KR102464034B1 - 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치 - Google Patents

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Abstract

표면광방출레이저 패키지는 개구를 포함하는 기판과, 기판의 개구에 배치되는 표면광방출레이저 소자와, 기판 및 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부와, 확산부의 하부에 배치되며, 표면광방출레이저 소자의 일측과 기판의 제1 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제1 도전라인과, 확산부의 하부에 배치되며, 표면광방출레이저 소자의 타측과 기판의 제2 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제2 도전라인을 포함한다.

Description

표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치{Vertical-cavity surface-emitting laser package and an automatic focus device}
실시예는 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 표면광방출레이저 패키지는 광통신, 센서, 자동 초점장치, 근접 센서, 자동 초점 장치에 채택될 수 있다.
표면광방출레이저 패키지에서 표면광방출레이저 패키지는 와이어를 이용하여 전기적으로 연결된다. 와이어가 가늘기 때문에 외부의 충격과 같은 물리적인 힘에 의해 전기적으로 단선되는 문제가 있다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 새로운 구조를 갖는 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 와이어를 제거한 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 전기적인 단선을 방지할 수 있는 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 표면광방출레이저 패키지는, 개구를 포함하는 기판; 상기 기판의 상기 개구에 배치되는 표면광방출레이저 소자; 상기 기판 및 상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부; 상기 확산부의 하부에 배치되며, 상기 표면광방출레이저 소자의 일측과 상기 기판의 제1 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제1 도전라인; 및 상기 확산부의 하부에 배치되며, 상기 표면광방출레이저 소자의 타측과 상기 기판의 제2 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제2 도전라인을 포함한다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 자동 초점 장치는, 상기 표면광방출레이저 패키지; 및 상기 표면광방출레이저 패키지에서 방출된 빛의 반사된 빛을 입사 받는 수광부를 포함한다.
실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지 및 자동 초점 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 표면광방출레이저 소자에 와이어가 필요없고, 표면광방출레이저 소자와 기판 사이에 배치된 도전라인과 범프에 의해 표면광방출레이저 소자와 기판이 전기적으로 연결되므로, 종래에 와이어의 단선으로 인한 불량을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 확산부가 접착부에 의해 표면광방출레이저 소자 및 기판에 접착됨으로써, 확산부의 부착력이 강화되어 확산부의 탈착이 방지될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 도전라인이 구비되어 이들 복수의 도전라인의 단선 여부를 통해 확산부의 탈착을 간편하게 검출할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 접착부가 확산부와 표면광방출레이저 소자 사이의 범프의 둘레를 감싸고 확산부의 아래에 배치된 도전라인과 표면광방출레이저 소자의 제1 전극이 부착되도록 하여, 범프가 도전라인 또는 표면광방출레이저 소자의 제1 전극으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 접착부가 표면광방출레이저 소자의 측면, 상면, 기판의 일부 영역 상에 배치됨으로써, 접착부에 의해 확산부뿐만 아니라 하우징도 접착되므로, 확산부와 하우징의 탈착이 원천적으로 차단될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 하우징의 기판으로부터 하부 방향으로 돌출되지 않게 되므로, 표면광방출레이저 패키지의 미관을 해치지 않으며 표면광방출레이저 패키지의 두께를 줄일 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 표면광방출레이저 패키지의 단면도이다.
도 2는 표면광방출레이저 소자를 도시한 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 평면도이다.
도 4는 확산부에 배치되는 도전라인을 도시한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이다.
도 7은 하우징과 표면광방출레이저 소자를 도시한 사시도이다.
도 8은 기판의 배면 사시도이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이다.
도 10은 하우징을 도시한 평면 사시도이다.
도 11은 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이고, 도 2는 표면광방출레이저 소자를 도시한 단면도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 평면도이며, 도 4는 확산부에 배치되는 도전라인을 도시한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 기판(110)을 제공할 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 기판(110)은 휨 특성이 없는 리지드형(rigid type) 인쇄회로기판 또는 휨 특성이 우수한 플렉서블형(flexible type) 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(110)은 표면광방출레이저 소자(200)에 구동 전원을 제공할 수 있다. 기판(110)은 표면광방출레이저 소자(200)에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나 이상의 신호라인을 포함할 수 있다. 전원이 기판(110)의 신호라인을 통해 표면광방출레이저 소자(200)로 공급될 수 있다.
기판(110)은 개구(170)를 포함할 수 있다. 개구(170)는 표면광방출레이저 소자(200)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 표면광방출레이저 소자(200)가 위에서 보았을 때 사각 형상을 갖는 경우, 기판(110)의 개구(170) 또한 사각 형상을 가질 수 있다.
개구(170)의 사이즈는 표면광방출레이저 소자(200)의 사이즈와 동일하거나 클 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110)의 개구(170)에 위치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)가 기판(110)의 개구(170)에 위치될 때, 기판(110)의 개구(170)의 내면은 표면광방출레이저 소자(200)의 측면으로부터 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 표면광방출레이저 소자(200)를 제공할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 표면광방출레이저 소자(200)는 제1 전극(미도시), 기판(210), 제1 반사층(220), 캐비티영역(230), 어퍼처(241), 절연영역(242), 제2 반사층(250), 제2 전극(280), 패시베이션층(270), 패드전극(290) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
캐비티영역(230)은 활성층(미도시)과 캐비티(미도시)를 포함할 수 있으며, 이하에서 상술하기로 한다. 절연영역(242)는 제1 에미터(E1)에 배치되는 제1 절연영역(242a)와, 제2 에미터(E2)에 배치되는 제2 절연영역(242b) 및 제3 에미터(E3)에 배치되는 제3 절연영역(242c)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
<기판, 제1 전극>
실시예에서 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판을 사용할 경우 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면광방출레이저 소자(200) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.
비전도성 기판을 사용할 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.
실시예에서 기판(210) 상에 제1 전극(미도시)이 배치될 수 있으며, 제1 전극은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 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>
기판(210) 상에는 제1 반사층(220)이 배치될 수 있다.
제1 반사층(220)은 제1 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.
또한 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.
제1 층과 제2 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 층 또 는 제2 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.
그리고, 제1 층 및 제2 층 각각의 두께는 λ/4n이고, λ는 캐비티영역(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980nm일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)은 약 940 nm의 파장 영역의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.
제1 층과 제2 층의 두께는 각각의 굴절률과 캐비티영역(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.
<캐비티영역, 절연영역, 어퍼처>
실시예에서 제1 반사층(220) 상에 캐비티영역(230), 절연영역(242) 및 어퍼처(241)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 캐비티영역(230)은 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 절연영역(242) 및 어퍼처(241)은 캐비티영역(230) 상에 배치될 수 있다.
캐비티영역(230)은 활성층(미도시) 및 활성층의 하측에 배치되는 제1 캐비티(미도시), 상측에 배치되는 제2 캐비티(미도시)를 포함할 수 있다. 실시예의 캐비티영역(230)은 제1 캐비티와 제2 캐비티를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.
캐비티영역(230)은 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250)의 사이에 배치될 수 있다. 실시예의 캐비티영역(230)에는 활성층이 배치될 수 있으며, 활성층은 단일우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs,GaAs/InGaAs 등의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제1 캐비티와 제2 캐비티는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
실시예에서 캐비티영역(230) 상에는 절연영역(242)과 어퍼처(241)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 에미터(E1)는 제1 절연영역(242a)과 제1 어퍼처(241a)를 포함하고, 제2에미터(E2)는 제2 절연영역(242b)과 제2 어퍼처(241b)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 에미터(E3)는 제3 절연영역(242c)과 제3 어퍼처(241c)를 포함하고, 제4 에미터(E4)는 제4 절연영역(미도시)과 제4 어퍼처(미도시)를 포함할 수 있다.
절연영역(242)은 절연 물질, 예를 들어 알루미늄 산화물로 이루어진 절연층으로서, 전류 차단층으로 작용할 수 있다. 각 절연영역의 중앙 영역에 위치하는 각 어퍼처(241a, 241b, 241c)는 비절연층, 즉 도전층일 수 있다.
절연영역(242)는 어퍼처(241)를 둘러쌀 수 있다. 어퍼처(241)의 사이즈는 절연영역(242)에 의해 조절될 수 있다. 예컨대, 캐피티영역(230) 상에 점유되는 절연영역(242)의 면적이 커질수록, 어퍼처(241)의 면적은 작아질 수 있다.
예를 들어, 제1 어퍼처(241a)는 제1 절연영역(242a)에 의해 정의될 수 있으며, 예를 들어, 제2 어퍼처(241b)는 제2 절연영역(242b)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 제3 어퍼처(241c)는 제3 절연영역(242c)에 의해 정의될 수 있고, 제4 어퍼처는 제4 절연영역에 의해 정의될 수 있다. 구체적으로, 각 절연영역(242)는 알루미늄 갈륨 아세나이드(aluminum gallium arsenide)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연영역(242)은 AlGaAs가 H2O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al2O3)로 변함에 따라 절연영역(242)이 형성될 수 있고, H2O와 반응하지 않은 중앙영역은 AlGaAs로 이루어진 각 어퍼처가 형성될 수 있다.
실시예에 의하면, 각 어퍼처(241a, 241b, 241c)를 통해 캐비티영역(230)에서 발광된 레이저빔이 상부 영역을 향해 방출될 수 있으며, 절연영역(242a, 242b, 242c)과 비교하여 어퍼처(241a, 241b, 241c)의 광투과율이 우수할 수 있다.
<제2 반사층>
제2 반사층(250)은 캐비티영역(230) 상에 배치될 수 있다.
제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 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)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층(미도시) 및 제2 층(미도시)이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.
제1 층과 제2 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 그리고, 제1 층 및 제2 층 각각의 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)은 940 nm의 파장 영역의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.
제2 반사층(250)은 제3 층/제4층이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 제1 층과 제2층의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 제3 층과 제4 층의 페어 수보다 더 많을 수 있으며, 이때 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999% 정도로 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다. 예를 들면, 제1 반사층(220) 내에서 제1 층과 제2 층의 페어 수는 20 내지 50회일 수 있고, 제2 반사층(250) 내에서 제3 층과 제4 층의 페어 수는 10 내지 30회일 수 있다.
<패시베이션층, 제2 전극>
에미터(E1, E2, E3, E4)의 측면과 상부면 그리고 각 에미터(E1, E2, E3, E4) 사이에 노출된 제1 반사층(220)의 상부면에 패시베이션층(270)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 세그먼트(segment) 단위로 분리된 각 에미터(E1, E2, E3, E4)의 측면에 배치되어, 각 에미터(E1, E2, E3, E4)를 보호하고 절연시킬 수 있다. 패시베이션층(270)은 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있다.
제2 전극(280)이 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(280)은 패드전극(290)로부터 연장되어 각 에미터(E1, E2, E3, E4)를 둘러싸는 패시베이션층(270)을 경유하여 제2 반사층(250)의 일부에 접촉될 수 있다. 제2 전극(280)은 패시베이션층(270) 위에 배치될 수 있다.
제2 전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(280)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 하우징(120)을 제공할 수 있다. 예컨대, 하우징(120)은 기판(110) 아래에 배치될 수 있다.
구체적으로, 하우징(120)은 표면광방출레이저 소자(200)가 안착되는 바닥부와 바닥부의 테두리로부터 상부 방향을 따라 절곡되는 측부를 포함할 수 있다. 바닥부와 측부에 의해 내부가 비어 있는 공간이 형성될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 하우징(120)의 바닥부에 배치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 예컨대, 접착부재를 이용하여 하우징(120)의 바닥부에 부착될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 접착부재는 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 접착부재는 접착성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 접착부재는 방출 특성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
하우징(120)의 측부의 상측은 기판(110)의 하면에 접할 수 있다. 하우징(120)은 예컨대, 접착부재를 이용하여 기판(110)의 하면에 부착될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 접착부재는 절연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 접착부재는 접착성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 접착부재는 방출 특성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
하우징(120)의 탈착을 방지하기 위해 기판(110)의 하면에 접하는 하우징(120)의 측부의 접촉 면적을 크게 하거나 보다 강한 접착 재질이 이용될 수 있다.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 확산부(140)를 제공할 수 있다.
확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200) 위에 배치될 수 있다. 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
확산부(140)는 나중에 설명되는 연결부재, 예컨대 범프(151, 153, 155, 157)와 접착부(161, 163)에 의해 표면광방출레이저 소자(200) 및 기판(110)과 연결될 수 있다. 예컨대, 범프(151, 153, 155, 157)에 의해 표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 접착부(161, 163)에 의해 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200) 및/또는 기판(110) 각각에 부착될 수 있다. 즉, 접착부(161, 163)의 상면은 확산부(140)의 하면과 접하고, 접착부(161, 163)의 하면은 표면광방출레이저 소자(200)의 상면 일부 영역과 기판(110)의 상면 일부 영역에 접할 수 있다.
확산부(140)는 투명한 절연 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 확산부(140)는 유리나 고분자 수지일 수 있다. 예컨대, 확산부(140)는 유리로 이루어지는 바디와 바디의 일측에 배치되고 고분자 수지로 이루어지는 확산패턴을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)로부터 발광된 레이저빔 화각을 확장시킬 수 있다.
확산부(140)는 무반사(anti-reflective) 기능을 포함할 수 있다. 예로서, 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)와 대향되는 일면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 확산부(140)와 별개로 형성될 수 있다. 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)와 마주보는 하면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 표면광방출레이저 소자(200)로부터 입사되는 레이저빔이 확산부(140)의 표면에서 반사되는 것을 방지하고 확산부(140) 내로 투과시킴으로써 반사에 의한 광 손실을 개선할 수 있다.
무반사층은 예로서 무반사 코팅 필름으로 형성되어 확산부(140)의 표면에 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.
표면광방출레이저 소자(200)의 상면은 기판(110)의 상면과 동일 면 상에 위치될 수 있다. 기판(110)의 두께는 표면광방출레이저 소자(200)의 두께보다 얇을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 기판(110)의 두께가 표면광방출레이저 소자(200)의 두께보다 두꺼운 경우, 표면광방출레이저 소자(200)의 상면은 기판(110)의 상면과 동일 면 상에 위치되고, 하우징(120)의 하면은 기판(110)의 하면과 동일 면 상에 위치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)을 제공할 수 있다. 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 확산부(140)의 하부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 확산부(140)의 하면에 배치될 수 있다. 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 예컨대, 스퍼터링 공정과 식각 공정에 의해 확산부(140)의 하면에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 서로 이격될 수 있다. 예컨대, 제1 도전라인(131)은 확산부(140)의 하면의 일측에 배치되고, 제2 도전라인(133)은 확산부(140)의 하면의 타측에 배치될 수 있다.
제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 투명한 도전 물질로서, ITO, TCO일 수 있다. 예컨대, 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)은 불투명한 도전 물질로서, 알루미뉴(Al), 구리(Cu), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W)이나 이들의 합금일 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 도전라인(131)은 복수의 도전라인(131a, 131b, 131c)를 포함할 수 있다. 제2 도전라인(133)은 복수의 도전라인(133a, 133b, 133c)를 포함할 수 있다.
제1 도전라인(131) 및 제2 도전라인(133) 각각의 길이는 기판(110)의 개구(170)에 배치된 표면광방출레이저 소자(200)와 표면광방출레이저 소자(200)로부터 이격된 기판(110)의 신호라인 사이의 간격에 따라 달라질 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)와 표면광방출레이저 소자(200)로부터 이격된 기판(110)의 신호라인 사이의 간격이 좁을수록 제1 도전라인(131) 및 제2 도전라인(133) 각각의 길이 또한 줄어들 수 있다.
제1 도전라인(131)의 일측 끝단은 표면광방출레이저 소자(200)의 상면의 일측 영역 상에 위치되고, 제1 도전라인(131)의 타측 끝단은 개구(170)에 인접한 기판(110)의 일측 영역 상에 위치될 수 있다. 제2 도전라인(133)의 일측 끝단은 표면광방출레이저 소자(200)의 상면의 타측 영역 상에 위치되고, 제2 도전라인(133)의 타측 끝단은 개구(170)에 인접한 기판(110)의 타측 영역 상에 위치될 수 있다.
제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인(131a, 131b, 131c)과 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인(133a, 133b, 133c)은 표면광방출레이저 소자(200)를 사이에 두고 서로 대칭적으로 배열될 수 있다.
제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인(131a, 131b, 131c)의 타측 끝단 사이의 간격(L2) 제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인(131a, 131b, 131c)의 일측 끝단 사이의 간격(L1)보다 클 수 있다. 아울러, 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인(133a, 133b, 133c)의 타측 끝단 사이의 간격은 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인(133a, 133b, 133c)의 일측 끝단 사이의 간격보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1 도전라인(131) 또는 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인(131a, 131b, 131c, 133a, 133b, 133c)의 타측 끝단 사이의 간격(L2)을 늘려줌으로써, 범프(151, 153, 155, 157)를 이용한 제1 도전라인(131) 또는 제2 도전라인(133)과 기판(110) 사이의 본딩 공정이 용이할 수 있다.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 다수의 범프(151, 153, 155, 157)를 제공할 수 있다.
제1 범프(151)는 제1 도전라인(131)과 표면광방출레이저 소자(200) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 범프(151)는 제1 도전라인(131)의 일측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상면의 일측 영역 사이에 배치될 수 있다. 제2 범프(153)는 제1 도전라인(131)과 기판(110) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 범프(153)는 제1 도전라인(131)의 타측 끝단과 기판(110)의 일측 영역 사이에 배치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 제1 범프(151)를 이용하여 제1 도전라인(131)과 전기적으로 연결되고, 기판(110)은 제2 범프(153)를 이용하여 제1 도전라인(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 표면광방출레이저 소자(200), 제1 범프(151), 제1 도전라인(131), 제2 범프(153) 및 기판(110)으로 이어지는 제1 전기적 통로가 형성될 수 있다.
제3 범프(155)는 제2 도전라인(133)과 표면광방출레이저 소자(200) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 범프(155)는 제2 도전라인(133)의 일측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상면의 타측 영역 사이에 배치될 수 있다. 제4 범프(157)는 제2 도전라인(133)과 기판(110) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제4 범프(157)는 제2 도전라인(133)의 타측 끝단과 기판(110)의 타측 영역 사이에 배치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 제3 범프(155)를 이용하여 제2 도전라인(133)과 전기적으로 연결되고, 기판(110)은 제4 범프(157)를 이용하여 제2 도전라인(133)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 표면광방출레이저 소자(200), 제3 범프(155), 제2 도전라인(133), 제4 범프(157) 및 기판(110)으로 이어지는 제2 전기적 통로가 형성될 수 있다.
예컨대, 제1 범프(151)는 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극(미도시)과 접촉되고, 제3 범프(155)는 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)(또는 패드전극(290))에 접촉될 수 있다.
예컨대, 제1 전기적 신호(정극성(+) 전압)가 기판(110)의 제1 신호라인으로부터 제2 범프(153), 제1 도전라인(131) 및 제1 범프(151)를 경유하여 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극으로 인가될 수 있다. 예컨대, 제2 전기적 신호(부극성(-) 전압)가 기판(110)의 제2 신호라인으로부터 제4 범프(157), 제2 도전라인(133) 및 제3 범프(155)를 경유하여 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)으로 인가될 수 있다. 따라서, 표면광방출레이저 소자(200)는 정극성(+) 전압과 부극성(-) 전압에 의해 각 에미터로부터 레이저빔이 생성되어 각 에미터의 표면을 통해 방출될 수 있다.
기판(110)의 일측 영역은 개구(170)의 일측에 위치되고, 기판(110)의 타측 영역은 개구(170)의 타측에 위치될 수 있다.
제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인의 타측 끝단 사이의 간격(L2) 제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인의 일측 끝단 사이의 간격(L1)보다 클 수 있다. 아울러, 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인의 타측 끝단 사이의 간격은 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인의 일측 끝단 사이의 간격보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1 도전라인(131) 또는 제2 도전라인(133)의 복수의 도전라인의 타측 끝단 사이의 간격(L2)을 늘려줌으로써, 제2 범프(153)를 이용한 제1 도전라인(131) 또는 제2 도전라인(133)과 기판(110) 사이의 본딩 공정이 용이할 수 있다.
제1 내지 4 범프는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 범프(157)는 금(Au), 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
이상에서 설명된 제1 내지 제4 범프(151, 153, 155, 157)는 도트(dot)로 지칭될 수도 있다.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 제1 접착부(161)과 제2 접착부(163)을 제공할 수 있다.
제1 및 제2 접착부(161, 163)는 접착성 및 방열 특성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 접착부(161, 163)는 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 접착부(161, 163)는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 접착부(161, 163)는 도전성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 접착부(161, 163)는 은 페이스트(Ag paste)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 접착부(161)는 제1 범프(151)를 둘러쌀 수 있다. 제1 접착부(161)는 제2 범프(153)를 둘러쌀 수 있다. 제2 접착부(163)는 제3 범프(155)를 둘러쌀 수 있다. 제2 접착부(163)는 제4 범프(157)를 둘러쌀 수 있다.
제1 및 제2 접착부(161, 163)에 의해 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133)이 둘러싸일 수 있다.
제1 도전라인(131)의 하면이 내측부터 외측으로 제1 내지 제3 영역으로 분리될 때, 제1 도전라인(131)의 제1 영역은 표면광방출레이저 소자(200)의 일측 영역에 대응되고, 제1 도전라인(131)의 제3 영역은 기판(110)의 일측 영역에 대응될 수 있다. 제1 도전라인(131)의 제2 영역은 기판(110)의 개구(170)에서 표면광방출레이저 소자(200)와 기판(110)의 개구(170)의 내면 사이의 공간 영역에 대응될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)가 기판(110)의 개구(170)의 내면에 접하는 경우, 제1 도전라인(131)의 제2 영역은 생략될 수 있다. 이러한 경우, 제1 접착부(161)는 제1 도전라인(131)의 제1 내지 제3 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 제1 도전라인(131)의 제1 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 일측 영역은 제1 접착부(161)에 의해 물리적으로 접착되고, 제1 범프(151)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전라인(131)의 제3 영역과 기판(110)의 일측 영역은 제1 접착부(161)에 의해 물리적으로 접착되고, 제2 범프(153)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 제1 접착부(161)가 제1 범프(151)를 감싸고 제1 도전라인(131)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극이 부착되도록 하여, 제1 범프(151)가 제1 도전라인(131) 또는 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다. 제1 실시예에 따르면, 제2 접착부(163)가 제3 범프(155)를 감싸고 제2 도전라인(133)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)이 부착되도록 하여, 제3 범프(155)가 제2 도전라인(133) 또는 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다.
제2 도전라인(133)의 하면이 내측부터 외측으로 제1 내지 제3 영역으로 분리될 때, 제2 도전라인(133)의 제1 영역은 표면광방출레이저 소자(200)의 타측 영역에 대응되고, 제2 도전라인(133)의 제3 영역은 기판(110)의 타측 영역에 대응될 수 있다. 제2 도전라인(133)의 제2 영역은 기판(110)의 개구(170)에서 표면광방출레이저 소자(200)와 개구(170)의 내면 사이의 공간 영역에 대응될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)가 기판(110)의 개구(170)의 내면에 접하는 경우, 제2 도전라인(133)의 제2 영역은 생략될 수 있다. 이러한 경우, 제2 접착부(163)는 제2 도전라인(133)의 제1 내지 제3 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 제2 도전라인(133)의 제1 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 타측 영역은 제2 접착부(163)에 의해 물리적으로 접착되고, 제3 범프(155)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 도전라인(133)의 제3 영역과 기판(110)의 타측 영역은 제2 접착부(163)에 의해 물리적으로 접착되고, 제4 범프(157)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 접착부(161)는 제1 도전라인(131)의 길이보다 큰 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 제1 접착부(161)의 제1 외측 단부는 확산부(140)의 제1 외측 단부보다 더 제1 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1 접착부(161)는 도 3에 도시한 바와 같이, 위에서 보았을 때 확산부(140)의 3개의 외측 단면 각각보다 더 외측 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제2 접착부(163)는 제2 도전라인(133)의 길이보다 큰 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 제2 접착부(163)는 제1 외측 단부의 반대편인 제2 외측 단부는 확산부(140)의 제1 외측 단부의 반대편인 제2 외측 단부보다 더 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제2 접착부(163)는 위에서 보았을 때 확산부(140)의 3개의 외측 단면 각각보다 더 외측 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 표면광방출레이저 소자(200)에 와이어가 필요없다. 즉, 표면광방출레이저 소자(200)와 기판(110) 사이에 배치된 도전라인과 범프에 의해 표면광방출레이저 소자(200)와 기판(110)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 실시예에서는 종래에 와이어의 단선으로 인한 불량을 방지할 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 표면광방출레이저 소자(200)의 상면과 기판(110)의 상면이 동일 면 상에 배치됨으로써, 제1 및 제2 접착부(161, 163)를 이용한 제1 및 제2 도전라인(131, 133)과 기판(110)의 접착 공정이 용이하고 보다 제1 및 제2 도전라인(131, 133)과 기판(110) 사이에 단단한 접착력을 유지할 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 제1 도전라인(131) 또는 제2 도전라인(133) 각각을 복수의 도전라인으로 구성함으로써, 이들 복수의 도전라인의 단선 여부를 통해 확산부(140)의 탈착을 간편하게 검출할 수 있다. 예컨대, 제1 도전라인(131)의 복수의 도전라인 중 하나 이상의 도전라인이 단선되는 경우, 기판(110)에서 제1 도전라인(131)을 통해 표면광방출레이저 소자(200)로 인가되는 신호의 세기가 줄어들게 되고, 이와 같이 줄어드는 신호의 세기를 통해 확산부(140)의 탈착을 검출할 수 있다. 예컨대, 정상일 때의 신호의 세기에 비해 검출된 신호의 세기가 예컨대 10%이상 감소하는 경우, 확산부(140)가 탈착된 것으로 판단될 수 있다. 여기서, 10%는 비교를 위한 설정값으로써, 이 값은 표면광방출레이저 소자(200)의 사이즈나 전기적 또는 광학적 특성에 따라 달라질 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 표면광방출레이저 소자(200)의 일부 영역으로부터 기판(110)에 대응되는 영역에 해당되는 확산부(140)가 제1 및 제2 접착부(161, 163)에 의해 접착됨으로써, 확산부(140)의 부착력이 강화되어 확산부(140)의 탈착이 방지될 수 있다.
<제2 실시예>
도 5는 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이다.
제2 실시예는 접착부(160)를 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예의 설명에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 제2 실시예에서 생략된 설명은 제1 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100A)는 접착부(160)를 제공할 수 있다.
접착부(160)는 확산부(140)의 일측 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 일측 영역 사이, 확산부(140)의 일측 영역과 기판(110)의 일측 영역 사이 그리고 확산부(140)의 일측 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 일측 영역과 기판(110)의 일측 영역 사이의 영역에 배치될 수 있다.
접착부(160)는 확산부(140)의 타측 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 타측 영역 사이, 확산부(140)의 타측 영역과 기판(110)의 타측 영역 사이 그리고 확산부(140)의 타측 영역과 표면광방출레이저 소자(200)의 타측 영역과 기판(110)의 타측 영역 사이의 영역에 배치될 수 있다.
접착부(160)는 기판(110)의 개구(170)에서 표면광방출레이저 소자(200)와 기판(110)의 개구(170)의 내면 사이의 공간 영역에 배치될 수 있다.
접착부(160)는 제1 도전라인(131)과 제2 도전라인(133) 사이에 해당하는 표면광방출레이저 소자(200)와 확산부(140) 사이에 배치될 수 있다.
제2 실시예에 따르면, 접착부(160)가 표면광방출레이저 소자(200)의 측면, 상면, 기판(110)의 일부 영역 상에 배치됨으로써, 접착부(160)에 의해 확산부(140)뿐만 아니라 하우징(120)도 접착되므로, 확산부(140)와 하우징(120)의 탈착이 원천적으로 차단될 수 있다.
<제3 실시예>
도 6은 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이고, 도 7은 하우징과 표면광방출레이저 소자를 도시한 사시도이며, 도 8은 기판의 배면 사시도이다.
제3 실시예는 기판(110)과 하우징(120)을 제외하고 제1 실시예와 동일하다. 제3 실시예의 설명에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 제3 실시예에서 생략된 설명은 제1 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도시되지 않았지만, 제3 실시예와 제2 실시예가 결합된 표면광방출레이저 패키지도 가능하다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100B)는 하우징(120)을 제공할 수 있다. 또한, 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100B)는 하우징(120) 상에 배치되는 표면광방출레이저 소자(200)를 제공할 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100B)는 기판(110)을 제공할 수 있다. 기판(110)은 표면광방출레이저 소자(200)가 위치되는 개구(170)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 리세스(180)를 포함할 수 있다. 리세스(180)는 기판(110)의 하측에 구비되어 개구(170)에 연결될 수 있다. 리세스(180)는 기판(110)의 하면에서 내측으로 형성될 수 있다. 리세스(180)는 기판(110)의 하측에서 개구(170)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
리세스(180)의 내경은 개구(170)의 내경보다 크므로, 기판(110)은 개구(170)와 리세스(180)에 의한 단차가 형성될 수 있다. 이에 따라, 하우징(120)이 리세스(180)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 경우, 하우징(120)이 리세스(180)에 부착되고 해당 단차에 의해 개구(170) 안으로 삽입되지 않게 된다.
예컨대, 기판(110)의 깊이는 하우징(120)의 두께와 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 기판(110)의 하면과 하우징(120)의 하면은 동일 면 상에 위치될 수 있다.
하우징(120)이 기판(110)의 리세스(180)에 삽입되어 부착될 수 있다. 하우징(120)은 접착부재를 이용하여 기판(110)의 리세스(180)에 부착될 수 있다. 접착부재는 접착성 및 방열 특성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 접착부재는 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 접착부재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 제공될 수 있다.
하우징(120)이 기판(110)의 리세스(180)에 삽입되는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110)의 개구(170)에 삽입될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)가 기판(110)의 개구(170)에 삽입되고 하우징(120)이 기판(110)의 리세스(180)에 부착되는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)의 상면은 기판(110)의 상면과 동일 면 상에 위치될 수 있다.
하우징(120)의 두께와 표면광방출레이저 소자(200)의 두께의 합은 기판(110)의 두께와 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
리세스(180)는 하우징(120)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 하우징(120)이 위에서 보았을 때 사각 형상을 갖는 경우 리세스(180) 또한 사각 형상을 가질 수 있다. 리세스(180)의 사이즈가 클수록 기판(110)이 리세스(180)의 바닥면에 부착될 면적이 커진다. 예컨대, 리세스(180)의 사이즈는 기판(110)의 개구(170)의 1.2배 이상일 수 있다. 기판(110)의 개구(170)의 1.2배 이하인 경우 리세스(180)의 바닥면의 면적이 작아지므로, 하우징(120)이 기판(110)의 하면에 접착되기 어려워 하우징(120)이 기판(110)으로부터 탈착될 수 있다.
도시되지 않았지만, 리세스(180) 없이 하우징(120)의 기판(110)의 하면의 전 영역에 부착될 수도 있다.
제3 실시예에 따르면, 하우징(120)의 기판(110)으로부터 하부 방향으로 돌출되지 않게 되므로, 표면광방출레이저 패키지(100B)의 미관을 해치지 않으며 표면광방출레이저 패키지(100B)의 두께를 줄일 수 있다.
<제4 실시예>
도 9는 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지의 단면도이고, 도 10은 하우징을 도시한 평면 사시도이다.
제4 실시예의 설명에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 제4 실시예에서 생략된 설명은 제1 실시예의 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 기판(110)을 제공할 수 있다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 표면광방출레이저 소자(200)를 제공할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 예컨대, 접착부재를 이용하여 기판(110) 상에 부착될 수 있다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 하우징(120)을 제공할 수 있다. 하우징(120)은 표면광방출레이저 소자(200)를 둘러쌀 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 하우징(120)으로 내측면으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 하우징(120)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 하우징(120)은 예컨대, 접착부재를 이용하여 기판(110) 상에 부착될 수 있다.
하우징(120)은 개구(205)를 가질 수 있다. 하우징(120)의 개구(205)에 표면광방출레이저 소자(200)가 배치될 수 있다. 하우징(120)은 리세스(210)를 가질 수 있다. 리세스(210)는 하우징(120)의 상부에 형성될 수 있다. 리세스(210)는 하우징(120)의 상부에서 개구(205)와 연결될 수 있다. 하우징(120)의 리세스(210)는 도 10에 도시한 바와 같이, 바닥면(217)을 가질 수 있다.
하우징(120)에 다수의 제1 및 제2 연결배선(211, 213)이 배치될 수 있다. 즉, 하우징(120)의 리세스(210)의 일측에 제1 연결배선(211)이 배치되고, 하우징(120)의 리세스(210)의 타측에 제2 연결배선(213)이 배치될 수 있다. 하우징(120)의 리세스(210)의 일측은 개구(205)의 일측에 인접하는 영역이고, 하우스의 리세스(210)의 타측은 개구(205)의 타측에 인접하는 영역일 수 있다.
제1 연결배선(211)은 하우징(120)의 제1 비아홀(221)에 배치되고, 제2 연결배선(213)은 하우징(120)의 제2 비아홀(222)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 비아홀(221, 222)은 리세스(210)에 대응되는 하우징(120)의 상면으로부터 하면으로 관통하여 형성될 수 있다. 제1 및 제2 비아홀(221, 222) 각각의 내경은 제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 외경과 동일할 수 있다.
제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 개수는 나중에 설명될 확산부(140)의 하부에 배치되는 제1 및 제2 도전라인(131, 133)의 개수와 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 상면은 하우징(120)의 리세스(210)의 바닥면(217)에 노출될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 상면은 하우징(120)의 리세스(210)의 바닥면(217)과 동일 면 상에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 하면은 하우징(120)의 하면에 노출될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 하면은 하우징(120)의 하면과 동일 면 상에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 연결배선(211, 213) 각각의 하면은 기판(110)의 제1 및 제2 신호라인(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 확산부(140)를 제공할 수 있다. 확산부(140)는 하우징(120)의 리세스(210)에 배치될 수 있다.
리세스(210)의 내경은 개구(205)의 내경보다 크므로, 기판(110)은 개구(205)와 리세스(210)에 의한 단차가 형성될 수 있다. 이에 따라, 확산부(140)가 리세스(210)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 경우, 확산부(140)가 리세스(210)에 부착되고 해당 단차에 의해 개구(205) 안으로 삽입되지 않게 된다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 다수의 제1 및 제2 도전라인(131, 133)을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 도전라인(131, 133)은 확산부(140)의 하면에 배치될 수 있다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 다수의 범프(151, 153, 155, 157)를 제공할 수 있다.
제1 범프(151)는 제1 도전라인(131)의 일측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상부의 일측 영역, 예컨대 제1 전극 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 범프(151)를 매개로 하여 제1 도전라인(131)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극이 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 범프(153)는 제1 도전라인(131)의 타측 끝단과 하우징(120)의 리세스(210)의 바닥면(217)의 일측 영역 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 범프(153)를 매개로 하여 제1 도전라인(131)과 하우징(120)의 리세스(210)에 배치되는 제1 연결배선(211)이 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 범프(155)는 제2 도전라인(133)의 일측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상부의 타측 영역, 예컨대 제2 전극(280)(또는 패드전극(290))) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 범프(155)를 매개로 하여 제2 도전라인(133)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)이 전기적으로 연결되 수 있다. 제4 범프(157)는 제2 도전라인(133)의 타측 끝단과 하우징(120)의 리세스(210)의 바닥면(217)의 타측 영역 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제4 범프(157)를 매개로 하여 제2 도전라인(133)과 하우징(120)의 리세스(210)에 배치되는 제2 연결배선(213)이 전기적으로 연결될 수 있다.
이상으로부터, 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극, 제1 범프(151), 제1 도전라인(131), 제2 범프(153), 제1 연결배선(211) 및 기판(110)으로 이어지는 제1 전기적 통로가 형성될 수 있다. 아울러, 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280), 제3 범프(155), 제2 도전라인(133), 제4 범프(157), 제2 연결배선(213) 및 기판(110)으로 이어지는 제2 전기적 통로가 형성될 수 있다.
제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 제1 및 제2 접착부(161, 163)를 제공할 수 있다. 예컨대, 제1 접착부(161)는 제1 도전라인(131)의 일측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상부의 제1 전극 사이에서 제1 범프(151)의 둘레에 배치될 수 있다. 제1 접착부(161)가 제1 범프(151)를 감싸고 제1 도전라인(131)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극이 부착되도록 하여, 제1 범프(151)가 제1 도전라인(131) 또는 표면광방출레이저 소자(200)의 제1 전극으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 제2 접착부(163)는 제2 도전라인(133)의 타측 끝단과 표면광방출레이저 소자(200)의 상부의 제2 전극(280) 사이에서 제3 범프(155)의 둘레에 배치될 수 있다. 제2 접착부(163)가 제3 범프(155)를 감싸고 제2 도전라인(133)과 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)이 부착되도록 하여, 제3 범프(155)가 제2 도전라인(133) 또는 표면광방출레이저 소자(200)의 제2 전극(280)으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 또 다른 접착부가 제2 범프(153) 및/또는 제4 범프(157)의 둘레에 배치될 수 있다.
도시되지 않았지만, 제2 실시예(도 5)와 유사하게, 접착부는 제1 내지 제4 범프(157)의 둘레뿐만 아니라 하우징(120)의 개구(205)와 리세스(210), 표면광방출레이저 소자(200)의 둘레에 배치될 수 있다. 즉, 접착부는 기판(110), 하우징(120) 및 확산부(140) 사이에 의해 형성되는 모든 공간에 배치될 수 있다. 이와 같이 접착부가 모든 공간에 배치됨으로써, 기판(110), 하우징(120) 및 확산부(140)가 접착부에 의해 보다 강하게 결합될 수 있다.
이상에서 설명된 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100c)의 구성 요소, 예컨대, 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(120), 확산부(140) 등은 사각 형상을 가지지만, 다른 형상으로의 변형도 가능하다.
한편, 이상에서 설명된 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 근접 센서, 자동 초점 장치 등에 적용될 수 있다. 예컨대, 실시예에 따른 자동 초점 장치는 빛을 발광하는 발광부와 빛을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. 발광부의 예로서 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 제1 내지 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100C) 중에서 적어도 하나가 적용될 수 있다. 수광부의 예로서 포토 다이오드가 적용될 수 있다. 수광부는 발광부에서 방출된 빛이 물체에서 반사되는 빛을 입사 받을 수 있다.
자동 초점 장치는 이동 단말기, 카메라, 차량용 센서, 광 통신용 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 자동 초점 장치는 피사체의 위치를 검출하는 멀티 위치 검출을 위한 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
도 11에 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 발광부로서 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 제1 내지 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100C) 중의 하나를 포함할 수 있다.
플래쉬 모듈(1530)은 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 표면광방출레이저 소자를 포함하는 발광부와, 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: 표면광방출레이저 패키지
110: 기판
120: 하우징
131, 133: 도전라인
140: 확산부
151, 153, 155, 157: 범프
161, 163: 접착부
170, 205: 개구
180, 210: 리세스
200: 표면광방출레이저 소자
211, 213: 연결배선
217: 바닥면
221, 222: 비아홀

Claims (9)

  1. 개구를 포함하는 기판;
    상기 기판의 상기 개구에 배치되는 표면광방출레이저 소자;
    상기 기판 및 상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부;
    상기 확산부의 하부에 배치되며, 각각이 상기 표면광방출레이저 소자의 일측과 상기 기판의 제1 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제1 도전라인; 및
    상기 확산부의 하부에 배치되며, 각각이 상기 표면광방출레이저 소자의 타측과 상기 기판의 제2 영역을 전기적으로 연결시키는 복수의 제2 도전라인;
    을 포함하는 표면광방출레이저 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전라인과 상기 표면광방출레이저 소자의 상기 일측 사이에 배치되는 복수의 제1 범프;
    상기 제1 도전라인과 상기 기판의 상기 제1 영역 사이에 배치되는 복수의 제2 범프; 및
    상기 제1 및 제2 범프 둘레에 배치되는 제1 접착부를 더 포함하는 표면광방출레이저 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 도전라인과 상기 표면광방출레이저 소자의 상기 타측 사이에 배치되는 복수의 제3 범프;
    상기 제2 도전라인과 상기 기판의 제2 영역 사이에 배치되는 복수의 제4 범프; 및
    상기 제3 및 제4 범프 둘레에 배치되는 제2 접착부를 더 포함하는 표면광방출레이저 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접착부 각각은 상기 확산부의 복수의 외측면보다 더 외측으로 연장되는 표면광방출레이저 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면광방출레이저 소자의 상면은 상기 기판의 상면과 동일 면 상에 위치되는 표면광방출레이저 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 하부에 배치되며, 상기 표면광방출레이저 소자가 안착되도록 캐비티를 포함하는 하우징을 더 포함하는 표면광방출레이저 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1 영역과 접하는 상기 복수의 제1 도전라인의 타측 끝단 사이의 간격은 상기 표면광방출레이저 소자의 상기 일측과 접하는 상기 복수의 제1 도전라인의 일측 끝단 사이의 간격보다 큰 표면광방출레이저 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제2 영역과 접하는 상기 복수의 제2 도전라인의 타측 끝단 사이의 간격은 상기 표면광방출레이저 소자의 상기 타측과 접하는 상기 복수의 제2 도전라인의 일측 끝단 사이의 간격보다 큰 표면광방출레이저 패키지.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 의한 표면광방출레이저 패키지; 및
    상기 표면광방출레이저 패키지에서 방출된 빛의 반사된 빛을 입사 받는 수광부를 포함하는 자동 초점 장치.
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