置在第二腔体C2中(见图18a)，粘合层270可设置在暴露的第二基板212上。结果，可以提高透射部件250或反射部件260与第二基板212之间的结合力。
粘合层270可包括有机材料。例如，粘合层270可包括环氧基树脂或硅酮基树脂。在本实施例中，通过提高透射部件250、反射部件260与第二基板212之间的结合力，表面发射激光器装置230和激光器封装件可以提供不会因强光而伤人的稳定的表面光发射。
在实施例中，透射单元250可以用于扩大从表面发射激光器装置230发射的光的发散角。为此，透射部件250可包括微透镜、不规则图案等。
此外，透射部件250可包括抗反射功能。例如，透射部件250可包括设置在面对表面发射激光器装置230的一个表面上的抗反射层(未示出)。例如，透射部件250可包括设置在面对表面发射激光器装置230的下表面上的抗反射层。由此，非反射层可以防止从表面发射激光器装置230入射的光从透射部件250的表面反射并透射该光，从而改善由于反射而引起的光损失。
抗反射层可以由例如抗反射涂膜形成，并且可以附接到透射部件250的表面。此外，可以通过旋涂或喷涂在透射部件250的表面上形成抗反射层。例如，抗反射层可形成为包含包括TiO2、SiO2、Al2O3、Ta2O3、ZrO2和MgF2的族中的至少一种的单层或多层。
暂时参照图14，本体210沿x轴方向的第一宽度可以大于沿y轴方向的第二宽度，由此，透射部件250和反射部件260沿x轴方向形成。通过布置，可以改善光扩散性并确保可靠性。例如，本体210沿x轴方向的第一宽度可以是大约3.0mm至5.0mm，而沿Y轴方向的第二宽度可以是大约2.0mm至3.0mm，但不限于此。
返回参照图22a，本体210的沿z轴方向的厚度T20被固定为大约1.0mm至2.0mm，从而可以实现高度可靠和紧凑的发光装置封装件。
在这种情况下，表面发射激光器装置230的沿y轴方向的第三水平宽度W30可以是大约500μm至1500μm。表面发射激光器装置230的沿x轴方向的水平宽度也可以与沿y轴方向的第三水平宽度W30相同，但不限于此。
在本实施例中，由于光输出是根据表面发射激光器装置芯片的发射器数量确定的，因此表面发射激光器装置的尺寸可以根据产品而不同。例如，近来在移动层级，由于对于辐射功率需要大约1W到2W的性能，因此表面发射激光器装置的尺寸可以是大约500x500μm到1500x1500μm。
例如，在本实施例中，表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30可以是500μm至1500μm，但不限于此。
接下来，从表面发射激光器装置230的顶表面到透射部件250的第一间隔距离D1范围可从表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的2/75到大约1/5。例如，在实施例中，从表面发射激光器装置230的顶表面到透射部件250的第一间隔距离D1可以是大约40μm至100μm。
例如，从表面发射激光器装置230的顶表面到透射部件250的第一间隔距离D1是表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约2/75或更大。例如，考虑到第一电线W1工艺，可以确保大约40μm或更大的作为第一间隔距离D1的最小距离。此外，从表面发射激光器装置230的顶表面到透射部件250的第一间隔距离D1是表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约1/5或更小。例如，第一间隔距离可以为大约100μm或更小，从而可以提供紧凑的发光装置封装件。
此外，在本实施例中，考虑到表面发射激光器装置230中的光束发散角Θ和发散角Θ，透射部件250的厚度T1可以是大约200μm至1000μm。
透射部件250的厚度T1被控制为大约200μm或更大，从而可以确保足够的激光发射范围。当透射部件250的厚度T1小于200μm时，存在对在制造工艺或实际使用期间其被损坏的顾虑。此外，通过将透射部件250的厚度T1设计为1000μm或更小，可以实现紧凑的表面发射激光器封装件。
在本实施例中，表面发射激光器装置230中的光束发散角Θ可以被设计为0°或更大。例如，如果形成两个孔(通过这两个孔从表面发射激光器装置230发射光)，则可以使光束发散角Θ接近0°。
此外，在本实施例中，考虑到产品，透射部件250的发散角Θ可以处于大于0°至160°以内的范围内。
在实施例中，发散角的测量可以通过测量辐射或测量辐照度来执行，但不限于此。
接下来，本实施例可包括设置在光接收装置240上的反射器260。由此，在本实施例中，透射部件250设置在表面发射激光器装置230的光束发散的范围内，并且反射部件260设置在其它区域中，使得在封装件内部执行反射和全反射。光可以在内部反射而不通过反射器260发送到外部，相反，从封装件外部入射到封装件内部的光可以通过反射器260反射，从而不会入射到内部。
因此，本实施例具有通过显著地提高光接收装置240中的光感测性能来提供具有优秀可靠性和稳定性的表面发射激光器封装件和光学组件的技术效果。
与透射部件250不同，反射部件260可以阻挡来自封装件内部/外部的光以使其在内部/外部被反射，并且可以由包括Al、Ag粉末或其合金粉末的树脂层形成。
在本实施例中，透射部件250的第一宽度W10的范围可被设定为匹配表面发射激光器装置230的孔和光束的发散角。由此，可以将出射光到透射部件250的入射率控制到几乎100％的水平，并且可以将出射光到反射部件260的入射率控制到几乎0％的水平。
接下来，图22b是根据在图22a中示出的第四实施例的表面发射激光器封装件的另一实施例的剖视图。
在实施例中，第二反射部件262的厚度T3可形成为薄于透射部件250的厚度T1。由此，在确保可以从透射部件250发射的最宽发散角的同时，从封装件内部的第二反射部件262反射的光被尽可能多地反射到光接收装置240，从而提高光感测性能的可靠性。存在可以提供优秀的表面发射激光器封装件和光学组件的技术效果。
在实施例中，第二反射部件262的厚度T3可以处于透射部件250的厚度T1的1/10至1/2的范围内。由于确保第二反射部件262的厚度T3等于或大于透射部件250的厚度T1的1/10，因此其可以用作反射部件。
特别地，第二反射部件262的厚度T3可以小于透射部件250的厚度T1的1/2。由此，可以通过增大可以向第二反射部件262的上方透射的光的比率来改善光输出。
例如，第二反射器262的厚度T3可被设定为大约20μm至大约500μm。由于第二反射部件262的厚度T3被确保为透射部件250的厚度T1的1/10或更大，例如，大约20μm或更大，因此其可以用作反射部件。
此外，第二反射部件262的厚度T3可小于透射部件250的厚度T1的1/2，例如，500μm或更小。由此，可以通过增大可以向第二反射部件262的上方透射的光的比率来改善光输出。
返回参照图22a，透射部件250的第一水平宽度W10可以大于反射部件260的第二水平宽度W20。因此，本实施例可增大由光接收装置240反射并接收的光的量。
反射部件260可以与光接收装置240沿竖向重叠，但是可以不与第三电极部件223或表面发射激光器装置230沿竖向重叠。
例如，透射部件250的第一水平宽度W10可以大于反射部件260的第二水平宽度W20。因此，通过增大从透射部件250的上表面全反射的光也将到达光接收装置240的可能性，可以提供具有优秀光电感测性能的可靠性的表面发射激光器封装件和光学组件。
在实施例中，透射部件250的第一水平宽度W10可以处于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的18/15至6倍的范围内。例如，透射部件250的第一水平宽度W10可以是大约1800μm至3000μm。在这种情况下，表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30可以是500μm至1500μm，但不限于此。
在本实施例中，透射部件250的第一水平宽度W10形成为表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的18/15倍或更大，例如，大约1800μm或更大，使得第一水平宽度W10可以确保宽于表面发射激光器装置230的发散角。
此外，在实施例中，透射部件250的第一水平宽度W10可以形成为表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的6倍或更小，例如，大约3000μm或更小。因此，在本实施例中，通过确保反射单元260的面积，光接收装置240可以感测由从表面发射激光器装置230发射的激光从封装件内部反射的光。由此，本实施例可以通过测量检测到的光的量的变化程度来更精确地控制透射部件250是否脱离。
此外，在实施例中，反射器260的第二水平宽度W20可以处于光接收装置240的水平宽度的16/15至4倍的范围内。例如，反射部件260的第二水平宽度W20可以是大约1600μm至2000μm，并且光接收装置240的水平宽度可以是大约500μm至1500μm，但不限于此。
因此，包括透射部250和反射部260的扩散部件的水平宽度可以是大约3400μm到5000μm，但不限于此。
例如，在实施例中，反射器260的第二水平宽度W20可以形成为光接收元件240的水平宽度的16/15倍或更多，例如，大约1600μm或更多。因此，可以确保反射单元260的面积，使得光接收元件240可以检测由激光器从封装件内部反射的光。由此，本实施例可以通过测量检测到的光量的变化程度来更精确地控制透射单元250是否脱离。
此外，在本实施例中，反射部件260的第二水平宽度W20形成为小于光接收装置240的水平宽度的4倍，例如，大约2000μm或更小，从而可以防止反射部件260与表面发射激光器装置230的发散角重叠。
返回参照图22b，第二反射部件262的厚度T3可被设定为处于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约1/75至大约1倍的范围内。由于第二反射部件262的厚度T3形成为表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约1/75或更大，因此它可以用作反射器，并且可以提高透射的激光的比例。
此外，第二反射部件262的厚度T3可以形成为小于表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约1倍。因此，第二反射部件262可以用作反射部件，并且第二反射单元262的厚度可以被控制得较薄，以改善光输出。
例如，第二反射器262的厚度T3可被设定为大约20μm至大约500μm。例如，第二反射部件262的厚度T3形成为表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的大约1/75或更大，例如，大约20μm或更大。结果，可以在用作反射器的同时提高可被透射的激光的比率。
此外，第二反射部件262的厚度T3可以是表面发射激光器装置230的第三水平宽度W30的约1倍或更小，例如，大约500μm。因此，第二反射部件262可以用作反射部件，并且第二反射部件262的厚度可以被控制得较薄以改善光输出。
(第五实施例)
图23a是根据第五实施例的表面发射激光器封装件202的平面图，并且图23b是在省略了第二透射部件252和第三反射部件263的同时根据图23a中示出的第五实施例的表面发射激光器封装件202的平面图。
第五实施例可以采用第四实施例的技术特征，下面将描述第五实施例的主要特征。
参照图23a和图23b，根据第五实施例的表面发射激光器封装件202包括：本体210，包括腔体C；第五电极部件225；第六电极部件226，被设置为在腔体C中彼此间隔开；表面发射激光器装置230，设置在第五电极部件225上，并通过第三电线W3电连接到第六电极部件226；第二光接收装置232，设置在第六电极部件226上，用以检测从表面发射激光器装置230发射的光，并在腔体C中与表面发射激光器装置230间隔开；第二透射部件252，设置在本体210上和表面发射激光器装置230的上方；以及第三反射部件263，设置在第二光接收装置232上。第二透射部件252和第三反射部件263可以被称为扩散部件。
第二光接收装置232可以通过第四电线W4电连接到第五电极部件225以施加反向偏置电压。
根据第五实施例，第二光接收装置232设置在电连接到表面发射激光器装置230的第六电极部件226上，以在第二光接收装置232中提供光感测功能。并且第三反射部件263设置在第二光接收装置232上，从而实现高性能的光电感测性能，并且提供紧凑的表面发射激光器封装件和光学模块。
而且，参照图23a，在第五实施例中，第二透射部件252沿第一轴向方向的第一水平宽度W10形成为大于第三反射部件263沿第一轴向方向的第二水平宽度W20，以增大由第二光接收装置232接收的光量。
例如，第二透射部件252的第一水平宽度W10形成为大于第三反射部件263的第二水平宽度W20，从而可以通过增大从第二透射部件252的上侧全反射的光也将到达第二光接收装置232的可能性来提供具有优秀的光感测性能的可靠性的表面发射激光器封装件和光学组件。
此外，如图22b所示，在第五实施例中，第三反射部263的厚度可以薄于第二透射部件252的厚度。
因此，在确保可从第二透射单元252发射的最宽发散角的同时，从封装件内部的第三反射单元263反射的光可以尽可能多地被反射到第二光接收元件232。因此，本实施例具有提供在光感测性能方面具有优秀可靠性的表面发射激光器封装件和光学组件的技术效果。
根据本实施例，存在能够提供具有优秀的可靠性和稳定性的表面发射激光器封装件和光学模块的技术效果。
此外，根据本实施例，可以提供紧凑的表面发射激光器封装件和光学模块，同时能够驱动高输出和高电压。
(第六实施例)
图24是示出根据第六实施例的表面发射激光器封装件的剖视图。
参照图24，根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以设置基板110。
基板110可以支撑设置在基板110上的所有部件。例如，基板110可以支撑表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和设置在其上的波长限制构件150。表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140、波长限制构件150和基板110可以是模块化的模块。一个或多个这样的模块可以安装在电路板160上。
基板110可包括具有高导热率的材料。基板110可以由具有良好散热性质的材料制成，使得由表面发射激光器装置206产生的热量可以被有效地排放到外部。基板110可包括绝缘材料。
例如，基板110可包括陶瓷材料。基板110可包括低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。
此外，基板110可包括金属化合物。基板110可包括具有140W/mK或更高的导热率的金属氧化物。例如，基板110可包括氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。
作为另一示例，基板110可包括树脂基绝缘材料。基板110可以设置有硅树脂、环氧树脂、包括塑料材料的热固性树脂或高耐热性材料。
基板110还可包括导电材料。当基板110由例如金属的导电材料制成时，可以提供用于基板110与表面发射激光器装置206之间的电绝缘的绝缘层。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供表面发射激光器装置206。
表面发射激光器装置206可以设置在基板110上。表面发射激光器装置206可以产生激光束并沿垂直于表面发射激光器装置206的上表面的方向发射激光束。表面发射激光器装置206可以发射例如沿向上方向具有15°至25°视角的激光束。表面发射激光器装置206可包括发射圆形光束的多个发射器(图25中的E1、E2、E3、E4)。稍后将再次描述表面发射激光器装置206的示例。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供第一电极181和第二电极182。
第一电极181和第二电极182可以设置在基板110上。第一电极181和第二电极182可以彼此间隔开地设置在基板110上。
第一电极181和第二电极182中的一个可以设置在表面发射激光器装置206周围。
表面发射激光器装置206可以设置在第一电极181上。在这种情况下，第二电极182可以设置在表面发射激光器装置206周围。
表面发射激光器装置206可以例如通过晶片结合方法设置在第一电极181上。表面发射激光器装置206可以电连接到第二电极182。例如，表面发射激光器装置206和第二电极182可以通过电线191电连接。表面发射激光器装置206可以通过多条电线电连接到第二电极182。表面发射激光器装置206可以通过电线191电连接到第二电极182。
连接表面发射激光器装置206和第二电极182的电线数量以及连接位置通过表面发射激光器装置206的尺寸或由表面发射激光器装置206所需的电流扩散程度进行选择。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供第一结合部件183和第二结合部件184。
第一结合部件183和第二结合部件184可以设置在基板110下方。例如，彼此间隔开的第一和第二凹部形成在基板110的下表面上，第一结合部件183设置在第一凹部中，第二结合部件185设置在第二凹部中。
例如，第一结合部件183的下表面和第二结合部件184的下表面可以通过与电路板160的信号线(未示出)接触而彼此电连接。基板110可以被称为第一基板，电路板160可以被称为第二基板。
第一结合部件183和第二结合部件184可以设置在基板110下方以彼此间隔开。第一结合部件183和第二结合部件184可以具有圆形焊垫，但不限于此。
第一结合部件183可以设置在基板110的下表面上。第一结合部件183可电连接至第一电极181。第一结合部件183可以通过第一连接布线185电连接到第一电极181。例如，第一连接布线185可以设置第一通孔中，该第一通孔设置在基板110中。第一结合部件183和第一连接布线185可以使用相同的金属材料一体地形成。
第二结合部件184可以设置在基板110的下表面上。第二结合部件184可以电连接到第二电极182。第二结合部件184可通过第二连接线186电连接到第二电极182。例如，第二连接布线186可以设置在第二通孔中，该第二通孔设置在基板110中。第二结合部件184和第二连接布线186可以使用相同的金属材料一体地形成。
例如，第一连接布线185和第二连接布线186可包括钨(W)，但不限于此。钨W在1000℃或更高的高温下熔化，注入到第一和第二通孔中，随后固化，从而形成第一连接布线185和第二连接布线186。钨W的一部分可以在基板110下方固化以形成第一结合部件183和第二结合部件184，但是本实施例不限于此。
根据第六实施例，可以通过电路板160向表面发射激光器装置206提供驱动功率。
在根据上述第六实施例的表面发射激光器封装件106中，基于连接的情况进行了描述，因为表面发射激光器装置206以晶片结合方法连接到第一电极181，而第二电极182以电线结合方法连接。
然而，将驱动功率提供给表面发射激光器装置206的方式可以进行各种修改和应用。例如，表面发射激光器装置206可以通过倒装芯片结合方法电连接到第一电极181和第二电极182。此外，表面发射激光器装置206可以通过电线结合电连接到第一电极181和第二电极182两者。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供壳体130。壳体130可以设置在基板110上。壳体130可沿着基板106的外围区域设置。例如，基板110可包括第一区域(中心区域)和环绕第一区域的第二区域(外围区域)。
在这种情况下，表面发射激光器装置206可以设置在基板110的第一区域的一部分上，壳体130可以设置在基板120的第二区域上。第二电极182可以定位在第一电极181与壳体130之间的基板110上。壳体130可以设置在表面发射激光器装置206周围。壳体130的外表面可以在竖直线上与基板110的外表面对齐。
壳体130的高度可以大于表面发射激光器装置206的高度。壳体130可包括具有高导热率的材料。壳体130可由具有良好散热性质的材料制成，使得由表面发射激光器装置206产生的热量可被有效地排放到外部。壳体130可包括绝缘材料。
例如，壳体130可包括陶瓷材料。壳体130可包括低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。
例如，壳体130可包括金属化合物。壳体130可包括具有140W/mK或更高的导热率的金属氧化物。例如，壳体130可包括氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。
例如，壳体130可包括树脂基绝缘材料。具体地说，壳体130可以由硅树脂、环氧树脂、包括塑料材料的热固性树脂或高耐热性材料制成。
壳体130可以由诸如金属的导电材料制成。
例如，壳体130可包括与基板110相同的材料。当壳体130由与基板110相同的材料形成时，壳体130可以与基板110一体地形成。
此外，壳体130可以由与基板110的材料不同的材料形成。基板110也可被称为壳体。在这种情况下，基板110可被称为第一壳体，壳体130可被称为第二壳体。可替代地，壳体130可被称为基板。在这种情况下，基板110可被称为第一基板，并且壳体130可以被称为第二基板。
根据第六实施例，基板110和壳体130可以由具有优秀散热性质的材料形成。因此，从表面发射激光器装置206产生的热量可以被有效地排放到外部。
根据第六实施例，当基板110和壳体130作为单独的部件设置并组合时，可以在基板110与壳体130之间设置粘合层。
例如，粘合层可包括有机材料。粘合层可包括环氧基树脂。此外，粘合层可包括硅树脂。
同时，可在壳体130的与内侧接触的上部区域中设置阶部。例如，凹部区域142可以设置在壳体130的上部区域中。例如，凹部区域142的宽度和/或深度可以设置为几百微米。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供扩散部件140。
扩散部件140可以设置在表面发射激光器装置206上。扩散部件140可被设置为与表面发射激光器装置206间隔开。扩散部件140可以设置在壳体130的凹部区域142中。扩散部件140可以由壳体130的凹部区域142支撑。
可以在扩散部件140与壳体130的凹部区域142之间设置粘合层(未示出)。例如，粘合层可以设置在扩散部件140的与凹部区域142的内表面接触的下表面和侧表面上。例如，粘合层可包括有机材料。粘合层可包括环氧基树脂。可替代地，粘合层可包括硅树脂。
扩散部件140可使从表面发射激光器装置206发射的激光束的视角扩大。
扩散部件140可包括抗反射功能。例如，扩散部件140可包括设置在与表面发射激光器装置206相对的一个表面上的抗反射层。抗反射层可以与扩散部件140分开形成。扩散部件140可包括设置在面对表面发射激光器装置206的下表面上的抗反射层。
非反射层防止从表面发射激光器装置206入射的激光束从扩散部件140的表面反射并将其透射到扩散部件140中，从而改善由于反射引起的光损失。
抗反射层可以由例如抗反射涂膜形成并且附接到扩散部件140的表面。可以通过旋涂或喷涂在扩散部件140的表面上形成抗反射层。例如，抗反射层可形成为包含包括TiO2、SiO2、Al2O3、Ta2O3、ZrO2和MgF2的族中的至少一种的单层或多层。
根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供包括至少一条信号线的电路板160。包括表面发射激光器装置206的基板110可以安装在电路板160上。例如，电路板180可包括第一和第二信号线。在这种情况下，设置在基板106下方的第一结合部件183电连接到电路板160的第一信号线并且设置在基板下方以连接到第一结合部件183。沿水平方向间隔开的第二结合部件184可以电连接到电路板160的第二信号线。
同时，如上所述，基板110和壳体130可以通过晶圆层级封装工艺制造。根据第六实施例，扩散部件140也可通过晶圆层级封装工艺附接到壳体130。
即，在表面发射激光器装置206和壳体130以晶圆层级附接到基板110，并且扩散部件140附接到壳体130之后，通过切片等切割基板。可以在基板110处设置其中组合了表面发射激光器装置206、壳体130和扩散部件140的多个表面发射激光器封装件。
如上所述，包括基板110、壳体130和扩散单元140的表面发射激光器封装件106可通过晶圆层级封装工艺制造。因此，基板110的外表面和壳体130的外表面可以设置在同一平面上。即，在基板110的外表面与壳体130的外表面之间不存在阶差(step difference)。
在第六实施例中，在基板110的外表面与壳体130的外表面之间不存在阶差。因此，可以从根本上防止由于常规表面发射激光器封装件中的阶状结构而引起的湿气渗透和外部摩擦所引起的损坏的缺陷。
根据第六实施例，基板110和壳体130通过晶圆层级封装工艺制造，并且扩散部件140可以在单独的工艺中附接在壳体130上。
根据第六实施例，扩散部件140可以通过设置在扩散部件140与壳体130的凹部区域142之间的粘合层稳定地固定到壳体130。
在下文中，将详细描述表面发射激光器装置206。图25是根据第六实施例的表面发射激光器装置的平面图，图26是沿着在图25中示出的根据本实施例的表面发射激光器装置的线I-I'截取的剖视图。
根据第六实施例的表面发射激光器装置206可以发射具有例如940nm的峰值波长和大约2nm的半峰全宽(FWHM)的光。该光可具有例如940±2nm的波长带，但不限于此。
参照图25，根据第六实施例的表面发射激光器装置206可包括发射区域245和非发射区域247。非发射区域247是其中不发射激光束的区域，并且例如可以设置焊垫电极290。光发射区域245是从其发射激光束的区域，并且例如可以设置发光结构E。
发光结构E可包括多个发射器E1、E2、E3和E4。每个发射器(E1、E2、E3、E4)可以彼此间隔开设置。发光结构E可包括第二电极280。发射区域245可包括第一区域和第二区域。可以限定多个第一区域，并且可以将第一区域之间的区域限定为第二区域。在这种情况下，每个发射器E1、E2、E3和E4可以设置在第一区域中，并且第二电极280可以设置在第二区域中。每个发射器E1、E2、E3、E4可以由第二电极280环绕。第二电极280可以与焊垫电极290一体地形成，但不限于此。第二电极280可以从焊垫电极290延伸到发射区域245，并且设置在发射区域245中。如稍后将描述的，第二电极280可以将多个发射器E1、E2、E3和E4电连接至焊垫电极290。
参照图26，根据第六实施例的表面发射激光器装置206包括第一电极215、基板210、第一反射层220、腔体区域230、孔241、绝缘区域242、第二反射层250、第二电极280、钝化层270和焊垫电极290。
腔体区域230可包括有源层(未示出)和腔体(未示出)，这将在下面详细描述。绝缘区域242包括设置在第一发射器E1上的第一绝缘区域242a、设置在第二发射器E2上的第二绝缘区域242b以及设置在第三发射器E3上的第三绝缘区域242c，但不限于此。
<基板，第一电极>
在第六实施例中，基板210可以是导电基板或非导电基板。当使用导电基板时，可以使用具有优秀导电性的金属。此外，由于必须能够充分地耗散在表面发射激光器装置206的操作期间产生的热量，因此可以使用具有高导热率的GaAs基板、金属基板或硅(Si)基板。
当使用非导电基板时，可以使用AlN基板、蓝宝石(Al2O3)基板或陶瓷基基板。
在实施例中，第一电极215可以设置在基板210下方，并且第一电极215可以设置为单层或多层导电材料。例如，第一电极215可以是金属，并包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)中的至少一种。因此，它形成为单层或多层结构以改善电特性，从而增大光输出。
<第一反射层>
第一反射层220可以设置在基板210上。
第一反射层220可以掺杂有第一导电型掺杂剂。例如，第一导电型掺杂剂可包括n型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se和Te。
此外，第一反射层220可包括镓基化合物，例如AlGaAs，但不限于此。第一反射层220可以是分布式布拉格反射器(DBR)。例如，第一反射层220可具有由具有不同折射指数的材料制成的第一层和第二层交替堆叠至少一次或多次的结构。
第一层和第二层可包括AlGaAs，并且详细地，可以由具有结构式为AlxGa(1-x)As(0＜x＜1)的半导体材料形成。在此，当第一层或第二层中的Al增加时，每层的折射指数减小，当Ga增加时，每层的折射指数可以增大。
第一层和第二层中的每个的厚度是λ，λ可以是在腔体区域230中产生的光的波长，n可以是每层关于上述波长的光的折射指数。在此，λ可以为650到980nm，n可以是每层的折射指数。具有这种结构的第一反射层220对于在大约940nm的波长区域中的光可具有99.999％的反射率。
第一层和第二层的厚度可以根据从腔体区域230发射的光的每个折射指数和波长λ来确定。
<腔体区域，绝缘区域，孔>
在第六实施例中，腔体区域230、绝缘区域242和孔241可以设置在第一反射层220上。具体地说，腔体区域230可以设置在第一反射层220上，并且绝缘区域242和孔241可以设置在腔体区域230上。
腔体区域230可包括有源层(未示出)、设置在有源层下方的第一腔体(未示出)和设置在有源层上方的第二腔体(未示出)。本实施例的腔体区域230可包括第一腔体和第二腔体两者，或者可以仅包括这两者中的一个。
腔体区域230可以设置在第一反射层220与第二反射层250之间。有源层可以设置在本实施例的腔体区域230中，并且有源层可包括单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构或量子线结构中的任何一种。
有源层可以采取诸如阱层和势垒层的成对结构形成，例如，使用III-V族元素的化合物半导体材料的AlGaInP/GaInP、AlGaAs/AlGaAs、AlGaAs/GaAs和GaAs/InGaAs，但不限于此。阱层可以由具有小于势垒层的能带隙的材料形成。
第一腔体和第二腔体可以由AlyGa(1-y)As(0＜y＜1)形成，但不限于此。
在第六实施例中，绝缘区域242和孔241可以设置在腔体区域230上。
例如，第一发射器E1包括第一绝缘区域242a和第一孔241a，第二发射器E2包括第二绝缘区域242b和第二孔241b。此外，第三发射器E3包括第三绝缘区域242c和第三孔241c，第四发射器E4包括第四绝缘区域(未示出)和第四孔(未示出)。
绝缘区域242是由绝缘材料(例如，氧化铝)制成的绝缘层，并且可以用作电流阻挡层。定位在每个绝缘区域的中心区域中的孔241a、241b和241c中的每一个可以是非绝缘层，即，导电层。
绝缘区域242可以环绕孔241。孔241的尺寸可以通过绝缘区域242来调整。例如，随着占据腔体区域230的绝缘区域242的面积增大，孔241的面积可以减小。
例如，第一孔241a可由第一绝缘区域242a限定，并且例如，第二孔241b可由第二绝缘区域242b限定。而且，第三孔241c可由第三绝缘区域242c限定，并且第四孔可由第四绝缘区域限定。具体地说，每个绝缘区域242可包括砷化铝镓。例如，在绝缘区域242中，当AlGaAs与H2O反应并且边缘变成氧化铝(Al2O3)时，可以形成绝缘区域242。并且由于中心区域不与H2O反应，所以可以由AlGaAs形成孔。
在第六实施例中，从腔体区域230通过孔241a、241b和241c发射的激光束可以朝向上部区域发射。在这种情况下，与绝缘区域242a、242b和242c相比，孔241a、241b和241c的透光率可以是较好的。
<第二反射层>
第二反射层250可以设置在腔体区域230上。
第二反射层250可包括镓基化合物，例如，AlGaAs，并且第二反射层250可以掺杂有第二导电型掺杂剂。例如，第二导电型掺杂剂可以是p型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。同时，第一反射层220可以掺杂有p型掺杂剂，并且第二反射层250可以掺杂有n型掺杂剂。
第二反射层250可以是分布式布拉格反射器(DBR)。例如，第二反射层250的结构可以是由具有不同折射指数的材料制成的第一层(未示出)和第二层(未示出)交替堆叠至少一次或多次。
第一层和第二层可包括AlGaAs，并且详细地，可以由具有结构式为AlxGa(1-x)As(0＜x＜1)的半导体材料形成。在此，当Al增加时，每层的折射指数减小，当Ga增加时，每层的折射指数可以增大。此外，第一层和第二层中的每一层的厚度为λ，λ可以是从有源层发射的光的波长，并且n可以是每一层关于上述波长的光的折射指数。
具有这种结构的第二反射层250可以对940nm波长区域中的光具有99.9％的反射率。
第二反射层250可以通过交替地堆叠第三层和第四层来形成，并且第一反射层220中的第一层和第二层的对数可以大于第二反射层250中的第三层和第四层的对数。并且如上所述，第一反射层220的反射率为大约99.999％，其大于第二反射层250的反射率99.9％。例如，第一反射层220中的第一层和第二层的对数可以是20到50倍，第二反射层250中的第三层和第四层的对数可以高达10到30倍。
<钝化层，第二电极>
钝化层270设置在发射器E1、E2、E3、E4的侧表面和顶表面上，并且第一反射层220的顶表面在发射器E1、E2、E3和E4之间暴露。钝化层270设置在由分段单元分开的每个发射器(E1、E2、E3、E4)的一侧上，并且可以保护和绝缘每个发射器(E1、E2、E3、E4)。钝化层270可以由例如氮化物或氧化物的绝缘材料制成。
第二电极280可被设置为电连接到第二反射层250。即，第二电极280从焊垫电极290延伸并且穿过环绕每个发射器E1、E2、E3、E4的钝化层270接触第二反射层250的一部分。第二电极280可以设置在钝化层270上。
第二电极280可以由导电材料制成，并且可以是例如金属。例如，第二电极280包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)中的至少一种，并且具有单层或多层结构。
如图25所示，表面发射激光器装置206可包括从其发射激光束的光发射区域245和在没有发射激光束的情况下与光发射区域245接触的非发射区域247。
非发射区域247是其中设置有作为用于与外部电连接的结合焊垫的焊垫电极290的区域，并且在非发射区域247中不产生激光束。光发射区域245可包括发光结构E，并且发光结构E可包括多个发射器E1、E2、E3和E4。在多个发射器E1、E2、E3和E4中的每一个中产生激光束，并且可以朝向向上方向发射所产生的激光束。因此，发射区域245可以是其中发射由多个发射器E1、E2、E3和E4产生的激光束的区域。
虽然包括光发射区域245和非发射区域247的表面发射激光器装置206具有正方形形状，但是表面发射激光器装置206的光发射区域245可具有矩形形状，但不限于此。光发射区域245可具有沿x轴方向(以下称为第一方向)的第一宽度W1和沿y轴方向(以下称为第二方向)的第二宽度W2。第二宽度W2可大于第一宽度W1。因此，发射区域245沿第二方向可具有比沿第一方向长的矩形形状。
返回参照图24，根据第六实施例的表面发射激光器封装件106可以提供波长限制构件150。
波长限制构件150可以设置在扩散部件140上。波长限制构件150可以设置在壳体130上。波长限制构件150的面积(尺寸)可以大于扩散部件140的面积(尺寸)。在这种情况下，波长限制构件150可以设置在壳体130以及扩散部件140上。
波长限制构件150可以接触扩散部件140的上表面的整个区域，并且可以接触壳体130的上表面。波长限制构件150可以使用粘合剂(未示出)附接到扩散部件140和壳体130。粘合材料可包括硅树脂。
波长限制构件150可具有0.1mm至0.5mm的厚度。波长限制构件150可以具有大约0.3mm的厚度，但不限于此。当波长限制构件150小于0.1mm时，可能难以阻挡波长。当波长限制构件150超过0.5mm时，光的吸收增大，并且从波长限制构件150输出的光的量可能减小，从而降低光输出效率。
波长限制构件150可以使表面发射激光器装置206的光的至少一个波长带通过。例如，当表面发射激光器装置206发射940±2nm的波长带中的光时，波长限制构件150可以使大于至少940±2nm的波长带中的光通过。
如图29所示，波长限制构件150可以发射具有940nm的峰值波长和大约10nm的半宽(FWHM)的光。因此，波长限制构件150可以透射例如具有940±5nm的波长带的光，并且阻挡具有940±5nm的波长带中的波长带的光。例如，当从表面发射激光器装置206发射具有948nm的峰值波长的光时，任何光都被根据第六实施例的波长限制构件150阻挡，使得任何光都可以通过波长限制构件150输出。
由波长限制构件150允许的光的峰值波长可以与从表面发射激光器装置206发射的光的峰值波长相同。即，由波长限制构件150允许的光的峰值波长和从表面发射激光器装置206发射的光的峰值波长可以为940nm。由波长限制构件150允许的光的半宽(FWHM)可以等于或大于从表面发射激光器装置206发射的光的半宽。即，由波长限制构件150允许的光的半宽(FWHM)可以是从表面发射激光器装置206发射的光的半宽的1至3倍。当由波长限制构件150允许的光的半宽(FWHM)小于从表面发射激光器装置206发射的光的半宽的1倍时，波长限制构件150从表面发射激光器装置206发射，光的波长带的一部分被阻挡，使得不能发射期望颜色的光。
当由波长限制构件150允许的光的半宽(FWHM)大于从表面发射激光器装置206发射的光的半宽的三倍时，从表面发射激光器装置206发射的光的波长带外的一些波长带也被波长限制构件150允许通过，使得波长限制构件150的性能可能劣化。
波长限制构件150可以是例如单层或具有多层结构的滤波器或膜。例如，滤波器可以是透射具有940±5nm的波长带的光的红外通过滤波器。例如，膜可以是具有不同折射指数的多层薄膜。这种多层薄膜可以由诸如有机材料或无机材料的绝缘材料制成。可以形成其中堆叠具有不同折射指数的无机材料的薄膜，或者可以形成其中堆叠具有不同折射指数的有机材料和无机材料的薄膜。
由于驱动表面发射激光器封装件106的驱动电路的故障或过度操作，更大的电流可以流经表面发射激光器装置206。例如，在正常操作中，例如1000mA的电流可以流经表面发射激光器装置206。在发生故障或过度操作的异常操作中，例如3000mA的电流可以流经表面发射激光器装置206。如上所述，当由于异常操作而引起较大的电流流经表面发射激光器装置206时，在表面发射激光器装置206中产生热量，并且从表面发射激光器装置206发射的光的波长带可能由于该热量而转移。这可能是由于表面发射激光器装置206的半导体材料的带隙能量由于热量而变化。
如图28所示，例如，InP的带隙能量在室温下(在23℃绝对温度下300K)为1.35eV，但是随着温度升高，InP的带隙能量可以小于1.35eV。由于波长与带隙能量成反比，因此由InP制成的半导体装置的光的固有波长带可以随着温度升高而向更大的波长带转移。
诸如GaN、Si和Ge的其它半导体材料也可以以与InP类似的方式改变。即，GaN、Si和Ge也可将光的固有波长带转移到更大的波长带。
同样，在根据第六实施例的表面发射激光器装置206中，独特的波长带可以根据温度而转移到较大的波长带。表面发射激光器装置206的固有波长带可以是940±2nm。
图27示出了光的峰值波长根据电流转移的状态。具体地说，图27A示出了峰值波长根据电流而改变的状态，图27B示出了输出功率根据电流而改变的状态，图27C示出了波长和光强度根据电流而改变的状态。
如图27A所示，当例如在正常操作期间1000mA流经表面发射激光器装置206时，表面发射激光器装置206可以发射具有大约940±2nm的波长带的光。当例如在异常操作期间3000mA流经表面发射激光器装置206时，表面发射激光器装置206可以发射具有大约946±4nm的波长带的光。由此，温度随着由于异常操作引起的电流增大而增大，并且带隙能量随着温度增大而减小，使得表面发射激光器装置206的光的波长带可以转移到更大的波长带。
如图27B所示，随着电流增大，输出功率也可增大。例如，当在正常操作期间1000mA流经表面发射激光器装置206时，从表面发射激光器装置206输出的输出功率Po可为1.3W。当在异常操作期间3000mA流经表面发射激光器装置206时，从表面发射激光器装置206输出的输出功率Po可为2.5W。
如图27C所示，随着电流增大，不仅波长带被转移，而且光的强度也可增大。光的强度具有与在图27B中示出的输出功率相同的含义，并且是量化的(归一化的)输出功率。
在正常操作期间，即，当1000mA的电流流经表面发射激光器装置206时，能够以0.4的强度从表面发射激光器装置206发射具有940±2nm的波长带的光。在异常操作期间，即，当3000mA的电流流经表面发射激光器装置206时，表面发射激光器装置206中能够以0.5的强度发射具有946±4nm的波长带的光。由此，在异常操作期间，较大的电流流经表面发射激光器装置206，并且通过该电流在表面发射激光器装置206中产生热量，使得不仅光的波长带转移，而且光的强度增大。
当转移到较大波长带并且强度增加的光无人看管时，用户的眼睛可能被这种光损害。
在以上描述中，在正常操作期间从表面发射激光器装置206发射的光的940±2nm的波长带被称为独特波长带(第一波长带)，并且在异常操作期间，表面发射激光器装置206的946±4nm的波长带可以被称为转移波长带(第二波长带)。
根据第六实施例，波长限制构件150设置在表面发射激光器装置206上，从而阻挡由于异常操作而从表面发射激光器装置206发射的光的波长带外侧的波长，并且它可以防止对用户眼睛的损害。
根据第六实施例，波长限制构件150可以附接到壳体130以及扩散单元140。因此，可以防止扩散单元140的分离，并且来自表面发射激光器装置206的光可以不直接照射到外部，从而防止用户的眼睛受到损害。
(第七实施例)
图30是示出根据第七实施例的表面发射激光器封装件100A的剖视图。
除了波长限制构件150仅设置在扩散部件140上之外，第七实施例与第六实施例相同。因此，从上面已经描述的第六实施例可以容易地理解以下描述中未描述的特征。
参照图30，根据第七实施例的表面发射激光器封装件100A包括基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150。基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150可以被构造为模块化模块。根据第七实施例的表面发射激光器封装件100A还可包括其上安装有一个或多个模块的电路板160，但不限于此。
波长限制构件150的面积(尺寸)可以与扩散部件140的面积(尺寸)相同。波长限制构件150可以设置在扩散部件140的上表面上。波长限制构件150可以接触扩散部件140的上表面。即，波长限制构件150可以使用粘合材料附接到扩散部件140的上表面。粘合材料可包括硅树脂。
波长限制构件150的上表面可与壳体130的上表面水平对齐。由于波长限制构件150的上表面没有突出到壳体130上方，因此可以防止波长限制构件150由于与周围的摩擦而脱离。因此，壳体130的凹部的深度可以等于扩散部件140的厚度和波长限制构件150的厚度的总和。
(第八示例)
图31是示出根据第八实施例的表面发射激光器封装件100B的剖视图。
除了波长限制构件150仅设置在扩散部件140中之外，第八实施例与第六实施例相同。此外，除了扩散部件140的布置位置之外，第八实施例与第七实施例相同。因此，从上面已经描述的第一和第七实施例可以容易地理解下面描述中未描述的特征。
参照图31，根据第八实施例的表面发射激光器封装件100B包括基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150。基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150可以被构造为模块化模块。根据第八实施例的表面发射激光器封装件100B还可包括其上安装有一个或多个模块的电路板160，但不限于此。
波长限制构件150可以设置在扩散部件140的下表面上。波长限制构件150可以接触扩散部件140的下表面。即，波长限制构件150可以使用粘合材料附接到扩散部件140的下表面。粘合材料可包括硅树脂。
波长限制构件150的面积(尺寸)可以小于扩散部件140的面积(尺寸)。即，波长限制构件150的面积(尺寸)可以等于或小于形成在壳体130内部的开口的面积(尺寸)。在这种情况下，波长限制构件150不设置在壳体130的凹部区域中。
作为另一示例，尽管未示出，但是波长限制构件150的面积(尺寸)可以与扩散部件140的面积(尺寸)相同。在这种情况下，设置在扩散部件140下方的波长限制构件150的外围区域可以设置在壳体130的凹部区域中。
同时，扩散部件140的上表面可以与壳体130的上表面水平对齐。由于扩散部件140的顶表面不在壳体130上方突出，所以可以防止扩散部件140由于与周围区域的摩擦而脱离。
(第九实施例)
图32是示出根据第九实施例的表面发射激光器封装件100C的剖视图。
除了波长限制构件150仅设置在扩散部件140中之外，第九实施例与第六实施例相同。此外，除了扩散部件140的布置位置以外，第九实施例与第七实施例相同。此外，除了扩散部件140设置在扩散部件140上设置的图案145下方之外，第九实施例与第八实施例相同。因此，从上面已经描述的第一至第八实施例可以容易地理解以下描述中未描述的特征。
参照图32，根据第九实施例的表面发射激光器封装件100C包括基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150。基板110、表面发射激光器装置206、壳体130、扩散部件140和波长限制构件150可以被构造为模块化模块。根据第九实施例的表面发射激光器封装件100C还可包括其上安装有一个或多个模块的电路板160，但不限于此。
扩散部件140可包括本体141和多个图案145。图案145可以设置在本体141下方。
本体141可以由诸如玻璃等具有优秀的耐久性和强度的材料制成。图案145可以由诸如聚合物树脂等易于处理的材料制成。
作为另一示例，图案145和本体141可以由相同的材料、玻璃或聚合物树脂制成。例如，可以对聚合物树脂基底基板141的表面进行表面处理，以在基底基板141的表面上形成图案145。
图案145可以设置在扩散部件140的本体141的下表面上，以面对表面发射激光器装置206。
例如，图案145可包括微透镜、不规则图案等。图案145的尺寸可以是均匀的，但不限于此。
每个图案145可具有相同的尺寸。可替代地，每个图案145可具有彼此不同的随机形状。
每个图案145的厚度(或高度)可以是相同的。可替代地，每个图案145的厚度(或高度)可以彼此不同。例如，图案145可以具有从本体141沿向下方向突出的突出区域。突出区域的最低点对于每个图案145可以是相同的或不同的。突出区域的最低点可具有顶点，但不限于此。每个图案145的表面可以具有圆形、直线形等形状。每个图案145可具有不规则的形状。一些图案可被设置为彼此接触，而其它图案可以彼此间隔开地设置。
波长限制构件150可以设置在扩散部件140的下表面上，具体地说，设置在多个图案145的下表面上。波长限制构件150可以接触扩散部件140的图案145的下表面。即，波长限制构件150可以通过使用粘合剂附接到扩散部件140的图案145的下表面。粘合材料可包括硅树脂。
在以上描述中，从表面发射激光器装置206发射的光被限制为具有940±2nm的波长带，但是本实施例不限于此，并且发射包括紫外线和可见光线的任何波长带的光。这同样可以应用于表面发射激光器装置。例如，当从表面发射激光器装置发射的光的波长带是200±2nm并且是紫外波长带时，例如，可以采用用于仅通过该紫外波长带并且阻挡其它波长的波长限制构件。
同时，根据本实施例的表面发射激光器封装件106、100A、100B和100C可以应用于接近传感器、自动对焦装置等。例如，根据本实施例的自动对焦装置可包括用于发射光的发光部件和用于接收光的光接收部件。
作为发光部件的示例，可以应用根据参照图24描述的实施例的表面发射激光器封装件106、100A、100B和100C中的至少一个。作为光接收部件的示例，可以应用光电二极管。光接收部件可以接收由从发光部件发射的光从对象反射的光。
自动对焦装置可以多样地应用于移动终端、相机、车辆传感器、光通信装置等。自动对焦装置可应用于用于检测对象位置的多位置检测的各种领域。
在上述实施例中描述的特征、结构、效果等包括在至少一个实施例中，并不一定仅限于一个实施例。此外，在每个实施例中示出的特征、结构、效果等可以由具有实施例所属领域的普通知识的人员对其它实施例进行组合或修改。因此，与这些组合和修改相关的内容应当被解释为包括在实施例的范围内。
尽管上面已经描述了本实施例，但这些仅为示例而并不是意在限制实施例，并且可以看出，只要不脱离本实施例的基本特性，分支变换和应用对于本实施例所属领域的普通技术人员来说是可能的。例如，本实施例中具体示出的每个部件都可以被修改和实现。而与这些修改和应用相关的差异应被解释为包括在所附权利要求中所设定的本实施例的范围内。
工业应用性
如上所述，根据本实施例的表面发射激光器封装件可包括竖向腔体表面发射激光器半导体装置(VCSEL)。
竖向腔体表面发射激光器半导体装置可以将电信号转换为光信号。在竖向腔体表面发射激光器半导体装置中，与一般的侧面发射激光器(LD)不同，可以从基板表面沿竖向发射圆形激光束。因此，竖向腔体表面发射激光器半导体装置具有容易连接到光接收装置或光纤，并且容易布置二维信号，从而实现并行信号处理的优点。此外，竖向腔体表面发射激光器半导体装置具有诸如高密度集成、低功耗、制造工艺简单以及通过装置的小型化而具有良好耐热性的优点。
作为竖向腔体表面发射激光器半导体装置的应用领域，可应用于数字媒体行业中的激光打印机、激光鼠标、DVI、HDMI、高速PCB、家庭网络等。此外，竖向腔体表面发射激光器半导体装置可应用于汽车领域，诸如汽车中的多媒体网络和安全传感器。此外，竖向腔体表面发射激光器半导体装置可应用于信息和通信领域，诸如千兆以太网(GigabitEthernet)、SAN、SONET和VSR。此外，竖向腔体表面发射激光器半导体装置可应用于传感器领域，诸如编码器和气体传感器。此外，竖向腔体表面发射激光器半导体装置可应用于医疗和生物领域，诸如血糖仪、护肤激光器域。
此外，根据本实施例的表面发射激光器封装件可以应用于接近传感器、自动对焦装置等。自动对焦装置可以多样地应用于移动终端、相机、车辆传感器、光通信装置等。自动对焦装置可应用于用于检测对象位置的多位置检测的各种领域。
例如，图33是移动终端的透视图，表面发射激光器装置根据实施例应用于该移动终端
根据本实施例的竖向型表面发射激光器装置和倒装型表面发射激光器装置可以应用于在图33中示出的移动终端。
如图33所示，根据本实施例的移动终端1500可包括设置在后侧的相机模块1520、闪光模块1530和自动对焦装置1510。在此，自动对焦装置1510可包括根据上述实施例的表面发射激光器装置的封装件之一作为发光层。
闪光模块1530可包括在其内发射光的发光装置。闪光模块1530可以通过移动终端的相机操作或用户控制进行操作。
相机模块1520可包括图像捕获功能和自动对焦功能。例如，相机模块1520可包括使用图像的自动对焦功能。
自动对焦装置1510可包括使用激光的自动对焦功能。自动对焦装置1510可以主要用于使用相机模块1520的图像的自动对焦功能劣化的情况，例如，在10m或更小的附近或黑暗环境中。自动对焦装置1510可包括包括上述实施例的表面发射激光器装置的发光层和将诸如光电二极管的光能转换为电能的光接收单元。

Claims (10)

1.一种表面发射激光器封装件，包括：
壳体，包括腔体；
表面发射激光器装置，设置在所述腔体中；和
扩散部件，设置在所述壳体上，
其中，所述扩散部件包括：
聚合物层，和
玻璃层，设置在所述聚合物层上，
其中，所述聚合物层包括与所述表面发射激光器装置沿竖向重叠的第一聚合物层，以及不与所述表面发射激光器装置沿竖向重叠的第二聚合物层。
2.根据权利要求1所述的表面发射激光器封装件，
其中，所述第二聚合物层的第二厚度与所述玻璃层的第一厚度的比率处于0.12至3.0的范围内。
3.根据权利要求1所述的表面发射激光器封装件，还包括位于所述壳体与所述聚合物层之间的粘合构件，
其中，所述粘合构件的热膨胀系数处于所述聚合物层的热膨胀系数的1倍至2倍的范围内。
4.一种表面发射激光器封装件，包括：
壳体，包括腔体；
表面发射激光器装置，设置在所述腔体中；和
扩散部件，设置在所述壳体上，
其中，所述扩散部件包括设置在所述壳体上的聚合物层和设置在所述聚合物层上的玻璃层，
其中，所述聚合物层的第二厚度与所述玻璃层的第一厚度的比率处于0.12至3.0的范围内。
5.根据权利要求4所述的表面发射激光器封装件，还包括位于所述壳体与所述聚合物层之间的粘合构件。
6.一种表面发射激光器封装件，包括：
本体，包括腔体；
表面发射激光器装置，设置在所述腔体中；
光接收装置，在所述腔体中设置成与所述表面发射激光器装置间隔开并被构造为感测从所述表面发射激光器装置发射的光；和
扩散部件，设置在所述本体上，包括透射部件和反射部件，
其中，所述透射部件设置在所述表面发射激光器装置上，
其中，所述反射部件设置在所述光接收装置上，
其中，所述反射部件的第二宽度窄于所述透射部件的第一宽度，并且
其中，所述反射部件不与所述表面发射激光器装置的发散角重叠。
7.根据权利要求6所述的表面发射激光器封装件，还包括：
第一电极部件，所述表面发射激光器装置设置在所述第一电极部件上；
第二电极部件，所述光接收装置设置在所述第二电极部件上；
第三电极部件，通过第一电线电连接到所述表面发射激光器装置；和
第四电极部件，通过第二电线电连接到所述光接收装置，
其中，从所述表面发射激光器装置的顶表面到所述透射部件的第一间隔距离处于所述表面发射激光器装置的第三水平宽度的2/75至1/5的范围内。
8.根据权利要求6所述的表面发射激光器封装件，
其中，所述反射部件的厚度薄于所述透射部件的厚度，
其中，所述反射部件的厚度处于所述透射部件的厚度的1/10至1/2的范围内，
其中，所述反射部件的厚度处于所述表面发射激光器装置的第三水平宽度的1/75至1倍的范围内。
9.一种表面发射激光器封装件，包括：
本体，包括腔体；
在所述腔体C中彼此间隔开的第五电极部件和第六电极部件；
表面发射激光器装置，设置在所述第五电极部件上并且通过第三电线电连接到所述第六电极部件；
第二光接收装置，在所述腔体中与所述表面发射激光器装置间隔开并且设置在所述第六电极部件上，用以检测从所述表面发射激光器装置发射的光；和
扩散部件，设置在所述本体上并且包括第二透射部件和第三反射部件；
其中，所述第二透射部件设置在所述表面发射激光器装置上，
其中，所述第三反射部件设置在所述第二光接收装置上，
其中，所述第三反射部件不与所述表面发射激光器装置的发散角重叠。
10.一种发光装置，包括根据权利要求1至9中任一项所述的表面发射激光器封装件。
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