KR20090031613A - 표면-방출 소자의 장착 - Google Patents

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KR20090031613A
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aperture
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존 더글라스 람브킨
데이비드 안토니 바로우
요시히로 소메노
Original Assignee
파이어콤스 리미티드
알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

잘 정의된 기준 평면에 대한 방출 통공들의 평면이 정밀하게 제어될 수 있도록, 각각이 그 표면에서 방출 통공을 갖는 하나 이상의 광학 소자들이 캐리어에 장착될 수 있는, 광학 방출기 어셈블리가 설명된다. 이것은, 상이한 두께를 갖는 복수의 광학 소자들이 있는 때에도, 부가적 광학 요소들이 방출 통공들의 중심에 대해 축방향으로 그리고 측방향으로 정밀하게 위치선정되는 것을 가능하게 한다. 그 어셈블리는 광학 출력 통공(optical output aperture)을 제공하는 방출 표면(emission surface)을 갖는 표면-방출 광학 소자(surface-emitting optical device); 및 광학 소자의 방출 표면에 의하여 광학 소자가 장착되는 기준 표면인 제1 표면과 그에 대향되는 후방 표면인 제2 표면을 갖는 캐리어(carrier)로서, 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 통공을 갖는, 캐리어;를 포함할 수 있는데, 광학 소자는, 광학 소자의 광학 출력 통공이 캐리어 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되어서 그를 통하여 광학 방사(optical radiation)를 지향시킬 수 있도록, 기준 표면 상에 위치선정된다.

Description

표면-방출 소자의 장착{Mounting surface-emitting devices}
본 발명은 표면-방출 광원들의 장착 및 표면-방출 광원 어레이(arrays of surface-emitting light sources)의 장착에 관한 것이다.
표면-방출형 발광다이오드(LED) 및 수직공동형 표면-방출 레이저(vertical cavity surface-emitting laser; VCSEL)와 같은 표면-방출 광학소자는 다양한 적용예들에서 광범위하게 이용된다. 그러나, 그러한 발광다이오드 및 레이저는 증가하는 수의 감지 및 이미지용의 적용예들에서 이용되는데, 여기에서는 능동형 광원이 광학 서브-시스템(optical sub-system)의 일체적 부분이고, 거기에서 서브-시스템 내의 다른 광학 요소들에 관한 방출 통공(emitting aperture)의 물리적 위치는, 서브-시스템이 목표 사양(target specification) 내에서 작동하는 것을 가능하게 하기 위하여, 길이방향 및 측방향 둘 다에서 높은 정밀도로 제어되어야 한다.
상측-방출형 소자(top-emitting device)에 있어서, 발광다이오드 또는 레이저 서브-마운트(sub-mount)의 표면과 같은 서브-어셈블리(sub-assembly)에서의 잘 형성된 기준 평면(well defined reference plane)에 관한 방출 통공의 위치는, 소자 칩(device chip)의 두께에 의존할 것이다. 칩의 두께는 보통 웨이퍼 랩핑 공정(wafer lapping process)에 의하여 결정되는데, 이것은 통상적으로 ±10 ㎛의 불 확실성 내에서 주어진 특정의 두께를 얻을 수 있다. 일부 고정밀 광학 장치에 있어서, 주어진 광학 기준 평면(예를 들어, 레이저 마운트 표면)에 대한 방출 통공의 위치에 있어서의 그와 같은 불확실성은 허용될 수 없다. 이 문제는, 상이한 제조 공정들로부터 얻어진 개별 소자들의 어레이를 제작하는 것이 필요한 때에 더 심화된다.
또한, 표면-방출 소자를 포함하는 광학 서브-어셈블리에서는, 서브-어셈블리가 사양(specification) 내에서 기능하는 것을 가능하게 하기 위하여, 광학 축이 광학 소자의 방출 통공과 높은 수준의 정밀도로 정렬되어야 하는, 통공 또는 렌즈와 같은 광학 요소를 위치시키는 것이 종종 필요하다.
그러므로, 광학 소자, 소자들의 모놀리식 어레이(monolithic array of devices), 또는 개별 소자들의 어레이의 장착 방법이, 광학 서브-어셈블리 내에서 잘 형성된 기준 평면(well defined reference plane)에 대한 소자의 방출 통공의 평면의 분리에 있어서의 높은 수준의 불확실성을 제거하고, 또한 추가적인 광학 요소들이 그 광학 소자의 방출 통공의 중심에 대해 축방향으로 위치되는 것을 가능하게 하는 것으로 나타난다.
본 발명의 목적은, 광학 서브-어셈블리에 있는 잘 형성된 기준 평면에 대한 광학 방출 통공들의 평면들의 높은 정합 정확도(registration accuracy)를 갖는, 표면-방출 소자들, 개별 소자들의 어레이들(arrays of discrete devices), 및 모놀리식 소자 어레이들(monolithic device arrays)을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 방출 소자(emitting device)의 광학 통공(optical aperture)과 광학 서브-어셈블리에 있는 다른 광학 요소들 간의 고정밀 정렬을 가능하게 하는 것이다.
일 형태에 따르면, 본 발명은:
광학 출력 통공(optical output aperture)을 제공하는 방출 표면(emission surface)을 갖는 표면-방출 광학 소자(surface-emitting optical device); 및
광학 소자의 방출 표면에 의하여 광학 소자가 장착되는 기준 표면인 제1 표면과 그에 대향되는 후방 표면인 제2 표면을 갖는 캐리어(carrier)로서, 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 통공을 갖는, 캐리어;를 포함하고,
광학 소자의 광학 출력 통공이 캐리어 통공과 위아래로 놓이는 관계(overlying relation)로 되어서 그를 통하여 광학 방사(optical radiation)를 지향시킬 수 있도록, 광학 소자가 기준 표면 상에 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리(optical emitter assembly)를 제공한다.
다른 일 형태에 따르면, 본 발명은:
광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면을 각각 가지는, 적어도 두 개의 표면-방출 광학 소자들;
광학 소자들의 각 방출 표면들에 의하여 광학 소자들이 장착되는 기준 표면인 제1 표면과 그에 대향되는 후방 표면인 제2 표면을 갖는 캐리어로서, 광학 소자들로부터의 광학 방사의 투과에 적합한, 후방 표면들과 기준 표면들 사이에서 연장된 광학 투과 경로를 갖는, 캐리어; 및
캐리어의 후방 표면 상에 배치된 적어도 하나의 부가적 광학 요소;를 포함하고,
광학 소자들의 광학 출력 통공들이 각각의 부가적 광학 요소와 위아래로 놓이는 관계로 되어서 각각의 부가적 광학 요소가 광학 소자들로부터의 광학 방출의 광학 경로들 내에 있게 되도록, 광학 소자들이 기준 표면 상에 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리를 제공한다.
다른 일 형태에 따르면, 본 발명은:
광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비한 표면-방출 광학 소자;
광학 소자의 후방 표면에 의하여 광학 소자가 장착되는 기준 표면을 갖는 캐리어; 및
광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위한 부가적 광학 요소로서, 광학 서브-유닛에 장착되거나 광학 서브-유닛에 형성되는, 부가적 광학 요소;를 포함하고,
부가적 광학 요소가 광학 소자의 광학 출력 통공으로부터의 광학 방사를 받기 위하여 광학 소자의 광학 출력 통공과 위아래로 놓이는 관계로 있게 되도록, 광학 서브-유닛이 기준 표면 상에 장착되는, 광학 방출기 어셈블리를 제공한다.
다른 일 형태에 따르면, 본 발명은: 캐리어에 표면-방출 광학 소자를 장착시키는 방법을 제공하는데, 그 광학 소자는 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면을 구비하고, 상기 방법은:
대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계로서, 제1 표면은 광학 소자가 장착되는 기준 표면이고, 제2 표면은 그 반대측에 있는 후방 표면인, 단계;
기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장되는 캐리어 통공을 형성하는 단계;
광학 소자의 광학 출력 통공이 캐리어 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되어 그를 통하여 광학 방사를 지향시킬 수 있도록, 광학 소자를 광학 소자의 방출 표면에 의하여 캐리어의 기준 표면에 접합시키는, 단계;를 포함한다.
다른 일 형태에 따르면, 본 발명은: 캐리어에 표면-방출 광학 소자들을 장착시키는 방법을 제공하는데, 그 광학 소자들 각각은 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비하고, 상기 방법은:
대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계로서, 제1 표면은 광학 소자가 장착되는 기준 표면이고, 제2 표면은 후방 표면이며, 캐리어는 광학 소자들로부터의 광학 방사의 투과에 적합하고 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 광학 투과 경로(optical transmission path)를 구비하고, 캐리어는 광학 소자들의 출력을 조절하기 위한 부가적 광학 요소를 포함하는, 단계; 및
광학 소자들을 광학 소자들의 개별적 방출 표면들에 의하여 캐리어의 기준 표면에 접합시키는 단계로서, 광학 소자들의 광학 출력 통공들이 개별의 부가적 광학 요소와 위아래로 놓이는 관계로 있게 되어 개별의 부가적 광학 요소가 광학 소자들로부터의 광학 방출의 광학 경로 내에 있게 되도록, 광학 소자들이 기준 표면 상에 위치선정되는, 단계;를 포함한다.
다른 일 형태에 따르면, 본 발명은: 캐리어에 표면-방출 광학 소자를 장착시키는 방법을 제공하는데, 광학 소자는 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비하고, 상기 방법은:
기준 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계;
광학 소자를 광학 소자의 후방 표면에 의하여 기준 표면에 접합시키는 단계;
광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위하여, 광학 서브-유닛 상에 또는 광학 서브-유닛 내에 부가적 광학 요소를 형성하는 단계;
부가적 광학 요소가 광학 소자의 광학 출력 통공으로부터의 광학 방사를 받기 위하여 광학 소자의 광학 출력 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되도록, 기준 표면 상에 광학 서브-유닛을 장착시키는 단계;를 포함한다.
이하에서는, 하기의 첨부도면들을 참조로 하여 본 발명의 실시예들이 예시적으로서 설명될 것이다.
도 1 은 캐리어(carrier)에 상측-방출형 레이저 또는 발광 다이오드를 장착시키는 종래 기술의 방법을 도시하는 개략적 단면도이고;
도 2 는 캐리어에 하측-방출형 (기판-방출형) 레이저 또는 발광 다이오드를 장착시키는 종래 기술의 방법을 도시하는 개략적 단면도이고;
도 3 은 방출된 빛이 캐리어에 있는 통공을 통해 지나가도록 캐리어에 역 구성형태(inverted configuration)로 장착된 한 쌍의 표면-방출 광학 소자들의 개략적 단면도이고;
도 4 는 방출된 빛이 캐리어에 있는 각각의 통공을 통해 지나가도록 캐리어 에 역 구성형태로 장착된 한 쌍의 표면-방출 광학 소자들의 개략적 단면도이고;
도 5 는 도 3 의 어셈블리의 개략적 단면도로서, 그 어셈블리는 표면-방출 광학 소자들의 방출 통공들에 축방향 및 길이방향으로 정렬된 렌즈 어레이(lens array)를 포함하는 더 큰 어셈블리에 통합된 것이며;
도 6 은 도 5 의 구성에 대해 대안적인 구성의 개략적 단면도이고;
도 7 은 한 쌍의 표면-방출 광학 소자들의 개략적 단면도로서, 그 표면-방출 광학 소자들 각각은 방출된 빛이 캐리어 내의 각각의 통공들을 통하여 지나가도록 캐리어에 역 구성형태로 장착된 일체형 렌즈들을 구비하며;
도 8 은 도 6 의 구성에 대해 대안적인 구성의 개략적 단면도인데, 여기에서는 캐리어 재료가 투명한 재료로 형성되고, 렌즈 어레이는 캐리어 내로 통합되고;
도 9 는 도 5 의 구성에 대해 대안적인 구성의 개략적인 단면도인데, 여기에서는 표면 방출형 광학 소자들과 동일한 기준 표면 상에 장착된 광학 서브-유닛(optical sub-unit) 상에 추가적인 광학 요소들이 형성되어 있고;
도 10 은 캐리어에 역 구성형태로 장착된 표면-방출 광학 소자의 개략적인 단면도인데, 여기에는 광학 소자와 캐리어 간의 전기 접촉을 형성하기 위한 제1 구성이 도시되어 있고;
도 11 은 캐리어에 역 구성형태로 장착된 표면-방출 광학 소자의 개략적인 단면도인데, 여기에는 광학 소자와 캐리어 간의 전기 접촉을 형성하기 위한 제2 구성이 도시되어 있다.
본 명세서에 걸쳐서, '표면-방출' 광학 소자라 함은 그 소자의 방출 통공이 소자의 가장자리가 아니라 주된 표면 내에 놓여 있는 종류의 소자들을 의미한다. 따라서, 그 출력의 광학 축은 소자의 성장 또는 고착된 층들의 평면들에 대해 (통상적으로 직각을 이루고) 횡방향을 이룬다. '방출 표면'이라 함은, 광학 출력이 광학 출력 통공으로부터 나오는 기기의 외부 표면을 지칭한다. 여기에서 사용되는 '통공'이라 함은, 통상적인 경우와 같이, 광학적 방사가 나올 수 있는 광학적으로 제한된 매체를 지칭하며, 반드시 물리적인 '구멍' 또는 빈 공간일 필요는 없다. 설명된 소자의 광학적 방사는 스펙트럼의 가시적 부분 및/또는 비-가시적 부분의 것일 수 있다.
광학 서브-어셈블리 또는 모듈에서 LED들 및 VCSEL들이 바람직한 광원인 것은 흔한 경우이다. 광학 서브-어셈블리는 단일의 광원 또는 복수의 광원들을 필요로 할 수 있다. 복수의 광원들은 단일 칩, 광 방출 소자들의 모놀리식 어레이, 또는 개별 소자들의 어레이 형태로 된 것일 수 있다. 후자는 복수의 파장들로 방출하는 광원들이 어레이가 필요한 때에 종종 해당되는 경우이다.
어떤 광학 서브-어셈블리들, 특히 이미지용 광학 시스템(imaging optics system)들에서 이용되는 것들에 있어서, LED 또는 VCSEL 의 방출 통공로부터 렌즈와 같은 서브-어셈블리 내의 다른 주요 광학 구성요소 까지의 거리는, 높은 정도의 정확도로 제어되어야 한다. 이와 같은 사항은, 그 주요 광학 요소가 빔(beam)을 표면-방출 소자로부터 확장시키도록 설계된 렌즈인 경우에 특히 부합한다.
도 1 을 참조하면, 두 개의 상측-방출형 광학 소자들(12, 13)이 납땜 또는 에폭시 다이 부착 공정(solder or epoxy die attach process)을 이용하여 캐리어 또는 서브-마운트(11) 상에 장착된다. '상측-방출'이라는 표현은, 광학 출력 평면을 한정하는 제한적인 통공 또는 공동(cavity)이 도시된 바와 같이 소자의 외부 표면(15 또는 16)에 있고, 광학 출력(17)이 기판으로부터 떨어진 소자의 면으로부터 나온다는 것을 나타내기 위하여 이용된 것이다. 일반적으로, 캐리어 또는 서브-마운트(11)의 상측 표면(top surface; 14)은 잘 형성된 기계적 기준 표면이고, 따라서 다른 구성요소들이 정확하게 정렬될 수 있거나 정확하게 정렬되어야 하는 광학적 기준 평면으로서 작용한다. 상측-방출형 소자에 있어서, 서브-마운트의 기준 평면(14)에 대한 방출 통공의 위치는, 소자 칩의 두께에 의존적일 것이다. 그 칩의 두께는, 통상적으로 ±10 ㎛ 내로 주어진 특정의 두께를 달성할 수 있는 웨이퍼 랩핑 공정(wafer lapping process)에 의하여 결정되는 것이 보통이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 두 개의 소자들(12, 13)은 상이한 두께를 가지고, 따라서 서브-마운트(14)의 상측 표면의 기준 평면으로부터 광학 출력 통공을 한정하는 외부 표면들(15, 16) 까지의 거리가 각 소자에 대해 상이하다. 어떤 고정밀도의 광학 서브-어셈블리들에 있어서는, 평면들(15, 16)의 광학 기준 평면(14)으로부터의 상대적인 변위에 있어서의 불확실성 및 배치(distribution)가 1 미크론보다 우수하여야 하고, 따라서 소자 제작을 위하여 종래의 웨이퍼 랩핑 기술을 이용하는 것은 허용될 수 없다. 이 문제는 상이한 재료 시스템들을 이용하여 제작되고 완전히 상이한 제조 공정들로부터 도출되는 개별 소자들의 어레이를 제작하는 것이 필요한 때에는 더 심화된다.
두 개의 즉시적인 종래 기술 해결방안이 명백하다. 첫 번째의 종래 기술 해결방안은 높은 허용오차로 제어되는 칩 두께를 갖는 광학 소자들을 제작하는 것인데, 이것은 높은 부가 비용을 야기한다. 도 2 에 도시된 두 번째 종래 기술 해결방안은 광학 소자들을 하측-방출형 소자(bottom-emitting device)들로 제작하는 것이다. '하측-방출'형 소자라 함은, 제한적인 통공 또는 공동이 소자의 하측 표면에 또는 그에 가깝게 있는 (즉, 기판에 가장 가깝게 있는) 소자를 의미하는데, 이 경우 광학 출력(17)은 칩의 비-제한적인 투명 기판 매체를 통하여 투과되고, 그 위에 소자가 제작된다. 이러한 구성형태에 있어서, 서브-마운트(11)의 기준 평면(14)에 대한 원천 광학 소자들(21, 22)의 방출 통공들(23, 24)의 평면들의 변위(displacement)는, 소자 칩의 두께에 대해 독립적이다. 이 두번째 방안은 소자의 방출 파장에서 높은 흡수성을 갖는 기판을 구비한 소자에 대하여는 부적절하다. 그러한 소자들, 예를 들어 갈륨 비소화물(gallium arsenide) 기판 상에 제작되고 스펙트럼의 붉은 영역에서 가시적 광학 출력을 갖는 VCSEL들을 위하여는, 그 흡수성 기판을 완전히 제거하고 그것을 투명한 것으로 대체하는 것이 대안적 해결방안이다. 그러나, 이 방안은 높은 비용과 낮은 생산성을 초래한다.
본 발명은 임의의 칩 두께의 소자를 이용하여 캐리어 기준 평면에 대한 방출 통공들의 변위를 원하는 대로 제어하는 것을 달성하는 것에 관한 것이다. 어떤 상황에서는, 방출 통공들의 광학 축들(18, 19)(도 1 참조)의 서로에 대한 그리고/또는 렌즈들 및 통공들과 같은 다른 외부의 구성요소들에 대한 측방향 정렬도 정밀하게 제어되는 것이 매우 바람직하다. 여기에서 설명되는 장착 기술은 이러한 정렬 제어도 낮은 비용에 달성할 수 있다.
도 3 을 참조하면, 캐리어 또는 서브-마운트(31)의 표면(14)에 의하여 한정되는 기준 평면은, 광학 출력(17)이 캐리어(31)를 향하여 하향으로 지향되도록 상측-방출 소자들(32, 33)을 거꾸로 함에 의하여, 표면-방출 소자들(32, 33)의 출력 통공들의 평면들(23, 24)과 실질적으로 일치하게 될 수 있다. 따라서, 캐리어(11)의 표면(14)은 기계적 기준 평면이자 광학적 기준 평면이 되고, 캐리어(11)는 구리, 실리콘, 알루미늄 니트라이드(aluminium nitride) 또는 유리와 같은(이들이 전부는 아님), 전형적으로 고정밀의 평탄 표면으로 제작되는 재료로부터 형성될 수 있다. LED들 및 VCSEL들과 같은 발광 반도체 소자들에 있어서는, 상측-방출형 소자의 방출 표면도 고정밀도로 평탄하고, 따라서 그 표면이 캐리어(11)에 접합되면, 그 소자의 방출 통공을 포함하는 평면의 변위는 정확하게 제어되며 또한 소자의 실제 칩 두께에 대하여는 독립적으로 된다.
이러한 역 부착(inverted attachment)을 용이하게 하기 위하여, 캐리어(31)는 광학 출력의 투과를 허용하도록 적합화된다. 도 3 의 구성에서, 캐리어(31)는 광학 소자의 방출 파장에서 광학적으로 투명할 필요가 없는 재료, 예를 들어 실리콘으로 만들어진다. 이 캐리어(31) 내에는, 실리콘의 결정 평면(crystal plane; 35)을 따라서 우선적으로 식각하는 KOH와 같은 표준 실리콘 식각(standard silicon etch)을 이용하여, 공동(cavity; 34) 및 멤브레인(membrane; 36)이 형성된다. 광학적 비아홀(optical via-hole; 37)들이 멤브레인(36)을 통하도록 형성되는데, 이것은 비아홀(37)들의 직경 및 그들의 분리의 관점에서 높은 정밀도를 달성하기 위 하여, 예를 들어 표준 포토리소그래피 실리콘 공정 기술(standard photolithographic silicon processing techniques)을 이용하여 멤브레인(36)을 관통하여 에칭함으로써 형성된다.
광학 소자들(32, 33)은 기준 평면인 캐리어(31)의 상측 표면(14) 상에 장착된 '플립-칩(flip-chip)'이다. 달리 말하면, 상측-방출형 소자들(32, 33)은, 방출 표면들이 캐리어(31)의 기준 표면(14)을 대면하여 그 위에 장착되어서 광학 출력 통공들이 캐리어 내에 있는 비아홀에 대해 위아래로 놓이는 관계로 되도록, 거꾸로 된다. "위아래로 놓인다"라는 표현은, 두 개의 구성요소들이 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 완전히 광학 경로를 공유하는 충분한 축방향의 정렬상태로 됨을 의미하도록 의도된 것이다. 홀(37)들의 직경 및 멤브레인(36)의 두께는, 일단 플립-칩이 장착되면, 광학 소자들(32, 33)이 각각의 광학적 비아홀(37)들에 대해 측방향으로 정렬된 그들의 광학 출력 통공들을 갖도록 정해진다. 공동(34)은, 공동의 측벽이 빔(17)의 진행과 간섭되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다. 이것은, 캐리어의 후방 표면(38)에 더 가까운 쪽에서 넓은 형태를 가지고 상측 또는 기준 표면(14)에 가장 가까운 쪽에서 좁은 형태를 갖는 테이퍼진 프로파일(tapered profile)을 갖는 공동(34)에 의하여 구현되는 것이 바람직하다.
도 3 에서, 광학 소자들(32, 33)의 방출 통공 평면들(23, 24)이 캐리어(31)의 평탄한 기준 표면(14)과 일치되고, 또한 이 평면들 사이의 변위는 광학 소자 칩의 두께와는 무관하다는 것을 명확히 알 수 있다. 그러므로, 광학 서브-어셈블리 내에서 기준 표면(14)은, 이 표면에 렌즈 또는 통공과 같은 추가적인 광학 요소들 을 정확히 정렬시키는 데에 이용될 수 있다.
광학 소자들의 완전한 작동(full operation)을 얻기 위하여, 캐리어 또는 서브-마운트(31) 상에 광학 소자의 방출 표면과 접촉하는 금속 접촉층을 생성하고, 또한 반대측 표면과 접촉하는 와이어 본딩(wire bonding)을 이용할 필요가 있을 수 있다. 다양한 방법들 및 구성들이 가능한바, 이들은 후술될 것이다.
캐리어 또는 서브-마운트를 제작하기 위한 이상적인 재료로서 실리콘을 전제로 하였으나, 대안적인 서브-마운트 재료로서는 구리, 알루미늄 니트라이드 또는 유리가 포함될 수 있다. 다른 재료들도 이용될 수 있다.
도 4 에는 알루미늄 니트라이드와 같은 재료로 제작된 캐리어(41)를 갖는 어셈블리(40)이 도시되어 있는데, 여기에서 광학적 비아홀(42)들은 캐리어 제작의 일체적 부분으로서 형성되고, 또한 광학적 비아홀들의 측벽(43)들의 경사부가 광학 소자(32, 33)의 빔 진행과 간섭되지 않도록 된 단면 프로파일을 갖는다. 광학 소자가 싱글 모드의 VCSEL(single mode VCSEL)인 경우에는, 빔 확산이 빔 축으로부터 10 내지 15 도 정도일 수 있고, 따라서 측벽(43)들의 경사부는 최소 20도 일 수 있다.
일반적인 형태에서, 캐리어(31, 41)가 제1 및 제2 의 대향하는 표면들을 갖는다는 것이 이해될 것인데, 제1 표면은 광학 소자들(32, 33)이 장착되는 상측 표면 또는 기준 표면(14)을 포함한다. 제2 표면은 후방 표면(38)을 포함하고, 하나 이상의 통공들이 기준 표면과 후방 표면 사이로 연장된다. 통공은, 후방 표면(38)으로부터 기준 표면(14)으로까지의 대부분에 걸쳐 연장된 큰 공동을 포함하되, 캐 리어의 잔여 두께를 통해 하나 또는 작은 비아홀이 연장되도록 될 수 있다. 대안적으로는, 통공이 후방 표면으로부터 기준 표면까지 캐리어를 완전히 관통하는 하나 이상의 개별 통공들을 포함할 수 있다. 캐리어의 통공 또는 통공들은 일반적으로 테이퍼진 프로파일(tapered profile)을 가질 수 있다.
부가적 광학 요소들이 렌즈, 통공, 또는 스티어링 미러(steering mirror)와 같은 광학 소자들(32, 33)과 정렬되어야 하는 것은 흔한 경우이다. 일반적으로, 이들은 광학 소자들의 방출 통공들에 대하여 축방향 및 길이방향 둘 다로 정확히 정렬되어야 한다. 그러한 부가적 광학 요소들은 일반적으로, 관련된 광학 소자의 출력 빔을 어떤 방식으로 조절하거나 광학적으로 처리하기 위하여, 특히 빔의 형태 또는 형상을 제어하기 위하여 제공된다. 도 5 에는 서브-마운트 또는 캐리어(31)가 기판(55) 상에 정확히 장착될 수 있도록 하기 위하여 어떻게 변형될 수 있는가를 나타내는데, 그 기판에는 렌즈(54)와 같은 부가적 광학 요소도 장착된다.
도 5 에는 실리콘과 같은 재료로 형성된 기판(55)이 도시되어 있는데, 여기에서 요부들(52, 53)과 같은 위치 특징부들과 공동(56)은 리소그래피 공정 및 식각 공정을 이용하여 형성되어서 특징부들 간에 1 미크론(micron) 정도의 정렬 공차를 달성하며 특징부들의 깊이들을 수 미크론의 정확도로 유지한다. 캐리어(31)도 기판(55)의 위치 특징부들과 협력하는 위치 특징부들을 포함할 수 있다. 도시된 바람직한 실시예에서, 캐리어의 위치 특징부들은 기판(55)의 요부(53) 내로 끼워지는 계단식 가장자리 또는 요부(57)를 포함한다.
기판(55)과 캐리어(31)의 서로에 대한 정확한 위치선정을 보조 또는 안내하 기 위하여 캐리어(31) 상의 대응하는 위치 특징부와 협력할 수 있는, 임의의 적합한 형상을 갖는 위치 특징부가 기판(55) 상에 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이 위치 특징부들은 사각형 또는 각도를 갖거나/테이퍼진 프로파일을 갖는 요부들 및 대응하는 치부(tooth)들을 포함할 수 있다. 이러한 위치 특징부들은 기판과 캐리어를 서로에 대하여 미리 정해진 관계로 배치시키기 위한 물리적 안내 구조 및/또는 물리적 맞물림 구조를 제공한다.
위에서 설명된 배치 특징부들은 더 많은 일반적인 정렬 특징부들 중의 일 특정 형태이다. '정렬 특징부'라는 표현은, 기판과 캐리어를 서로에 대하여 정확히 위치선정시키는데에 시각적인 또는 광학적인 안내만을 제공하는 특징부들도 포괄하도록 의도된 것인바, 그러한 것으로서는 접합 작업 중에 정확한 배치를 돕는 시각적 표지(visual mark)가 있다. 이 광학적 안내 특징부들은 도 5 에 도시된 바와 같이 반드시 물리적인 맞물림 구조를 제공할 필요는 없다. '광학적 안내 특징부'라는 표현은, 인간의 눈에 보일 수 있는 특징부와 기계에 의하여만 읽혀질 수 있는 특징부 둘 다를 포괄하도록 의도된 것이다.
요부(56)가 기판(55)에 제공되어서 광학 소자들(32, 33)이 기판(31)에 거꾸로 장착될 수 있게 되는데, 이로써 캐리어(31)의 기준 표면(14)과 기판(55)의 상측 표면(58)이 배치 특징부들(53, 57)의 식각 깊이에 의하여 결정되는 근거리 내에 있게 되거나 또는 동일 평면에 있게 되고, 그 정확도는 배치 특징부들의 식각 깊이가 형성됨에 있어서의 정확도에 의하여 결정된다. 확산 렌즈(54)들과 같은 부가적 광학 요소들은, 사출성형된 플라스틱 또는 다른 적합한 재료로부터 형성되거나, 또는 광학 서브-마운트(51)과 일체로 형성될 수 있는데, 광학 서브 마운트(51)는 기판(55)에 구현된 특징부(52)들과 협력하는 돌출부(59)들과 같은 배치 특징부들도 포함하여, 광학 소자들(32, 33)과의 측방향(축방향) 및 길이방향 정렬을 높은 정도로 달성한다. 도 5 에 도시된 그러한 어셈블리(50)에서, 광학계의 정렬의 품질은 광학 소자 칩들(32, 33)의 두께에 대하여 독립적임을 알 수 있다.
따라서, 보다 일반적으로는, 그 구성이 캐리어 통공들과의 정합에 있어서 그리고 렌즈(54)들과 같은 부가적 광학 요소들과의 정합에 있어서 광학 소자의 위치선정을 돕는 정렬 특징부들을 제공한다는 것을 알 수 있다.
도 6 에는 캐리어(31), 기판(55), 및 렌즈(61)의 대안적인 구성이 도시되어 있는데, 여기에서 기판(55) 상의 정렬 특징부(62)는 유리 또는 폴리머의 퇴적(deposition)과 같은 리소그래피 퇴적 기술을 이용하여 구현된다. 대응하는 정렬 특징부(62a)들은 캐리어(31)의 상측 표면(기준 표면) 내로 식각된다. 이 경우에서, 캐리어(31)가 기판(55)에 대해 거꾸로 정렬되고 접합되는 때에는, 기판(55)의 상측 표면(58)과 캐리어(31)의 기준 표면(14)이 동일 평면에 있게 되고, 또한 측방향으로 높은 정확도의 수준으로 배치된다.
도 6 에는 렌즈 어레이(61)와 같은 부가적 광학 요소가 캐리어에 있는 광학적 비아홀들을 형성하는 특징부들에 정렬되는 어셈블리(60)가 도시되어 있다. 이 구성에서, 부가적 광학 요소는 캐리어(31) 내의 통공 공동(34) 내에 장착된다. 이러한 어셈블리에서, 광학계의 정렬 품질은 광학 소자 칩들의 두께에 대해 독립적이다.
도 7 에는 렌즈(71)와 같은 부가적 광학 요소가 광학 소자의 제조의 일체적 부분으로서, 예를 들어 표면 특징부 또는 표면 장착된 특징부로서, 광학 소자(72, 73) 상에 직접 부착되거나 또는 형성된 어셈블리(70)가 도시되어 있다. 이 구성에서, 부가적 광학 요소(71)들 각각은 캐리어(31)의 각 통공들 내로 연장된다. 이러한 어셈블리(70)에서, 광학계의 정렬 품질은 광학 소자 칩들(72, 73)의 두께에 대해 독립적이다.
도 8 에는 캐리어(81)가 석영 유리와 같은 투명한 재료로 만들어진 어셈블리(80)가 도시되어 있다. 금속 접합 패드(metal bond pad; 85)들은, 캐리어(81)에 광학 소자들(32, 33)을 접합시키기 위하여, 그리고 또한 광학 소자들(32, 33)의 후방 표면 상에 형성된 전기 접촉부(86)들에 와이어 접합부(84)들을 부착시키기 위하여, 캐리어(81)의 표면 상에 퇴적된다. 캐리어(81)의 투명 기판의 후방 표면(87) 상에서, 하나 이상의 렌즈들 또는 마이크로 렌즈 어레이(82)의 형태를 갖는 부가적 광학 요소는, 표준적인 포토레지스트 유동 기술(standard photoresist flow technology)을 이용하여 재료 내로 식각되어 형성될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 부가적 광학 요소(82)는 캐리어 덩어리 재료의 일부를 형성할 수 있다. 전방측 금속 패턴(85)에 대한 렌즈들 또는 렌즈 어레이(82)의 정렬은, 표준적 이중 측부식 정렬기 기술(standard double sided aligner technology)을 이용하여 ±1 미크론보다 우수하게 될 수 있다. 나아가, 유리 기판은, 광원 내로의 역반사를 저감시키기 위하여, 반-반사성 코팅부(anti-reflective coating; 83)로 코팅될 수 있다. 이러한 어셈블리에서, 광학계의 품질 및 정렬은 광학 소자 칩들의 두께에 대 해 독립적이다.
도 3 의 어셈블리(80)에서 캐리어(81)를 통해 연장된 '통공'은, 예를 들어 접합 패드(85)들의 금속부에 의해 경계지워진 캐리어의 매체를 통하는 광학 통공(88)임이 이해될 것이다. 반-반사성 코팅부(83)의 성질에 따라서(즉, 양방향성이라면), 광학 통공은 반-반사성 코팅부에서, 광학 소자들(32, 33)의 방출 통공들과 측방향으로 정렬된, 포토리소그래피로 한정된 파단부(break)(미도시)일 수도 있다. 바람직하게는 금속부(85) 및/또는 반-반사성 코팅부(83)에서의 파단부에 의하여 한정된 광학 통공은, 광학 소자(32)의 방출 통공으로부터 나오는 지점에서의 빔 폭(17)과 유사한 크기(즉, 빔 폭 보다 약간만 큰 크기)이어서, 비스듬한 각도에서 기판 내로의 편향, 굴절, 또는 산란이 방지 또는 저감된다.
도 9 에는 광학 방사 빔(17)을 방출하기 위하여 기판(55)에 의하여 한정된 기준 표면(14) 상에 둘 이상의 표면-방출 소자들(91, 92)이 배치된 구성이 도시되어 있다. 렌즈 어레이(54)와 같은 하나 이상의 부가적 광학 요소들은 광학 서브-유닛(51) 상에, 또는 그 내부에 한정되거나 또는 그에 장착된다. 또한 광학 서브-유닛(51)은 기판(55)의 기준 표면(14)에 장착되어서, 렌즈(54)들과 같은 부가적 광학 요소들과 광학 소자들(91, 92) 간의 빔 축들을 따른 길이방향(축방향)의 정확한 관계가 있게 되도록 보장한다. 또한, 광학 서브-유닛(51)은, 요부(52)들 및 (도 5 및 도 6 과 관련하여 설명된 것들과 유사한) 대응하는 정렬 특징부(52a)들과 같은 배치 특징부들을 이용함으로써, 광학 소자들(91, 92)에 측방향으로(즉, 빔 축에 대해 직각으로) 정합될 수 있다. 이 구성은, 광학 소자들(91, 92)의 방출 통공 평면 이, 기준 평면(14)과 관련하여 알려져 있거나 또는 부가적 광학 요소(54)들의 배치에 대해 중요하지 않은 경우에 특히 유용하다. 이 구성은, 광학 소자들(91, 92) 둘 다가 배치 특징부들(52, 52a)에 정합될 수 있기 때문에, 광학 소자들(91, 92)과 부가적 광학 요소(54)들 간의 측방향 정렬이 중요한 경우에도 유용하다.
임의의 적합한 갯수의 표면 방출용 광학 소자들이 광학 서브-유닛 및 이에 장착된 광학 요소들과 정합을 이루도록 이런 방식으로 장착될 수 있다. 이것은, 예를 들어 부가적 광학 요소들이 광학 소자들의 방출 통공에 대해 위아래로 놓이는 관계로 있게 되도록 렌즈 어레이가 다수의 광학 소자들과 정밀하게 정렬되어 장착되어야 하는 경우에 유용하다.
도 9 의 구성은 추가적인 장점도 제공한다. 각 광학 소자(91, 92)는 방출 통공 상에 장착되거나 또는 그와 일체적 부분을 형성하는 렌즈 구성물(93)을 포함할 수 있다. 이 렌즈 구성물(93)은 소자의 출력 빔을 실질적으로 평행한, 즉 실질적으로 확산되지 않는, 빔(94)으로 변형시키도록 적합화된 확산용 또는 수렴용 렌즈일 수 있다. 그 후에 부가적 광학 요소(54)가 빔(94)을 원하는 바에 따라 확산하는 또는 수렴하는 형태의 빔(17)으로 변형시킨다. 이 구성은, 각각의 광학 요소(54)로부터 기기(91 또는 92)의 방출 표면까지의 길이방향의 분리정도 차이에 대한 민감도가 감소되거나 또는 실질적으로 제거되는 장점을 제공하는데, 이것은 평행한 빔(94)들에 있어서 측방향 빔 프로파일에서의 차이가 없거나 거의 없게 되기 때문이다. 따라서, 광학 소자들(91, 92)의 두께에 있어서의 현격한 차이가 있어도 빔(17)의 최종 프로파일에는 영향이 없거나 거의 없다.
따라서, 일반적인 측면에서, 광학 소자들이 장착되는 기준 평면 또는 광학 서브-유닛으로부터 상이한 거리들에서 방출 통공들을 갖는 복수의 광학 소자들 각각으로부터의 평행한 출력 빔을 조절하도록 각각 적합화된 복수의 광학 요소들이 광학 서브-유닛(51)에 의하여 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
표면 방출형 광학 소자들이 다른 구성요소들에 전기적으로 연결되도록 하기 위하여 다양한 방법 및 구성물이 이용될 수 있다. 바람직한 구성에서는, 예를 들어 도 8 에 도시된 캐리어(81)과 같은 캐리어에 의하여 전기 연결이 이루어진다. 그와 같은 두 개의 구성이 도 10 및 도 11 각각에 도시되어 있다.
도 10 에는, 상측-방출형 광학 소자(103)가, 캐리어(101)의 상측 표면(기준 표면)(14) 상에 장착된 '플립-칩'인 어셈블리(100)가 도시되어 있다. 캐리어(101)는 도 3 및 도 4 와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 공동 및 비아홀을 포함한다. 소자(103)는 그것의 방출 표면 상에 제1 전극 또는 접촉부(108)를 가지고 또한 기판(109)의 하측 표면 상에 제2 전극 또는 접촉부(107)를 갖는다 (도 10 에서 소자는 거꾸로 되었다는 것이 이해될 것이다). 그 기판은, 예를 들어 p형 반도체 층(102)에 배치된 소자에 대한 전기 연결을 허용하는 n형 기판일 수 있다.
캐리어(101)는 기준 표면(14) 상에 배치된 한 쌍의 전기 접촉부들(105, 106)을 포함한다. 캐리어 접촉부들 중의 첫 번재 것(106)은 플립-칩 장착 공정 중에 광학 소자 상의 제1 전극(108)과 직접적으로 접합될 수 있다. 캐리어 접촉부들 중의 두 번째 것(105)은 확립된 와이어 접합 기술(established wire bond techniques)을 이용하여 와이어 접합부(104)에 의하여 제2 전극(즉, 기판 전 극)(107)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 캐리어(101) 및 소자(103) 상에 각각 있는 적어도 하나의 대응하는 쌍의 전기 접촉부들(106, 108)에 의하여, 광학 소자(103)가 캐리어(101)에 전기적으로 그리고 기계적으로 접합되는 것이 이해될 것이다.
도 11 에는 다른 어셈블리(110)가 도시되어 있는데, 여기에서는 상측 방출형 광학 소자(113)가 캐리어(112)의 상측 표면(기준 표면)(14) 상에 장착된 '플립 칩'이다. 캐리어(112)는 도 3 및 도 4 와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 공동 및 비아홀을 포함한다. 소자(113)는, 그것의 방출 표면 상에 제1 전극 또는 접촉부(108)을 가지고, 또한 방출 표면 상에 제2 전극 또는 접촉부(111)를 갖는다. 이 경우, 제2 전극(111)은, p형 반도체 층(102)을 지나고 n형 기판(109)까지 통하는 접촉 홀(114)을 식각함에 의하여, 소자의 기판(109)과 전기적인 접촉을 이룬다.
캐리어(112)는 그것의 기준 표면(14) 상에 배치된 한 쌍의 전기 접촉부들(105, 106)을 포함한다. 캐리어 접촉부들 중의 첫 번째 것(106)은 광학 소자 상의 제1 전극(108)과 직접 접합될 수 있고, 캐리어 접촉부들 중의 두 번째 것(105)은 플립-칩 장착 공정 중에 제2 전극(111)과 직접적으로 접합될 수 있다. 따라서, 광학 소자(113)가, 캐리어(112) 및 소자(113) 각각에 있는 적어도 두 개의 대응하는 전기 접촉부들의 쌍들(106, 108 및 105, 111)에 의하여, 캐리어(101)에 전기적으로 그리고 기계적으로 접합된다는 것이 이해될 것이다.
통상적으로, 전기 접촉부들(105, 106)은 재료의 충분히 얇은 층들인데, 그 표면들은 모든 실용적인 목적을 위하여 캐리어(112)의 기준 표면(14)과 동일 평면 을 이룬다. 그러나, 현격한 두께의 전기 접촉부들이 형성되는 경우에는, 캐리어의 기준 표면이 / 14' 에 의하여 표시된 바와 같이, 접촉부들(105, 106) 자체의 표면들에 의해 유효하게, 즉 캐리어(112)의 주 표면으로부터 약간 이격된 것으로 정의될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제1 전극(108) 및 제2 전극(111) 둘 다는, 캐리어(112)의 기준 표면(14) 상의 동일 평면적인 접촉부들(105, 106)에 접합될 수 있도록 동일 평면의 표면들을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 전극들(108, 111)이 동일 평면을 이루지 않는다면, 접촉부들(105, 106) 중의 하나가 대응하게 맞춰짐으로써 그러한 동일평면성의 부족함에 대해 순응할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 11 의 구성은 와이어 접합 작업에 대한 필요를 제거한다는 장점을 제공한다.
다른 실시예들은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있다.

Claims (40)

  1. 광학 출력 통공(optical output aperture)을 제공하는 방출 표면(emission surface)을 갖는 표면-방출 광학 소자(surface-emitting optical device); 및
    광학 소자의 방출 표면에 의하여 광학 소자가 장착되는 기준 표면인 제1 표면과 그에 대향되는 후방 표면인 제2 표면을 갖는 캐리어(carrier)로서, 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 통공을 갖는, 캐리어;를 포함하고,
    광학 소자의 광학 출력 통공이 캐리어 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되어서 그를 통하여 광학 방사(optical radiation)를 지향시킬 수 있도록, 광학 소자가 기준 표면 상에 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리(optical emitter assembly).
  2. 제 1 항에 있어서,
    광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면을 구비하고, 그 방출 표면에 의하여 캐리어에 장착된, 제2 표면-방출 광학 소자;를 더 포함하고,
    캐리어는 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 제2 통공을 구비하며, 제2 광학 소자는 자신의 광학 출력 통공이 캐리어의 제2 통공과 위아래로 놓이는 관계로 있게 되어 그를 통하여 광학 방사를 지향시키도록 기준 에 위치선정되는, 광학 방출기 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    광학 소자의 방출 표면은 복수의 광학 출력 통공들을 구비하고, 그 광학 출력 통공 각각은 캐리어 통공에 위아래로 놓이는 관계로 있는, 광학 방출기 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    캐리어 통공은 테이퍼진 공동(tapered cavity)을 포함하고, 테이퍼진 공동은, 후방 표면에 가장 인접하여 넓은 형태를 가지며 또한 기준 표면에 가장 인접하여 좁은 형태를 가지는, 광학 방출기 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    캐리어 통공은 기준 표면과 테이퍼진 공동 사이에서 연장된 하나 이상의 비아홀(via hole)들을 더 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수의 비아홀들은 멤브레인(membrane)에 의하여 분리된, 광학 방출기 어셈블리.
  7. 제 4 항에 있어서,
    테이퍼진 공동은, 캐리어 재료의 결정성 평면들(crystallographic planes)을 우선적으로 따라서 식각되는, 광학 방출기 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    캐리어의 기준 표면은, 캐리어 통공과의 정합을 이루는 광학 소자의 위치선정을 보조하기 위한 정렬 특징부(alignment feature)들을 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위하여 캐리어에 장착된 적어도 하나의 부가적 광학 요소를 더 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    부가적 광학 요소는 캐리어 통공의 일부를 형성하는 공동 내에 부착된, 광학 방출기 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    부가적 광학 요소는 렌즈 어레이를 포함하고, 각각의 렌즈는, 적어도 하나의 캐리어 통공, 및 캐리어에 장착된 광학 소자의 대응하는 광학 출력 통공과 정렬된 광학축을 가지는, 광학 방출기 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    광학 방출기 어셈블리는 광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위한 적어도 하나의 부가적 광학 요소를 더 포함하고, 부가적 광학 요소 및 어셈블리는 공통의 기판에 부착된, 광학 방출기 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    공통의 기판은 부가적 광학 요소와 캐리어의 기준 표면을 위한 공통의 기준 평면을 한정하는, 광학 방출기 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서,
    광학 방출기 어셈블리는, 소자의 광학 출력을 조절하기 위하여 방출 표면에 장착된 부가적 광학 요소를 더 포함하고, 부가적 광학 요소는 기준 표면을 넘어서 캐리어 통공 내로 연장된, 광학 방출기 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서,
    광학 방출기 어셈블리는, 광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위하여 캐리어 덩어리 재료의 일부를 형성하는 적어도 하나의 부가적 광학 요소를 더 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서,
    캐리어 통공은 빈 공간(void)을 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서,
    캐리어 통공은 광학 방사(optical radiation)에 대해 투명한 덩어리 재료의 영역(region of bulk material)을 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  18. 제 1 항에 있어서,
    캐리어는 기준 표면 상에 배치된 제1 및 제2 전기 접촉부를 포함하고, 광학 소자는 방출 표면 상에 배치된 제1 전극을 적어도 포함하며, 제1 전기 접촉부와 제1 전극은 기준 표면과 방출 표면의 대향하는 관계에 의하여 서로에 대해 전기적으로 그리고 기계적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    광학 소자는 방출 표면 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 제2 전기 접촉부와 제2 전극은 기준 표면과 방출 표면의 대향하는 관계에 의하여 서로에 대해 전기적으로 그리고 기계적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  20. 제 18 항에 있어서,
    광학 소자는 기판 표면 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 제2 전기 접촉부와 제2 전극은 와이어 접합부에 의하여 서로 전기적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  21. 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면을 각각 가지는, 적어도 두 개의 표면-방출 광학 소자들;
    광학 소자들의 각 방출 표면들에 의하여 광학 소자들이 장착되는 기준 표면인 제1 표면과 그에 대향되는 후방 표면인 제2 표면을 갖는 캐리어로서, 광학 소자들로부터의 광학 방사의 투과에 적합한, 후방 표면들과 기준 표면들 사이에서 연장된 광학 투과 경로를 갖는, 캐리어; 및
    캐리어의 후방 표면 상에 배치된 적어도 하나의 부가적 광학 요소;를 포함하고,
    광학 소자들의 광학 출력 통공들이 각각의 부가적 광학 요소와 위아래로 놓이는 관계로 되어서 각각의 부가적 광학 요소가 광학 소자들로부터의 광학 방출의 광학 경로들 내에 있게 되도록, 광학 소자들이 기준 표면 상에 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리.
  22. 제 21 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적 광학 요소는 분리된 부분들을 갖는 어레이(array)이고, 각 부분은 표면-방출 광학 소자들 중의 대응하는 하나로부터의 방사를 받도록 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리.
  23. 제 21 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적 광학 요소는 개별의 광학 요소들의 어레이이고, 각 요소는 표면-방출 광학 소자들 중의 대응하는 하나로부터의 방사를 받도록 위치선정된, 광학 방출기 어셈블리.
  24. 제 21 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적 광학 요소는 캐리어의 덩어리 재료 내에 일체적으로 형성된 렌즈인, 광학 방출기 어셈블리.
  25. 제 21 항에 있어서,
    적어도 두 개의 표면-방출 광학 소자들은 상이한 기판 두께를 갖는, 광학 방출기 어셈블리.
  26. 제 21 항에 있어서,
    캐리어는 기준 표면 상에 배치된 제1 및 제2 전기 접촉부를 포함하고, 광학 소자는 방출 표면 상에 배치된 제1 전극을 적어도 포함하며, 제1 전기 접촉부와 제1 전극은 방출 표면과 기준 표면의 대향하는 관계에 의하여 서로 전기적으로 그리고 기계적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  27. 제 26 항에 있어서,
    광학 소자는 방출 표면 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 제2 전기 접촉부 와 제2 전극은 방출 표면과 기준 표면의 대향하는 관계에 의하여 서로 전기적으로 그리고 기계적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  28. 제 26 항에 있어서,
    광학 소자는 기판 표면 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 제2 전기 접촉부와 제2 전극은 와이어 접합부에 의하여 서로 전기적으로 연결된, 광학 방출기 어셈블리.
  29. 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비한 표면-방출 광학 소자;
    광학 소자의 후방 표면에 의하여 광학 소자가 장착되는 기준 표면을 갖는 캐리어; 및
    광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위한 부가적 광학 요소로서, 광학 서브-유닛에 장착되거나 광학 서브-유닛에 형성되는, 부가적 광학 요소;를 포함하고,
    부가적 광학 요소가 광학 소자의 광학 출력 통공으로부터의 광학 방사를 받기 위하여 광학 소자의 광학 출력 통공과 위아래로 놓이는 관계로 있게 되도록, 광학 서브-유닛이 기준 표면 상에 장착되는, 광학 방출기 어셈블리.
  30. 제 29 항에 있어서,
    광학 방출기 어셈블리는 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면 의 반대측에 있는 후방 표면을 구비한 제2 표면-방출 광학 소자를 더 포함하고, 제2 광학 소자는 자신의 후방 표면에 의하여 캐리어의 기준 표면에 장착되며, 여기에서 광학 서브-유닛은 제2 광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위한 제2 부가적 광학 요소를 더 포함하고, 제2 부가적 광학 요소가 제2 소자의 광학 출력 통공으로부터의 광학 방사를 받기 위하여 제2 소자의 광학 출력 통공과 위아래로 놓이는 관계로 있게 되도록, 제2 부가적 광학 요소가 광학 서브-유닛에 장착되거나 광학 서브-유닛에 형성되는, 광학 방출기 어셈블리.
  31. 제 29 항에 있어서,
    광학 서브-유닛 및/또는 캐리어는, 광학 소자와 정합(registration)되는 광학 서브-유닛의 위치선정을 보조하기 위한 적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature)를 갖는, 광학 방출기 어셈블리.
  32. 제 31 항에 있어서,
    정렬 특징부는, 캐리어 기준 표면에서 돌출부를 포함하고 광학 서브-유닛에서 그에 대응하는 요부를 포함하거나, 캐리어 기준 표면에서 요부를 포함하고 광학 서브-유닛에서 그에 대응하는 돌출부를 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  33. 제 30 항에 있어서,
    제1 및 제2 광학 소자들은 상이한 기판 두께를 갖는, 광학 방출기 어셈블리.
  34. 제 30 항 또는 제 33 항에 있어서,
    제1 광학 소자 및 제2 광학 소자 각각은, 개별 소자의 출력을 실질적으로 평행한 빔으로 조절하기 위한 렌즈 요소를 포함하는, 광학 방출기 어셈블리.
  35. 제 34 항에 있어서,
    부가적 광학 요소 각각은, 제1 광학 소자 및 제2 광학 소자로부터의 실질적으로 평행한 개별의 빔을 비평행성 최종 빔 프로파일(non-parallel final beam profile)로 조절하도록 적합화된, 광학 방출기 어셈블리.
  36. 제 35 항에 있어서,
    비평행성 최종 빔 프로파일은, 광학 서브-유닛과 개별의 방출 표면들의 축방향 분리(axial separation)에 대해 실질적으로 영향을 받지 않는, 광학 방출기 어셈블리.
  37. 캐리어에 표면-방출 광학 소자를 장착시키는 방법으로서, 그 광학 소자는 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면을 구비하고, 상기 방법은:
    대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계로서, 제1 표면은 광학 소자가 장착되는 기준 표면이고, 제2 표면은 그 반대측에 있는 후방 표면인, 단계;
    기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장되는 캐리어 통공을 형성하는 단계;
    광학 소자의 광학 출력 통공이 캐리어 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되어 그를 통하여 광학 방사를 지향시킬 수 있도록, 광학 소자를 광학 소자의 방출 표면에 의하여 캐리어의 기준 표면에 접합시키는, 단계;를 포함하는, 캐리어에 표면-방출 광학 소자를 장착시키는 방법.
  38. 캐리어에 표면-방출 광학 소자들을 장착시키는 방법으로서, 그 광학 소자들 각각은 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비하고, 상기 방법은:
    대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계로서, 제1 표면은 광학 소자가 장착되는 기준 표면이고, 제2 표면은 후방 표면이며, 캐리어는 광학 소자들로부터의 광학 방사의 투과에 적합하고 기준 표면과 후방 표면 사이에서 연장된 광학 투과 경로(optical transmission path)를 구비하고, 캐리어는 광학 소자들의 출력을 조절하기 위한 부가적 광학 요소를 포함하는, 단계; 및
    광학 소자들을 광학 소자들의 개별적 방출 표면들에 의하여 캐리어의 기준 표면에 접합시키는 단계로서, 광학 소자들의 광학 출력 통공들이 개별의 부가적 광학 요소와 위아래로 놓이는 관계로 있게 되어 개별의 부가적 광학 요소가 광학 소자들로부터의 광학 방출의 광학 경로 내에 있게 되도록, 광학 소자들이 기준 표면 상에 위치선정되는, 단계;를 포함하는, 캐리어에 표면-방출 광학 소자들을 장착시키는 방법.
  39. 캐리어에 표면-방출 광학 소자를 장착시키는 방법으로서, 광학 소자는 광학 출력 통공을 제공하는 방출 표면 및 방출 표면의 반대측에 있는 후방 표면을 구비하고, 상기 방법은:
    기준 표면을 갖는 캐리어를 형성하는 단계;
    광학 소자를 광학 소자의 후방 표면에 의하여 기준 표면에 접합시키는 단계;
    광학 소자의 광학 출력을 조절하기 위하여, 광학 서브-유닛 상에 또는 광학 서브-유닛 내에 부가적 광학 요소를 형성하는 단계;
    부가적 광학 요소가 광학 소자의 광학 출력 통공으로부터의 광학 방사를 받기 위하여 광학 소자의 광학 출력 통공과 위아래로 놓이는 관계로 되도록, 기준 표면 상에 광학 서브-유닛을 장착시키는 단계;를 포함하는, 캐리어에 표면-방출 광학 소자들을 장착시키는 방법.
  40. 도 3 내지 도 11 중의 어느 한 도면을 참조로 하여 여기에서 설명된 것과 실질적으로 같은, 광학 방출기 어셈블리.
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