KR20200011190A - A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same - Google Patents

A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200011190A
KR20200011190A KR1020180086000A KR20180086000A KR20200011190A KR 20200011190 A KR20200011190 A KR 20200011190A KR 1020180086000 A KR1020180086000 A KR 1020180086000A KR 20180086000 A KR20180086000 A KR 20180086000A KR 20200011190 A KR20200011190 A KR 20200011190A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflective layer
emitting laser
layer
guide member
light guide
Prior art date
Application number
KR1020180086000A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정세연
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020180086000A priority Critical patent/KR20200011190A/en
Publication of KR20200011190A publication Critical patent/KR20200011190A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16Laser light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers

Abstract

A surface-emitting laser device capable of minimizing a divergence angle of a laser beam comprises: a first reflective layer; an active layer on the first reflective layer; an oxide layer on the active layer; a second reflective layer on the oxide layer, wherein the second reflective layer includes a plurality of first areas and a second area surrounding the first areas; a plurality of light guide members in contact with the first areas of the second reflective layer; and an electrode on the second area of the second reflective layer. A side of the light guide member may have a ruled surface perpendicular to an upper surface of the second reflective layer.

Description

표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치{A VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER DEVICE, A VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER PACKAGE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}Surface emitting laser device, surface emitting laser package, and light emitting device including the same {A VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER DEVICE, A VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASER PACKAGE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시예는 표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a surface emitting laser device, a surface emitting laser package, and a light emitting device including the same.

GaAs, AlGaAs 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 이용하여 다양한 파장대역의 광을 방출할 수 있어, 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.A semiconductor device including a compound such as GaAs or AlGaAs may emit light of various wavelength bands by using a wide and easy-to-adjust band gap energy, and thus may be variously used as a light emitting device, a light receiving device, and various diodes.

특히, 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선의 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.In particular, light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using group 3-5 or 2-6 compound semiconductor materials have been developed using thin film growth technology and device materials. Various colors such as ultraviolet rays can be realized, and efficient white light can be realized by using fluorescent materials or combining colors.Low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, It has the advantages of safety and environmental friendliness.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자는 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장대역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장대역에 이르는 다양한 파장대역의 빛을 수광할 수 있다. 또한 반도체 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 채택될 수 있다.In addition, when a light receiving device such as a photodetector or a solar cell is manufactured by using a group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor material, the development of device materials absorbs light in various wavelength bands, thereby generating a photocurrent. It can receive light in various wavelength bands, ranging from radio wavelength bands. In addition, semiconductor devices have the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness, and easy control of device materials, so that they can be easily adopted in power control or microwave circuits or communication modules.

따라서, 반도체 소자는 광 통신 시스템의 송수신 모듈, 액정표시장치LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 유닛, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드와 같은 조명 장치, 자동차의 헤드 라이트, 신호등 또는 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, the semiconductor device may replace a transmission / reception module of an optical communication system, a light emitting unit that replaces a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of a liquid crystal display (LCD), a fluorescent lamp, or an incandescent bulb. Applications are expanding to lighting devices such as white light emitting diodes, automotive headlights, traffic lights or sensors to detect gas or fire.

또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자로서 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL) 소자가 있다. 표면발광레이저 소자는 광 통신, 광병렬 처리, 광연결 등에 사용되고 있다. 한편, 이러한 통신용 모듈에서 사용되는 레이저 다이오드의 경우, 저전류에서 작동하기 용이하도록 설계되어 있다. In addition, the semiconductor device may be extended to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules. For example, there is a surface-emitting laser (VCSEL) device as a semiconductor device. Surface emitting laser devices are used in optical communication, optical parallel processing, optical connection, and the like. On the other hand, the laser diode used in such a communication module is designed to be easy to operate at a low current.

표면발광레이저 소자는 통신용과 센서용으로 개발되고 있다. 통신용 표면발광레이저 소자는 광통신 시스템에 적용된다. Surface-emitting laser devices are being developed for communication and sensors. The surface emitting laser device for communication is applied to an optical communication system.

센서용 표면발광레이저 소자는 사함의 얼굴을 인지하는 3D 센싱 카메라에 적용된다. 예를 들어, 3D 센싱 카메라는 객체의 심도 정보(Depth Information)를 포착할 수 있는 카메라로서, 최근 증강현실과 맞물려 각광을 받고 있다. The surface emitting laser element for the sensor is applied to a 3D sensing camera that detects a person's face. For example, a 3D sensing camera is a camera capable of capturing depth information of an object, and has recently been in the spotlight in conjunction with augmented reality.

표면발광레이저 소자에서 레이저빔의 발산각(divergence angel)을 최소화하는 것이 매우 중요하다. 레이저빔의 발산각은 하기의 수학식 1로 나타내질 수 있다.In surface emitting laser devices it is very important to minimize the divergence angel of the laser beam. The divergence angle of the laser beam may be represented by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Dag=dr/dzDag = dr / dz

Dag는 레이저빔의 발산각을 나타내고, r는 레이저빔의 반지름을 나타내며, z는 레이저빔의 진행 방향(z), 즉 z축 방향을 나타낼 수 있다. Dag represents the divergence angle of the laser beam, r represents the radius of the laser beam, and z may represent the traveling direction z of the laser beam, that is, the z-axis direction.

수학식 1로부터, 발산각(Dag)은 레이저빔의 진행 방향(z)을 따라 레이저빔의 반지름(예컨대, z 방향을 따라 레이저빔의 반지름(r))이 변화하는 정도로 정의된다. 예컨대, 레이저빔의 진행 방향(z)을 따라 레이저빔의 반지름(r)의 증가가 최소화되는 경우, 발산각 또한 최소화될 수 있다. 따라서, 표면발광레이저 소자가 센서나 광통신에 이용되기 위해서는 레이저빔의 발산각이 최소화되는 것이 매우 중요하다.From Equation 1, the divergence angle Dag is defined to the extent that the radius of the laser beam (for example, the radius r of the laser beam along the z direction) changes along the traveling direction z of the laser beam. For example, when the increase of the radius r of the laser beam along the advancing direction z of the laser beam is minimized, the divergence angle may also be minimized. Therefore, in order for the surface emitting laser device to be used for a sensor or optical communication, it is very important to minimize the divergence angle of the laser beam.

하지만, 종래의 표면발광레이저 소자에서는 개구부 등과 같은 소자 내의 설계 불량, 공정 불량 등으로 소자의 최적화가 어려워, 발산각의 최소화에는 많은 어려움이 있다.However, in the conventional surface emitting laser device, it is difficult to optimize the device due to poor design, poor process, and the like in the device such as an opening, and there are many difficulties in minimizing the divergence angle.

종래의 표면발광레이저 소자에서 방출되는 레이저빔은 20° 이상의 발산각을 가지는데, 이보다 더 발산각을 줄일 수 있는 연구개발이 절실하다.The laser beam emitted from the conventional surface emitting laser device has a divergence angle of 20 ° or more, and there is an urgent need for research and development to reduce the divergence angle.

아울러, 종래의 표면발광레이저 소자에서 방출되는 레이저빔이 일정 각도 이상의 발산각으로 방출되어 최소화된 레이저빔, 즉 포커스된(focused) 레이저빔에 비해 출력 특성이 저하되는 문제가 있다. In addition, the laser beam emitted from the conventional surface emitting laser device is emitted at a divergence angle of a predetermined angle or more, thereby reducing output characteristics compared to a minimized laser beam, that is, a focused laser beam.

실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The embodiment aims to solve the above and other problems.

실시예의 다른 목적은 새로운 구조를 갖는 표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a surface emitting laser device having a novel structure, a surface emitting laser package, and a light emitting device including the same.

실시예의 또 다른 목적은 레이저빔의 발산각을 최소화할 수 있는 표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치를 제공한다.Another object of the embodiment to provide a surface emitting laser device, a surface emitting laser package and a light emitting device including the same that can minimize the divergence angle of the laser beam.

실시예의 또 다른 목적은 고 출력 빔을 갖는 표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치를 제공한다. Still another object of the embodiment is to provide a surface emitting laser device having a high output beam, a surface emitting laser package, and a light emitting device including the same.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 표면발광레이저 소자는, 제1 반사층; 상기 제1 반사층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 산화층; 상기 산화층 상에 제2 반사층 -제2 반사층은 복수의 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함함-; 상기 제2 반사층의 상기 복수의 제1 영역과 접촉되는 복수의 광가이드부재; 및 상기 제2 반사층의 상기 제2 영역 상에 전극;를 포함한다. 상기 광가이드부재의 측면은 상기 제2 반사층의 상면에 수직인 직선면을 가질 수 있다. According to an aspect of an embodiment to achieve the above or another object, the surface emitting laser device, the first reflective layer; An active layer on the first reflective layer; An oxide layer on the active layer; A second reflective layer on the oxide layer, the second reflective layer including a plurality of first regions and a second region surrounding the first region; A plurality of light guide members in contact with the plurality of first regions of the second reflective layer; And an electrode on the second region of the second reflective layer. The side of the light guide member may have a straight surface perpendicular to the upper surface of the second reflective layer.

실시예의 다른 측면에 따르면, 표면발광레이저 패키지는, 기판; 상기 기판 상에 표면발광레이저 소자; 상기 표면발광레이저 소자를 둘러싸는 하우징; 및 상기 표면발광레이저 소자 상에 확산부;를 포함할 수 있다. 상기 표면발광레이저 소자는, 복수의 광가이드부재를 포함할 수 있다. 상기 광가이드부재의 측면은 상기 제2 반사층의 상면에 수직인 직선면을 가지며, 상기 광가이드부재는 상기 확산부에 인접하여 배치될 수 있다. According to another aspect of an embodiment, a surface emitting laser package includes a substrate; A surface emitting laser device on the substrate; A housing surrounding the surface emitting laser element; And a diffusion part on the surface light emitting laser device. The surface emitting laser device may include a plurality of light guide members. The side of the light guide member may have a straight surface perpendicular to the upper surface of the second reflective layer, and the light guide member may be disposed adjacent to the diffusion part.

실시예의 또 다른 측면에 따르면, 발광장치는, 상기 표면발광레이저 소자를 포함한다. According to another aspect of the embodiment, the light emitting device comprises the surface light emitting laser element.

실시예에 따른 표면발광레이저 소자, 표면발광레이저 패키지 및 이를 포함하는 발광장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the surface emitting laser device, the surface emitting laser package, and the light emitting device including the same according to the embodiment will be described below.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 활성층 위의 제2 반사층 상에 배치된 광가이드부재에 의해 제2 반사층과 확산부 사이에서 레이저빔의 발산각의 변화가 없도록 하여 보다 더 직진성이 강화된 레이저빔을 얻을 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, the laser beam is further straightened by the light guide member disposed on the second reflective layer on the active layer such that there is no change in the divergence angle of the laser beam between the second reflective layer and the diffuser. There is an advantage that can be obtained.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 광가이드부재를 이용하여 발산각이 최소화된 레이저빔을 확산부로 제공하여 줄 수 있어, 최소화된 발산각을 갖는 레이저빔이 요구되는 응용 분야에 널리 채택될 수 있고, 레이저빔이 퍼져 발생되는 광손실로 인한 레이저빔의 출력 특성 저하가 방지될 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, by using the optical guide member can provide a laser beam with a minimum divergence angle to the diffuser, it can be widely adopted in applications that require a laser beam having a minimized divergence angle In addition, there is an advantage in that the output characteristic of the laser beam may be prevented from being lowered due to the light loss generated by spreading the laser beam.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 광가이드부재가 제2 반사층의 제1 영역의 상면뿐만 아니라 제2 전극의 경사진 측면에도 부착되므로, 광가이드부재의 부착 면적을 증대시켜 광가이드부재의 이탈을 방지할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, the light guide member is attached not only to the upper surface of the first region of the second reflective layer but also to the inclined side surface of the second electrode, thereby increasing the attachment area of the light guide member to prevent the detachment of the light guide member. The advantage is that it can be prevented.

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. Further scope of the applicability of the embodiments will become apparent from the detailed description below. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the embodiments can be clearly understood by those skilled in the art, and therefore, specific embodiments, such as the detailed description and the preferred embodiments, are to be understood as given by way of example only.

도 1는 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 사시도이다.
도 4a는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도이다.
도 4b는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 종래와 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 빔 출력을 보여준다.
도 6은 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 단면도이다.
도 7 내지 도 12를 참조하여 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 13은 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 14는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
1 is a plan view of a surface emitting laser device according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of one region C1 of the surface emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 1.
3 is a perspective view of the surface emitting laser device according to the first embodiment.
4A is a first cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 2.
FIG. 4B is a second cross-sectional view taken along line A3-A4 of the surface emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 2.
5A and 5B show beam outputs of the surface emitting laser device according to the prior art and the first embodiment.
6 is a cross-sectional view of the surface emitting laser device according to the second embodiment.
7 to 12 illustrate a method of manufacturing a surface emitting laser device according to an embodiment.
13 is a cross-sectional view showing a surface emitting laser package according to the embodiment.
14 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device is applied according to an embodiment.

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiments, when described as being formed on the "on or under" of each element, the on or under is It includes both the two elements are in direct contact with each other (directly) or one or more other elements are formed indirectly between the two (element). In addition, when expressed as "on" or "under", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 1는 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이다. 도 3은 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 사시도이다. 도 4a는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도이고, 도 4b는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도이다.1 is a plan view of a surface light emitting laser device according to a first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of one region C1 of the surface light emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 1. 3 is a perspective view of the surface emitting laser device according to the first embodiment. 4A is a first cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 4B is A3 of the surface emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. Second section along the line A4.

도 1 내지 도 4b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 발광부(E)와 패드부(P)를 포함할 수 있다. 발광부(E)는 도 2와 같이 복수의 발광 에미터(E1, E2, E3)를 포함하는 영역으로서 레이저빔이 방출되는 영역일 수 있다. 예컨대, 발광부(E)는 수십에서 수백개의 발광 에미터를 포함할 수 있다. 패드부(P)는 발광 에미터(E1, E2, E3)에 배치되지 않는 영역일 수 있다. 1 to 4B, the surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may include a light emitting part E and a pad part P. FIG. As shown in FIG. 2, the light emitting unit E may be a region including a plurality of light emitting emitters E1, E2, and E3, and may emit a laser beam. For example, the light emitting unit E may include tens to hundreds of light emitting emitters. The pad part P may be a region that is not disposed in the light emitting emitters E1, E2, and E3.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 개구부를 정의하는 제2 전극(282)을 포함할 수 있다. 즉, 각 발광 에미터(E1, E2, E3)에서 제2 전극(282)은 개구부(241)에 대응되는 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 전극(282)은 제2 반사층(250)의 제2 영역에 배치될 수 있다. 제2 반사층(250)의 제1 영역은 제2 영역에 의해 둘러싸이고, 개구부(241)의 사이즈와 동일하거나 이보다 클 수 있다. 따라서, 발광층(230)에서 생성된 빔이 개구부(241)을 통과하여 제2 전극(282)에 의해 정의된 개구부를 통해 외부로 방출될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may include a second electrode 282 defining an opening. That is, in each emission emitter E1, E2, or E3, the second electrode 282 may be disposed in the remaining regions except for the region corresponding to the opening 241. For example, the second electrode 282 may be disposed in the second region of the second reflective layer 250. The first region of the second reflective layer 250 is surrounded by the second region and may be equal to or larger than the size of the opening 241. Therefore, the beam generated in the emission layer 230 may pass through the opening 241 and be emitted to the outside through the opening defined by the second electrode 282.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극(215), 기판(210), 제1 반사층(220), 발광층(230), 산화층(240), 제2 반사층(250), 패시베이션층(270), 제2 전극(282) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment includes a first electrode 215, a substrate 210, a first reflective layer 220, a light emitting layer 230, an oxide layer 240, a second reflective layer 250, One or more of the passivation layer 270 and the second electrode 282 may be included.

산화층(240)은 개구부(241) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. 개구부(241)은 전류가 흐르는 통로영역일 수 있다. 절연영역(242)은 전류의 흐름을 차단하는 차단영역일 수 있다. 절연영역(242)는 옥사이드층(oxide layer) 또는 산화층으로 지칭될 수 있다. The oxide layer 240 may include an opening 241 and an insulating region 242. The opening 241 may be a passage area through which current flows. The insulating region 242 may be a blocking region that blocks the flow of current. The insulating region 242 may be referred to as an oxide layer or an oxide layer.

산화층(240)은 전류의 흐름이나 밀도를 제한하여 보다 응집된 레이저빔이 방출되도록 하므로, 전류제한층(current confinement layer)으로 지칭될 수 있다. The oxide layer 240 may be referred to as a current confinement layer because it restricts the flow or density of the current to emit a more coherent laser beam.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 패드전극(280)을 더 포함할 수 있다. 패드전극(280)은 패드부(P), 즉 발광부(E)를 제외한 영역에 배치될 수 있다. 패드전극(280)은 제2 전극(282)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(282)과 패드전극(280)은 일체로 형성되거나 별개도 형성될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may further include a pad electrode 280. The pad electrode 280 may be disposed in an area excluding the pad part P, that is, the light emitting part E. FIG. The pad electrode 280 may be electrically connected to the second electrode 282. The first electrode 282 and the pad electrode 280 may be formed integrally or separately.

이하 도 1 내지 도 4b를 참조하여 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)의 기술적 특징을 설명하기로 한다. 실시예의 도면에서 x축의 방향은 기판(210)의 길이방향에 평행한 방향일 수 있으며, y축은 x축에 수직한 방향일 수 있다.Hereinafter, technical features of the surface emitting laser device 201 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4B. In the drawings of the embodiment, the direction of the x-axis may be a direction parallel to the longitudinal direction of the substrate 210, the y-axis may be a direction perpendicular to the x-axis.

<기판, 제1 전극><Substrate, first electrode>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 기판(210)을 제공한다. 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판으로는 전기 전도도가 우수한 금속이 사용될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)의 동작시 발생되는 열이 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로, 전도성 기판으로는 열전도도가 높은 GaAs 기판 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등이 사용될 수 있다. 비전도성 기판으로는 AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판 등이 사용될 수 있다.The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment provides a substrate 210. The substrate 210 may be a conductive substrate or a nonconductive substrate. As the conductive substrate, a metal having excellent electrical conductivity may be used. Since the heat generated during the operation of the surface emitting laser device 201 should be sufficiently dissipated, a GaAs substrate or a metal substrate having high thermal conductivity or a silicon (Si) substrate may be used as the conductive substrate. As the non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic-based substrate may be used.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극(215)을 제공한다. 제1 전극(215)은 기판(210)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 전극(215)은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(215)은 금속일 수 있고, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성되어, 전기적 특성을 향상시켜 광출력을 높일 수 있다.The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment provides a first electrode 215. The first electrode 215 may be disposed under the substrate 210. The first electrode 215 may be disposed in a single layer or multiple layers of a conductive material. For example, the first electrode 215 may be a metal and include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). Therefore, it is formed in a single layer or a multi-layer structure, it is possible to improve the electrical characteristics to increase the light output.

<제1 반사층><1st reflective layer>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제1 반사층(220)를 제공한다. 제1 반사층(220)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 두께를 줄이기 위해 기판(210)이 생략되는 경우, 제1 반사층(220)의 하면은 제1 전극(215)의 상면과 접촉될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment provides a first reflective layer 220. The first reflective layer 220 may be disposed on the substrate 210. When the substrate 210 is omitted to reduce the thickness, the bottom surface of the first reflective layer 220 may contact the top surface of the first electrode 215.

제1 반사층(220)는 제1 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type dopant. For example, the first conductivity type dopant may include an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.

제1 반사층(220)는 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 반사층(220)는 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)는 서로 다른 굴절률을 가지는 물질를 포함하는 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a distributed bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which a first layer and a second layer including materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 제1 반사층(220)는 기판(210) 상에 배치된 복수의 층을 포함할 수 있다. 각 층은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질을 포함할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 각각의 층의 두께는 λ/4n일 수 있고, λ는 발광층(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980나노미터(nm)일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)는 약 940 나노미터의 파장의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.For example, the first reflective layer 220 may include a plurality of layers disposed on the substrate 210. Each layer may include a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1), and as the Al in each layer increases, the refractive index of each layer decreases, and if Ga increases The refractive index of each layer can increase. The thickness of each layer may be λ / 4n, λ may be the wavelength of light generated in the light emitting layer 230, and n may be the refractive index of each layer for light of the above-described wavelength. Here, λ may be 650 to 980 nanometers (nm), and n may be the refractive index of each layer. The first reflective layer 220 having such a structure may have a reflectance of 99.999% for light having a wavelength of about 940 nanometers.

각 제1 반사층(220)에서의 층의 두께는 각각의 굴절률과 발광층(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.The thickness of the layer in each first reflective layer 220 may be determined according to the refractive index and the wavelength λ of the light emitted from the light emitting layer 230.

<발광층><Light emitting layer>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 발광층(230)를 포함할 수 있다. 발광층(230)는 제1 반사층(220) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 발광층(230)는 제1 반사층(220) 상에 배치될 수 있다. 발광층(230)는 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250) 사이에 배치될 수 있다.The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may include a light emitting layer 230. The light emitting layer 230 may be disposed on the first reflective layer 220. In detail, the emission layer 230 may be disposed on the first reflective layer 220. The light emitting layer 230 may be disposed between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250.

발광층(230)는 활성층과 적어도 하나 이상의 캐비티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(230)는 활성층, 활성층의 하측에 배치되는 제1 캐비티 및 활성층의 상측에 배치되는 제2 캐비티를 포함할 수 있다. 실시예의 발광층(230)는 제1 캐비티와 제2 캐비티를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다. The light emitting layer 230 may include an active layer and at least one cavity. For example, the emission layer 230 may include an active layer, a first cavity disposed below the active layer, and a second cavity disposed above the active layer. The light emitting layer 230 of the embodiment may include both the first cavity and the second cavity, or may include only one of them.

활성층은 단일 우물구조, 다중 우물구조, 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물(MQW: Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The active layer may include any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, and a quantum line structure.

활성층은 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 이용하여 양자우물층과 양자벽층을 포함할 수 있다. 양자우물층은 양자벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 활성층은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 활성층에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.The active layer may include a quantum well layer and a quantum wall layer using a group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor material. The quantum well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the quantum wall layer. The active layer may be formed of one to three pair structures such as InGaAs / AlxGaAs, AlGaInP / GaInP, AlGaAs / AlGaAs, AlGaAs / GaAs, GaAs / InGaAs, but is not limited thereto. The dopant may not be doped in the active layer.

제1 캐비티와 제2 캐비티는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 캐비티와 제2 캐비티는 각각 AlyGa(1-y)As로된 복수의 층을 포함할 수 있다. The first cavity and the second cavity may be formed of Al y Ga (1-y) As (0 <y <1) material, but are not limited thereto. For example, the first cavity and the second cavity may each include a plurality of layers of Al y Ga (1-y) As.

<산화층><Oxide layer>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 산화층(240)을 제공할 수 있다. 산화층(240)은 절연영역(242)과 개구부(241)를 포함할 수 있다. 절연영역(242)는 개구부(241)을 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 개구부(241)은 발광층(230)의 제1 영역(중심영역) 상에 배치되고, 절연영역(242)는 발광층(230)의 제2 영역(가장자리영역) 상에 배치될 수 있다. 제2 영역은 제1 영역을 둘러쌀 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may provide the oxide layer 240. The oxide layer 240 may include an insulating region 242 and an opening 241. The insulating region 242 may surround the opening 241. For example, the opening 241 may be disposed on the first area (center area) of the light emitting layer 230, and the insulating area 242 may be disposed on the second area (edge area) of the light emitting layer 230. The second region may surround the first region.

개구부(241)은 전류가 흐르는 통로영역일 수 있다. 절연영역(242)은 전류의 흐름을 차단하는 차단영역일 수 있다. 절연영역(242)는 옥사이드층(oxide layer) 또는 산화층으로 지칭될 수 있다. The opening 241 may be a passage area through which current flows. The insulating region 242 may be a blocking region that blocks the flow of current. The insulating region 242 may be referred to as an oxide layer or an oxide layer.

개구부(241)의 사이즈에 의해 제2 전극(282)에서 발광층(230)으로 공급되는 전류의 양, 즉 전류밀도가 결정될 수 있다. 개구부(241)의 사이즈는 절연영역(242)에 의해 결정될 수 있다. 절연영역(242)의 사이즈가 커질수록 개구부(241)의 사이즈는 작아지고, 이에 따라 발광층(230)으로 공급되는 전류밀도는 증가될 수 있다. 아울러, 개구부(241)은 발광층(230)에서 생성된 빔이 상측 방향, 즉 제2 반사층(250)의 방향으로 진행되는 통로일 수 있다. 즉, 개구부(241)의 사이즈에 따라, 발광층(230)의 빔의 발산각이 달라질 수 있다.The amount of current supplied from the second electrode 282 to the light emitting layer 230, that is, the current density may be determined by the size of the opening 241. The size of the opening 241 may be determined by the insulating region 242. As the size of the insulating region 242 increases, the size of the opening 241 may decrease, and thus the current density supplied to the light emitting layer 230 may increase. In addition, the opening 241 may be a passage through which the beam generated in the emission layer 230 travels in an upward direction, that is, in a direction of the second reflective layer 250. That is, the divergence angle of the beam of the light emitting layer 230 may vary according to the size of the opening 241.

절연영역(242)은 절연층, 예를 들어 알루미늄산화물(Al2O3)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 산화층(240)이 AlGaAs(aluminum gallium arsenide)를 포함하는 경우, 산화층(240)의 AlGaAs가 H2O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al2O3)로 변해져 절연영역(242)으로 형성되고, H2O와 반응하지 않은 중심영역은 AlGaAs를 포함하는 개구부(241)가 될 수 있다.The insulating region 242 may be formed of an insulating layer, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ). For example, when the oxide layer 240 includes aluminum gallium arsenide (AlGaAs), the AlGaAs of the oxide layer 240 reacts with H 2 O to change the edge to aluminum oxide (Al 2 O 3 ), thereby insulating the region 242. The central region, which is formed of H 2 O and does not react with H 2 O, may be an opening 241 including AlGaAs.

실시예에 의하면, 개구부(241)을 통해 발광층(230)에서 발광된 광을 상부 영역으로 발산할 수 있으며, 절연영역(242)과 비교하여 개구부(241)의 광 투과율이 우수할 수 있다.According to the embodiment, the light emitted from the light emitting layer 230 through the opening 241 may be emitted to the upper region, and the light transmittance of the opening 241 may be excellent compared to the insulating region 242.

절연영역(242)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 절연영역(242)은 제1 절연영역, 제1 절연영역 상에 배치된 제2 절연영역 및 제2 절연영역 사에 배치된 제3 절연영역을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역 중 하나의 절연영역은 다른 절연영역과 동일한 두께를 갖거나 상이한 두께를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역은 적어도 산화(oxidation) 물질을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 절연영역은 적어도 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 재질을 포함할 수 있다.The insulating region 242 may include a plurality of layers. For example, the insulating region 242 may be disposed between the first insulating region, the second insulating region disposed on the first insulating region, and the second insulating region. It may include a third insulating region. One insulating region of the first to third insulating regions may have the same thickness as the other insulating region or may have a different thickness. The first to third insulating regions may include at least an oxidation material. The first to third insulating regions may include at least a group 3-5 or a group 2-6 compound semiconductor material.

<제2 반사층><Second reflective layer>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제2 반사층(250)를 포함할 수 있다. 제2 반사층(250)는 산화층(240) 상에 배치될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may include a second reflective layer 250. The second reflective layer 250 may be disposed on the oxide layer 240.

제2 반사층(250)는 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)는 제2 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.The second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, and the second reflective layer 250 may be doped with a second conductive dopant. The second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, or the like. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)는 서로 다른 굴절률을 가지는 물질를 포함하는 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflecting layer 250 may also be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers including materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 제2 반사층(250)의 각 층의 두께는 λ/4n이고, λ는 활성층에서 방출되는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다.Each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be formed of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). Herein, when Al increases, the refractive index of each layer may decrease, and when Ga increases, the refractive index of each layer may increase. Each layer of the second reflective layer 250 may have a thickness of λ / 4n, λ may be a wavelength of light emitted from the active layer, and n may be a refractive index of each layer with respect to light having the aforementioned wavelength.

이러한 구조의 제2 반사층(250)는 약 940 나노미터의 파장의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.The second reflective layer 250 having such a structure may have a reflectance of 99.9% for light having a wavelength of about 940 nanometers.

제2 반사층(250)는 층들이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 층들의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 층들의 페어 수보다 더 많을 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999%로서 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다. The second reflective layer 250 may be formed by alternately stacking layers, and the number of pairs of layers in the first reflective layer 220 may be greater than the number of pairs of layers in the second reflective layer 250. . As described above, the reflectance of the first reflective layer 220 may be 99.999%, which may be greater than 99.9% of the reflectance of the second reflective layer 250.

제1 실시예에서 제2 반사층(250)는 발광층(230) 상에 배치되는 복수의 층을 포함할 수 있다. 각각의 층은 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.In the first embodiment, the second reflective layer 250 may include a plurality of layers disposed on the light emitting layer 230. Each layer may be formed of a single or a plurality of layers.

<패시베이션층, 제2 전극>Passivation layer, second electrode

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 패시베이션층(270)을 제공할 수 있다. 패시베이션층(270)은 발광구조물의 일부 영역의 둘레를 둘러쌀 수 있다. 발광구조물의 일부 영역은 예컨대, 발광층(230), 산화층(240) 및 제2 반사층(250)를 포함할 수 있다. 패시베이션층(270)은 제1 반사층(220)의 상면 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 제2 반사층(250)의 에지 영역 상에 배치될 수 있다. 발광구조물이 부분적으로 메사 식각되는 경우, 제1 반사층(220)의 상면의 일부는 노출되고, 발광구조물의 일부 영역이 형성될 수 있다. 패시베이션층(270)이 발광구조물의 일부 영역의 둘레와 노출된 제1 반사층(220)의 상면 상에 배치될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may provide a passivation layer 270. The passivation layer 270 may surround a portion of the light emitting structure. Some regions of the light emitting structure may include, for example, the light emitting layer 230, the oxide layer 240, and the second reflective layer 250. The passivation layer 270 may be disposed on the top surface of the first reflective layer 220. The passivation layer 270 may be disposed on an edge region of the second reflective layer 250. When the light emitting structure is partially mesa-etched, a portion of the upper surface of the first reflective layer 220 may be exposed, and a portion of the light emitting structure may be formed. The passivation layer 270 may be disposed on a circumference of a portion of the light emitting structure and on an upper surface of the exposed first reflective layer 220.

패시베이션층(270)은 외부로부터 발광구조물을 보호하고, 제1 반사층(220)와 제2 반사층(250)의 전기적인 쇼트를 차단할 수 있다. 패시베이션층(270)은 SiO2와 같은 무기 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The passivation layer 270 may protect the light emitting structure from the outside and block electrical short between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250. The passivation layer 270 may be formed of an inorganic material such as SiO 2 , but is not limited thereto.

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 제2 전극(282)을 제공할 수 있다. 제2 전극(282)은 패드전극(280)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(282)는 제2 반사층(250)의 상면의 일부분에 접촉될 수 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may provide the second electrode 282. The second electrode 282 may be electrically connected to the pad electrode 280. The second electrode 282 may contact a portion of the top surface of the second reflective layer 250.

제2 전극(282)과 패드전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(282)과 패드전극(280)은 백금(Pt), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The second electrode 282 and the pad electrode 280 may be made of a conductive material. For example, the second electrode 282 and the pad electrode 280 may include platinum (Pt), aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), tungsten (W), and copper (Cu). ), Gold (Au) may be formed in a single layer or a multi-layer structure.

<광가이드부재><Optical guide member>

제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)는 광가이드부재(310)을 제공할 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 표면발광레이저 소자(201)에 포함될 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 표면발광레이저 소자(201)에 포함되지 않고 별개로 구성될 수도 있다. The surface emitting laser device 201 according to the first embodiment may provide the light guide member 310. For example, the light guide member 310 may be included in the surface emitting laser device 201. For example, the light guide member 310 may not be included in the surface emitting laser device 201 but may be configured separately.

광가이드부재(310)는 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)의 활성층에서 방출된 레이저빔의 발산각을 최소로 하여 상부 방향으로 진행되도록 가이드하는 역할을 수 있다. The light guide member 310 may serve to guide the laser beam emitted from the active layer of the surface emitting laser device 201 according to the first embodiment to minimize the divergence angle of the laser beam.

나중에 설명하겠지만, 표면발광레이저 패키지(도 13의 400)에 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)가 채택되는 경우, 표면발광레이저 소자(201) 상에 확산부(440)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 광가이드부재(310)는 표면발광레이저 소자(201)의 활성층에서 방출된 레이저빔을 최소로 하여 확산부(440)로 전달하는 역할을 할 수 있다. As will be described later, when the surface light emitting laser device 201 according to the first embodiment is adopted in the surface light emitting laser package 400 of FIG. 13, the diffusion portion 440 may be disposed on the surface light emitting laser device 201. Can be. In this case, the light guide member 310 may serve to deliver the laser beam emitted from the active layer of the surface emitting laser device 201 to the diffuser 440 with a minimum.

레이저빔의 발산각은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)으로부터 확산부(440)에 인접할 때까지 증가되지 않고, 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)의 상면에서의 레이저빔의 발산각이 확산부(440)에 인접하여서도 그대로 유지될 수 있다. 즉, 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)에서의 레이저빔의 발산각과 확산부(440)에 인접한 위치(또는 영역)에서의 레이저빔의 발산각과 동일할 수 있다. The divergence angle of the laser beam is not increased from the second reflecting layer 250 of the surface emitting laser element 201 to the diffusion portion 440, and is not increased from the second reflecting layer 250 of the surface emitting laser element 201. The divergence angle of the laser beam on the upper surface may be maintained as it is adjacent to the diffuser 440. That is, the divergence angle of the laser beam in the second reflective layer 250 of the surface emitting laser device 201 and the divergence angle of the laser beam at a position (or region) adjacent to the diffusion part 440 may be the same.

예컨대, 광가이드부재(310)의 하면은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)의 상면과 접촉되고, 광가이드부재(310)의 상면은 확산부(440)의 하면으로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 일정 거리는 예컨대, 광가이드부재(310)의 높이의 0.5배 이하일 수 있다. 이러한 경우, 광가이드부재(310)의 하면은 제2 반사층(250)의 상면에 고정될 수 있다. For example, the lower surface of the light guide member 310 is in contact with the upper surface of the second reflective layer 250 of the surface light emitting laser element 201, the upper surface of the light guide member 310 is a predetermined distance from the lower surface of the diffuser 440. It may be spaced apart. The predetermined distance may be, for example, 0.5 times or less of the height of the light guide member 310. In this case, the lower surface of the light guide member 310 may be fixed to the upper surface of the second reflective layer 250.

예컨대, 광가이드부재(310)의 하면은 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)의 상면과 접촉되고, 광가이드부재(310)의 상면은 확산부(440)의 하면과 접촉될 수 있다. For example, the lower surface of the light guide member 310 is in contact with the upper surface of the second reflective layer 250 of the surface light emitting laser element 201, and the upper surface of the light guide member 310 is in contact with the lower surface of the diffuser 440. Can be.

제1 실시예에 따르면, 광가이드부재(310)에 의해 제2 반사층(250)과 확산부(440) 사이에서 레이저빔의 발산각의 변화가 없도록 하여 보다 더 직진성이 강화된 레이저빔을 얻을 수 있다.According to the first embodiment, the laser beam having a more straightness can be obtained by not changing the divergence angle of the laser beam between the second reflective layer 250 and the diffusion portion 440 by the light guide member 310. have.

제1 실시예에 따르면, 광가이드부재(310)에 의해 제2 반사층(250)과 확산부(440) 사이에서 레이저빔의 발산각을 최소화함으로써, 레이저빔이 퍼져 발생되는 광손실로 인한 레이저빔의 출력 특성 저하를 방지할 수 있다.According to the first embodiment, by minimizing the divergence angle of the laser beam between the second reflective layer 250 and the diffusion portion 440 by the light guide member 310, the laser beam due to the light loss generated by the laser beam spread It is possible to prevent the deterioration of the output characteristics.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 패드부(P)에 패드전극(280)이 배치되고, 각 에미터(E1, E2, E3)에는 제1 영역(중심영역)을 둘러싸는 제2 영역(가장자리영역)에 제2 전극(282)이 배치될 수 있다. 제1 영역에는 제2 전극(282)이 배치되지 않고 제2 반사층(250)이 외부에 노출될 수 있다. 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역을 통해 레이저빔이 상부 방향으로 출사될 수 있다. 1 to 3, a pad electrode 280 is disposed in the pad portion P, and each emitter E1, E2, E3 has a second region surrounding a first region (center region). The second electrode 282 may be disposed in the (edge region). The second reflective layer 250 may be exposed to the outside without the second electrode 282 disposed in the first region. The laser beam may be emitted upward through the first region of each emitter E1, E2, E3.

제1 실시예에 따르면, 각 에미터(E1, E2, E3)에 광가이드부재(310)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 각 에미터(E1, E2, E3)에서 제1 영역에 대응되는 제2 반사층(250) 상에 광가이드부재(310)가 배치될 수 있다. 인접하는 에미터(E1, E2, E3) 각각에 배치되는 광가이드부재(310)는 서로 이격될 수 있다. 광가이드부재(310)의 이격 거리는 예컨대, 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역의 중심점 간의 거리와 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역의 반지름에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역의 중심점 간의 거리가 가까워지고 반지름이 작아질수록, 광가이드부재(310) 간의 이격 거리는 커질 수 있다. According to the first embodiment, the light guide member 310 may be disposed in each emitter (E1, E2, E3). Specifically, the light guide member 310 may be disposed on the second reflective layer 250 corresponding to the first region in each emitter E1, E2, or E3. The light guide members 310 disposed in the adjacent emitters E1, E2, and E3 may be spaced apart from each other. The separation distance of the light guide member 310 may vary depending on, for example, the distance between the center point of the first area of each emitter E1, E2, E3 and the radius of the first area of each emitter E1, E2, E3. have. For example, as the distance between the center points of the first regions of the emitters E1, E2, and E3 is closer and the radius is smaller, the separation distance between the light guide members 310 may be larger.

편의상 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역 상에 하나의 광가이드부재(310)가 배치되는 것으로 설명하고 있지만, 각 에미터(E1, E2, E3)의 제1 영역 상에 2개 이상의 광가이드부재(310)가 배치될 수 있다. For convenience, it is described that one light guide member 310 is disposed on the first area of each emitter E1, E2, E3. However, two light guide members 310 are disposed on the first area of each emitter E1, E2, E3. More than one light guide member 310 may be disposed.

도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 제2 반사층(250)은 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 가질 수 있다. 제2 전극(282)은 제2 반사층(250)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. As shown in FIGS. 4A and 4B, the second reflective layer 250 may have a first region and a second region surrounding the first region. The second electrode 282 may be disposed on the second region of the second reflective layer 250.

광가이드부재(310)는 제2 반사층(250)의 제1 영역 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 제2 반사층(250)의 제1 영역의 상면과 접촉될 수 있다.The light guide member 310 may be disposed on the first region of the second reflective layer 250. For example, the light guide member 310 may contact the top surface of the first region of the second reflective layer 250.

광가이드부재(310)는 제2 반사층(250)의 제1 영역의 모양에 따라 달라질 수 있다. 위에서 보았을 때, 예컨대 제2 반사층(250)의 제1 영역이 원형인 경우, 광가이드부재(310) 또한 원형일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 광가이드부재(310)는 원통의 입체 형상을 가질 수 있다. 즉, 광가이드부재(310)의 하면(입사면)과 상면(출사면) 각각은 평면을 가지고, 광가이드부재(310)의 측면은 라운드 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)의 측면은 제2 반사층(250)의 상면에 수직으로 직선면을 가질 수 있다. 즉, 광가이드부재(310)의 측면은 제2 반사층(250)의 상면으로부터 상부 방향을 따라 직선면을 가질 수 있다. 광가이드부재(310)의 입사면의 측면도 제2 반사층(250)의 상면에 수직인 직선면을 가지고, 또한 광가이드부재(310)의 출사면의 측면도 제2 반사층(250)의 상면에 수직인 직선면을 가질 수 있다. The light guide member 310 may vary depending on the shape of the first region of the second reflective layer 250. When viewed from above, for example, when the first region of the second reflective layer 250 is circular, the light guide member 310 may also be circular, but is not limited thereto. In this case, the light guide member 310 may have a cylindrical three-dimensional shape. That is, each of the lower surface (incident surface) and the upper surface (emission surface) of the light guide member 310 may have a flat surface, and the side surface of the light guide member 310 may have a round shape. For example, the side surface of the light guide member 310 may have a straight surface perpendicular to the top surface of the second reflective layer 250. That is, the side surface of the light guide member 310 may have a straight surface in the upper direction from the upper surface of the second reflective layer 250. The side surface of the incident surface of the light guide member 310 also has a straight surface perpendicular to the top surface of the second reflective layer 250, and the side surface of the exit surface of the optical guide member 310 is also perpendicular to the upper surface of the second reflective layer 250. It may have a straight surface.

광가이드부재(310)의 하면은 제2 반사층(250)과 접촉되는 영역이고, 상면은 하면으로부터 제2 반사층(250)의 상면으로부터 멀어지도록 연장형성될 수 있다. 이러한 경우, 입사면과 출사면은 동일한 직경(D1)을 가질 수 있다. 입사면은 활성층에서 생성된 레이저빔이 입사되는 입사면이고, 출사면은 레이저빔이 출사되는 출사면일 수 있다. The lower surface of the light guide member 310 is an area in contact with the second reflective layer 250, and the upper surface may extend from the lower surface to be away from the upper surface of the second reflective layer 250. In this case, the entrance face and the exit face may have the same diameter D1. The incident surface may be an incident surface to which a laser beam generated in the active layer is incident, and the exit surface may be an exit surface from which the laser beam is emitted.

광가이드부재(310)의 출사면은 확산부(도 13의 440)의 하면으로부터 이격될 수 있다. 다른 예로서, 광가이드부재(310)의 출사면은 확산부(도 13의 440)의 하면과 접촉될 수 있다. The emission surface of the light guide member 310 may be spaced apart from the lower surface of the diffusion portion 440 of FIG. 13. As another example, the exit surface of the light guide member 310 may be in contact with the bottom surface of the diffusion portion 440 of FIG. 13.

광가이드부재(310)는 레이저광이 용이하게 투과될 수 있도록 투명한 재질을 포함할 수 있다. The light guide member 310 may include a transparent material so that laser light can be easily transmitted.

광가이드부재(310)는 활성층에서 방출된 광을 전반사시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 광가이드부재(310)가 공기에 노출되고 있으므로, 광가이드부재(310)는 공기보다 큰 굴절률을 갖는 반도체 재질로 형성될 수 있다. The light guide member 310 may be formed of a material capable of total reflection of the light emitted from the active layer. Since the light guide member 310 is exposed to air, the light guide member 310 may be formed of a semiconductor material having a refractive index larger than that of air.

제2 반사층(250)에서 광가이드부재(310)로 레이저빔이 잘 전달되도록 하기 위해 광가이드부재(310)의 굴절률은 제2 반사층(250)의 굴절률과 동일하거나 유사할 수 있다. 예컨대, 제2 반사층(250)의 굴절률과 광가이드부재(310)의 굴절률의 비는 대략 1:0.95 내지 대략 1: 1.1일 수 있다. 예컨대, 제2 반사층(250)이 GaAs를 포함하는 경우, 제2 반사층(250)의 굴절률은 1.95일 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)가 ZnO를 포함하는 경우, 광가이드부재(310)의 굴절률은 1.9일 수 있다. 따라서, 광가이드부재(310)가 제2 반사층(250)의 굴절률과 동일하거나 유사한 굴절률을 갖는 재질로 형성됨으로써, 활성층에서 생성된 레이저빔이 제2 반사층(250)을 통해 광가이드부재(310)로 잘 전달되어 광 손실을 최소화할 수 있다. The refractive index of the light guide member 310 may be the same as or similar to the refractive index of the second reflective layer 250 in order to transfer the laser beam from the second reflective layer 250 to the light guide member 310. For example, the ratio of the refractive index of the second reflective layer 250 and the refractive index of the light guide member 310 may be about 1: 0.95 to about 1: 1.1. For example, when the second reflective layer 250 includes GaAs, the refractive index of the second reflective layer 250 may be 1.95. For example, when the light guide member 310 includes ZnO, the refractive index of the light guide member 310 may be 1.9. Therefore, since the light guide member 310 is formed of a material having the same or similar refractive index as that of the second reflective layer 250, the laser beam generated in the active layer is passed through the second reflective layer 250. It can be delivered well to minimize light loss.

광가이드부재(310)는 전반사가 가능한 임계각을 가질 수 있는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 산화아연(ZnO)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 임계각은 27° 이상일 수 있다. 예컨대, 임계각은 대략 30.9°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The light guide member 310 may be formed of a semiconductor material which may have a critical angle capable of total reflection. For example, the light guide member 310 may include zinc oxide (ZnO), but is not limited thereto. For example, the critical angle may be at least 27 degrees. For example, the critical angle may be approximately 30.9 °, but is not limited thereto.

광가이드부재(310)의 굴절률이 공기의 굴절률보다 큰 1.9을 가지므로, 광가이드부재(310)에서 레이저빔이 전반사되어 광가이드부재(310)를 이탈하여 공기로 진행되지 않고, 레이저빔의 발산각이 광가이드부재(310)의 전체영역에서 그대로 유지된 채 확산부(도 13의 440)로 전달될 수 있다. Since the refractive index of the light guide member 310 has a 1.9 that is larger than that of air, the laser beam is totally reflected by the light guide member 310 so that the light guide member 310 leaves the light guide member 310 and does not proceed to air. The angle may be transmitted to the diffusion part 440 of FIG. 13 while being maintained in the entire area of the light guide member 310.

광가이드부재(310)의 높이(T)는 광가이드부재(310)의 직경(D)보다 클 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)의 직경과 광가이드부재(310)의 높이의 비는 대략 1:6.7 내지 대략 1:100일 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 대략 5㎛ 내지 대략 15㎛의 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 대략 5㎛ 내지 대략 10㎛의 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 대략 100㎛ 내지 대략 500㎛의 높이를 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 대략 100㎛ 내지 대략 300㎛의 높이를 가질 수 있다.The height T of the light guide member 310 may be larger than the diameter D of the light guide member 310. For example, the ratio of the diameter of the light guide member 310 and the height of the light guide member 310 may be about 1: 6.7 to about 1: 100. For example, the light guide member 310 may have a diameter of about 5㎛ to about 15㎛. For example, the light guide member 310 may have a diameter of about 5㎛ to about 10㎛. For example, the light guide member 310 may have a height of about 100 μm to about 500 μm. For example, the light guide member 310 may have a height of about 100 μm to about 300 μm.

이와 같이, 광가이드부재(310)의 직경보다 높이를 크게 하여 줌으로써, 레이저빔의 전반사로 진행되도록 하여 줄 수 있다.In this way, by increasing the height than the diameter of the light guide member 310, it can be made to proceed to the total reflection of the laser beam.

광가이드부재(310)는 적어도 산화층(240)의 개구부(241)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 산화층(240)의 개구부(241)의 직경보다 대략 0.5㎛ 내지 대략 3㎛ 큰 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 광가이드부재(310)는 산화층(240)의 개구부(241)의 직경보다 대략 0.5㎛ 내지 대략 2㎛ 큰 직경을 가질 수 있다. The light guide member 310 may have a diameter at least greater than the diameter of the opening 241 of the oxide layer 240. For example, the light guide member 310 may have a diameter of about 0.5 μm to about 3 μm larger than the diameter of the opening 241 of the oxide layer 240. For example, the light guide member 310 may have a diameter of about 0.5 μm to about 2 μm larger than the diameter of the opening 241 of the oxide layer 240.

도 5a 및 도 5b는 종래와 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 빔 출력을 보여준다. 5A and 5B show beam outputs of the surface emitting laser device according to the prior art and the first embodiment.

도 5a에 도시한 바와 같이, 종래에는 표면발광레이저 소자(100)와 확산부(120) 사이가 이격되어 있어, 표면발광레이저 소자(100)에서 방출된 레이저빔이 확산(120)부로 진행되면서 레이저빔이 퍼지게 되므로 발산각이 증가될 수 있다. As shown in FIG. 5A, conventionally, the surface emitting laser device 100 and the diffusion part 120 are spaced apart, so that the laser beam emitted from the surface emitting laser device 100 proceeds to the diffusion 120 part. As the beam spreads, the divergence angle can be increased.

도 5b에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201)에는 광가이드부재(310)가 확산부(440)에 인접하는 위치 또는 확산부(440)에 접촉되므로, 표면발광레이저 소자(201)에서 방출된 광이 광가이드부재(310)에서 전반사되어 진행되어 확산부(440)의 패턴(445)로 입사되므로, 광가이드부재(310)를 지나는 레이저빔의 발산각은 그대로 유지된 채 확산부(440)로 입사될 수 있다. As shown in FIG. 5B, in the surface light emitting laser device 201 according to the first embodiment, since the light guide member 310 is in contact with the diffuser 440 or the position adjacent to the diffuser 440, the surface luminescent laser device 201 is used. Since the light emitted from the laser device 201 is totally reflected by the light guide member 310 and proceeds to enter the pattern 445 of the diffusion part 440, the divergence angle of the laser beam passing through the light guide member 310 is maintained as it is. It may be incident to the diffusion portion 440 while being maintained.

따라서, 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250)에 접촉되는 광가이드부재(310)의 입사면과 광가이드부재(310)의 출사면에서의 발산각이 동일하므로, 제2 반사층(250)의 제1 영역의 사이즈와 동일한 레이저빔이 그대로 확산부(440)로 전달될 수 있다. 광가이드부재(310)의 출사면이 확산부(440)로부터 이격되더라도 레이저빔의 발산각은 거의 증가되지 않으므로 이러한 발산각의 증가 정도는 무시될 수 있다. Therefore, since the incident angle of the light guide member 310 in contact with the second reflective layer 250 of the surface light emitting laser element 201 and the emission angle of the light exiting surface of the optical guide member 310 are the same, the second reflective layer ( A laser beam equal to the size of the first region of 250 may be transmitted to the diffuser 440 as it is. Even if the emission surface of the light guide member 310 is spaced apart from the diffusion portion 440, the divergence angle of the laser beam is hardly increased, and thus the degree of increase of the divergence angle may be ignored.

제1 실시예에 따르면, 광가이드부재(310)를 이용하여 발산각이 최소화된 레이저빔을 확산부(440)로 제공하여 줄 수 있어, 최소화된 발산각을 갖는 레이저빔이 요구되는 응용 분야에 널리 채택될 수 있고, 레이저빔이 퍼져 발생되는 광손실로 인한 레이저빔의 출력 특성 저하가 방지될 수 있다. According to the first exemplary embodiment, the light guide member 310 may be used to provide a laser beam having a minimized divergence angle to the diffusion unit 440, so that a laser beam having a minimized divergence angle is required. It can be widely adopted, and the degradation of the output characteristics of the laser beam due to the light loss generated by spreading the laser beam can be prevented.

(제2 실시예)(2nd Example)

도 6은 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the surface emitting laser device according to the second embodiment.

제2 실시예는 광가이드부재(310)를 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상이나 구조를 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. The second embodiment is the same as the first embodiment except for the light guide member 310. In the second embodiment, components having the same function, shape, or structure as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

이하에서 설명의 중복을 피하기 위해 제1 실시예와 동일한 기능, 형상이나 와 구조를 갖는 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.In the following, description of components having the same function, shape, and structure as in the first embodiment will be omitted in order to avoid duplication of description.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201A)는 제2 반사층(250)을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 6, the surface emitting laser device 201A according to the second embodiment may provide a second reflective layer 250.

제2 반사층(250)은 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 패드전극(280)과 전기적으로 연결된 제2 전극(282)이 제2 반사층(250)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(282)의 일부 영역의 제2 반사층(250)의 제2 영역의 상면과 접촉될 수 있다. 제2 전극(282)은 제2 반사층(250)의 제1 영역 상에는 배치되지 않는다. The second reflective layer 250 may include a first region and a second region surrounding the first region. In this case, a second electrode 282 electrically connected to the pad electrode 280 may be disposed on the second region of the second reflective layer 250. That is, it may be in contact with the top surface of the second region of the second reflective layer 250 of the partial region of the second electrode 282. The second electrode 282 is not disposed on the first region of the second reflective layer 250.

제2 전극(282)의 두께나 형성 공정으로 인해 제2 반사층(250)의 제1 영역에 접하는 제2 전극(282)의 끝단은 경사진 측면(285)을 가질 수 있다. 경사진 측면(285)의 각도는 제2 전극(282)의 두께나 형성 공정에 따라 달라질 수 있다. Due to the thickness or forming process of the second electrode 282, an end of the second electrode 282 in contact with the first region of the second reflective layer 250 may have an inclined side surface 285. The angle of the inclined side surface 285 may vary depending on the thickness or forming process of the second electrode 282.

다른 예로서, 제2 전극(282)의 끝단은 제2 반사층(250)에 수직인 측면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. As another example, an end of the second electrode 282 may have a side surface perpendicular to the second reflective layer 250, but is not limited thereto.

제2 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201A)는 광가이드부재(310)을 제공할 수 있다. The surface emitting laser device 201A according to the second embodiment may provide the light guide member 310.

광가이드부재(310)의 입사면은 제2 반사층(250)의 제1 영역의 상면과 접촉될 수 있다. 광가이드부재(310)의 측면의 일부는 제2 전극(282)의 내측면, 즉 경사진 측면(285)과 접촉될 수 있다. The incident surface of the light guide member 310 may contact the upper surface of the first region of the second reflective layer 250. A portion of the side surface of the light guide member 310 may contact the inner side surface of the second electrode 282, that is, the inclined side surface 285.

제2 실시예에 따르면, 광가이드부재(310)가 제2 반사층(250)의 제1 영역의 상면뿐만 아니라 제2 전극(282)의 경사진 측면에도 부착되므로, 광가이드부재(310)의 부착 면적을 증대시켜 광가이드부재(310)의 이탈을 방지할 수 있다. According to the second embodiment, since the light guide member 310 is attached not only to the upper surface of the first region of the second reflective layer 250 but also to the inclined side surface of the second electrode 282, the light guide member 310 is attached. The area of the light guide member 310 can be prevented from increasing by increasing the area.

(제조방법)(Manufacturing method)

이하 도 7 내지 도 12를 참조하여 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 제조방법을 설명하기로 한다. 한편, 아래 제조방법은 제1 및 제2 실시예에 따른 표면발광레이저 소자(201, 201A)의 제조방법에 적용될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing the surface emitting laser device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 12. On the other hand, the following manufacturing method can be applied to the manufacturing method of the surface emitting laser device 201, 201A according to the first and second embodiments.

우선, 도 7과 같이, 기판(210) 상에 제1 반사층(220), 발광층(230) 및 제2 반사층(250)을 포함하는 발광구조물을 형성시킨다.First, as shown in FIG. 7, a light emitting structure including a first reflective layer 220, a light emitting layer 230, and a second reflective layer 250 is formed on a substrate 210.

기판(210)은 반도체 재질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다.The substrate 210 may be formed of a material suitable for growth of a semiconductor material or a carrier wafer, may be formed of a material having excellent thermal conductivity, and may include a conductive substrate or an insulating substrate.

예를 들어, 기판(210)이 전도성 기판인 경우, 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면발광레이저 소자(201, 201A) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.For example, when the substrate 210 is a conductive substrate, a metal having excellent electrical conductivity may be used, and GaAs having high thermal conductivity may be used because it must be able to sufficiently dissipate heat generated when the surface emitting laser devices 201 and 201A operate. A substrate, a metal substrate, or a silicon (Si) substrate may be used.

또한 기판(210)이 비전도성 기판인 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.In addition, when the substrate 210 is a non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic substrate may be used.

또한 실시예는 기판(210)으로 제1 반사층(220)과 동종의 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판(210)이 제1 반사층(220)과 동종인 GaAs 기판일 때 제1 반사층(210)과 격자 상수가 일치하여, 제1 반사층(220)에 격자 부정합 등의 결함이 발생하지 않을 수 있다.In addition, in the exemplary embodiment, a substrate of the same type as the first reflective layer 220 may be used as the substrate 210. For example, when the substrate 210 is a GaAs substrate of the same type as the first reflective layer 220, the lattice constant coincides with the first reflective layer 210, so that a defect such as lattice mismatch does not occur in the first reflective layer 220. Can be.

다음으로, 기판(210) 상에 제1 반사층(220)이 형성될 수 있다.Next, the first reflective layer 220 may be formed on the substrate 210.

제1 반사층(220)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시(MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 성장될 수 있다.The first reflective layer 220 may be grown using a chemical vapor deposition method (CVD) or a molecular beam epitaxy (MBE) or a sputtering or hydroxide vapor phase epitaxy (HVPE).

제1 반사층(220)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type. For example, the first conductivity type dopant may include an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.

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 물질를 포함하는 층들이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflecting layer 220 may be a distributed bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which layers including materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 도 7과 같이, 제1 반사층(220)은 기판(210) 상에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 제1 그룹 제1 반사층(221) 상에 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 7, the first reflective layer 220 is the first group first reflective layer 221 disposed on the substrate 210 and the second group disposed on the first group first reflective layer 221. It may include a first reflective layer 222.

제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질을 포함하는 복수의 층을 구비할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first group first reflecting layer 221 and the second group first reflecting layer 222 include a plurality of layers including a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). If the Al in each layer increases, the refractive index of each layer may decrease, and if Ga increases, the refractive index of each layer may increase.

또한 도 7과 같이, 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1 그룹 제1-1 층(221a)과 제1 그룹 제1-2 층(221b)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제2 그룹 제1-1 층(222a)과 제2 그룹 제1-2 층(222b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 7, the first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may also be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group first reflective layer 221 may include about 30-40 pairs of the first group first-first layer 221a and the first group first-second layer 221b. have. In addition, the second group first reflective layer 222 may also include about 5 to 15 pairs of the second group first-first layer 222a and the second group first-second layer 222b.

다음으로, 제1 반사층(220) 상에 발광층(230)이 형성될 수 있다.Next, the light emitting layer 230 may be formed on the first reflective layer 220.

도 7과 같이, 발광층(230)은 활성층(232) 및 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 발광층(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.As illustrated in FIG. 7, the emission layer 230 may include an active layer 232, a first cavity 231 disposed under the active layer 232, and a second cavity 233 disposed above the active layer 232. The light emitting layer 230 of the embodiment may include both the first cavity 231 and the second cavity 233, or may include only one of the two.

활성층(232)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 양자우물층(232a)과 양자벽층(232b)을 포함할 수 있다. 활성층(232)은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 활성층(232)에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다. The active layer 232 may include a quantum well layer 232a and a quantum wall layer 232b using a compound semiconductor material of group III-V elements. The active layer 232 may be formed in a 1 to 3 pair structure such as InGaAs / AlxGaAs, AlGaInP / GaInP, AlGaAs / AlGaAs, AlGaAs / GaAs, GaAs / InGaAs, but is not limited thereto. Dopants may not be doped in the active layer 232.

제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. The first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of Al y Ga (1-y) As (0 <y <1) material, but are not limited thereto. For example, the first cavity 231 and the second cavity 233 may each include a plurality of layers made of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 또한 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. For example, the first cavity 231 may include a first-first cavity layer 231a and a first-second cavity layer 231b. In addition, the second cavity 233 may include a 2-1 cavity layer 233a and a 2-2 cavity layer 233b.

다음으로, 발광층(230) 상에 산화층(240)을 형성하기 위한 복수의 반도체막(240a, 240b, 240c)을 형성할 수 있다. 반도체막(240a, 240b, 240c)은 AlGa 계열 물질을 포함할 수 있다. Next, a plurality of semiconductor films 240a, 240b, and 240c for forming the oxide layer 240 may be formed on the emission layer 230. The semiconductor layers 240a, 240b, and 240c may include an AlGa-based material.

다음으로, 반도체막(240c) 상에 제2 반사층(250)이 형성될 수 있다. Next, a second reflective layer 250 may be formed on the semiconductor film 240c.

제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 재질로 이루어질 수 있다. The second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example AlGaAs. For example, each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be formed of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). .

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.The second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. For example, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, or the like. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질를 포함하는 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflecting layer 250 may also be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers including materials having different refractive indices are alternately stacked at least one or more times.

예를 들어, 제2 반사층(250)은 발광층(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 발광층(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.For example, the second reflective layer 250 may be disposed to be spaced apart from the first group second reflective layer 251 and the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the light emitting layer 230. The group second reflective layer 252 may be included.

또한 제1 그룹 제2 반사층(251)과 제2 그룹 제2 반사층(252)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제1 그룹 제2-1 층(251a)과 제1 그룹 제2-2 층(251b)의 약 1~5 페어(pair)를 포함할 수 있다 또한, 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2 그룹 제2-1 층(252a)과 제2 그룹 제2-2 층(252b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. In addition, the first group second reflection layer 251 and the second group second reflection layer 252 may also be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group second reflective layer 251 may include about 1 to 5 pairs of the first group 2-1 layer 251a and the first group 2-2 layer 251b. In addition, the second group second reflective layer 252 may also include about 5 to 15 pairs of the second group 2-1 layer 252a and the second group 2-2 layer 252b. .

다음으로 도 8a는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 8A is an enlarged view of a region C1 of the surface light emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8A.

실시예는 도 8b와 같이, 소정의 마스크(300)를 사용하여 발광 구조물을 식각하여 메사영역(M)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 반사층(250)으로부터 산화층(240) 및 발광층(230)까지 메사 식각될 수 있고, 제1 반사층(220)의 일부까지 메사 식각될 수도 있다. 메사 식각에서는 ICP(inductively-coupled plasma) 에칭 방법으로, 주변 영역의 제2 반사층(250)으로부터 산화층(240) 및 발광층(230)을 제거할 수 있으며, 메사 식각 영역은 측면이 기울기를 가지고 식각될 수 있다. 이러한 메사 식각에 의해 각 발광 에미터(E1, E2, E3)의 발광 구조물이 형성될 수 있다. 8B, the light emitting structure may be etched using a predetermined mask 300 to form the mesa region M. Referring to FIG. In this case, the mesa may be etched from the second reflective layer 250 to the oxide layer 240 and the light emitting layer 230, and may be mesa etched to a part of the first reflective layer 220. In mesa etching, the oxide layer 240 and the light emitting layer 230 may be removed from the second reflective layer 250 in the peripheral region by an inductively-coupled plasma (ICP) etching method, and the mesa etching region may be etched with the inclined side. Can be. By such mesa etching, the light emitting structures of the light emitting emitters E1, E2, and E3 may be formed.

다음으로 도 9a는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다. Next, FIG. 9A is an enlarged view of a region C1 of the surface light emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 9A.

실시예는 도 9b와 같이, 습식 산화 공정에 의해 산화층(240)의 복수의 반도체막(240a, 240b, 240c )에서 H2O와 반응하여 변경된 제1 내지 제3 절연영역를 포함하는 절연영역(242)와 H2O와 반응되지 않고 반도체 재질을 그대로 포함하는 제1 내지 제3 반도체영역을 포함하는 개구부(241)을 포함할 수 있다. 절연영역(242)은 H2O가 산화층(240)의 복수의 반도체막(240a, 240b, 240c )의 외측면으로부터 내부로 침투되어 산화층(240)의 반도체막(240a, 240b, 240c)에 포함된 Al과 반응하여 변경된 알루미늄산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다. 개구부는 H2O가 산화층(240)의 복수의 반도체막(240a, 240b, 240c )의 내부에 침투되지 못하는 영역으로서, H2O가 Al과 반응하지 못하므로 반도체 재질, 즉 AlGa 계열 물질을 포함할 수 있다. In an embodiment, as illustrated in FIG. 9B, an insulating region 242 including first to third insulating regions changed in response to H 2 O in a plurality of semiconductor films 240a, 240b, and 240c of the oxide layer 240 by a wet oxidation process. ) And an opening 241 including first to third semiconductor regions that do not react with H 2 O and include a semiconductor material as it is. Insulating region 242 is included in the semiconductor films 240a, 240b, and 240c of the oxide layer 240 by H 2 O penetrating therein from the outer surfaces of the plurality of semiconductor films 240a, 240b, and 240c of the oxide layer 240. It may include a modified aluminum oxide (Al 2 O 3 ) by reacting with the Al. Opening H 2 O is an area that can not be penetrated into the interior of the plurality of semiconductor films (240a, 240b, 240c) of the oxide layer (240), H 2 O is not react with Al, so a semiconductor material, that is AlGa-based material can do.

또한 실시예는 이온 주입(Ion implantation)을 통해 AlGa 계열층의 가장 자리 영역을 절연영역(242)으로 변화시킬 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 이온 주입 시에는 300keV 이상의 에너지로 포톤(photon)이 공급될 수 있다.In addition, the embodiment may change the edge region of the AlGa series layer into the insulating region 242 through ion implantation, but is not limited thereto. During ion implantation, photons may be supplied with energy of 300 keV or more.

상술한 반응 공정 후에, 산화층(240)의 중앙 영역은 도전성의 개구부(241)이 배치되고 가장 자리 영역에는 비도전성의 절연영역(242)이 배치될 수 있다. After the reaction process described above, a conductive opening 241 may be disposed in the central region of the oxide layer 240, and a non-conductive insulating region 242 may be disposed in the edge region.

다음으로 도 10a는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 일 영역(C1)의 확대도이고, 도 10b는 도 10a에 도시된 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 10A is an enlarged view of a region C1 of the surface light emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 10A.

도 10b와 같이, 발광 구조물의 상부면에 패시베이션층(270)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(270)은 폴리마이드(Polymide), 실리카(SiO2), 또는 질화 실리콘(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 10B, a passivation layer 270 may be formed on an upper surface of the light emitting structure. The passivation layer 270 may include at least one of polymide, silica (SiO 2 ), or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

패시베이션층(270)은 이후 형성되는 제2 전극(282)과 전기적으로 연결되도록 제2 반사층(250)의 일부를 노출시킬 수 있다.The passivation layer 270 may expose a portion of the second reflective layer 250 to be electrically connected to the second electrode 282 formed thereafter.

다음으로 도 11a는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 제1 영역부분(C1) 확대도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 11A is an enlarged view of a first region portion C1 of the surface light emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 11B is a cross-sectional view along the lines A1-A2 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 11A. .

실시예에 의하면, 제2 반사층(250) 상에 제2 전극(282)이 형성될 수 있다. 제2 전극(282)과 전기적으로 연결된 패드전극(280)도 형성될 수 있다. 패드전극(280)은 각 에미터(E1, E2, E3) 사이에 형성될 수 있다. 패드전극(280)은 패시베이션층(270) 상에 형성될 수 있다. In example embodiments, the second electrode 282 may be formed on the second reflective layer 250. A pad electrode 280 electrically connected to the second electrode 282 may also be formed. The pad electrode 280 may be formed between each emitter E1, E2, E3. The pad electrode 280 may be formed on the passivation layer 270.

예컨대, 제2 전극(282)는 제2 반사층(250)의 일부 영역에만 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 반사층(250)은 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제2 전극(282)는 제2 반사층(250)의 제2 영역 상에 형성될 수 있다. 제2 반사층(250)의 제1 영역에는 제2 전극(282)이 형성되지 않으므로, 제2 반사층(250)의 제1 영역은 외부로 노출될 수 있다. 제2 반사층(250)의 제1 영역은 적어도 산화층(240)의 개구부(241)의 사이즈보다 큰 사이즈를 가질 수 있다. For example, the second electrode 282 may be formed only in a portion of the second reflective layer 250. For example, the second reflective layer 250 may have a first region and a second region surrounding the first region. In this case, the second electrode 282 may be formed on the second region of the second reflective layer 250. Since the second electrode 282 is not formed in the first region of the second reflective layer 250, the first region of the second reflective layer 250 may be exposed to the outside. The first region of the second reflective layer 250 may have a size larger than the size of the opening 241 of the oxide layer 240.

제2 전극(282)과 패드전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(282)과 패드전극(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.The second electrode 282 and the pad electrode 280 may be made of a conductive material. For example, the second electrode 282 and the pad electrode 280 may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It may be formed in a single layer or a multi-layer structure.

다음으로, 기판(210)의 아래에는 제1 전극(215)이 배치될 수 있다. 제1 전극(215)의 배치 전에 소정의 그라인딩 공정 등을 통해 기판(210)의 저면 일부를 제거하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 전극(215)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(215)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.Next, the first electrode 215 may be disposed under the substrate 210. Before disposing the first electrode 215, a portion of the bottom surface of the substrate 210 may be removed through a predetermined grinding process to improve heat dissipation efficiency. The first electrode 215 may be made of a conductive material, for example, metal. For example, the first electrode 215 may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It can be formed as.

한편, 제2 반사층(250)의 제1 영역 상에 씨드층(310a)이 형성될 수 있다. 씨드층(310)은 이후에 형성될 광가이드부재(도 12의 310)를 용이하게 성장시키기 위한 씨드(seed) 역할을 할 수 있다. Meanwhile, the seed layer 310a may be formed on the first region of the second reflective layer 250. The seed layer 310 may serve as a seed for easily growing the optical guide member 310 (FIG. 12) to be formed later.

다음으로 도 12는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 단면도이다.12 is a cross-sectional view of the surface emitting laser device according to the embodiment.

씨드층(310)을 씨드로 하여 광가이드부재(310)가 성장될 수 있다. 광가이드부재(310)는 MOCVD와 같은 증착 장비를 이용하여 씨드층(310) 상에 증착될 수 있다. The light guide member 310 may be grown using the seed layer 310 as a seed. The light guide member 310 may be deposited on the seed layer 310 using deposition equipment such as MOCVD.

광가이드부재(310)은 씨드층(310)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 광가이드부재(310)은 ZnO를 포함할 수 있다. The light guide member 310 may be formed of the same material as the seed layer 310, but is not limited thereto. For example, the light guide member 310 may include ZnO.

도 12에는 설명의 편의를 위해 하나의 광가이드부재(310)가 형성되고 있지만, 표면발광레이저 소자(201)의 제2 반사층(250) 상에 복수의 광가이드부재(310)가 형성될 수 있다.Although one light guide member 310 is formed in FIG. 12 for convenience of description, a plurality of light guide members 310 may be formed on the second reflective layer 250 of the surface emitting laser device 201. .

상술한 표면발광레이저 소자를 포함하는 반도체 소자는 레이저 다이오드일 수 있으며, 2개의 반사층 내부가 공진기(resonator)로 작용할 수 있다. 이때, 제1 도전형의 제1 반사층(220)과 제2 도전형의 제2 반사층(250)으로부터 정공과 제2 캐리어, 즉 전자가 활성층으로 공급되어, 발광층(230)에서 방출된 광이 공진기 내부에서 반사되어 증폭되고 문턱 전류에 도달하면, 상술한 개구부(241)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.The semiconductor device including the surface-emitting laser device described above may be a laser diode, and the two reflective layers may act as a resonator. At this time, holes and a second carrier, that is, electrons, are supplied to the active layer from the first reflective layer 220 of the first conductivity type and the second reflective layer 250 of the second conductivity type, and the light emitted from the emission layer 230 is resonator. When reflected and amplified therein and reaches a threshold current, the light may be emitted to the outside through the opening 241 described above.

실시예에 따른 표면발광레이저 소자에서 방출된 광은 단일 파장 및 단일 위상의 광일 수 있으며, 제1 반사층(220), 제2 반사층(250)과 발광층(230)의 조성 등에 따라 단일 파장 영역이 변할 수 있다.The light emitted from the surface emitting laser device according to the embodiment may be light of a single wavelength and a single phase, and a single wavelength region may vary according to the composition of the first reflective layer 220, the second reflective layer 250, and the light emitting layer 230. Can be.

(표면발광레이저 패키지)Surface Emitting Laser Package

도 13은 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지를 도시한 단면도이다.13 is a cross-sectional view showing a surface emitting laser package according to the embodiment.

도 13을 참조하면, 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 기판(410)을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 13, the surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide a substrate 410.

기판(410)은 그 기판(410) 상에 배치되는 모든 구성 요소를 지지할 수 있다. 예컨대, 기판(410)은 그 위에 배치되는 표면발광레이저 소자(201), 하우징(430) 및 확산부(440)를 지지할 수 있다. 표면발광레이저 소자(201), 하우징(430), 확산부(440) 및 기판(410)은 모듈화된 모듈일 수 있다. 이와 같은 모듈이 하나 또는 복수로 회로기판(460) 상에 실장될 수 있다.Substrate 410 may support all components disposed on substrate 410. For example, the substrate 410 may support the surface emitting laser device 201, the housing 430, and the diffuser 440 disposed thereon. The surface emitting laser device 201, the housing 430, the diffuser 440, and the substrate 410 may be modular modules. One or more such modules may be mounted on the circuit board 460.

기판(410)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 기판(410)은 표면발광레이저 소자(201)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 물질로 제공될 수 있다. 기판(410)은 절연 재질을 포함할 수 있다. The substrate 410 may include a material having high thermal conductivity. The substrate 410 may be made of a material having a good heat dissipation property so as to efficiently discharge heat generated from the surface emitting laser device 201 to the outside. The substrate 410 may include an insulating material.

예컨대, 기판(410)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 기판(410)은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. For example, the substrate 410 may include a ceramic material. The substrate 410 may include a low temperature co-fired ceramic (LTCC) or a high temperature co-fired ceramic (HTCC) that is co-fired.

또한, 기판(410)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 기판(410)은 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(410)은 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.In addition, the substrate 410 may include a metal compound. The substrate 410 may include a metal oxide having a thermal conductivity of 140 W / mK or more. For example, the substrate 410 may include aluminum nitride (AlN) or alumina (Al 2 O 3).

기판(410)은 다른 예로서, 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 기판(410)은, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 제공될 수 있다. As another example, the substrate 410 may include a resin-based insulating material. The substrate 410 may be made of a silicone resin, an epoxy resin, a thermosetting resin including a plastic material, or a high heat resistant material.

기판(410)은 도전성 물질을 포함할 수도 있다. 기판(410)이 도전성 물질, 예컨대 금속으로 제공되는 경우, 기판(410)과 표면발광레이저 소자(201) 사이의 전기적인 절연을 위한 절연층(27)이 제공될 수 있다.The substrate 410 may include a conductive material. When the substrate 410 is made of a conductive material, such as a metal, an insulating layer 27 for electrical insulation between the substrate 410 and the surface emitting laser element 201 may be provided.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 표면발광레이저 소자(201)를 제공할 수 있다. The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide the surface emitting laser device 201.

표면발광레이저 소자(201)는 기판(410) 위에 배치될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 레이저빔을 생성하여 표면발광레이저 소자(201)의 상부 면에 수직한 방향으로 레이저빔을 방출할 수 있다. The surface emitting laser device 201 may be disposed on the substrate 410. The surface emitting laser device 201 may generate a laser beam and emit the laser beam in a direction perpendicular to the upper surface of the surface emitting laser device 201.

표면발광레이저 소자의 상측에는 레이저빔을 전반사를 이용하여 가이드시키는 광가이드부재(310)가 배치될 수 있다. An optical guide member 310 may be disposed above the surface emitting laser device to guide the laser beam using total reflection.

표면발광레이저 소자(201)는 광가이드부재(310)에 의해 예를 들어, 15° 내지 25°의 발산각을 갖는 레이저빔을 상부 방향으로 진행시킬 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 원형의 빔을 방출하는 복수의 에미터(도 2의 E1, E2, E3, E4)를 포함할 수 있다. The surface emitting laser device 201 may advance a laser beam having a diverging angle of, for example, 15 ° to 25 ° by the light guide member 310. The surface emitting laser device 201 may include a plurality of emitters (E1, E2, E3, and E4 in FIG. 2) that emit circular beams.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 제1 전극부(481)과 제2 전극부(482)을 제공할 수 있다. The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide the first electrode portion 481 and the second electrode portion 482.

제1 전극부(481)과 제2 전극부(482)은 기판(410) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극부(481)과 제2 전극부(482)은 기판(410) 위에 서로 이격되어 배치될 수 있다.The first electrode portion 481 and the second electrode portion 482 may be disposed on the substrate 410. The first electrode portion 481 and the second electrode portion 482 may be spaced apart from each other on the substrate 410.

제1 전극부(481)과 제2 전극부(482) 중 하나의 전극은 표면발광레이저 소자(201)의 둘레에 배치될 수 있다. One electrode of the first electrode portion 481 and the second electrode portion 482 may be disposed around the surface light emitting laser element 201.

표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(481) 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제2 전극부(482)는 표면발광레이저 소자(201)의 둘레에 배치될 수 있다. The surface emitting laser device 201 may be disposed on the first electrode portion 481. In this case, the second electrode part 482 may be disposed around the surface light emitting laser element 201.

표면발광레이저 소자(201)는 제1 전극부(481) 위에 예컨대, 다이 본딩 방식에 의하여 제공될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 제2 전극부(482)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 표면발광레이저 소자(201)와 제2 전극부(482)은 와이어(491)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 복수의 와이어에 의하여 제2 전극부(482)과 전기적으로 연결될 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)는 와이어(491)에 의하여 제2 전극부(482)에 전기적으로 연결될 수 있다. The surface emitting laser device 201 may be provided on the first electrode portion 481 by, for example, a die bonding method. The surface emitting laser device 201 may be electrically connected to the second electrode part 482. For example, the surface emitting laser device 201 and the second electrode part 482 may be electrically connected by the wire 491. The surface emitting laser device 201 may be electrically connected to the second electrode part 482 by a plurality of wires. The surface emitting laser device 201 may be electrically connected to the second electrode part 482 by a wire 491.

표면발광레이저 소자(201)와 제2 전극부(482)을 연결하는 와이어의 수 및 연결 위치는 표면발광레이저 소자(201)의 크기 또는 표면발광레이저 소자(201)에서 필요한 전류 확산의 정도 등에 의하여 선택될 수 있다.The number and connection positions of the wires connecting the surface emitting laser element 201 and the second electrode part 482 are determined by the size of the surface emitting laser element 201 or the degree of current diffusion required in the surface emitting laser element 201. Can be selected.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 제1 본딩부(483)와 제2 본딩부(484)를 제공할 수 있다. The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide a first bonding portion 483 and a second bonding portion 484.

제1 본딩부(483)와 제2 본딩부(484)는 기판(410) 아래에 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(410)의 하면에 서로 이격된 제1 및 제2 리세스가 형성되고, 제1 리세스에 제1 본딩부(483)이 배치되고, 제2 리세스에 제2 본딩부(185)가 배치될 수 있다 The first bonding portion 483 and the second bonding portion 484 may be disposed under the substrate 410. For example, first and second recesses spaced apart from each other are formed on a bottom surface of the substrate 410, a first bonding portion 483 is disposed in the first recess, and a second bonding portion 185 is disposed in the second recess. Can be deployed

예로서, 제1 본딩부(483)의 하면과 제2 본딩부(484)의 하면 각각은 회로기판(460)의 신호라인(미도시)에 면 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(410)은 제1 기판으로 지칭되고, 회로기판(460)은 제2 기판으로 지칭될 수 있다. For example, the bottom surface of the first bonding portion 483 and the bottom surface of the second bonding portion 484 may be in surface contact with a signal line (not shown) of the circuit board 460 to be electrically connected to each other. The substrate 410 may be referred to as a first substrate, and the circuit board 460 may be referred to as a second substrate.

제1 본딩부(483)와 제2 본딩부(484)는 기판(410) 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 본딩부(483)와 제2 본딩부(484)는 원 형상의 패드를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The first bonding portion 483 and the second bonding portion 484 may be spaced apart from each other under the substrate 410. The first bonding portion 483 and the second bonding portion 484 may have circular pads, but are not limited thereto.

제1 본딩부(483)는 기판(410)의 하부 면에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(483)는 제1 전극부(481)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 본딩부(483)는 제1 연결배선(485)을 통하여 제1 전극부(481)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결배선(485)은 예로서, 기판(410)에 제공된 제1 비아홀에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(483)와 제1 연결배선(485)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다. The first bonding portion 483 may be disposed on the bottom surface of the substrate 410. The first bonding portion 483 may be electrically connected to the first electrode portion 481. The first bonding part 483 may be electrically connected to the first electrode part 481 through the first connection line 485. For example, the first connection line 485 may be disposed in the first via hole provided in the substrate 410. The first bonding portion 483 and the first connection wiring 485 may be integrally formed using the same metal material.

제2 본딩부(484)는 기판(410)의 하부 면에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(484)는 제2 전극부(482)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 본딩부(484)는 제2 연결배선(486)을 통하여 제2 전극부(482)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결배선(486)은 예로서, 기판(410)에 제공된 제2 비아홀에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(484)와 제2 연결배선(486)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다. The second bonding part 484 may be disposed on the bottom surface of the substrate 410. The second bonding part 484 may be electrically connected to the second electrode part 482. The second bonding part 484 may be electrically connected to the second electrode part 482 through the second connection line 486. For example, the second connection line 486 may be disposed in the second via hole provided in the substrate 410. The second bonding part 484 and the second connection wiring 486 may be integrally formed using the same metal material.

예컨대, 제1 연결배선(485)과 제2 연결배선(486)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 텅스텐(W)이 1000℃ 이상의 고온에서 녹여진 후 제1 및 제2 비아홀에 주입된 후 경화되어, 제1 연결배선(485)와 제2 연결배선(486)이 형성될 수 있다. 텅스텐(W)의 일부가 기판(410)하부에서 경화되어 제1 및 제2 본딩부(183, 184)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the first connection line 485 and the second connection line 486 may include tungsten (W), but are not limited thereto. Tungsten (W) may be melted at a high temperature of 1000 ° C. or more, injected into the first and second via holes, and cured to form a first connection line 485 and a second connection line 486. A portion of the tungsten (W) may be cured under the substrate 410 to be formed of the first and second bonding portions 183 and 184, but is not limited thereto.

실시예에 의하면, 회로기판(460)을 통하여 표면발광레이저 소자(201)에 구동 전원이 제공될 수 있게 된다. According to the embodiment, the driving power may be provided to the surface emitting laser device 201 through the circuit board 460.

이상에서 설명된 실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 표면발광레이저 소자(201)가 제1 전극부(481)에 다이 본딩 방식으로 연결되고 제2 전극부(482)에 와이어 본딩 방식으로 연결되는 경우를 기준으로 설명되었다. In the surface light emitting laser package 400 according to the above-described embodiment, the surface light emitting laser element 201 is connected in a die bonding manner to the first electrode portion 481 and in a wire bonding manner to the second electrode portion 482. It is explained on the basis of the connection.

그러나, 표면발광레이저 소자(201)에 구동 전원이 공급되는 방식은 다양하게 변형되어 적용될 수 있다. 예로서, 표면발광레이저 소자(201)가 플립칩 본딩 방식에 의하여 제1 전극부(481)과 제2 전극부(482)에 전기적으로 연결될 수도 있다. 또한, 표면발광레이저 소자(201)가 제1 전극부(481)과 제2 전극부(482)에 모두 와이어 본딩 방식에 의하여 전기적으로 연결될 수도 있다.However, the driving power is supplied to the surface emitting laser device 201 may be variously modified. For example, the surface emitting laser device 201 may be electrically connected to the first electrode portion 481 and the second electrode portion 482 by a flip chip bonding method. In addition, the surface emitting laser device 201 may be electrically connected to both the first electrode portion 481 and the second electrode portion 482 by a wire bonding method.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 하우징(430)을 제공할 수 있다. 하우징(430)은 기판(410) 위에 배치될 수 있다. 하우징(430)은 기판(100)의 주변 영역을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(410)은 제1 영역(중심영역)과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역(주변영역)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 표면발광레이저 소자(201)는 기판(410)의 제1 영역의 일부 상에 배치되고, 하우징(430)은 기판(120)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. 기판(410) 상에 제1 전극부(481)과 하우징(430) 사이에 제2 전극부(482)이 위치될 수 있다. 하우징(430)은 표면발광레이저 소자(201)의 둘레에 배치될 수 있다. 하우징(430)의 외측면은 기판(410)의 외측면과 수직선 상으로 일치될 수 있다. The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide a housing 430. The housing 430 may be disposed on the substrate 410. The housing 430 may be disposed along a peripheral area of the substrate 100. For example, the substrate 410 may include a first region (center region) and a second region (peripheral region) surrounding the first region. In this case, the surface emitting laser device 201 may be disposed on a portion of the first region of the substrate 410, and the housing 430 may be disposed on the second region of the substrate 120. The second electrode part 482 may be positioned between the first electrode part 481 and the housing 430 on the substrate 410. The housing 430 may be disposed around the surface light emitting laser element 201. The outer surface of the housing 430 may coincide with the outer surface of the substrate 410 in a vertical line.

하우징(430)의 높이는 표면발광레이저 소자(201)의 높이보다 클 수 있다. 하우징(430)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 하우징(430)은 표면발광레이저 소자(201)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 물질로 제공될 수 있다. 하우징(430)은 절연 재질을 포함할 수 있다.The height of the housing 430 may be greater than the height of the surface emitting laser device 201. The housing 430 may include a material having high thermal conductivity. The housing 430 may be made of a material having a good heat dissipation property so as to efficiently discharge heat generated from the surface emitting laser device 201 to the outside. The housing 430 may include an insulating material.

예컨대, 하우징(430)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 하우징(430)은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. For example, the housing 430 may include a ceramic material. The housing 430 may include a low temperature co-fired ceramic (LTCC) or a high temperature co-fired ceramic (HTCC) that is co-fired.

에컨대, 하우징(430)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 하우징(430)은 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 하우징(430)은 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.For example, the housing 430 may include a metal compound. The housing 430 may include a metal oxide having a thermal conductivity of 140 W / mK or more. For example, the housing 430 may include aluminum nitride (AlN) or alumina (Al 2 O 3).

예컨대, 하우징(430)은 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하우징(430)은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 이루어질 수 있다.For example, the housing 430 may include a resin-based insulating material. Specifically, the housing 430 may be made of a silicone resin, an epoxy resin, a thermosetting resin including a plastic material, or a high heat resistant material.

하우징(430)은 도전성 물질, 예컨대 금속으로 이루어질 수 있다.The housing 430 may be made of a conductive material such as metal.

예로서, 하우징(430)은 기판(410)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 하우징(430)이 기판(410)과 동일 물질로 형성되는 경우, 하우징(430)은 기판(410)과 일체로 형성될 수도 있다.For example, the housing 430 may include the same material as the substrate 410. When the housing 430 is formed of the same material as the substrate 410, the housing 430 may be integrally formed with the substrate 410.

또한, 하우징(430)은 기판(410)과 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 기판(410)은 하우징으로 지칭될 수도 있다. 이러한 경우, 기판(410)이 제1 하우징으로 지칭되고, 하우징(430)은 제2 하우징으로 지칭될 수 있다. 이와 달리, 하우징(430)이 기판으로 지칭될 수도 있다. 이러한 경우, 기판(410)은 제1 기판으로 지칭되고, 하우징(430)은 제2 기판으로 지칭될 수 있다. In addition, the housing 430 may be formed of a material different from that of the substrate 410. Substrate 410 may be referred to as a housing. In this case, the substrate 410 may be referred to as a first housing, and the housing 430 may be referred to as a second housing. Alternatively, the housing 430 may be referred to as a substrate. In this case, the substrate 410 may be referred to as a first substrate, and the housing 430 may be referred to as a second substrate.

실시예에 의하면, 기판(410)과 하우징(430)이 방열 특성이 우수한 물질로 제공될 수 있다. 이에 따라, 표면발광레이저 소자(201)에서 발생되는 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다.According to an embodiment, the substrate 410 and the housing 430 may be provided with a material having excellent heat radiation characteristics. Accordingly, heat generated in the surface emitting laser device 201 can be effectively released to the outside.

실시예에 의하면, 기판(410)과 하우징(430)이 서로 분리된 부품으로 제공되어 결합되는 경우, 기판(410)과 하우징(430) 사이에 접착층이 제공될 수 있다.According to an embodiment, when the substrate 410 and the housing 430 are provided and coupled as separate components, an adhesive layer may be provided between the substrate 410 and the housing 430.

예로서, 접착층은 유기물을 포함할 수 있다. 접착층은 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또한, 접착층은 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.For example, the adhesive layer may include an organic material. The adhesive layer may include an epoxy-based resin. In addition, the adhesive layer may include a silicone-based resin.

한편, 하우징(430)의 상부 영역에서 내측에 접하여 단차가 제공될 수 있다. 예컨대, 하우징(430)의 상부 영역에 리세스 영역(142)이 제공될 수 있다. 예로서, 리세스 영역(142)의 폭 및/또는 깊이는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.On the other hand, a step may be provided in contact with the inner side in the upper region of the housing 430. For example, a recessed region 142 may be provided in an upper region of the housing 430. By way of example, the width and / or depth of the recessed area 142 may be provided in hundreds of micrometers.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 확산부(440)를 제공할 수 있다. The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide a diffuser 440.

확산부(440)는 표면발광레이저 소자(201) 위에 배치될 수 있다. 확산부(440)는 표면발광레이저 소자(201)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 확산부(440)은 하우징(430)의 리세스 영역(142)에 배치될 수 있다. 하우징(430)의 리세스 영역(142)에 의하여 확산부(440)가 지지될 수 있다.The diffuser 440 may be disposed on the surface emitting laser device 201. The diffuser 440 may be spaced apart from the surface emitting laser device 201. The diffusion 440 may be disposed in the recessed region 142 of the housing 430. The diffusion part 440 may be supported by the recess region 142 of the housing 430.

확산부(440)와 하우징(430)의 리세스 영역(142) 사이에 접착층(미도시)이 제공될 수 있다. 예로서, 접착층은 리세스 영역(142)의 내면에 접하는 확산부(440)의 하부 면과 측면에 제공될 수 있다. 예로서, 접착층은 유기물을 포함할 수 있다. 접착층은 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또는, 접착층은 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.An adhesive layer (not shown) may be provided between the diffusion portion 440 and the recess region 142 of the housing 430. For example, the adhesive layer may be provided on the bottom surface and the side surface of the diffusion 440 in contact with the inner surface of the recess region 142. For example, the adhesive layer may include an organic material. The adhesive layer may include an epoxy-based resin. Alternatively, the adhesive layer may include a silicone resin.

확산부(440)는 표면발광레이저 소자(201)로부터 발광된 레이저빔 화각을 확장시킬 수 있다. The diffuser 440 may extend the angle of view of the laser beam emitted from the surface emitting laser device 201.

확산부(440)는 무반사(anti-reflective) 기능을 포함할 수 있다. 예로서, 확산부(440)는 표면발광레이저 소자(201)와 대향되는 일면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 확산부(440)와 별개로 형성될 수 있다. 확산부(440)는 표면발광레이저 소자(201)와 마주보는 하면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 표면발광레이저 소자(201)로부터 입사되는 레이저빔이 확산부(440)의 표면에서 반사되는 것을 방지하고 확산부(440) 내로 투과시킴으로써 반사에 의한 광 손실을 개선할 수 있다.The diffuser 440 may include an anti-reflective function. For example, the diffusion part 440 may include an anti-reflective layer disposed on one surface of the diffusion light emitting laser device 201. The antireflective layer may be formed separately from the diffusion portion 440. The diffuser 440 may include an antireflective layer disposed on a bottom surface of the diffuser laser device 201. The antireflective layer may prevent the laser beam incident from the surface emitting laser device 201 from being reflected at the surface of the diffuser 440 and transmit the light into the diffuser 440 to improve light loss due to reflection.

무반사층은 예로서 무반사 코팅 필름으로 형성되어 확산부(440)의 표면에 부착될 수 있다. 무반사층은 확산부(440)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.The antireflective layer may be formed of, for example, an antireflective coating film and adhered to the surface of the diffuser 440. The antireflective layer may be formed on the surface of the diffusion part 440 through spin coating or spray coating. For example, the antireflective layer may be formed of a single layer or multiple layers including at least one of a group containing TiO 2, SiO 2, Al 2 O 3, Ta 2 O 3, ZrO 2, MgF 2.

실시예에 따른 표면발광레이저 패키지(400)는 적어도 하나 이상의 신호라인을 포함하는 회로기판(460)을 제공할 수 있다. 표면발광레이저 소자(201)를 포함하는 기판(410)이 회로기판(460) 상에 실장될 수 있다. 예컨대, 회로기판(180)은 제1 및 제2 신호라인을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 기판(100)의 하부에 배치된 제1 본딩부(483)은 회로기판(460)의 제1 신호라인에 전기적으로 연결되고, 기판의 하부에 배치되어 제1 본딩부(483)과 수평 방향으로 이격된 제2 본딩부(484)는 회로기판(460)의 제2 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.The surface emitting laser package 400 according to the embodiment may provide a circuit board 460 including at least one signal line. The substrate 410 including the surface emitting laser device 201 may be mounted on the circuit board 460. For example, the circuit board 180 may include first and second signal lines. In this case, the first bonding portion 483 disposed under the substrate 100 is electrically connected to the first signal line of the circuit board 460, and is disposed under the substrate 100 so as to be connected to the first bonding portion 483. The second bonding part 484 spaced in the horizontal direction may be electrically connected to the second signal line of the circuit board 460.

실시예에 의하면, 기판(410)의 외측면 및 하우징(430)의 외측면 사이에 단차가 없으므로, 종래 표면발광레이저 패키지에서 단차 구조에 의한 투습 및 외부 마찰 등에 의하여 손상이 발생되는 불량을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.According to the embodiment, since there is no step between the outer surface of the substrate 410 and the outer surface of the housing 430, the defect that occurs damage due to moisture permeation, external friction, etc. due to the step structure in the conventional surface light emitting laser package. It can be prevented.

(이동 단말기)(Mobile terminal)

도 14는 실시예에 따른 표면발광레이저 소자가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.14 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device is applied according to an embodiment.

제1 및 제2 실시예에 따른 수직형 표면발광레이저 소자와 도 15에 도시된 플립형 표면발광레이저 소자는 도 14에 도시된 이동 단말기에 적용될 수 있다. The vertical surface emitting laser device and the flip surface emitting laser device shown in FIG. 15 according to the first and second embodiments may be applied to the mobile terminal shown in FIG.

도 14에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 자동 초점 장치(1510)는 발광층으로서 앞서 설명된 실시예에 따른 표면발광레이저 소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 14, the mobile terminal 1500 of the embodiment may include a camera module 1520, a flash module 1530, and an auto focusing device 1510 provided at a rear surface thereof. Here, the auto focus device 1510 may include one of a package of the surface emitting laser device according to the above-described embodiment as a light emitting layer.

플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. The flash module 1530 may include a light emitting device that emits light therein. The flash module 1530 may be operated by camera operation of a mobile terminal or control of a user.

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.The camera module 1520 may include an image capturing function and an auto focus function. For example, the camera module 1520 may include an auto focus function using an image.

자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 앞서 기술된 실시예의 표면발광레이저 소자를 포함하는 발광층과, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.The auto focus device 1510 may include an auto focus function using a laser. The auto focus device 1510 may be mainly used in a condition in which the auto focus function using the image of the camera module 1520 is degraded, for example, a proximity or a dark environment of 10 m or less. The auto focus device 1510 may include a light emitting layer including the surface emitting laser device of the above-described embodiment, and a light receiving unit for converting light energy such as a photodiode into electrical energy.

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.The foregoing detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered as illustrative. The scope of the embodiments should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the embodiments are included in the scope of the embodiments.

201: 표면발광레이저 소자
210: 기판
215: 제1 전극
280: 패드전극
220: 제1 반사층
230: 발광층
240: 산화층
241: 개구부
242: 절연영역
250: 제2 반사층
270: 패시베이션층
282: 제2 전극
285: 경사면
310: 광가이드부재
400: 표면발광레이저 패키지
410: 기판
430: 하우징
440: 확산부
445: 패턴
460: 회로기판
481, 482: 전극부
483, 484: 본딩부
485, 486: 연결배선
491: 와이어
E: 발광층
E1, E2, E3: 에미터
M: 메사영역
P: 패드부
201: surface emitting laser device
210: substrate
215: first electrode
280: pad electrode
220: first reflective layer
230: light emitting layer
240: oxide layer
241: opening
242: insulation area
250: second reflective layer
270: passivation layer
282: second electrode
285: slope
310: light guide member
400: surface emitting laser package
410: substrate
430: housing
440: diffusion
445 pattern
460: circuit board
481 and 482: electrode section
483, 484: bonding section
485, 486: connection wiring
491: wire
E: light emitting layer
E1, E2, E3: Emitter
M: mesa area
P: Pad part

Claims (18)

제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 산화층;
상기 산화층 상에 제2 반사층 -제2 반사층은 복수의 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함함-;
상기 제2 반사층의 상기 복수의 제1 영역과 접촉되는 복수의 광가이드부재; 및
상기 제2 반사층의 상기 제2 영역 상에 전극;를 포함하고,
상기 광가이드부재의 측면은 상기 제2 반사층의 상면에 수직인 직선면을 갖는 표면발광레이저 소자.
A first reflective layer;
An active layer on the first reflective layer;
An oxide layer on the active layer;
A second reflective layer on the oxide layer, the second reflective layer including a plurality of first regions and a second region surrounding the first region;
A plurality of light guide members in contact with the plurality of first regions of the second reflective layer; And
An electrode on the second region of the second reflective layer;
And a side surface of the light guide member having a straight surface perpendicular to the top surface of the second reflective layer.
제1항에 있어서,
상기 광가이드부재는 상기 제2 반사면과 접촉되는 입사면과 상기 제2 반사층의 상면으로부터 멀어지도록 연장되는 출사면을 가지며,
상기 입사면과 상기 출사면은 동일한 직경을 갖는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
The optical guide member has an entrance surface in contact with the second reflective surface and an exit surface extending away from an upper surface of the second reflective layer,
And the incident surface and the exit surface have the same diameter.
제1항에 있어서,
상기 제2 반사층의 굴절률과 상기 광가이드부재의 굴절률의 비는 1:0.95 내지 1: 1.1인 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
The ratio of the refractive index of the second reflective layer and the refractive index of the optical guide member is 1: 0.95 to 1: 1.1 surface emitting laser device.
제3항에 있어서,
상기 광가이드부재는 투명한 반도체 재질을 포함하는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 3,
The light guide member is a surface light emitting device comprising a transparent semiconductor material.
제4항에 있어서,
상기 광가이드부재는 산화아연(ZnO)을 포함하는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 4, wherein
The light guide member is a surface light emitting laser device comprising zinc oxide (ZnO).
제1항에 있어서,
상기 광가이드부재의 측면은 공기와 접하여 상기 활성층에서 생성된 레이저빔을 전반사 시켜 상부 방향으로 진행시키는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
The side surface of the light guide member is in contact with air to totally reflect the laser beam generated in the active layer to advance in the upper direction laser device.
제1항에 있어서,
상기 광가이드부재는 상기 산화층의 개구부(aperture)의 직경보다 큰 직경을 갖는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
The light guide member has a diameter larger than the diameter of the aperture (aperture) of the oxide layer.
제7항에 있어서,
상기 광가이드부재는 상기 개구부의 직경보다 0.5㎛ 내지 3㎛ 큰 직경을 갖는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 7, wherein
The light guide member is a surface emitting laser device having a diameter of 0.5㎛ 3㎛ larger than the diameter of the opening.
제7항에 있어서,
상기 광가이드부재는 5㎛ 내지 15㎛의 직경을 갖는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 7, wherein
The light guide member is a surface emitting laser device having a diameter of 5㎛ 15㎛.
제1항에 있어서,
상기 광가이드부재의 직경과 상기 광가이드부재의 높이의 비는 1:6.7 내지 1:100인 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
The ratio of the diameter of the optical guide member to the height of the optical guide member is 1: 6.7 to 1: 100 surface emitting laser device.
제10항에 있어서,
상기 광가이드부재는 100㎛ 내지 500㎛의 높이를 갖는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 10,
The light guide member is a surface emitting laser device having a height of 100㎛ to 500㎛.
제1항에 있어서,
상기 제2 반사층 상에 위치되는 상기 제2 전극의 끝단은 경사진 측면을 가지며,
상기 광가이드부재의 측면의 일부는 상기 제2 전극의 경사진 측면과 접촉되는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 1,
An end of the second electrode positioned on the second reflective layer has an inclined side surface,
A portion of the side surface of the light guide member is in contact with the inclined side surface of the second electrode.
기판;
상기 기판 상에 표면발광레이저 소자;
상기 표면발광레이저 소자를 둘러싸는 하우징; 및
상기 표면발광레이저 소자 상에 확산부;를 포함하고,
상기 표면발광레이저 소자는,
복수의 광가이드부재를 포함하고,
상기 광가이드부재의 측면은 상기 제2 반사층의 상면에 수직인 직선면을 가지며,
상기 광가이드부재는 상기 확산부에 인접하여 배치되는 표면발광레이저 패키지.
Board;
A surface emitting laser device on the substrate;
A housing surrounding the surface emitting laser element; And
And a diffusion part on the surface light emitting laser device.
The surface emitting laser device,
Including a plurality of optical guide members,
The side surface of the optical guide member has a straight surface perpendicular to the upper surface of the second reflective layer,
The light guide member is a surface light emitting laser package disposed adjacent to the diffusion portion.
제13항에 있어서,
상기 광가이드부재의 상면은 상기 확산부의 하면과 접촉되는 표면발광레이저 패키지.
The method of claim 13,
The upper surface of the light guide member is in contact with the lower surface of the diffuser laser package.
제13항에 있어서,
상기 광가이드부재의 상면은 상기 확산부의 하면으로부터 일정 거리 이격되는 표면발광레이저 패키지.
The method of claim 13,
The upper surface of the light guide member is a surface emitting laser package spaced apart from the lower surface of the diffusion portion by a predetermined distance.
제15항에 있어서,
상기 일정 거리는 상기 광가이드부재의 높이의 0.5배 이하인 표면발광레이저 패키지.
The method of claim 15,
The predetermined distance is less than 0.5 times the height of the light guide member surface emitting laser package.
제13항에 있어서,
상기 표면발광레이저 소자는,
상기 기판 상에 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 산화층; 및
상기 산화층 상에 제2 반사층 -제2 반사층은 복수의 제1 영역과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함함-; 및
상기 제2 반사층의 상기 제2 영역 상에 전극;를 더 포함하고,
상기 광가이드부재는 상기 제2 반사층의 상기 복수의 제1 영역과 접촉되는 표면발광레이저 소자.
The method of claim 13,
The surface emitting laser device,
A first reflective layer on the substrate;
An active layer on the first reflective layer;
An oxide layer on the active layer; And
A second reflective layer on the oxide layer, the second reflective layer including a plurality of first regions and a second region surrounding the first region; And
An electrode on the second region of the second reflective layer;
And the light guide member is in contact with the plurality of first regions of the second reflective layer.
제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 의한 표면발광레이저 소자를 포함하는 발광장치.A light emitting device comprising the surface emitting laser device according to any one of claims 1 to 17.
KR1020180086000A 2018-07-24 2018-07-24 A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same KR20200011190A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086000A KR20200011190A (en) 2018-07-24 2018-07-24 A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086000A KR20200011190A (en) 2018-07-24 2018-07-24 A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200011190A true KR20200011190A (en) 2020-02-03

Family

ID=69626956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086000A KR20200011190A (en) 2018-07-24 2018-07-24 A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200011190A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110214380B (en) Semiconductor device with a semiconductor layer having a plurality of semiconductor layers
US20220037852A1 (en) Surface emitting laser device and surface emitting laser apparatus having the same
US20210098964A1 (en) Surface emitting laser package
US11784458B2 (en) Surface-emitting laser package
CN110651404B (en) Laser diode
KR102534590B1 (en) A vertical-cavity surface-emitting laser package
KR102645382B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR20200011190A (en) A vertical-cavity surface-emitting laser device, a vertical-cavity surface-emitting laser package and light emitting device including the same
KR102385937B1 (en) Semiconductor device package and optical assembly
US20210159672A1 (en) Surface emitting laser device and light emitting device including same
KR20200044424A (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102660071B1 (en) Vertical-cavity surface-emitting laser package and automatic focusing device
KR102607445B1 (en) A vertical-cavity surface-emitting laser package
KR102563222B1 (en) A vertical-cavity surface-emitting laser device
KR102543260B1 (en) Vertical-cavity surface-emitting laser package and automatic focusing device
KR20180087679A (en) Semiconductor device, method for fabricating semiconductor device, semiconductor device package, and object detecting apparatus
KR102533329B1 (en) Vertical-cavity surface-emitting laser package
KR102635056B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102327777B1 (en) Semiconductor device, semiconductor device package, and object detecting apparatus
KR20180085222A (en) Semiconductor device package
KR102308692B1 (en) Semiconductor device, method for fabricating semiconductor device, semiconductor device package, and object detecting apparatus
US20210234335A1 (en) Surface emitting laser package and light emitting device comprising same
KR20190019991A (en) Semiconductor device
KR20200144245A (en) A vertical-cavity surface-emitting laser package
KR20200001177A (en) A vertical-cavity surface-emitting laser device and light emitting device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application