KR20230037660A - 통합된 에지-생성 수직 방출 레이저 - Google Patents

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vertical emitting
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제프리 티. 힐
알프레도 비스무토
토마스 사르미엔토
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애플 인크.
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Abstract

수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저(edge-generated vertical emission laser)에 대한 구성들 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 제조 방법들이 개시된다. 에지-생성 수직 방출 레이저는 분산 피드백(distributed feedback, DFB) 레이저 구조, 격자 커플러(grating coupler), 및 콘택 층들을 포함할 수 있다. 광은 DFB 레이저 구조를 통해, 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 대략 평행하게 전파될 수 있고, 격자 커플러에 의해 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 지향될 수 있다. 광은 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 대략 수직으로 에지-생성된 수직 방출 레이저로부터 수직으로 방출될 수 있다. 추가적으로, 콘택 층들은, 에지-생성 수직 방출 레이저의 동일한 면 상에 위치될 수 있는 n-금속 및 p-금속일 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저의 이러한 특징들은 테스트의 용이성 및 패키징에 대한 증가된 옵션들을 촉진할 수 있다.

Description

통합된 에지-생성 수직 방출 레이저
관련 출원의 상호 참조
본 PCT 특허 출원은 2020년 8월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/067,996호, 및 2021년 8월 19일자로 출원된 미국 정규 특허 출원 제17/407,016호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 전체적으로 개시된 것처럼 참조로서 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 광을 수직으로 광을 방출하기 위한 광원에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 더 낮은 열 저항 및 감소된 확산 전류로 수직으로 방출하도록 수정된 에지-생성 수직 방출 레이저(edge-generated vertical emission laser)에 관한 것이다.
일반적으로, 다이오드 및 레이저와 같은 광원들은 텔레비전, 컴퓨터 마우스, 레이저 프린터 등과 같은 일상적인 디바이스들에서 사용된다. 광원의 유형은 광의 방출 파장, 신뢰성, 디바이스의 크기, 비용 등과 같은 임의의 수의 특성들에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 예들에서, 하나의 유형의 레이저의 속성들은 레이저를 특정 응용에 더 적절한 선택으로 만들 수 있다. 예를 들어, 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)는 레이저들의 어레이를 제공하기 위한 적절한 선택일 수 있다. VCSEL들은 어레이에서 레이저들을 조립하는 능력으로 인해 그리고 온 웨이퍼 테스트(on wafer test) 능력들 때문에 일부 응용들에 바람직할 수 있지만, VCSEL들은 일부 응용들의 모든 요건들을 충족하지 못할 수 있으므로, 이러한 유형의 레이저를 덜 매력적인 선택으로 만들 수 있다.
본 개시내용에 설명된 시스템들, 디바이스들, 방법들, 및 장치들의 실시예들은 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저에 관한 것이다. 또한, 에지-생성 수직 방출 레이저에 의한 광의 수직 방출에 관한 시스템들, 디바이스들 및 방법들이 설명된다. 에지-생성 수직 방출 레이저는 분산 피드백(distributed feedback, DFB) 레이저 구조 및 격자 커플러(grating coupler)를 포함할 수 있다. DFB 레이저 구조는 DFB 레이저 구조의 활성 영역에 평행하게 그리고 또한 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 전파되는 광을 생성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "상부 표면"은 광이 에지-생성 수직 방출 레이저로부터 방출될 수 있는 표면을 지칭할 수 있고, "저부 표면"은 에지-생성 수직 방출 레이저의 "상부 표면"과 반대편 표면을 지칭할 수 있다. 광은 격자 커플러를 향해 전파될 수 있고, 격자 커플러는 상부 표면으로부터의 수직 방출을 위해 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 광을 지향시킬 수 있다. 수직으로 방출된 광은 DFB 레이저 구조의 활성 영역에 수직일 수 있고 또한 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 수직일 수 있다. 일부 예들에서, 광의 수직 방출은 패키징 및 온-웨이퍼 테스트의 증가된 용이성을 촉진할 수 있으며, 이는 제조 동안 레이저 수율을 증가시킬 수 있다.
일부 예들에서, 본 개시내용은 광을 수직으로 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저를 설명한다. 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저는 에지 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 전파되는 광을 생성하도록 구성된 분산 피드백(DFB) 레이저 구조, DFB 레이저 구조로부터 생성된 광을 수신하고 생성된 광을 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 수직인 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 지향시키도록 구성된 격자 커플러, 광이 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로부터 방출될 수 있게 하도록 구성된 광학 요소, 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 금속 콘택(metal contact)을 포함할 수 있으며, 저부 표면은 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면의 반대편이다. 일부 예들에서, 금속 콘택은 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 n-금속 콘택 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 p-금속 콘택을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소는 시준 및 광 지향 광학 요소일 수 있고 에지-생성 수직 방출 레이저는 광학 요소 상에 반사 방지 코팅을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소는 통합된 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 에지-생성 수직 방출 레이저는 통합된 마이크로렌즈 어레이 상에 배치된 반사 방지 코팅을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 격자 커플러는 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로 광을 지향시키도록 구성된 고콘트라스트(high contrast) 격자일 수 있다.
추가적으로 일부 예들에서, 금속 콘택은 n-금속 콘택 및 p-금속 콘택을 포함할 수 있으며, 여기서 n-금속 콘택 및 p-금속 콘택은 둘 모두 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 있음으로써, 에지-생성 수직 방출 레이저의 일 면 상에 전기적 콘택을 제공한다. 일부 예들에서, 격자 커플러는 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로 광을 지향시키도록 동작하는 시간 패리티(time parity) 격자 커플러일 수 있다. 일부 예들에서, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저는 DFB 레이저 구조의 후방 패싯(back facet)을 포함할 수 있고, 고반사율(high reflectivity) 재료가 DFB 레이저 구조의 후방 패싯에 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 격자 커플러는 2차 격자(second order grating)일 수 있다. 일부 예들에서, 금속 콘택은 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면을 향해 전파되는 광을 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로 재지향시키도록 동작할 수 있다. 일부 예들에서, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저는 반사 방지 재료로 코팅된 DFB 레이저 구조의 후방 패싯을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 본 개시내용은 에지-생성 수직 방출 레이저를 사용하여 수직으로 방출되는 광을 제공하기 위한 방법을 설명한다. 본 방법은, 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 그리고 분산 피드백(DFB) 레이저 구조 내에서 전파되는 광을 DFB 레이저 구조에서 생성하는 단계, 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부인 격자 커플러를 사용하여, DFB 레이저 구조로부터 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 광을 지향시키는 단계, 및 DFB 레이저 구조의 활성 영역에 수직으로 그리고 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로부터 광을 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 본 방법은, 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 p-금속 콘택을 제공하는 단계, 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 n-금속 콘택을 제공하는 단계, 고반사율 재료를 통해, DFB 레이저 구조의 후방 패싯으로부터 광을 반사시키는 단계, 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에서 회절 광학체(diffractive optic)들을 사용하여 방출된 광을 조향하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 본 방법은, 에지-생성 수직 방출 레이저의 DFB 레이저 구조의 후방 패싯으로부터 미리 결정된 양의 광을 방출하는 단계, 광검출기를 사용하여 방출된 미리 결정된 양의 광을 검출하는 단계, 및 광검출기를 사용하여 방출된 미리 결정된 양의 광의 속성들을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 본 방법은 접합된 마이크로렌즈 어레이를 사용하여 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로부터 방출된 광을 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 본 방법은, 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 p-금속 콘택을 제공하는 단계, 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 n-금속 콘택을 제공하는 단계, 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면을 향해 전파되는 생성된 광을 다시 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 본 개시내용은 에지-생성 수직 방출 레이저를 설명한다. 에지-생성 수직 방출 레이저는 광을 생성하도록 구성된 분산 피드백(DFB) 레이저 구조, 생성된 광을 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 전파시키도록 동작하는 도파관, 광이 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 수직으로 방출되도록 생성된 광을 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 반사시키도록 동작하는, 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부인 격자 커플러, 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 금속 콘택을 포함할 수 있으며, 저부 표면은 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면의 반대편이다. 일부 예들에서, 금속 콘택은 n-금속 콘택이고, 에지-생성 수직 방출 레이저는 n-금속 콘택과 에지-생성 수직 방출 레이저의 동일한 면 상의 p-금속 콘택, 생성된 광을 수신하도록 구성된 회절 기반 시준 광학 요소, 및 회절 기반 시준 광학 요소 상에 배치된 반사 방지 코팅을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 도파관에서 격자 커플러로부터 멀리 전파되는 생성된 광의 일부를 수신하도록 구성된 후방 패싯, 및 후방 패싯 상에 배치된 반사 방지 코팅을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 도파관에서 격자 커플러로부터 멀리 전파되는 생성된 광의 일부를 수신하도록 구성된 후방 패싯, 및 에지-생성 수직 방출 레이저의 후방 패싯 상에 배치된 유전체 스택을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 광 출력부(light output)에 위치된 격자를 포함할 수 있고, 여기서 격자는 격자 커플러로부터 광을 수신하고 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로부터 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
전술된 예시적인 양태들 및 실시예들에 더하여, 추가 양태들 및 실시예들이 도면들을 참조함으로써 그리고 하기 설명의 연구에 의해 명백해질 것이다.
도 1a는 광원의 예를 예시한다.
도 1b는 광원의 예를 예시한다.
도 2는 에지-생성 수직 방출 레이저의 일례의 평면도를 예시한다.
도 3은 에지-생성 수직 방출 레이저의 일례의 단면도를 예시한다.
도 4는 에지-생성 수직 방출 레이저의 일례의 단면도를 예시한다.
도 5a 내지 도 5r은 에지-생성 수직 방출 레이저의 예시적인 제조 프로세스를 예시한다.
도 6은 패키징된 에지-생성 수직 방출 레이저의 측면도이다.
도 7은 다수의 에지-생성 수직 방출 레이저 패키지들의 평면도이다.
상이한 도면들에서 동일한 또는 유사한 도면 부호들의 사용은 유사하거나, 관련되거나, 동일한 항목을 표시한다.
또한, 다양한 특징부들 및 요소들(및 이들의 집합들 및 그룹들) 및 그 사이에 존재하는 경계들, 분리들, 및 위치 관계들의 비율들 및 치수들(상대적 또는 절대적)은 첨부 도면들에서 단지 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되고, 따라서 반드시 축척에 맞게 나타내어지거나 도시되지 않을 수 있으며, 도시된 실시예에 대해, 그를 참조하여 기술된 실시예들의 제외에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 나타내도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
이제, 첨부 도면들에 예시된 대표적인 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 하기의 설명이 실시예들을 임의의 단일 실시예로 한정하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 설명된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다. 마찬가지로, 다수의 실시예들이 특정 용어, 요소들 및 구조들로 설명되지만, 본 명세서에 개시된 임의의 실시예는 다른 실시예들에 대해 개시된 용어, 요소들 및/또는 구조들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일반적으로, 모바일 디바이스들은 전화를 거는 것 외에도, 사용자의 생체측정 정보를 측정하기 위한 광 감지 및 광 프로세싱, 근접 감지, 주변광 감지 등과 같은 무수한 기능들에 사용될 수 있다. 생체측정 정보를 감지하기 위한 모바일 전자 디바이스들 및 웨어러블 전자 디바이스들은 인기가 상승하고 있고, 이러한 디바이스들은 휴대용이거나 손에 쥐거나 사용자에 의해 편안하게 착용되기에 충분히 작을 수 있다. 이러한 디바이스들은 모바일 디바이스들, 웨어러블 디바이스들, 태블릿들, 랩톱들, AR/VR/MR/XR 헤드셋들 및/또는 안경, GPS 시계들, 웨어러블 피트니스 트래커들, 임의의 유형의 모바일 컴퓨팅 디바이스 등을 포함할 수 있다. 심박수, 혈액 산소화, 지문, 망막 패턴, 혈관 패턴, 손가락 길이 등과 같은 상이한 생체측정 정보가 사용자에게 제공될 수 있다. 이러한 모바일 생체측정 전자 디바이스들의 아키텍처들은 상이한 구성들의 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 이는 컴포넌트가 통합되는 디바이스의 크기에 영향을 줄 수 있다.
더 작고 더 콤팩트한 전자 디바이스들에 대한 강조가 증가하는 것으로 인해, 전자 디바이스 내부의 컴포넌트들의 크기 및 두께 및 패키징 옵션들은 제한될 수 있다. 일부 예들에서, 전자 디바이스의 특정 크기가 표적이 되고, 전자 디바이스 내의 각각의 컴포넌트에는, 컴포넌트(들)가 전자 디바이스 내에서 점유할 수 있는 최대 폼 팩터 또는 면적이 제공된다. 따라서, 광원, 패키징, 전기 연결부, 광학 요소, 광학 송수신기, 격자 커플러, 편광기, 광학 렌즈, 디스플레이 스택, 및 집적회로, 예컨대 포토닉스 집적 회로 및/또는 포토닉스 어셈블리와 같은 개별 컴포넌트들의 물리적 구성은 디바이스의 폼 팩터에 점점 더 중요해질 수 있다.
VCSEL들은 다양한 응용들에서 사용될 수 있고, 어레이의 상부 표면으로부터(예를 들어, 어레이 내의 일반적으로-정렬된 VCSEL들의 상부 표면들로부터) 광이 방출되도록 어레이들로 구성될 수 있다. 또한, VCSEL들은 이러한 수직 광 방출로 인해 온-웨이퍼 테스트될 수 있다. 이는 제조 동안 동시에 다수의 VCSEL들을 테스트할 수 있게 하며, 이는 테스트 시간을 감소시키고 VCSEL 다이 수율을 증가시킬 수 있다.
VCSEL들은 광의 이러한 수직 방출로 인해 일부 이점들을 제공하지만, VCSEL들은 광의 특정 파장 범위들에서 허용가능하게 기능하지 못할 수 있으며, 또한 에지-방출 레이저들과 같은 다른 광원들의 광파워(optical power) 또는 신뢰성이 가능하지 않을 수 있다. 일부 예들에서, 에지-방출 레이저들은, VCSEL들이 신뢰성있게 수행하지 못할 수 있는 파장들인 광의 근적외선 파장 범위에서 광을 방출할 수 있다. 이 파장 범위의 광은 모바일 디바이스들 및/또는 웨어러블 디바이스들과 같은 핸드헬드 디바이스들에 의해 사용되는 근접 감지와 같은 다수의 감지 응용들에 바람직할 수 있다.
일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 본 명세서에 설명된 바와 같이 상부 표면으로부터 수직으로 광을 방출할 수 있다. 또한, 수직으로 광을 방출하는 에지-방출 레이저들은 "에지-생성 수직 방출 레이저들"로 지칭될 수 있다. 일반적으로, 에지-방출 레이저들 및 에지-생성 수직 방출 레이저들은 활성 영역 주위에 도파관으로서 기능하는 층들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 에지-방출 레이저들 및 에지-생성 수직 방출 레이저들은, 활성 영역이 에지-방출 레이저들 및 에지-생성 수직 방출 레이저들이 형성되는 기판에 대략 평행한 이들 층 중 하나 이상일 수 있는 층들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 에지-방출 레이저들 및 에지-생성 수직 방출 레이저들은 전류원으로부터의 인가된 전류에 응답하여, 활성 영역에 평행한 방향으로 그리고 활성 영역뿐만 아니라 상부 표면에 평행하게 전파되는 광을 생성한다. 광이 상부 표면 또는 저부 표면에 평행하게 전파되는 것으로 기술되는 한, 광은 층들에 거의 평행하게 그리고 층들을 따라 전파될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에지-방출 레이저"는 활성 영역 층에 대략 평행하게 광을 생성하고 방출하는 일반적인 에지-방출 레이저들을 지칭할 수 있다.
추가적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, DFB 레이저 구조는 이득 매질, 격자 및 공동을 지칭할 수 있다. 추가로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 반도체 레이저 및 에지-생성 수직 방출 레이저는, DFB 레이저 구조, 격자 커플러, 패시베이션 층, 통합된 마이크로렌즈 어레이와 같은 광학 요소, 및/또는 콘택 층, 및/또는 임의의 다른 코팅들 및/또는 광학 요소들 또는 렌즈들을 지칭할 수 있으며, 이들 중 임의의 것은, 패키징 전에 에지-생성 수직 방출 레이저에 퇴적, 접합, 증발, 도금, 접착, 이들의 임의의 조합 등이 될 수 있다. 일반적으로, 자유-공간 광학체들은 반도체 레이저 또는 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부가 아닐 수 있다.
대조적으로, VCSEL들은 활성 영역 층(들)의 양면 상에 미러들의 층들을 포함할 수 있으며, 여기서 활성 영역 층은 레이저가 형성되는 기판에 대략 평행하고 VCSEL들은 활성 영역에 수직인 방향으로 광을 생성한다. 에지-생성 수직 방출 레이저들은 수직으로 광을 방출할 수 있지만, 광은 여전히 생성되고, 통합된 격자 커플러에 의해 수직으로 재지향되기 전에 활성 영역에 평행하게 전파된다.
일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 DFB 레이저 구조, 도파관 및 격자 커플러를 포함할 수 있다. DFB 레이저 구조는 광을 생성할 수 있으며, 이는 도파관을 통해 격자 커플러를 향해 전파될 수 있다. 격자 커플러는 광을 수신하고 수직 방출을 위해 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 광을 재지향시키도록 구성될 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저는 또한 p-형 금속 콘택 및 n-형 금속 콘택을 포함할 수 있으며, p-형 및 n-형 금속 콘택들의 위치설정은 플립칩 접합과 같은 증가된 패키징 옵션들을 허용할 수 있다. 추가적으로, 에지-생성 수직 방출 레이저로부터의 수직 광 방출로 인해, 레이저 다이들은 제조 공정 동안 온-웨이퍼 테스트될 수 있으며, 이는 증가된 레이저 다이 수율로 이어질 수 있다. 수직 광 방출은 또한 에지-생성 수직 방출 레이저들을 어레이들로 배열하는 것, 또는 단일 다이 상에 에지-생성 수직 방출 레이저들의 어레이를 제공하는 것과 같은 증가된 패키징 옵션들을 촉진할 수 있다. 또한, 에지-생성 수직 방출 레이저들을 어레이로 배열함으로써, 어레이가 통합되는 디바이스는 에지-방출 레이저들의 전력, 신뢰성, 파장 범위들 등의 이득을 얻을 수 있으면서, 동시에 근접 감지, 생체측정 감지, 터치 감지, 광 감지, 이들의 임의의 조합 등과 같은 다양한 응용들을 위한 디바이스에 대한 콤팩트한 패키지를 제공할 수 있다.
수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저를 위한 광학 시스템들, 디바이스들 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 에지-생성 수직 방출 레이저 구조는 DFB 레이저 구조 및 격자 커플러를 포함할 수 있다. DFB 레이저 구조는 DFB 레이저 구조를 통해 그리고 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 대략 평행하게 전파될 수 있는 광을 생성할 수 있다. 격자 커플러는 광을 수신할 수 있고, 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 광을 지향시킬 수 있다. 일부 예들에서, 격자 커플러는 고콘트라스트 격자 커플러 또는 시간-패리티 격자 커플러일 수 있다. 광은 에지-생성 수직 방출 레이저로부터 수직으로 방출될 수 있다. 일부 예들에서, 광은 통합된 마이크로렌즈 어레이, 접합된 마이크로렌즈 어레이, 또는 격자와 같은 하나 이상의 광학 요소들을 사용하여 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에서 또는 그 근처에서 에지-생성 수직 방출 레이저를 빠져나갈 때 시준되고 지향될 수 있다.
이들 및 다른 실시예들은 도 1 내지 도 7을 참조하여 아래에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 쉽게 인식할 것이다.
"상부", "저부", "상위", "하위", "상방", "하방", "밑", "전방", "후방", "위", "아래", "좌측", "우측" 등과 같은 방향 용어는 후술되는 도면들 중 일부에서 컴포넌트들의 일부의 배향에 관련하여 사용된다. 다양한 실시예들의 컴포넌트들이 다수의 상이한 배향들로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 설명의 목적으로만 사용된다. 방향 용어는 상대적 위치들을 설명하거나 본 출원에서 논의된 요소들의 양태들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 임의의 특정 배향에서 사용되고/되거나 위치되도록 전체 디바이스를 제한하지 않는다. 예를 들어, 레이저가 더 큰 디바이스에 통합되는 경우, 레이저의 "상부 표면"은 더 큰 디바이스의 "상부 표면"에 대응할 필요가 없다. 추가적으로, 방향 용어는 광범위하게 해석되는 것으로 의도되고, 따라서 컴포넌트들이 상이한 방식으로 배향되는 것을 배제하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 개시내용에 따른 방법들 및 장치들의 대표적인 응용들이 이 섹션에 기술된다. 이러한 예들은 단지 맥락을 부가하고 설명된 예들의 이해를 돕기 위하여 제공되고 있다. 따라서, 기술된 예들이 구체적인 세부사항들의 일부 또는 전부가 없어도 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 응용들이 가능하며, 따라서 다음의 예들은 제한하는 것으로 취해지지 않아야 한다.
도 1a는 반도체 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)인 광원(100)의 예를 예시한다. VCSEL들은 레이저의 활성 영역 및 레이저의 상부 표면에 수직으로 광(105)을 방출한다. VCSEL들은 전기통신용 광학 송수신기들, 레이저 프린터들, 생물학적 조직 분석 등을 포함하는 다양한 응용들에서 사용될 수 있다. 일부 예들에서, VCSEL들은 단일 웨이퍼 상에서 수천 개의 레이저들과 같은 많은 수로 동시에 제조되고 개별 디바이스들 또는 디바이스들의 어레이들로 다이싱될 수 있다. VCSEL들은 제조 프로세스 동안 다수의 단계들에서 테스트될 수 있으며, 이는 더 높은 수율 및 감소된 프로세싱 비용을 허용할 수 있다. 추가적으로, 특정 응용에 따라, VCSEL들은 다이들의 확장성으로 인해 선택될 수 있고, 광원들의 어레이들로 배열될 수 있다. 일부 예들에서, VCSEL들은 VCSEL 어레이들로 제조 및 다이싱될 수 있다. 일부 예들에서, 광이 VCSEL의 상부 표면으로부터 활성 영역에 수직으로 방출되기 때문에, 플립칩 접합과 같은 다양한 패키징 및 상호연결 옵션들이 이용가능할 수 있다. VCSEL들은 이전에 논의된 바와 같이 많은 바람직한 특성들을 갖지만, 신뢰성 및 광의 파장 방출 범위와 같은 특정 특징들은 일부 응용들에서 또는 내부 공간이 제한된 전자 디바이스들에 통합될 때 단점들을 제시할 수 있다.
도 1b는 반도체 에지-방출 레이저 다이인 광원(150)의 예를 예시한다. 일반적으로, 에지-방출 레이저는 레이저의 활성 영역 및 레이저의 상부 표면 둘 모두에 평행하게 광(155)을 방출한다. 에지-방출 레이저들을 사용할 시, 광 방출이 레이저의 활성 영역에 평행하도록 광이 레이저의 면 상의 절개된 에지(cleaved edge) 밖으로 반사되거나 결합될 수 있다. 에지-방출 레이저에서의 광은 도파관의 구조와 유사한 구조로 레이저 내에서 전파될 수 있으며, 일부 예들에서는 이중 헤테로접합을 채용한다. 에지-방출 레이저들은 낮은-임계 펌핑 파워 및 높은 효율을 가질 수 있으므로, 광통신(optical communication), 재료 프로세싱 및 생체측정 감지 응용들과 같은 다양한 응용들에서 사용될 수 있다. 패키징 표준 에지-방출 레이저들은 VCSEL들에 비해 일부 추가적인 문제들을 제기하지만, 에지-방출 레이저들은 또한 신뢰성에서 잘 수행할 수 있고, 광의 파장 범위에 따라 성능 및/또는 신뢰성에서 VCSEL들을 능가할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 광은 광원의 상부 표면에 평행하거나 수직으로 방출되는 것으로서 설명될 수 있지만, 광은 광원의 상부 표면에 대략 평행하거나 대략 수직으로 방출되는 것으로 이해될 수 있다. 추가적으로, 레이저들은 도 5a 내지 도 5r과 관련하여 더 상세히 설명될 일련의 프로세싱 단계들을 통해 웨이퍼와 같은 기판 내 또는 기판 상에 제조된다는 것을 이해할 수 있다.
도 2는 에지-생성 수직 방출 레이저(200)의 일례의 평면도를 예시한다. 에지-생성 수직 방출 레이저(200)는 분산 피드백(DFB) 레이저 구조, 격자 커플러, 패시베이션 층, 통합된 마이크로렌즈 어레이와 같은 광학 요소, 및 콘택 층을 포함할 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저(200)의 요소들은 도 2 내지 도 6을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 레이저 구조는 이득 매질, 격자, 및 공동(예를 들어, DFB 레이저 구조)을 포함하지만, 수직 방출 에지-생성 레이저(200)는 패키징 전에 에지-생성 수직 방출 레이저에 퇴적, 접합, 증발, 도금, 접착, 이들의 임의의 조합 등이 될 수 있는 분산 피드백(DFB) 레이저 구조, 격자 커플러, 패시베이션 층, 통합된 마이크로렌즈 어레이와 같은 광학 요소, 및 콘택 층, 또는 임의의 다른 코팅들 및/또는 광학 요소들 또는 렌즈들을 포함할 수 있다.
도 2에서, 에지-생성 수직 방출 레이저(200)는 광학 요소(255) 및 재료(245)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 재료(245)는 에지-생성 수직 방출 레이저(200)의 후방 패싯(288)에 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 재료(245)는 고반사율 재료일 수 있고 미러로서 기능할 수 있다. 고반사율 재료는 에지-생성 수직 방출 레이저(200)의 백 패싯(288)을 향해 전파되는 광을 반사시키기 위해 백 패싯(288)에서 채용될 수 있다. 일부 예들에서, 고반사율 재료는 금속 또는 유전체 미러와 같은 재료일 수 있는 반면, 다른 예들에서 재료(245)는 반사 방지 코팅과 같은 저반사율 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 고반사율 재료는 저반사율 재료와 조합하여 사용될 수 있다. 재료(245)의 기능 및 사용은 도 5p와 관련하여 더 상세히 논의될 것이다. 광학 요소(255)는, 기판에서 또는 에지-생성 수직 방출 레이저의 층들 중 하나 내에 직접 제조 또는 형성될 수 있고 에지-생성 수직 방출 레이저(200)의 표면에서 광을 시준 및 지향(또는 "조향)시킬 수 있는, 통합된 마이크로렌즈 어레이일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(255)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 바와 같은 격자일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(255)는, 제조된 마이크로렌즈 어레이와 대조적으로, 접합된 마이크로렌즈 어레이일 수 있으며, 여기서 접합된 마이크로렌즈 어레이는 에지-생성 수직 방출 레이저와 별도로 형성되고 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부로서 그에 부착될 수 있다. 도 3 및 도 4는 상이한 실시예들을 도시하는 도 2의 A-A' 선을 따른 단면이다.
도 3은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 다른 예의 단면도를 예시한다. 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 분산 피드백(DFB) 레이저 구조(310), 격자 커플러(320), 패시베이션 층(330), 통합된 마이크로렌즈 어레이(340), 및 콘택 층(350)을 갖는 기판을 포함한다. 기판은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)를 제조하기 위해 그 내부에서 또는 그 상에서 프로세싱이 수행되는 수행되는 웨이퍼일 수 있다. 기판은 III-V 또는 II-VI 재료 조합들(예를 들어, GaAs, GaP, InGaP, InGaAs 등) 또는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합, 예컨대 사파이어와 같은 임의의 유형의 재료일 수 있다. 도 3에서, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 DFB 레이저 구조(310)에서 광을 생성할 수 있다. 광은 DFB 레이저 구조(310)의 활성 영역에 대략 평행하게 그리고 또한 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면에 대략 평행하게 전파될 수 있다. 일반적으로, 에지-방출 레이저로, 광은 계속해서 DFB 레이저 구조(310)의 활성 영역에 평행하게 전파되고 기판의 측면 에지로부터 절개된 전방 패싯에서 빠져나갈 것이다. 도 3에서 광은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면에 평행하게 전파될 수 있지만, 광은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면에 대략 수직일 수 있는 광 경로(360)를 따라 방출될 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 서로에 대해 상이한 층들, 구조 및 요소들을 도시하지만, 도 3은 축척에 맞게 도시되지 않았으며, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 요소들은 서로에 대해 더 크거나 더 작을 수 있다.
도 3에서, DFB 레이저 구조(310)는 활성 영역(도 3에 개별적으로 도시되지 않음)을 포함하며, 이는 일부 예들에서 DFB 회절 격자(도 3에서 개별적으로 도시되지 않음)와 같은 주기적 구조를 포함할 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 인화 인듐 기반의 에지-생성 수직 방출 레이저일 수 있으며, 예를 들어 대략 1200 나노미터의 광의 근적외선 파장 범위에서 광을 방출할 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 사용되는 응용에 따라 더 높은 파장 범위 또는 더 낮은 파장 범위에서 광의 파장과 같이 1200 나노미터 이외의 파장들을 방출할 수 있다. 추가적으로, 다른 III-V 또는 II-VI 재료 조합들(예를 들어, GaAs, GaP, InGaP, InGaAs 등) 또는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합과 같은 다른 대체 재료들이 에지-생성 수직 방출 레이저(300)에 대해 사용될 수 있다.
일부 예들에서, DFB 레이저 구조(310)는 DFB 레이저 구조(310)를 따라 격자 커플러(320)를 향해 그리고 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면에 대략 평행하게 전파될 수 있는 광을 생성할 수 있다. 일부 예들에서, DFB 레이저 구조(310) 설계는 전방 대향 파(forward facing wave), 또는 격자 커플러(320)를 향해 전파되는 광을 향상시킬 수 있다는 점에서 시간 패리티 격자와 유사한 속성들을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 일부 광은 격자 커플러(320)로부터 멀리 DFB 레이저 구조(310)를 따라 전파될 수 있고, 격자 커플러(320)로부터 DFB 레이저 구조(310)의 반대편 상에 있을 수 있는 DFB 레이저 구조(310)의 후방 패싯에 또는 그 근처에 위치된 재료(389)를 향해 전파될 수 있다. 재료(389)는 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부일 수 있고, 미러로서 기능할 수 있고 DFB 레이저 구조(310)를 통해 광을 다시 반사시킬 수 있는 고반사율 재료일 수 있다. 후방 패싯에 위치된 고반사율 재료는 도 6을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 일부 예들에서, 반사 방지 재료(389)가 DFB 레이저 구조(310)의 후방 패싯에 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 후방 패싯에 위치된 반사 방지 재료는 금속 또는 유전체 스택과 같은 고반사율 재료와 조합하여 사용될 수 있다.
일부 예들에서, DFB 레이저 구조(310)는 또한 이중 헤테로구조와 같은 도파관 구조를 포함할 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면으로부터 광을 방출하기 때문에, 광의 수직 방출은, 대략 1200 나노미터 이상의 파장 범위에서의 방출 및 신뢰성과 같은, 에지-방출 레이저들의 속성들을 포함하는 콤팩트한 반도체 레이저를 허용할 수 있다. 또한, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면 방출로 인해, 에지-생성 수직 방출 레이저들은 에지-생성 수직 방출 레이저들의 광 출력부를 기울이기 위한 광 지향 광학체(예를 들어, 통합된 마이크로렌즈 어레이들, 접합된 마이크로렌즈 어레이들 등)들을 포함할 수 있다. 또한, 에지-생성 수직 방출 레이저들은 상부 표면으로부터 광을 방출하기 때문에, 에지-생성 수직 방출 레이저들은 어레이들로 제조 및/또는 패키징될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광은 DFB 레이저 구조(310)를 통해 전파될 수 있고, 격자 커플러(320)로부터 광 경로(360)를 따라 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 방출 상부 표면을 향해 반사 및/또는 지향될 수 있다. 일반적으로, 일부 격자 커플러들은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면을 향해 뿐만 아니라, 콘택 층(350)이 위치될 수 있는 저부 표면을 향해 광을 지향시킬 수 있다. 격자 커플러(320)에 의해 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 및 저부 표면들 둘 모두를 향해 광이 지향되는 예에서, 콘택 층(350)은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 저부를 향해 지향되는 광의 적어도 일부를 다시 상부 표면을 향해 반사시킬 수 있다.
광이 상부 및 저부 표면들을 향해 지향될 때, 이는 광 및/또는 파워의 바람직하지 않은 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면을 향해 주로 그리고 비대칭적으로 광을 지향시키는 격자 커플러가 채용될 수 있다. 광을 주로 한 방향으로 지향시키기 위해, 격자 커플러는 비대칭적으로 패턴화될 수 있어서, 격자 커플러 구조는 다른 방향(예를 들어, 저부 표면을 향함)과 비교할 때 일방향으로 한 방향(예를 들어, 상부 표면을 향함)으로 전파되는 광과 상호작용할 수 있다. 도 3의 격자 커플러(320)는 대칭 주기적 구조로 도시되어 있지만, 일부 예들에서, 구조는 하나 이상의 방향들에서 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 주기적 구조는 한쪽이 다른 쪽보다 더 큰 피치를 가지면서 서로 이격되는 요소들을 포함할 수 있다.
주로 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면을 향해 광을 지향시키는 격자 커플러들의 일부 예들은 고콘트라스트 격자 커플러들 및 시간 패리티 격자 커플러들일 수 있다. 고콘트라스트 격자 커플러들은 주변 재료들과의 굴절률에서 큰 콘트라스트를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 고콘트라스트 격자 커플러들은, 활성 영역에 평행하게 전파되는 것으로부터 에지-생성 수직 방출 레이저의 표면에 수직으로 전파되는 것으로 광을 조작하거나 지향시키는 데 효과적이다. 시간 패리티 격자 커플러들은 굴절률의 실수부 및 허수부의 변조를 시프트시켜 광의 비대칭 회절을 야기할 수 있다. 일부 예들에서, 시간 패리티 격자 커플러는 1차 격자(first order grating)일 수 있다. 1차 시간 패리티 격자 커플러는 격자 커플러가 상부 표면을 향해 지향되는 광의 양을 증가시킬 수 있다는 점에서 상부 표면을 향해 지향되는 광의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 시간 패리티 격자 커플러는 상부 표면을 향해 그리고 저부 표면(예를 들어, 콘택 층(350))으로 둘 모두 광을 지향시키는 1차 격자일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 콘택 층(350)은 저부 표면을 향해 전파되는 광을 다시 상부 표면을 향해 재지향시킬 수 있다.
다른 예들에서, 시간 패리티 격자 커플러는 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 향해 주로 광을 지향시킬 수 있는 2차 격자일 수 있다. 격자 커플러(320)는 도 5m 및 도 5n을 참조하여 설명되는 바와 같이 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 표면을 통해 에칭될 수 있다.
여전히 도 3과 관련하여, 광이 격자 커플러(320)로부터 반사된 후, 그것은 광 경로(360)를 따라 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면을 향해 전파될 수 있다. 광은 패시베이션 층(330) 및 광학 요소(340)를 통과할 수 있으며, 여기서 패시베이션 층(330) 및 광학 요소(340)는 둘 모두 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 일부일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(340)는 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면을 빠져나가는 광을 시준, 회절 및/또는 지향 또는 조향할 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(340)는 통합된 마이크로렌즈 어레이, 시준 마이크로렌즈 어레이, 접합된 마이크로렌즈 어레이, 회절 기반 시준 광학 요소 등일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(340)는 에지-생성 수직 방출 레이저(300) 외부로 광을 시준하고 조향하기 위한 단일 광학 요소보다 많을 수 있다. 광학 요소(340)는 후방 반사를 감소시키기 위해 표면 상에 반사 방지 코팅(345)을 가질 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 광학 요소(340)는 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 상부 표면에 수직 또는 대략 수직으로 광을 지향시킬 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(340)는 하나 이상의 각도들로, 예컨대 상부 표면에 수직으로 또는 30도 또는 60도와 같이 상부 표면에 수직이지 않은 다른 각도들로, 이들의 임의의 조합 등으로 광을 지향시킬 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)는 광학 요소(340)를 포함하지 않을 수 있고, 패시베이션 층(330)은 반사 방지 코팅일 수 있다. 일부 예들에서, 패시베이션 층(330)은 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면을 패시베이션할 수 있고, 또한 반사 방지 코팅일 수 있다.
콘택 층(350)은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)에 구동 전류를 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 콘택 층(350)은 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 일부인 금속 층일 수 있다. 콘택 층(350)은 단일 층으로 예시되어 있지만, 각각이 별도의 콘택 및/또는 심지어 하나 초과의 유형의 콘택을 정의하는 다수의 섹션들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 콘택 층(350)은 n-형 콘택 및 p-형 콘택을 둘 모두 포함할 수 있다. 일부 예들에서, p-형 및 n-형 콘택들은 동일 평면 상의 전기 콘택들일 수 있으며, 이는 전기 콘택들이 광이 방출되는 표면과 반대편인 레이저의 표면 상에 있을 수 있는 한 증가된 통합 및 패키지 실장 옵션들을 촉진할 수 있고; 이는 높은 정확도로 픽앤플레이스 동작들을 가능하게 할 수 있고, 레이저가 배치되는 기판에서의 전기 라우팅을 단순화할 뿐만 아니라, 전기 트레이스들이 측벽들 또는 레이저들을 따라 또는 그렇지 않으면 레이저들 사이에서 이어질 필요가 없으므로 다수의 레이저들이 어레이 내에서 더 가깝게 이격될 수 있게 할 수 있다. 전기 콘택들과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 용어 "동일 평면 상의"는, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 동일한 면 상에 있고, 콘택들의 상부들이 상이한 평면들에 있을 수 있음에도 불구하고, 에지-생성 수직 방출 레이저(300)의 면의 동일한 평면과 접촉하는, 전기 콘택들을 설명한다.
도 4는 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 일례의 단면도를 예시한다. 도 3에 도시된 실시예와 유사하게, 도 4에서, 에지-생성 수직 방출 레이저(400)는 DFB 레이저 구조(410), 격자 커플러(420), 패시베이션 층(430), 격자(445) 및 콘택 층(450)을 포함한다. 에지-생성 수직 방출 레이저(400)는 DFB 레이저 구조(410)의 활성 영역에 대략 평행하게 그리고 또한 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 표면에 대략 평행하게 전파될 수 있는 광을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일반적으로 에지-방출 레이저들은, DFB 레이저 구조(410)의 활성 영역에 평행하게 전파되고 기판의 에지로부터 절개된 전방 패싯에서 빠져나올 수 있는 광을 방출한다. 광은 DFB 레이저 구조(410)에서 생성되어 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 표면에 평행하게 전파될 수 있지만, 광은 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 상부 표면에 대략 수직일 수 있는 광 경로(460)를 따라 수직으로 방출될 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저(400)는 서로에 대해 상이한 층들, 구조 및 요소들을 도시하지만, 도 4는 축척에 맞게 도시되지 않았으며, 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 요소들은 일반적으로 더 크거나 더 작을 수 있고 또한 서로에 대해 상이한 크기들일 수 있다. 도 4에서, 도 3과 유사하게 번호가 매겨진 요소들은 유사한 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘택 층(450)은 콘택 층(350)과 유사하게 기능할 수 있고 또한 유사하게 구성될 수 있다.
광은 DFB 레이저 구조(410)에서 생성되어 격자 커플러(420)를 향해 전파될 수 있다. 광은 광 경로(460)를 따라 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 상부 표면을 향해 그리고 DFB 레이저 구조(410)의 활성 영역에 수직으로 전파되도록 커플러(420)에 의해 지향될 수 있다. 광은 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 상부 표면에 있거나 상부 표면을 향할 수 있는 격자(445)에 의해 수신될 수 있다. 격자(445)는 에지-생성 수직 방출 레이저(400)로부터 광이 수직으로 방출되도록 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 격자(445)의 설계는, 광이 하나 이상의 주어진 각도들에서 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 상부 표면을 빠져나갈 수 있도록, 광 방출을 제어하도록 수정될 수 있다. 대안적으로, 격자(445)는 에지-생성 수직 방출 레이저로부터 생략될 수 있고, 대신 패시베이션 층(430)은 반사 방지 코팅일 수 있다. 하나의 옵션으로서, 패시베이션 층(430)은 패시베이팅 및 반사 방지 코팅 둘 모두일 수 있으며, 이는 층들 중 하나 또는 둘 모두의 기능을 포함하는 하나 이상의 코팅들일 수 있다.
특정 실시예들에서, DFB 레이저 구조(410)에서의 광은 격자 커플러(420)로부터 멀리 그리고 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 후방 패싯을 향해 전파될 수 있다. 광은 파장, 광파워 등과 같은 광 속성들을 모니터링하기 위해 광검출기(487)에 의해 수신될 수 있다. 일부 예들에서, 광검출기는 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 일부로서 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 구조 내에 내장될 수 있다. 미리 결정된 양의 광은 탭핑되고/되거나 분할되는 광의 약간의 일부일 수 있는 반면, 나머지 광은 구조를 빠져나갈 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 광의 일부는 에지-생성 수직 방출 레이저 구조의 외부에 있는 광검출기(487)에 의해 수신될 수 있다. 광이 에지-생성 수직 방출 레이저의 후방 패싯(488)에서 빠져나가도록 설계될 수 있는 이 예에서, 후방 패싯은 반사 방지 코팅(489)을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 실시예들에서 그리고 도 3의 실시예(300)와 유사하게, 콘택 층(450)은 p-금속 콘택 및 n-금속 콘택을 포함할 수 있으며, 이들은 둘 모두 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 동일한 면 상에 그리고 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 일부로서 위치될 수 있다. 일부 예들에서, p-금속 콘택 및 n-금속 콘택은 서로 동일 평면 상에 있을 수 있다. 추가적으로, 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 동일한 면 상에 있는 p-금속 콘택 및 n-금속 콘택은 에지-생성 수직 방출 레이저를 패키지들에 통합하는 증가된 옵션들을 촉진할 수 있고 또한 패키지 실장의 증가된 옵션들을 촉진할 수 있다. 일부 예들에서, 에지-생성 수직 방출 레이저는 인쇄 회로 기판과 같은 외부 회로부에 대한 상호연결을 위해 플립칩 접합될 수 있다.
일부 예들에서, 플립칩 접합은 감소된 패키징 크기를 가능하게 할 수 있어서, 모바일 또는 웨어러블 디바이스와 같은 일부 전자 디바이스들에의 더 쉬운 통합을 허용할 수 있다. 일부 예들에서, 집적 회로들 또는 반도체 디바이스들과 같은 반도체 디바이스들을 인쇄 회로 기판과 같은 외부 회로부에 상호연결하기 위한 방법으로서 플립칩 접합이 채용될 수 있다. 일반적으로 플립칩 접합은 와이어 접합에 대한 대안으로서 구현될 수 있으며, 여기서 각각의 칩은 그에 솔더링되거나 연결된 와이어를 갖는 패드를 가질 수 있으며, 이는 차례로 외부 회로부에 연결된다. 다이 칩을 제조함에 있어서, 금속 패드들은 금속 패드들 상에 퇴적된 솔더 범프들을 가질 수 있다. 이어서, 다이 칩은 반전되어, 솔더 범프들이 전자장치의 금속 패드들과 접촉하거나 그에 근접할 수 있도록 할 수 있다. 플립칩 접합은 광전자 디바이스 또는 시스템의 크기를 감소시킬 수 있고, 와이어 접합에 비해 더 빠른 속도 신호들의 송신을 허용할 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 유형의 접합은 더 나은 열 전도를 촉진할 수 있다. 추가적으로, 솔더 범프들의 사용이 논의되었지만, 금 또는 임의의 다른 적절한 금속 또는 전도성 재료와 같은 임의의 유형의 재료가 솔더 범프들 대신 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 격자 커플러(420)는 2차 격자일 수 있고, 에지-생성 수직 방출 레이저(400)의 상부 및 저부 표면들 둘 모두를 향해 광을 지향시킬 수 있다. 저부 표면을 향해 지향된 광은 p-금속 콘택 및 n-금속 콘택 중 하나 또는 둘 모두에 의해 상부 표면을 향해 재지향될 수 있다. 추가적으로, 에지-생성 수직 방출 레이저는 n-금속 콘택이 저부 상에 있는 표준 에지-방출 레이저 패키징과 비교할 때 더 낮은 열 저항을 가질 수 있다. 낮아진 열 저항은 또한, 미러들을 사용하는 광원들과 같이 상부 표면 밖으로 광을 지향시키는 다른 광원들과 비교할 때 유리할 수 있다.
도 5a 내지 도 5r은 에지-생성 수직 방출 레이저의 예시적인 제조 프로세스를 예시한다. 도 5a는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 출발 재료를 예시하는 측면도이고 도 5b는 그 평면도이다. 도 5a 내지 도 5r에서 예시된 구조들은 에지-생성 수직 방출 레이저(500)로서 설명될 수 있지만, 도 5a 내지 도 5r에서 예시된 구조들은 에지-생성 수직 방출 레이저(500)를 생성하기 위한 다양한 제조 동작들에서의 구조들일 수 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5r은 반전된 위치에 있는 에지-생성 수직 방출 레이저를 예시하는데, 이는 에지-생성 수직 방출 레이저의 제조가 에지-생성 수직 방출 레이저가 반전된 위치에 있는 상태에서 수행될 수 있기 때문이다. 도 5o 및 도 5p를 참조하여 설명되는 바와 같이, 에지-생성 수직 방출 레이저는 뒤집힐 수 있다. 이와 같이, 다양한 뷰들이 "상부 뷰(top view)"로 지칭되지만, 에지-생성 수직 방출 레이저의 제조가 완료되면, "상부 뷰"는 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면이 된다. 도 5a에서, 출발 재료는 격자들(505)이 에칭되고 재성장된 DFB 레이저 구조(540)일 수 있다. 일부 예들에서, DFB 레이저 구조(540)는 인화 인듐일 수 있다. 일부 예들에서, 인화 인듐 재성장 단계는 도파관을 둘러쌀 수 있는 매립된 헤테로구조를 형성할 수 있다. 이는 열 발산을 개선할 수 있고 확산 전류를 감소시킬 수 있으며, 이는 좁은 도파관들에 대한 기능을 개선할 수 있다. 일부 예들에서, 기판(510)은 적당히 도핑될 수 있다(예를 들어, 대략 2E17-1E18 cm-3 내지 5E17-1E18 cm-3 범위).
도 5c는 도파관 에칭을 예시하는 측면도이고 도 5d는 그 평면도이다. 일부 예들에서, 도파관(515)은 기판(510) 내로 에칭될 수 있다. 도파관(515)을 기판(510) 내로 에칭하는 것은 습식 또는 건식 에칭으로 달성될 수 있다. 도 5e는 패시베이션 층 및 콘택 윈도우 개구의 측면도이고 도 5f는 그 평면도이다. 도 5e 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 패시베이션 층(520)은 퇴적될 수 있고, 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 표면을 패시베이션할 수 있다. 패시베이션 층(520)은 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 표면 위에 컨포멀 코팅을 제공할 수 있다.
다음으로, 콘택 윈도우 개구(525)가 패시베이션 층(520) 내로 에칭될 수 있다. 도 5f의 평면도에 도시된 바와 같이, 콘택 윈도우 개구(525)는 대략 DFB 레이저 구조(540)의 격자들(505) 위에 위치될 수 있다. 콘택 윈도우 개구(525)는 금속 콘택 층이 퇴적되도록 허용할 수 있고 DFB 레이저 구조의 적절한 부분과 접촉할 수 있다. 일부 예들에서, 콘택 윈도우 개구(525)는 도파관(515)의 윈도우를 개방할 수 있다.
도 5g는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)에 p-금속 콘택 층을 추가하는 것을 예시하는 측면도이고 도 5h는 그 평면도이다. 도 5g에서, p-금속 콘택 층(530)이 퇴적될 수 있고 패시베이션 층(520) 내의 콘택 윈도우 개구(525)를 통해 도파관(515)의 상부와 접촉할 수 있다. p-금속 콘택 층(530)은 티타늄, 백금, 금, 이들의 임의의 조합 등과 같은 임의의 금속 또는 금속들의 조합일 수 있다. 일부 예들에서, p-금속 콘택 층(530)은 도파관(515)의 폭을 넘어 측방향으로 연장될 수 있으며, 이는 패키징 목적을 위한 콘택을 허용할 수 있다.
도 5i는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)에 n-금속 콘택 층을 추가하는 것을 예시하는 측면도이고 도 5j는 그 평면도이다. n-금속 콘택 층(535)은 DFB 레이저 구조(540)의 양자 우물들 아래의 n-형 고도로 도핑된 재료까지 트렌치를 먼저 에칭함으로써 생성될 수 있다. n-금속은 일부 예들에서 인화 인듐일 수 있는 n-형 재료에 대한 전기적 콘택을 만들기 위해 트렌치 내로 퇴적될 수 있다. 일부 예들에서, n-금속 콘택 층(535)은 p-금속 콘택 층(530)과 상이한 금속일 수 있다. n-금속 콘택 층(535)은 n-형 고도로 도핑된 인화 인듐에 대한 양호한 옴 콘택을 제공할 수 있는 반면, p-금속 콘택 층(530)은 패키징 콘택에 대한 상이한 사양들을 충족시킬 수 있다. 일부 예들에서, n-금속은 금, 게르마늄, 금/게르마늄, 니켈, 금/게르마늄 합금, 이들의 임의의 조합 등과 같은 임의의 금속 또는 금속들의 조합일 수 있다. 또한, 도 5j에 도시된 바와 같이, n-금속 콘택 층(535)은 p-금속 콘택 층(530)과 상이한 면적을 가질 수 있다. 일부 예들에서, n-금속 콘택 층(535)은 p-금속 콘택 층(530)보다 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 더 큰 표면적을 덮을 수 있다.
도 5k는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 후방 패싯 상의 재료를 예시하는 측면도이고 도 5l은 그 평면도이다. 도 5k에 도시된 바와 같이, 재료(545)는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 후방 패싯에 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 재료(545)는 고반사율 재료일 수 있고 미러로서 기능할 수 있다. 고반사율 재료는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 후방 패싯을 향해 광이 전파될 때 후방 패싯에서 채용될 수 있으며, 일부 예들에서, 고반사율 미러는 금속일 수 있다. 일부 예들에서, 재료(545)는 반사 방지 코팅일 수 있다. 또 다른 예들에서, 재료(545)는 재료들 및 두께들에 따라 고반사율 또는 반사 방지성일 수 있는 유전체 스택(545)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 스택(545)이 고반사성일 때, 광의 70% 초과가 반사될 수 있는 반면, 반사 방지 재료를 사용하는 것은 반사되는 광의 30% 미만을 제공할 수 있다. 반사 방지 코팅은, 미리 결정된 양의 광이 광검출기에 의해 수신되도록 후방 패싯으로 지향될 때 채용될 수 있다. "미리 결정된 양의 광"은 탭핑되고(또는 그렇지 않으면 분할되고) 광검출기로 지향되는 광의 일부인 반면, 나머지 광은 구조를 빠져나갈 수 있다. 광은, 실시예의 구조가 매번 대략 동일하거나 동일한 양의 광을 분할하는 한, "미리 결정된 양"이다. 일부 예들에서, "미리 결정된 양"의 광은 DFB 레이저 구조(540)에서 생성된 광에 비해 상대적으로 작을 수 있어서, 대부분의 광이 에지-생성 수직 방출 레이저(500)로부터 수직으로 방출될 수 있다. 광검출기는 방출된 광의 파장 및 광파워와 같은 다양한 광 속성들을 모니터링할 수 있다.
도 5m은 에지-생성 수직 방출 레이저(500)에 통합되는 격자 커플러를 예시하는 측면도이고 도 5n은 그 평면도이다. 도 5m에 도시된 바와 같이, 격자 커플러(550)는 도파관(515) 내로 에칭될 수 있다. 일부 예들에서, 격자 커플러(550)는, 에지-생성 수직 방출 레이저가 상부 표면으로부터 수직으로 그리고 DFB 레이저 구조(540)에 수직으로 그리고 또한 DFB 레이저 구조(540)의 활성 영역에 수직으로 광을 방출하도록, 광을 지향시킬 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 격자 커플러(550)는 고콘트라스트 격자 커플러, 시간 패리티 격자 커플러, 1차 격자, 2차 격자, 이들의 임의의 조합 등일 수 있다. 일부 예들에서, 격자 커플러(550)는 수직으로 방출된 광이 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 상부 표면에 수직일 수 있도록 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 상부 표면을 향해 주로 광을 지향시킬 수 있다.
도 5o는 에지-생성 수직 방출 레이저(500)에 대한 광학 요소의 추가를 예시하는 측면도이고 도 5p는 그 평면도이다. 도 5o에 도시된 바와 같이, 에지-생성 수직 방출 레이저(500)는 뒤집힐 수 있고, 광학 요소(555)가 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 추가될 수 있다. 광학 요소(555)는 기판 내에 직접 제조될 수 있고 에지-생성 수직 방출 레이저(500)의 표면에서 광을 시준하고 지향시키거나 조향할 수 있는 마이크로렌즈 어레이일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(555)는 도 3 및 도 4 둘 모두의 실시예들을 참조하여 설명된 바와 같은 격자일 수 있다. 일부 예들에서, 광학 요소(555)는, 도 5o 및 도 5p에 도시된 바와 같이 제조되고 통합된 마이크로렌즈 어레이와 대조적으로, 접합된 마이크로렌즈 어레이일 수 있다. 추가적으로, 도 5o에 도시된 바와 같이, 재료(545)는 반사 재료, 부분 반사 재료, 또는 반사 방지 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 재료(545)는 유전체 스택일 수 있고, 반사 속성들은 광검출기의 포함 및/또는 응용에 따라 변할 수 있다.
도 5q는 반사 방지 코팅의 추가를 예시하는 측면도이고 도 5r은 그 평면도이다. 일부 예들에서, 반사 방지 코팅(560)은 광학 요소(555) 상에 직접 퇴적될 수 있다. 추가적으로, 광학 요소(555)가 격자인 예에서, 반사 방지 코팅(560)은 그 대신, 격자 상에 퇴적될 수 있는 격자 표면일 수 있다.
도 6은 패키징된 에지-생성 수직 방출 레이저(600)의 측면도이다. 도 6의 패키징된 에지-생성 수직 방출 레이저(600)는 에지-생성 수직 방출 레이저로부터의 수직 방출을 갖는 패키징된 부분 및 플립칩/표면-실장 부착부를 예시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 저부 표면 상의 콘택 층(652)은 예를 들어 인쇄 회로 기판(685) 상의 외부 회로부에 대한 전기 상호연결부(675)를 제공하기 위해 표면 실장될 수 있다. 에지-생성 수직 방출 레이저로부터의 광의 수직 방출은 온-웨이퍼 테스트를 촉진할 수 있으며, 이는 프로세싱 동안 레이저 수율을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 에지-생성 수직 방출 레이저로부터의 광의 수직 방출은 에지-생성 수직 방출 레이저를 패키징에 통합하기 위한 증가된 옵션들을 허용할 수 있다. 일부 예들에서, 광의 수직 방출은 에지-생성 수직 방출 레이저가 더 작은 패키지에 통합되도록 허용하고, 일반적으로 모바일 디바이스들 및 웨어러블 디바이스들과 같은 작은 핸드헬드 디바이스들에의 통합을 제공할 수 있다. 또한, 에지-생성 수직 방출 레이저로부터의 광의 수직 방출은 VCSEL의 패키징 및 테스트 이점들을 제공할 수 있지만, 에지-방출 레이저의 광의 파장 범위, 설계 유연성, 신뢰성 및 광파워를 제공할 수 있다.
도 7은 다수의 에지-생성 수직 방출 레이저 패키지들(700)의 평면도이다. 도 7은 패키징된 에지-생성 수직 방출 레이저들의 다양한 예들을 예시한다. 단일 광원들(710)의 어레이(703)는 패키징 기판(715) 상의 에지-생성 수직 방출 레이저들의 3×2 어레이를 예시한다. 3×2 어레이가 예시되어 있지만, 개별 에지-생성 수직 방출 레이저들은 적절한 임의의 어레이 크기로 구성될 수 있다. 단일 광원들(710)의 어레이(703)는 또한 에지-생성 수직 방출 레이저들 중 하나로부터 자유 공간으로 수직으로 방출되는 광(713)을 도시한다. 단일 광원들(710)의 어레이는 또한 개별적으로 어드레싱가능하고/하거나, 모두 동시에 실행되고/되거나, 적절하게 플립칩 패키징될 수 있다.
단일 칩 어레이(720)가 또한 도 7에 포함된다. 단일 칩 어레이(720)는 단일 다이(720) 상의 어레이에 제공된 다수의 에지-생성 수직 방출 레이저들(723)을 예시한다. 단일 칩 어레이(720)의 레이저들은 개별적으로 어드레싱될 수 있거나 또는 모두 한 번에 구동될 수 있다. 어레이는 에지-생성 수직 방출 레이저들을 교번하는 행들로 오프셋시키는 것으로 예시되지만, 임의의 적절한 구성이 임의의 수의 에지-생성 수직 방출 레이저들과 함께 사용될 수 있다. 추가적으로, 단일 광원(730)이 패키징 기판(715) 상에 예시되어 있으며, 이는 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저일 수 있다.
전술한 설명은, 설명의 목적들을 위해, 설명된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 특정 세부사항들은 설명된 실시예들을 실시하기 위해 요구되지는 않는다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시된다. 이들은 총망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 위의 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
개시된 예들이 첨부의 도면들을 참조하여 충분히 설명되었지만, 당업자에게는 다양한 변경들 및 수정들이 명백할 것이라는 것에 주목하여야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 개시된 예들의 범주 내에 포함되는 것으로서 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저(edge-generated vertical emission laser)로서,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 전파되는 광을 생성하도록 구성된 분산 피드백(distributed feedback, DFB) 레이저 구조;
    상기 DFB 레이저 구조로부터 상기 생성된 광을 수신하고 상기 생성된 광을 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 상기 광이 수직이 되도록 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면을 향해 지향시키도록 구성된 격자 커플러(grating coupler);
    광이 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로부터 방출될 수 있게 하도록 구성된 광학 요소; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 금속 콘택(metal contact)을 포함하며, 상기 저부 표면은 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면의 반대편인, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 콘택은,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면 상의 n-금속 콘택; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면 상의 p-금속 콘택을 포함하고;
    상기 광학 요소는 시준 및 광 지향 광학 요소이고; 그리고
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저는 상기 광학 요소 상에 반사 방지 코팅을 추가로 포함하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 요소는 통합된 마이크로렌즈 어레이를 포함하고; 그리고
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저는 상기 통합된 마이크로렌즈 어레이 상에 배치된 반사 방지 코팅을 추가로 포함하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  4. 제1항에 있어서, 상기 격자 커플러는 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로 광을 지향시키도록 구성된 고콘트라스트(high contrast) 격자인, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 콘택은,
    n-금속 콘택; 및
    p-금속 콘택을 포함하고;
    상기 n-금속 콘택 및 p-금속 콘택은 둘 모두 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면 상에 있음으로써, 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 일 면 상에 전기적 콘택을 제공하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  6. 제1항에 있어서, 상기 격자 커플러는 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로 광을 지향시키도록 동작하는 시간 패리티(time parity) 격자 커플러인, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 DFB 레이저 구조의 후방 패싯(back facet); 및
    상기 DFB 레이저 구조의 상기 후방 패싯에 위치된 고반사율(high reflectivity) 재료를 추가로 포함하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  8. 제1항에 있어서, 상기 격자 커플러는 2차 격자(second order grating)인, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속 콘택은 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면을 향해 전파되는 광을 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로 재지향시키도록 동작하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  10. 제1항에 있어서,
    반사 방지 재료로 코팅된 상기 DFB 레이저 구조의 후방 패싯; 및 상기 DFB 레이저 구조의 상기 후방 패싯에 위치된 고반사율 재료를 추가로 포함하는, 수직으로 광을 방출하는 에지-생성 수직 방출 레이저.
  11. 에지-생성 수직 방출 레이저를 사용하여 수직으로 방출되는 광을 제공하기 위한 방법으로서,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 그리고 분산 피드백(DFB) 레이저 구조 내에서 전파되는 광을 상기 DFB 레이저 구조에서 생성하는 단계;
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부인 격자 커플러를 사용하여, 상기 DFB 레이저 구조로부터 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면을 향해 광을 지향시키는 단계; 및
    상기 DFB 레이저 구조의 활성 영역에 수직으로 그리고 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로부터 광을 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 p-금속 콘택을 제공하는 단계;
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면 상에 n-금속 콘택을 제공하는 단계;
    고반사율 재료를 통해, 상기 DFB 레이저 구조의 후방 패싯으로부터 광을 반사시키는 단계; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면에서 회절 광학체(diffractive optic)들을 사용하여 상기 방출된 광을 조향하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 DFB 레이저 구조의 후방 패싯으로부터 미리 결정된 양의 광을 방출하는 단계;
    광검출기를 사용하여 상기 방출된 미리 결정된 양의 광을 검출하는 단계; 및
    상기 광검출기를 사용하여 상기 방출된 미리 결정된 양의 광의 속성들을 모니터링하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    접합된 마이크로렌즈 어레이를 사용하여 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로부터 방출된 상기 광을 지향시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상에 p-금속 콘택을 제공하는 단계;
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면 상에 n-금속 콘택을 제공하는 단계; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 저부 표면을 향해 전파되는 상기 생성된 광을 다시 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로 재지향시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 에지-생성 수직 방출 레이저로서,
    광을 생성하도록 구성된 분산 피드백(DFB) 레이저 구조;
    상기 생성된 광을 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 평행하게 전파시키도록 동작하는 도파관;
    상기 광이 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상부 표면에 수직으로 방출되도록 상기 생성된 광을 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면을 향해 반사시키도록 동작하는, 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 일부인 격자 커플러; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 저부 표면 상의 금속 콘택을 포함하며, 상기 저부 표면은 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면의 반대편인, 에지-생성 수직 방출 레이저.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 금속 콘택은 n-금속 콘택이고;
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저는,
    상기 n-금속 콘택과 상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 동일한 면 상의 p-금속 콘택;
    상기 생성된 광을 수신하도록 구성된 회절 기반 시준 광학 요소; 및
    상기 회절 기반 시준 광학 요소 상에 배치된 반사 방지 코팅을 추가로 포함하는, 에지-생성 수직 방출 레이저.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 도파관에서 상기 격자 커플러로부터 멀리 전파되는 상기 생성된 광의 일부를 수신하도록 구성된 후방 패싯; 및
    상기 후방 패싯 상에 배치된 반사 방지 코팅을 추가로 포함하는, 에지-생성 수직 방출 레이저.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 도파관에서 상기 격자 커플러로부터 멀리 전파되는 상기 생성된 광의 일부를 수신하도록 구성된 후방 패싯; 및
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 후방 패싯 상에 배치된 유전체 스택을 추가로 포함하는, 에지-생성 수직 방출 레이저.
  20. 제16항에 있어서, 상기 에지-생성 수직 방출 레이저는 광 출력부(light output)에 위치된 격자를 추가로 포함하며, 상기 격자는,
    상기 격자 커플러로부터 상기 광을 수신하고;그리고
    상기 에지-생성 수직 방출 레이저의 상기 상부 표면으로부터 상기 광을 방출하도록 구성된, 에지-생성 수직 방출 레이저.
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