技术领域
[0001] 本发明涉及一种激光器封装结构，特别是关于一种具有整合光型的垂直共振腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)封装结构。
相关背景技术
[0002] 请参考图1，习知激光器晶片110(例如垂直共振腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)在封装时先将激光器晶片110固晶于陶瓷基板100上，进行打线形成线路120后，于激光器晶片110周围设置间隔件(Spacer)130供形成内腔体(区隔空间)140，此区隔空间140做空气层(Air Layer)用。接着覆以光学元件150而完成单颗晶片(chip)的封装制程，形成激光器晶片封装结构10，供后续连接于外部电路(图中未示)。
具体实施方式
[0039] 下文参照图式、并且以示例实施例说明本发明的概念，在图式或说明中，相似或相同的部分使用相同的元件符号；再者，图式为利于理解而绘制，图式中各层的厚度与形状并非元件的实际尺寸或成比例关。需特别注意的是，图式中未绘示、或说明书中未描述的元件，可以是本发明领域相关技术人员所知的形式。
[0040] 请参考图2A与图2B，是根据本发明的第一实施例的激光器封装结构的剖面示意图。本实施例的激光器封装结构20以晶圆级封装(Wafer Level Package，WLP)制程所实现具有整合光型的激光器封装结构，即于单一封装结构中将至少两种光学元件整合至晶片上，这两种光学元件可用以修饰通过的光线的光型，且这两种光学元件对应于不同的光型。
[0041] 本实施例的激光器封装结构20包括：第一激光器晶片202与第二激光器晶片204以发出激光器，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204具有一出光面(出光方向如图中箭头A所示)与背向出光面的一下表面。第一激光器晶片202在下表面上各具有由第一电极212与第二电极214所构成的电极组，以形成对外的电性连接(例如，电连接于外部电路板22)，第二激光器晶片204在下表面上各具有由第一电极212’与第二电极214’所构成的电极组，以形成对外的电性连接。在此实施例中，第一电极212与第二电极214分别为n电极与p电极，但于其他实施例中，第一电极212与第二电极214也可分别为p电极与n电极，端视第一电极212与第二电极214对应于第一激光器晶片202的p半导体层或是n半导体层。在此实施例中，第一电极212’与第二电极214’分别为p电极与n电极，但于其他实施例中，第一电极212’与第二电极214’也可分别为例如n电极与p电极。各第一电极与第二电极所对应的极性端视于封装结构的实际设计而定，而不以所举之例为限。
[0042] 另一方面，以第一激光器晶片202来说，虽然在图式上仅绘示出第一激光器晶片202具有一个第一电极212与一个第二电极214，但是第一激光器晶片202也可以具有多个第一电极212或多个第二电极214；另外第一电极212的大小与第二电极214的大小与形状可以是相同或是不同，而不以图式为限。
[0043] 更具体地以第一激光器晶片202为例，第一激光器晶片202包括有一半导体叠层，半导体叠层包括由下而上依序排列的n型半导体层、活性层与p型半导体层。如前述地，第一电极212与第二电极214例如分别为n电极与p电极。第一电极212电性连接n型半导体层，第二电极214经由半导体叠层中的贯孔电性连接p型半导体层。在另一实施例中，第一激光器晶片202进一步包括至少二金属层，分别设置于n型半导体层下与p型半导体层上，且分别电性连接n型半导体层与p型半导体层。前述的贯孔例如贯穿半导体叠层，第二电极214经由贯孔中设置的导电结构电性连接于p型半导体层上的金属层，从而电性连接于p型半导体层；或者，前述的贯孔例如贯穿半导体叠层外侧的保护层(未绘示)，贯孔中的导电结构从半导体叠层外侧延伸而上，以电性连接p型半导体层。第二电极214对应的贯孔中例如设置有绝缘层，以避免第二电极214或对应的导电材料误短路于第一激光器晶片202的p型半导体层与活性层。第二激光器晶片204的结构相仿于第一激光器晶片202，在此不与重复赘述。
[0044] 在图2A的实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204相邻的两侧面之间为空气间隙，并没有填入他材料。在另一实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204的两侧面之间设置有绝缘材料，以隔离第一激光器晶片202与第二激光器晶片204，绝缘材料也可作为支撑。更具体地来说，绝缘材料可以只覆盖第一激光器晶片202与第二激光器晶片204的侧壁而具有间隙；或者，绝缘材料也可以填满第一激光器晶片202与第二激光器晶片204之间的空隙。第一激光器晶片202与第二激光器晶片204的出光面侧通过胶层220接合于一透明基板230(也可称为透光基板)，此透明基板230具有面向激光器晶片出光面的第一表面230A、以及与第一表面230A相对的一第二表面230B。在本实施例中，透明基板230的第一表面230A上设有一导电层240，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204通过胶层220而接合于透明基板230上的导电层240。导电层240可以包括直线、蜿蜒曲线、经图形化的导电线路或是未经图形化的导电层，在此不对导电线路的结构多做限制。
[0045] 于图2A所述的实施例中，激光器封装结构20还包括第一光学元件252及第二光学元件254，如图2A所示，第一光学元件252及第二光学元件254覆设于透明基板230的第二表面230B上，且分别与第一激光器晶片202及第二激光器晶片204相对应。第一导电柱262与第二导电柱264连接于透明基板230的导电层240，形成激光器封装结构20对外电性连接。例如，第一导电柱262与第二导电柱264分别经由电极217、219电连接于一外部电路板22。
[0046] 透明基板230是透明绝缘材料，例如Glass、Sapphire、SiC、Si、GaAs。在实施例中，导电层240的材料包含透明导电材料，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化镓锌(Gallium Zinc Oxide,GZO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)、氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)等，以避免阻挡第一激光器晶片202及第二激光器晶片204射出的光束。在此实施例中，导电层240覆盖第一表面230A的面积不小于第一表面230A的面积的百分之十且不大于第一表面230A的面积的百分之七十。在另一实施例中，导电层240的材料包含金属，并沿第一表面的外周缘环绕第一表面的部分区域，以避免阻碍元件出光。在此实施例中，导电层240覆盖第一表面230A的面积不大于第一表面230A的面积的百分之二十。
[0047] 在本实施例中，第一光学元件252及第二光学元件254可为相同或不同的光学元件，且选自于绕射式光学元件(Diffraction Optical Element,DOE)、微透镜阵列(Micro Lens Array)、超透镜(Metalens)、以及前述光学元件的组合，可将第一激光器晶片202与第二激光器晶片204各自射出的光束分别转换为均匀的面光源、阵列点光源或不规则散布的点光源。
[0048] 根据本发明的实施例，第一光学元件252及第二光学元件254可为独立于透明基板230与导电层240的元件，亦可直接由透明基板230经适当的制程而形成。举例而言，可利用透明基板230以涂布方式进行压印(Nanoimprint)，于基板表面(例如第二表面230B)上直接压印出第一光学元件252及第二光学元件254的图样(Pattern)；或者是，直接对透明基板
230进行图案化制程(例如蚀刻)，直接以透明基板的表面(例如第二表面230B)本身形成第一光学元件252及第二光学元件254；或是在透明基板的表面(例如第二表面230B)形成表面镀层，形成第一光学元件252及第二光学元件254，表面镀层包括SiO2,SiNx,Al2O3,TiO2等光学薄膜适用的材料的至少其中之一。此外，在本实施例中，第一光学元件252与第二光学元件254形成于或位于透明基板230的第二表面230B上；然而在其他实施例中，本发明的激光器封装结构的光学元件亦可位于透明基板的第一表面230A侧且位于导电层240上，即导电层240位于透明基板230与光学元件之间。
[0049] 第一激光器晶片202与第二激光器晶片204可为独立的激光器晶片，或由同一磊晶晶圆依预设间距(Pitch)切割而形成。通过控制激光器晶片的排列，使得本发明的激光器封装结构具有整合光型，所述的整合光型由一个或多个光型所合成。根据此架构，设计者可以安排激光器封装结构中的元件以调整出想要的光型，克服过往激光器封装结构的光型被单一晶片或单一光学元件决定的问题。在图2A所示实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204由一晶片依一定间距(Pitch)切割而形成。
[0050] 此外，如图2B所示的激光器封装结构20‘，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204并未被完全分开。在此实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204都经由共用电极216电性连接外部电子装置。更具体地来说，共用电极216对应于前述p电极，而第一激光器晶片202与第二激光器晶片204分别具有第一电极212、212’以作为前述的n电极。在一实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204分别具有金属导电层，且两金属导电层彼此相连。此二金属导电层可以是同一金属导电层。金属导电层电性连接第一激光器晶片202的p型半导体层与第二激光器晶片204的p型半导体层，且部分的金属导电层暴露于第一激光器晶片202与第二激光器晶片204之间的间隙。间隙中设置有导电结构，导电结构电性连接于共用电极216与金属导电层之间。导电结构与共用电极可以是由同一道制程所形成或是不同制程所形成，在此并不加以限制。因此，共用电极经由金属导电层分别电性连接第一激光器晶片202与第二激光器晶片204的p型半导体层。在图2B中，为了避免图式紊乱，并不对第一激光器晶片202与第二激光器晶片204的具体结构多做赘述，简要地以示意图表示第一激光器晶片202与第二激光器晶片204之间相连的部分，相连的部分可以是如前述的金属导电层。
[0051] 请参照图2C和图2D，图2C和图2D根据本发明第六实施例及变化例的激光器封装结构的剖面示意图。图2C和图2D分别揭示了激光器封装结构20”与激光器封装结构20”’。激光器封装结构20”与激光器封装结构20”’的结构大致上相仿于前述的与激光器封装结构20或与激光器封装结构20’。相较于激光器封装结构20，在激光器封装结构20”中，胶层220位于导电层240上。相较于激光器封装结构20’，在激光器封装结构20”’中，胶层220位于导电层240上。
[0052] 与多个激光器晶片(例如第一激光器晶片与第二激光器晶片)相对应的多个光学元件可位于激光器封装结构的透明基板的上或下表面，或由透明基板直接形成，从而形成整合光型的输出。此外，考量制程的稳定性与效率，光学元件可位于激光器晶片的透明基板上，亦可利用晶片级封装(Chip Scale Package,CSP)制程设于封装结构上，如下述说明。
[0053] 请参考图3A与图3B，根据本发明的第二实施例的激光器封装结构的剖面示意图。本实施例的激光器封装结构30包括并列配置的第一激光器晶片302与第二激光器元件304以发出激光器，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304具有一出光面(出光方向如图中箭头A所示)及背向出光面的一下表面，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304在下表面上各具有由第一电极312、312’与第二电极314、314’所构成的电极组，以形成对外的电性连接(例如，电连接于外部电路板32)。电极312、314、312’、314’的配置相仿于电极212、214、
212’、214’，相关细节于此不再重复赘述。在图3A的实施例中，第一激光器晶片202与第二激光器晶片204相邻的两侧面之间为空气间隙，并没有填入他材料。在另一实施例中，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304的两侧面之间设置有绝缘材料，以隔离第一激光器晶片
302与第二激光器晶片304，绝缘材料亦可作为支撑。更具体地来说，绝缘材料可以只覆盖第一激光器晶片302与第二激光器晶片304的侧壁而具有间隙；或者，绝缘材料也可以填满第一激光器晶片302与第二激光器晶片304之间的空隙。此透明基板330具有面向激光器晶片出光面的第一表面330A、以及与第一表面330A相对且面向外的一第二表面330B。
[0054] 在本实施例中，激光器封装结构30进一步包括支撑件(Housing/Spacer)380围绕前揭晶片结构而形成一区隔空间385，此区隔空间385做激光器封装结构30的空气层(Air Layer)用，支撑件380具有位于激光器晶片出光面侧的一个上表面380A；支撑件380的上表面380A上覆有另一透明基板390。在一实施例中，支撑件380的材料包括至少一种的胶材。在另一实施例中，支撑件380的材料选择自由陶瓷、玻璃与塑料所组成的群组。上述的材料选择仅为举例说明，但实际上并不以此为限。透明基板390具有面向激光器晶片出光面(出光方向如图中箭头A所示)的第一表面390A、以及与第一表面390A相对且面向外的第二表面390B。在本实施例中，第一光学元件352及第二光学元件354设于透明基板390的第一表面
390A上，且分别与第一激光器晶片302及第二激光器晶片304相对应。通过调整支撑件380的高度，第一光学元件352与第一激光器晶片302之间的距离D1、以及第二光学元件354与第二激光器晶片304之间的距离D2被相应调整。
[0055] 类似地，在本实施例中，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304可为独立的激光器晶片，或由同一晶片依一定间距(Pitch)切割而形成。通过控制激光器晶片的排列，使得本发明的激光器封装结构可具有整合光型。在图3A所示实施例中，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304经并列配置且两者侧壁之间由一晶片依一定间距(Pitch)切割而形成。在另一实施例中，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304之间也可设置有保护层。此外，第一激光器晶片302与第二激光器晶片304亦可通过电极的配置而使得两激光器晶片共用中一个共用电极316，形成如图3B所示的激光器封装结构30’。共用电极316的相关细节相仿于共用电极216，于此不再赘述。
[0056] 请参考图4A和图4B，根据本发明的第三实施例的激光器封装结构的剖面示意图。整体观之，根据本实施例的激光器封装元件40包括第一激光器晶片402与第二激光器晶片
404，下表面分别设有包含第一电极412(例如p电极)与第二电极414(例如n电极)的电极组供激光器晶片402、404对外部的电性连接(即连接于外部电路板42)，且通过胶层420接合于一透明基板430。电极412、414、412’、414’的配置相仿于电极212、214、212’、214’，相关细节于此不再重复赘述。透明基板430具有相对的第一表面430A及第二表面430B，中第一表面
430A面向第一激光器晶片402与第二激光器晶片404的出光面。
[0057] 类似地，在本实施例中，激光器封装结构40进一步包括支撑件(Housing/Spacer)480围绕前揭晶片结构而形成区隔空间485，此区隔空间485做激光器封装结构40的空气层(Air Layer)用，支撑件480具有位于激光器晶片出光面侧的上表面480A；支撑件480的上表面480A上覆有另一透明基板490。透明基板490具有面向激光器晶片出光面的第一表面
490A、以及与第一表面490A相对且面向外的第二表面490B。在本实施例中，第一光学元件
452及第二光学元件454设于透明基板490的第一表面490A上，且分别与第一激光器晶片402及第二激光器晶片404相对应。在一个实施例中，支撑件480的材料包括至少一种的胶材。在另一实施例中，支撑件480的材料选择自由陶瓷、玻璃与塑料所组成的群组。上述的材料选择仅为举例说明，但实际上并不以此为限。
[0058] 本实施例的激光器封装结构40与前述激光器封装结构30具有类似的构成，与激光器封装结构30的差异在于，在本实施例中，导电层440位于设有第一光学元件452及第二光学元件454的透明基板490上，且围绕激光器晶片周围而形成区隔空间485的支撑件480包括有贯穿其间的导电结构，例如第一导电柱482与第二导电柱484，即形成导电性支撑件。通过导电层440连接第一导电柱482及第二导电柱484，使得激光器封装结构40可经由此导电性支撑件而与外部电性连接，即电连接于外部电路板42。第一导电柱482的周围或第二导电柱484的周围可以设置有绝缘层，以避免第一导电柱482或第二导电柱484电性连接错误的地方。
[0059] 类似地，在图4A所示实施例中，第一激光器晶片402与第二激光器晶片404经并列配置且两者侧壁之间由磊晶晶圆(wafer)依一定间距(Pitch)切割而形成。在此实施例中，第一激光器晶片402与第二激光器晶片404之间以空气相间隔。在另一实施例中，且于切割道中可设置有保护层，保护层可以填满或不填满切割道。此外，第一激光器晶片402与第二激光器晶片404亦可通过电极的配置而使得两激光器晶片共用中一个共用电极416。共用电极416的相关细节相仿于共用电极216，于此不再赘述。
[0060] 请参考图5A与图5B，根据本发明的第四实施例的激光器封装结构的剖面示意图。整体观之，根据本实施例的激光器封装元件50包括第一激光器晶片502与第二激光器晶片
504，下表面分别设有包含第一电极512(例如p电极)与第二电极514(例如n电极)的电极组供激光器晶片502、504对外部之电性连接(即连接于外部电路板52)，且通过胶层520接合于透明基板530。电极512、514、512’、514’的配置相仿于电极212、214、212’、214’，相关细节于此不再重复赘述。透明基板530具有相对的第一表面530A及第二表面530B，中第一表面530A面向第一激光器晶片502与第二激光器晶片504的出光面。
[0061] 类似地，在本实施例中，激光器封装结构50进一步包括支撑件(Housing/Spacer)580围绕前揭晶片结构而形成一区隔空间585，此区隔空间542做激光器封装结构50的空气层(Air Layer)用，支撑件580具有位于激光器晶片出光面侧的上表面580A；支撑件580的上表面580A上覆有另一透明基板590。透明基板590具有面向激光器晶片出光面的第一表面
590A、以及与第一表面590A相对且面向外的第二表面590B。第一光学元件552及第二光学元件554设于透明基板590的第一表面590A上，且分别与第一激光器晶片502及第二激光器晶片504相对应。在本实施例中，导电层540位于设有第一光学元件552及第二光学元件554的透明基板590上，且围绕激光器晶片周围而形成区隔空间585的支撑件580包括有贯穿间的导电结构，例如第一导电柱582与第二导电柱584，即形成导电性支撑件。通过导电层540连接第一导电柱582及第二导电柱584，使得激光器封装结构50可经由此导电性支撑件而与外部电性连接，即电连接于外部电路板52。第一导电柱582的周围或第二导电柱584的周围可以设置有绝缘层，以避免第一导电柱582或第二导电柱584电性连接错误的结构。在一实施例中，支撑件580的材料包括至少一种的胶材。在另一实施例中，支撑件580的材料选择自由陶瓷、玻璃与塑料所组成的群组。上述的材料选择仅为举例说明，但实际上并不以此为限。
[0062] 本实施例的激光器封装结构50具有与前述激光器封装结构40类似的构成，与激光器封装结构40的差异在于，在本实施例中，第二光学元件554由一透明基板5542以及形成于透明基板5542上的光学元件图形部5544所构成。通过调整透明基板5542的厚度，即可相应地调整第二光学元件554与第二激光器晶片504之间的距离D2，使不同于第一光学元件552与第一激光器晶片502之间的距离D1；其中，距离D1和距离D2的选择，依第一光学元件552与第二光学元件554的作用而定。
[0063] 在本实施例中，第一光学元件552为绕射式光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)，第二光学元件554是微透镜阵列(Microlens Array，MLA)，其表面形成有各别的图形部，且彼此独立不受影响而分别与第一激光器晶片502及第二激光器晶片504相对应。在本实施例中，第一光学元件552与其对应的第一激光器晶片502相距第一距离D1，第二光学元件554与对应的第二激光器晶片504相距一第二距离D2；其中第一距离D1与第一光学元件552的焦距有关，第二距离D2则因第二光学元件554的透明基板5542的厚度而小于第一距离D1。举例而言，在一实施例中，第一距离D1为DOE的焦距长且需达2.2mm以上；第二距离D2则可视情况通过透明基板5542的厚度作调整，是小于第一距离D1且达0.5mm以上。
[0064] 类似地，在图5A所示实施例中，第一激光器晶片502与第二激光器晶片504经并列配置且两者侧壁之间由一晶片依一定间距(Pitch)切割而形成。在此实施例中，第一激光器晶片502与第二激光器晶片504之间以空气相间隔。在另一实施例中，切割道中可设置有保护层，保护层可以填满或不填满切割道。此外，第一激光器晶片502与第二激光器晶片504亦可通过电极的配置而使得两激光器晶片共用其中一个共用电极516。共用电极516的相关细节相仿于共用电极216，于此不再赘述。
[0065] 请参考图6A与图6B，根据本发明的实施例的激光器封装结构的剖面示意图。本实施例的激光器封装结构60与前述实施例的激光器封装结构的差异在于，在本实施例中，以隔间层675分隔第一激光器封装元件64与第二激光器封装元件66，其中隔间层675的材料可例如与前述支撑件680的材料相同。如图所示，第一激光器封装元件64及第二激光器封装元件66分别包括：透明封装基板632、634，透明封装基板632具有相对的第一表面632A与第二表面632B，透明封装基板634具有相对的第一表面634A与第二表面634B。激光器晶片602、604用以发射激光器，通过胶层620而接合于对应的透明封装基板632、634，且出光面面向该第一表面632A、634A；激光器晶片602、604的下表面上设有包括第一电极612与第二电极614的电极组，供第一激光器封装元件64及第二激光器封装元件66对外部的电性连接(即电连接于外部电路板62)。电极612、614、612’、614’的配置相仿于电极212、214、212’、214’，相关细节于此不再重复赘述。激光器封装结构60包括支撑件680，围绕第一激光器封装元件64及第二激光器封装元件66；支撑件680包括贯穿间的导电结构，例如第一导电柱682及第二导电柱684。第一导电柱682及第二导电柱684连接于导电层640，以供激光器封装结构60对外部电性连接，例如电连接于外部电路板62。在一实施例中，支撑件680的材料包括至少一种的胶材。在另一实施例中，支撑件680的材料选自由陶瓷、玻璃与塑料所组成的群组。上述的材料选择仅为举例说明，但实际上并不以此为限。在本实施中，光学元件组合600还包括透明基板690，具有相对的一第三表面690A与一第四表面690B，其中第三表面690A面向第一激光器封装元件64与第二激光器封装元件66的出光面(出光方向如箭头A所示)；第一光学元件652及第二光学元件654，分别对应于第一激光器封装元件64与第二激光器封装元件66，且位于第三表面690A上；前述导电层640位于第一光学元件652与第二光学元件654上，且经由第一导电柱682与第二导电柱684连接于外部电路板62。第一导电柱682的周围或第二导电柱684的周围可以设置有绝缘层，以避免第一导电柱682或第二导电柱684电性连接错误的地方。
[0066] 图6B说明了图6A所示实施例的变化例。类似地，在图6B所示实施例中，同样是以利用封装过程中的排片公差而并列配置且以隔间层675分隔的第一激光器封装元件64与第二激光器封装元件66为基础；与图6A所示实施例之差异在于，在此例中，第二光学元件654由一透明基板6542以及形成于透明基板6542上的光学元件图形部6544所构成。通过调整透明基板6542的厚度，即可相应地调整第二光学元件654与第二激光器晶片604之间的距离D2，使其不同于第一光学元件652与第一激光器晶片602之间的距离D1；其中，距离D1和距离D2的选择，由第一光学元件652与第二光学元件654的作用而定。
[0067] 在此实施例中，当由于封装使得第一激光器晶片602第二激光器晶片604之间的距离较远时，可通过外部电路板62上的布线，相邻的第二电极614与第一电极612共用同一个连接垫p3，达成共用电极的效果。
[0068] 综上所述，本发明提供一种激光器封装结构，于封装过程中将传统的激光器封装结构结合至晶片，从而于单一封装结构中整合至少两种不同功能的光学元件，以简易可行的方式实现具有整合光型的激光器封装结构。
[0069] 此外，本发明所提供的激光器封装结构一种减小封装尺寸的具有整合光型的激光器封装结构，于激光器晶片的覆晶基板上方或下方加入例如绕射式光学元件(Diffraction Optical Element,DOE)、微透镜阵列(Micro Lens Array)、超透镜(Metalens)、以及前述光学元件的组合等多个光学元件，配合对各激光器元件的独立控制，即可于单一封装结构中实现绕射片(Diffusor)、点状投射光源(Dot Projector)或面状光源等不同光学功能。
[0070] 在实施例中，前述光学元件为超透镜时，光学元件的下表面与激光器晶片的出光面间的距离(例如为前述的距离D1或距离D2)不小于5微米(μm)且不大于200微米。较佳地，光学元件的下表面与激光器晶片的出光面间的距离(例如为前述的距离D1或距离D2)不小于10微米且不大于100微米。如前述各实施例所述，可以调整支撑件的高度以对应调整光学元件与激光器晶片之间的距离；或者，可以依据实际所需，选择性地将光学元件设置在透明基板的上表面(此时，透明基板位于激光器晶片与光学元件之间)或是下表面(此时，光学元件位于激光器晶片与透明基板之间)，以在不增加其他元件的情况下，将光学元件设置在合适的位置。
[0071] 须说明的是，超透镜由基材及形成于基材上的鳍阵列建构而成(基材可为SiOx,TiO2,SiNx,Al2O3)，通过鳍阵列可控制及调整超透镜的折射率状态，故当光通过超透镜的不同鳍阵列时，即可产生相同或是不同的相位差。在整合光型的设计中，可以确保所有光都能够同时抵达焦点，提高激光器晶片的成像效果。相较于习知方式中需使用多个透镜来消弭误差而导致激光器封装结构的整体厚度增加，使用超透镜可有效减少激光器封装结构的整体厚度，同时实现体积小型化与精准成像的效果。
[0072] 在本发明中，利用对磊晶晶圆(wafer)切割间距的调整提供例如二合一的激光器元件(即例如为整合二个激光器结构为一个激光器晶片)，并可辅以共用电极的设计，搭配对应的光学元件控制，可于整合多个光型功能的同时，减小封装结构的体积，并提高制程可靠性。
[0073] 请参考图7，根据本发明之一第一实施例的激光器封装结构的剖面示意图。本实施例的封装结构70以晶圆级封装制程所制得的激光器封装结构，包括：激光器晶片710用以发射一激光器，激光器晶片710包括位于第一表面710A上的第一导电结构712和第二导电结构714，激光器晶片710的四个侧面被胶层720围绕。胶层720上相应地设有间隔件730，间隔件
730围绕激光器晶片710而形成空间，此空间于封装完成后即形成封装结构70的内腔体(区隔空间)740。间隔件730上覆以光学元件750，光学元件750朝向激光器晶片710的第二表面
710B而设于间隔件730上，激光器晶片710的第二表面710B与第一表面710A相对。光学元件
750包含微型透镜阵列(Micro Lens Array,MLA)或绕射光学元件(Diffraction Optical Element，DOE)，可将激光器晶片710射出的光束转换成均匀的面光源、阵列点光源或者不规则散布的点光源，在实施例中，光学元件750可为设有光学元件结构层的透明基板，但本发明不以此为限。在封装结构70的内腔体740中的激光器晶片710通过第一导电结构712与第二导电结构714电性连接于外部电路板72，且中间隔件730通过对应的黏着层760、762分别连接于光学元件750和胶层720。在本实施例中，黏着层760、762的材料可为一般不具导电性的黏着剂，仅供间隔件730分别固定连接于光学元件750和下方的胶层720用。在本实施例中，当电流自外部电路板72通过流经第一导电结构712和第二导电结构714而驱动激光器晶片710时，激光器晶片710可发出一激光器通过光学元件750。在光学元件750可包含导电线路层(参考后续图15A所示)，中导电线路层材料包含透明导电材料，例如ITO(Indium Tin Oxide)，以避免阻挡激光器晶片710射出的光束，导电线路层用于检测光学元件750的运作情形。当光学元件750正常运作时，导电线路层会导通让电流通过；当光学元件750受损时，导电线路层也可能会破损而导致电阻发生变化或者断路。外部电路板72具有反馈电路(图未示)与激光器晶片710电连接，并通过接线结构770电连接光学元件750的导电线路层与外部电路板72上的反馈电路，在实施例中，反馈电路包含电阻感测器及断路器所组成。藉此，当光学元件750损伤时，光学元件750里的导电线路层也可能会受损而电阻发生变化或者断路，此时与导电线路层电连接的反馈电路，通过包含的电阻感测器可立即检测到光学元件
750上导电线路层的电阻发生变化，并可利用断路器中止激光器晶片710发出激光器。
[0074] 请参考图8A至图8F，说明在本发明之一实施例的激光器晶片封装结构70的制作流程的各步骤之结构的剖面示意图。
[0075] 在本实施例中，以晶圆级封装制程来制得VCSEL元件的晶片级封装结构。首先，如图8A所示，于胶带(Tape)802上进行激光器晶片710的排片，激光器晶片710上具有第一导电结构712和第二导电结构714。接着，如图8B所示，转移排片后的结构，将排片后的结构倒置于覆有胶层804的玻璃片806上并去除胶带802以露出激光器晶片710的第一表面710A。
[0076] 接着，利用例如刷胶的方式，于所形成的结构中填入或灌入封装胶材720’，使封装胶材720’包覆各个激光器晶片710，如图8C所示。接着，通过例如研磨抛平及/或喷砂方式移除覆盖激光器晶片710表面的封装胶材720’，形成如图8D所示的结构；其中，封装胶材720’经部分移除后，形成围绕激光器晶片710的四个侧面、且与激光器晶片710表面共平面的胶层720。
[0077] 接着，通过晶圆接合方式，于如图8D所示的结构上连接间隔件730和光学元件750，形成如图8E所示的结构。在此例中，封装胶材720’已经抛平为与激光器晶片710共平面、且围绕激光器晶片710的四个侧面的胶层720，间隔件730对应地连接于胶层720上、且相应地围绕激光器晶片710的四个侧面，形成了封装结构的内腔体740或空气层。
[0078] 接着，移除胶带层804和玻璃片806，形成如图8F的结构。
[0079] 接着进行切割，将如图8F所示的结构切割为数个独立的结构后，即形成图7所示本发明的激光器晶片封装结构70。封装结构70后续通过外接的接线结构770而使光学元件750电性连接于外部电路板72，即形成如图7所示的结构。
[0080] 可替代地，形成图8D所示结构中的胶层720时，可在图8B所示结构中以钢板刷胶方式，在激光器晶片710之间的隙缝填入封装胶材形成胶层720，钢板建置为可遮蔽激光器晶片710，避免封装胶材接触激光器晶片710的上表面710A。
[0081] 图9A至图9C显示另一实施例的结构与制程，如图9A所示，于激光器晶片710的上表面710A上设置保护层822(例如干膜式保护层)后，利用曝光显影方式打开将要填入封装胶材的位置，并填入封装胶材而形成胶层720，形成如图9A所示结构。接着进行抛光制程清除保护层822上的溢出的封装胶材，并移除保护层822后，通过对位接合的方式，连接光学元件750与胶层720，后续再移除胶带层804和玻璃片806，形成如图9B的结构。接着进行切割制程，将图9B所示的结构切割为独立结构后，形成本发明的激光器晶片封装结构70A，如图9C所示。
[0082] 图10A和图10B显示另一实施例的结构与制程，接续图8C所示的封装胶材720’结构后，视实际应用所需，不抛平或移除激光器晶片710上表面710A的封装胶材720’，而是保留封装胶材作为胶层720，于胶层720上连接间隔件730和光学元件750，并移除胶带层804和玻璃片806后，形成如图10A所示的结构。接着将图10A所示的结构切割后，形成本发明的激光器晶片封装结构70B，如图10B所示。
[0083] 图11A和图11B显示另一实施例的结构与制程。接续图8C所示的封装胶材720’结构后，对覆盖于激光器晶片710上表面710A上的封装胶材进行图案化以形成胶材图形化结构层，也就是形成图形化结构层754’，例如微型透镜阵列(Micro Lens Array,MLA)或绕射光学元件(Diffraction Optical Element，DOE)，提供与光学元件750中的图形化结构层754不同的光学作用，例如将激光器晶片710发出的光束形成均匀的面光源、阵列点光源或不规则点光源，如图11A所示。接着将图11A所示的结构切割后，形成本发明的激光器晶片封装结构70C，如图11B所示。
[0084] 图12显示另一实施例的结构，亦可进一步于光学元件750的外侧表面(即未形成图形化结构层754的一侧)上形成另一图形化结构层754”，提供与激光器晶片710上表面710A上的图形化结构层754’不同、及/或与光学元件750中的图形化结构层754不同的光学作用，例如将激光器晶片710发出的光束形成均匀的面光源、阵列点光源或不规则点光源，经切割后形成如图12所示的激光器晶片封装结构70D。
[0085] 如图13A、图13B所示，根据本发明另一实施例，封装结构中之间隔件亦可形成为包覆有贯穿其间的电性导通结构，直接供电性导通用。请参考图13A和图13B，根据本发明之一实施例及其变化例的激光器封装结构90A、90B的剖面示意图。封装结构90A、90B可以相同或类似的制程制造，具有与前述封装结构70相似的构成，与封装结构70的差异在于，在本实施例中，围绕激光器晶片710而形成内腔体940的间隔件930包括有贯穿间的电性导通结构942；通过导电层960连接光学元件750的导电线路层及电性导通结构942；胶层920中形成贯穿部920A对应电性导通结构942，贯穿部920A中填入导电性胶材而形成导电层962与电性导通结构942连接。在本实施例中，电性导通结构942及导电层960、962A、962B的材质可选择导电性胶材，例如银胶、锡膏或异方性导电胶(Self Assembly Anisotropic Conductive Paste，SAP)等，或者电镀的金属材料，例如金、银、铜以及上述材料的合金。在本实施例中，激光器晶片710的导电结构712、714和封装结构的导电层962A、962B分别作为正极和负极而直接连接于外部电路板72，形成如图13A所示的封装结构90A。或者是，导电层962A和962B可另通过例如锡膏74而连接于外部电路板72，形成如图13B所示的封装结构90B。即，在本实施例中，封装结构90A、90B的光学元件750通过导电层960、电性导通结构942及导电层962A、
962B而电性连接于外部电路板72。在图13A和图13B所示实施例中，胶层920中须形成有贯穿部920A，其位置对应于间隔件930中所包覆的电性导通结构942的位置以及光学元件750的电极位置。关于胶层中贯穿部(如图13A、图13B所示的贯穿部920A)的形成，可在通过钢板刷胶方式施用封装胶材时，于建置钢板时遮蔽晶片、以及遮蔽与光学元件750的电极相对应的位置，避免封装胶材填入中，从而形成胶层的贯穿部920A，形成如图14A(俯视示意图)和图
14B(剖视示意图)所示的结构。在贯穿部920A中填以导电性黏着材料而形成导电层962后，于所形成的结构上连接具有电性导通结构942的间隔件930、以及光学元件750后，即形成如图13A、图13B所示的激光器晶片封装结构90A、90B。如前述说明，在此实施例中，封装结构
90A、90B的光学元件750通过电性导通结构942而电性连接于外部电路板72，因此无须设置外接于电路板的接线结构。
[0086] 在本发明中，请参见前述图2A到图13B实施例所述的电路板22,32,42,52,62,72，由各该实施例图示所绘示的激光器晶片承载于该电路板22,32,42,52,62,72上，所以电路板22,32,42,52,62,72也可以称为该些激光器晶片(或激光器元件)的承载基板。
[0087] 在本发明中，封装胶材及/或导电性黏着材料皆可以钢板刷胶的方式涂布，从而分别形成封装结构中的胶层和导电层；藉此，除可稳定控制胶量以外，亦可提升制程的产出量(Units Per Hour,UPH)，有利于制程成本的降低。此外，由于刷胶涂布过程中施以一定的压力使胶材填入，因此可于激光器晶片710周围预留空间供导电性黏着胶材(例如锡膏)填入，于后续进行表面黏着(Surface Mounting Technology，SMT)时，导电层962(如图13A所示)或锡膏34(如图13B所示)将与外部电路板72的电极(图未示)连接而形成导通电路。
[0088] 请参考图15A和图15B，进一步说明根据本发明之一实施例的光学元件750的剖面示意图和俯视示意图，其中图15A示意说明沿着图15B中线A‑A’的箭头方向B所示的剖面结构。在本实施例中，光学元件750包括一基层752、位于基层752上且朝向激光器晶片侧的图形化结构层754、以及位于基层752和图形化结构层754之间的导电线路层756。由图15B可见，导电线路层756进一步与位于基层752的周围区域的一第一导电线路部分758A和一第二导电线路部分758B连接，且第一导电线路部分758A与第二导电线路部分758B彼此在空间上不互相连接，通过导电线路层756互相电性连接，并分别设于周围区域中彼此相对的两侧边上。在本实施例，基层752的材料可为玻璃(glass)、蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、聚合物(polymer)、硅(Silicon)、砷化镓(GaAs)等，或是前述各材料结构层的组合，但本发明不以此为限。
[0089] 在实施例中，第一导电线路部分758A和第二导电线路部分758B可由电镀或涂布导电材料而形成，导电材料包含铜、银、金、锡等金属。此外，由图15B可见，第一导电线路部分758A和第二导电线路部分758B经设计而呈直线形(如图15B所示)、圆形(如图15C所示)、方形(如图15D所示)、L字形(如图15E所示)、U字形(如图15F所示)、或前述形状组合中其一。此外，第一导电线路部分758A和第二导电线路部分758B的数量亦可不限于各一个，可于基层
752的相对侧部上各设有多个第一导电线路部分758A和第二导电线路部分758B(如图15G所示)。
[0090] 在上述实施例中，光学元件750包括例如、但不限于：微型透镜阵列(Micro Lens Array)、具有导电线路之氧化铟锡(ITO)玻璃、绕射光学元件(Diffraction Optical Element，DOE)等。在一实施例中，光学元件750亦可为复合式的光学元件，即在图形化结构层754包含不同的图案以形成不同的透镜结构，例如微型透镜阵列(Micro Lens Array,MLA)和绕射光学元件(Diffraction Optical Element，DOE)，同时将激光器束转换成不同的光型态，例如面光源、阵列点光源和不规则散布的点光源。
[0091] 在上述实施例中，激光器晶片710覆晶形式(Flip Chip Type)的晶片，胶层720、920及封装胶材720’可选择透光或不透光的胶材，例如环氧树脂(Epoxy)或硅胶(Silicon)等材质。间隔件730、930可为例如玻璃、陶瓷、或是可利用3D列印或铸模成形(Molding)而成之塑料等。间隔件730、930为支架或支撑件，设于胶层720、920表面且围绕围绕激光器晶片
710而形成一区隔空间。
[0092] 请参考图16，根据本发明的一个实施例的激光器封装结构的剖面示意图。根据本实施例的封装结构70包括：基板700’、以及设于基板700’的一个第一表面700A’上的激光器晶片710’。基板700’可为在其中设有电性导通结构的电路基板，例如基板700’可为一陶瓷基板，基板700’中形成有贯穿基板700’的第一电性导通柱702A’、702B’以及第二电性导通柱704A’、704B’，其中第一电性导通柱702A’、702B’连接于激光器晶片710’，分别作为正、负极而供激光器晶片710’对外电性连接。封装结构70’包括支架730’(或支撑件)，支架730’设于第一表面700A’上且围绕激光器晶片710’，高度H大于激光器晶片710’的厚度t，从而提供了内腔体740’，内腔体740’是作为封装结构70’的气层(气层中可以填入惰性气体或空气，也可以被抽真空)用。封装结构70’包括光学元件750’，光学元件750’通过施用于支架730’上的导电胶所形成的导电结构760’而连接于支架730’。在本实施例中，光学元件750’具有导电线路的ITO光学元件。
[0093] 根据本发明，支架730’以例如塑胶射出方式、或铸模成形、3D列印等方式所形成，且形成为包括垂直贯穿之间的电性导通结构742’，使得光学元件750’可藉此电性导通结构742’而与贯穿基板700’的第二电性导通柱704A’、704B’分别作正、负极的电性连接。导电结构760’的导电胶的材质可选择例如银胶、锡膏、异方导电胶或他导电性材料。
[0094] 根据本发明，支架730’利用塑胶射出、铸模成形或3D列印等方式所形成。支架730’包覆电性导通结构742’，并被施用例如银胶、锡膏或异方导电胶等的导电胶以贴合光学元件750’。光学元件750’通过导电结构760’和支架730’内部的电性导通结构742’电性连接于底层基板700’的第二电性导通柱704A’、704B’。可替代地，亦可利用激光器直接成形(Laser Direct Structuring，LDS)技术成形支架730’后，利用电镀方式或化学镀制方式形成金属镀层，进而形成电路或导电结构760’，以供对光学元件750’以及对底侧基板700’电性连接。
[0095] 根据本发明，施用于支架730’上的导电结构760’可选择地形成为直线形、圆形、方形、L字形、U字形、或前述形状组合中的一个。此外，在支架730’单侧上的导电结构数量亦可不限于各一个，可于相对侧部上各设有多个导电结构。前述导电结构的各种俯视形状分别对应图15B至图15G等俯视示意图的说明。
[0096] 光学元件750’可具有与图15A所示类似之构成，于此不以赘述。
[0097] 请参考图17A至图17C、以及图18A至图18D，分别以剖面图和俯视图示意说明本发明实施例中支架的不同设计。
[0098] 图17A和图17B根据图18A中A‑A’线沿着箭头方向B所示的支架剖面图，说明本发明的支架的实施态样。如图17A所示，根据本发明，支架730’形成为由围绕激光器晶片的四个侧壁构成的结构，侧壁中包覆有贯穿间的前述电性导通结构(图中未示)。
[0099] 如图17A所示，支架730’于顶部(相对于与底侧基板连接之一侧)形成定位部732’，供光学元件750’容置中并保持位置。在本实施例中，定位部732’为凹槽，凹槽具有底部732C’用以放置光学元件750’，以及向支架730’下方渐缩的斜面732B’连接底部732C’。定位部732’的轮廓对应于并稍大于光学元件750’，斜面732B’与光学元件750’之间的间隙732A’中填有密封胶层736’。斜面732B’有利于将胶材(例如密封胶层736’)充填于定位部732’中，以密封封装结构的内腔体740’。
[0100] 在实施例中，如图17B所示，支架730’的顶部除了定位部732’之外，支架730’的顶部还可进一步具有导槽734’从底部732C’向支架730’下方延伸，以供填入导电胶(例如：银胶、锡膏、异方导电胶等)。光学元件750’即藉此导电结构760’而与支架730’内的电性导通结构(图未示)电性连接。如图17B所示，在光学元件750’置放于定位部732’的底部732C’后，光学元件750’与定位部732’的斜面732B’之间形成的空隙732A’与填有导电胶的导槽734’彼此隔离不相通。在本实施例中，光学元件750’与斜面732B’之间的间隙732A’供充填胶材，例如可视情况于间充填透光胶，以于光学元件750’和支架730’之间形成密封胶层736’，用以密封封装结构的内腔体740’。
[0101] 可替代地，如图17C所示，导槽734’与定位部732’也可设计为能够在光学元件750’置位后形成连接空间732D’，在此实施例中，仅施行一次充填，即使导电胶(例如银胶)填入支架730’的定位部732’和导槽734’中，形成导电结构760’。
[0102] 并参图18A，表示如图17A和图17B所示剖面结构的俯视图。在如图17A所示之支架730’中，定位部732’的形状对应于光学元件750’并稍大于光学元件750’，光学元件750’与定位部732’的斜面732B’之间形成一间隙732A’，以供填入胶材形成密封胶层736’。由图18A可见，光学元件750’置位于支架730’的定位部732’中，密封胶层736’围绕光学元件750’的周围以阻隔水气及保护光学元件750’。另外，在图17B所示之支架730’中，定位部732’下方形成导槽734’。导槽734’供填入导电胶而形成导电结构760’用。由图18A可见，光学元件
750’置位于支架730’的定位部732’，遮蔽了下方位于导槽734’中的导电结构760’，密封胶层736’围绕光学元件750’的周围以阻隔水气及保护光学元件750’。
[0103] 在本发明中，定位部732’的大小与型态可因应实际应用而作调整，如图18B至图18D所示的其他支架设计的俯视图的示意说明。举例而言，定位部732’的宽度W形成为使得光学元件750’的两侧部在置放于定位部732’时可直接邻接于支架730’的中两个相对(如图
18B所示)，其中导电胶填入光学元件750’下方的导槽(未示)，光学元件750’未与支架侧壁邻接的部分与定位部732’之间填有透光胶而形成密封胶层736’；或者，如图18C所示，定位部732’的宽度W可形成为窄于光学元件750’、且长度L长于光学元件750’而未被光学元件
750’遮蔽以形成填胶空间C，供填入导电胶而形成导电结构760’用。至于支架730’的其余结构设计则与前述实施例类似，于此不再赘述。
[0104] 此外，为进一步利于刷胶作业的进行、同时利于对支架形成不同形态的导电结构，亦可对支架进行各种导槽结构设计。图18D显示未放置光学元件750’的支架730’的俯视图，支架730’的顶部除形成有前述定位部732’、导槽734’等结构供填入导电胶外，在支架730’的相对两侧部上亦可形成有深度略浅于导槽734’的次导槽738’。次导槽738’连接导槽734’与侧壁730A’，次导槽738’的结构有利于导电胶填入导槽734’的深处。
[0105] 在本发明中，除以塑胶射出方式、或铸模成形、3D列印等方式形成塑胶材质的支架包覆电性导通结构以供电性导通以外，亦可采用金属支架，直接提供电性连接。需注意金属支架上需设有断开的介面，以区隔出正负极电性，金属支架本身即具备可直接与底层基板上的导电层或金属镀层相连形成导通的金属电性导通结构。
[0106] 基于前述，本发明提供了一种具有保护机制的激光器封装结构、以及一种晶圆级封装制程以制得此激光器封装结构。通过本发明，无须如习知激光器封装结构中利用另设的光电二极体和外接电路等设计作为保护机制，而是在支撑光学元件的支架上成型包覆电性导通结构，利用此电性导通结构连接具电性的光学元件，因此可大幅降低整个封装结构或模组的体积，并可降低因外部线路断线而导致模组失效的风险。此外，通过晶圆级封装制程的设计，亦可减少制造程序和成本。
[0107] 除前述特征外，在本发明中，通过支架上各种导槽结构的设计，提高刷胶品质和效率。特别是，在本发明中，可视情况以导电性或不导电性的胶材填满封装结构的光学元件四周和支架之间的空间，使封装结构内腔体呈现密封的状态，避免水气渗入影响光学元件的功能。
[0108] 在本发明的激光器封装结构中，为隔开激光器晶片与光学元件所需的空气层可由预定高度的间隔件设置而形成、或直接由预定厚度的封装胶材充填而形成，增加了封装结构设计上的弹性。此外，利用钢板刷胶方式填入导电胶，可于刷胶时利用因压力而溢出于预定空间中的导电胶(例如锡膏)作为后续表面焊接制程中供电极连接导通线路的结构，降低制程复杂度。
[0109] 请参考图19A与图19B，分别为根据本发明之一第一实施例的封装结构的俯视示意图与侧视示意图。须说明的是，于图19A中，省略光学元件1250，以简要示意。本实施例之封装结构1100例如为晶片级封装结构(Chip Scale Package)，包括：基板1210、晶片1200、支撑件1230与光学元件1250。基板1210为承载晶片1200的承载基板1210，承载基板1210例如为陶瓷基板。晶片1200例如为激光器晶片或是影像感测晶片，其中，激光器晶片例如为垂直共振腔面射激光器。后续以晶片1200为激光器晶片进行说明。激光器晶片1200用以发射激光器，承载基板1210上设置有支撑件1230，支撑件1230可为间隔件(Spacer)或支架(Housing)，环绕激光器晶片1200，并通过胶层(未示)而固设于承载基板1210上。支撑件1230可为通过胶材固定于承载基板1210上的独立结构，但不以此为限。或者，支撑件1230与承载基板1210为一体成形且材料相同。支撑件1230围绕激光器晶片1200而形成空间，此空间于封装完成后即形成封装结构1200的腔部1240。腔部1240内包含空气层(Air Layer)。支撑件1230上覆以一光学元件1250，光学元件1250架设于支撑件1230上并面向激光器晶片
1200。在实施例中，光学元件1250设置于激光器晶片1200必经的光学路径上，例如，光学元件1250位于激光器晶片200的正上方。
[0110] 在实施例中，在封装结构1100的腔部1240中的激光器晶片1200的表面通过一第一导电结构1202连接于承载基板1210，且激光器晶片1200的另一表面通过连接线1220连接承载基板1210上的第二导电结构1204，所述两个表面为相对的两个表面。激光器晶片1200经由第一导电结构1202与第二导电结构1204连接于承载基板1210，并进一步电性连接于外部电路板(未示)。支撑件1230通过施用于顶部的黏着胶材(未示)而连接于光学元件1250。在实施例中，光学元件1250位于支撑件1230顶部的上表面之上，且光学元件1250完全覆盖支撑件1230的一上表面(或是具有光学元件结构的透明基板1250可完全覆盖支撑件1230的上表面)。在本实施例中，黏着胶材可为不具导电性的黏着剂，仅供支撑件1230分别固定连接于光学元件1250和下方的承载基板1210用。封装结构1100进一步包括有导电焊垫1260，导电焊垫1260设于承载基板1210的外侧，供封装结构1100进行后续SMT制程之用。
[0111] 如图所示，本发明实施例中的支撑件1230由四个侧壁所构成，所述四个侧壁围绕激光器晶片1200。如前述说明，此封装结构1100于组装成模组的过程中须经回焊或表面贴焊(SMT)制程，且于SMT制程中，封装结构1100须承受短暂的高温。为避免封装结构1100中的空气层因承受此高温而产生瞬间膨胀，从而导致覆设于支撑件1230上的光学元件1250脱落，在本实施例中，于支撑件1230的至少任一侧壁上，形成有通道1235。通道1235由侧壁的一侧连接至相对的另一侧。于侧壁靠近腔部1240的内表面上形成内开口1235a，并于侧壁朝向外界环境的一个外表面上形成外开口1235b，其中内开口1235a的口径Da大于外开口1235b的孔径Db。通道1235的内开口235a与外开口1235b相通，使得封装结构1100的腔部
1240可通过此通道1235而与外部气体连接，形成逸气通道，藉此排除封装结构1100内受热而瞬间膨胀的气体，避免光学元件1250受到腔部1240内膨胀的气体冲击而脱落。从另一个角度来说，当光学元件1250覆盖支撑件1230的上表面SU时，通道1235也被光学元件1250覆盖而只露出内开口1235a与外开口1235b，从而形成封装结构1100的逃气孔。
[0112] 请参考图20A至图20D，根据本发明实施例的封装结构的侧视示意图。所示实施例的封装结构1200A～1200D的构成与前述封装结构1100相同，惟于本实施例中，封装结构中的通道的截面形状可加以变化。举例而言，在图20A所示的封装结构1200A中，形成于支撑件1230的侧壁上的通道1235A的截面呈三角形；在图20B所示的封装结构1200B中，形成于支撑件1230的侧壁上的通道1235B的截面呈现类半圆形；而在图20C所示的封装结构1200C中，形成于支撑件1230的侧壁上的通道1235C的截面呈矩形；在图20D所示的封装结构1200D中，形成于支撑件1230的侧壁上的通道1235D的截面呈梯形。
[0113] 在前述实施例中，利用模造成形(Molding)制程中模具的设计，于间隔件或支架成形时即同时形成贯穿间隔件或支架侧壁的通道。因此，通道的截面形状并不限于图20A至图20D中所示的形状，只要在模具设计时作出相应的设计、易于脱模即可。
[0114] 进一步参考图21A至图21C，示意说明根据本发明另一实施例的封装结构；其中，图21A根据本发明一第二实施例的封装结构的俯视示意图，图21B图21A所示实施例的侧视示意图，图21C沿着图21A中截线A‑A所示的剖面示意图。须说明的是，于图21A中，同样省略了光学元件1250，以简要示意。
[0115] 与前揭实施例类似，图21A所示的封装结构1300，包括：基板1210、晶片1200、支撑件1230与光学元件1250(示于图21B与图21C)。晶片1200例如为激光器晶片或是影像感测晶片，后续以激光器晶片进行说明。激光器晶片1200用以发射激光器，基板1210上设置有支撑件1230，支撑件1230可为间隔件(Spacer)或支架(Housing)，环绕激光器晶片1200，并通过胶层(未示)而固设于基板1210上。支撑件1230可通过胶材固定于基板1210上，但不以此为限。支撑件1230围绕激光器晶片1200而形成腔部1240。支撑件1230由四个侧壁所构成且形成一上表面SU，所述四个侧壁围绕激光器晶片1200；支撑件1230的上表面SU上覆以光学元件1250，光学元件1250架设于支撑件1230上并面向激光器晶片1200。在实施例中，光学元件1250设置于激光器晶片1200必经的光学路径上，且通过施用于支撑件1230顶部的黏着胶材(图中未示)而连接于支撑件1230。
[0116] 图21A至图21C所示实施例与前揭实施例的差异在于，在本实施例中，通道1235形成为暴露于支撑件1230的上表面SU。详言之，由于光学元件1250通过施用于支撑件1230顶部的黏着胶材而固设于支撑件1230的顶部，故于本实施例中，支撑件1230的至少侧壁的顶部形成有下凹的胶槽1238以供容纳残余的黏着胶材，从而避免黏着胶材逸散至通道1235。支撑件1230上可形成多个胶槽1238，这些胶槽1238可以彼此独立或彼此连接，或是与通道
1235连接。在本实施例中，通道1235可形成在支撑件1230中形成有胶槽1238的侧壁上且暴露于支撑件1230的上表面SU；支撑件1230的此一上表面SU上覆以光学元件1250，从而形成如图21B和图21C所示的激光器封装结构1300。藉此设计，即可避免施涂黏着胶材时溢胶，同时可排除因封装结构1300受热而瞬间膨胀的气体，避免光学元件1250受到腔部1240内膨胀的气体冲击而脱落。
[0117] 在前述实施例中，通道的设置为了在封装结构受热，比如说进行回焊、SMT组装或是晶片因使用而发热时，提供逸散通道供因受热而膨胀的气体逸散至封装结构外部，以避免受热膨胀的气体冲击光学元件而使得光学元件自支撑件脱落或接着不良，或是造成结构上的损伤。基此，在此实施例中，通道设计为贯穿支撑件的侧壁，于侧壁靠近腔部的一侧形成内开口、于侧壁靠近封装结构外部的一侧形成外开口；根据本发明的各实施例，通道的内开口与外开口的口径可为相同、亦可为不同。
[0118] 详言之，请参考图22A至图22C，根据本发明实施例的封装结构的俯视示意图。所示实施例的封装结构1400A～1400C的构成与前述封装结构1100、1200、1300相同，在本实施例中，封装结构中的通道的内开口、外开口的口径可加以变化。举例而言，在图22A所示的封装结构1400A中，支撑件1430位于基板1410上且围绕晶片1400，形成于支撑件1430的侧壁1432上的通道1435A的孔径自侧壁1432靠近腔部的内侧1432A起、沿腔部的内侧1432A至外侧1432B的方向而递减，故内开口1435Aa的口径Da大于外开口1435Ab的口径Db。依此设计，内开口1435Aa的口径加大，有助于提高受热膨胀的气体散出封装结构1400A的效率；而外开口
1435Ab的口径减小，可于对封装体进行切割以形成个别的单一封装结构时，防止水气由外而内通过通道1435A而入侵到封装结构1400A中。
[0119] 在图22B所示的封装结构1400B中，形成于支撑件1430的侧壁1432上的通道1435B的孔径自侧壁1432靠近腔部的内侧1432A起、沿腔部的内侧1432A至外侧1432B的方向而递减，且有更高的递减程度，故内开口1435Ba的口径Da大于外开口1435Bb的口径Db，且外开口1435Bb的口径Db可达更小，进一步防止水气的入侵。此外，根据本发明，通道亦可设计为使孔径自侧壁1432靠近腔部1440的内侧1432A起、沿腔部的内侧1432A至外侧1432B的方向先递减后，再进一步递增，从而形成如图22C所示的封装结构1400C，即形成于支撑件1430的侧壁上的通道1435C的孔径自侧壁1432靠近腔部的内侧起、沿腔部的内侧1432A至外侧1432B的方向递减后又递增。在实施例中，内开口1435Ca的口径Da等于外开口1435Cb的口径Db。
[0120] 如前述说明，在本发明先前公开的实施例中，封装结构利用模造成形(Molding)制程中模具的设计，于支撑件成形时即同时形成贯穿支撑件侧壁的通道。在实施例中，以模造成形制程在基板上形成如多个前述的支撑件，支撑件彼此分离。然后再以切割制程切割基板，以形成如前述的封装结构。在另一实施例中，以模造成形制程形成多个如前述的封装结构，这些封装结构彼此连接。然后再以切割制程切割支撑件与基板，以形成如前述的封装结构。
[0121] 请参考图23，根据本发明实施例的封装结构在封装阶段的俯视示意图。如图23所示，通道1535即于模造制程中形成于封装体1500的支撑件1530中，配合切割制程中切割线AA的位置选择，即可在合适的外开口口径位置处进行切割，形成如图19A至图19B、图20A至图20D、图21A至图21C、或图22A至图22C所示的单一封装结构。因此，可简化激光器晶片的封装制程、提高制程效率。
[0122] 根据前述说明，通道形成于支撑件的其中一个侧壁上，惟本发明并不限于此。请参考图24，根据本发明实施例的封装结构的剖面示意图。本实施例的封装结构1600包括：基板1610、激光器晶片1680、支撑件1630与光学元件1650。激光器晶片1680用以发射激光器；基板1610上设置有支撑件1630，环绕激光器晶片1680并且通过胶层(未示)而固设于基板1610上，但不以此为限。支撑件1630围绕激光器晶片1680而形成空间，此空间于封装完成后即形成封装结构60的腔部1640。支撑件1630上覆以光学元件1650，光学元件1650设于支撑件
1630上，且与激光器晶片1680相对。在实施例中，光学元件1650设置于激光器晶片1680的光学路径上。在封装结构1600的腔部1640中的激光器晶片1680通过一第一导电结构1602连接于导电性基板1610，并且通过连接线1620连接后、通过第二导电结构1604进一步连接于一基板1610，进一步电性连接于外部电路板(未示)。支撑件1630可为间隔件(Spacer)或支架(Housing)，通过施用于顶部的黏着胶材(未示)而连接于光学元件1650。在本实施例中，黏着胶材可为一般不具导电性的黏着剂，仅供支撑件1630分别固定连接于光学元件1650和下方的基板1610用。封装结构1600进一步包括有导电焊垫1660，导电焊垫1660位于基板1610的外侧，供封装结构1600进行后续SMT制程组装为模组用。
[0123] 本实施例与前述实施例的差异处在于，在本实施例的封装结构1600中，通道1615形成于晶片1680下方的基板1610、而非支撑件1630的侧壁；通道1615贯穿基板1610，于基板1610的靠近腔部1640的一侧形成内开口1615a，于基板1610的远离腔部1640(即靠近封装结构1600外部)之一侧形成外开口1615b。在本实施例中，通过激光器钻孔(Laser Drilling)制程来形成通道1615，同样能够使通道1615的内开口1615a和外开口1615b具有如前述实施例的形状与口径，达到使腔部1640中的受热气体逸散至封装结构1600外、同时能防止水气入侵的效果。在此实施例中，通道1615的位置避开晶片1680与第一导电结构1602的接点且避开连接线1620与第二导电结构1604的接点。
[0124] 更甚者，由于在封装体进行切割制程以形成单一封装结构时，一般于封装体的基板底部覆以胶膜(未示)而进行，因此本实施例中的通道1615形成于基板1610，故于进行切割制程时，胶膜会覆盖通道1615，有助于阻绝水气经由通道1615侵入腔部1640中。也就是说，基于原本制程，在基板1610上形成通道1615在外开口1615b的尺寸、形状会具有相当的设计弹性。
[0125] 基于前述，本发明提供了一种封装结构，并于此同时，利用封装支撑件(例如支架)的模具设计，于模造成形的封装支撑件侧壁中形成通道，作为供空气层气体受热膨胀逸出封装结构外的逃气孔。
[0126] 在本发明的封装结构中，考量到封装结构在进行SMT制程时，封装结构中的空气层会因受热而瞬间膨胀，故通道的孔径设计为随其所贯穿的侧壁部的厚度自内向外递减，形成内开口大、外开口小的配置。通过在靠近封装结构内侧上形成较大的开口，可助于气体快速排出；又于外侧设计较小的开口，有助于在以轮刀进行切割制程时防止水气进入封装结构中。
[0127] 此外，在本发明的封装结构中，通道可依需求及设计而形成在封装结构周围的任意处；换言之，通道可形成于支撑件的任一侧壁、或是基板，且通道的数量不限于一个。根据本发明，通道的形状、位置、大小也可以个人你就封装结构的实际设计需求(例如封装结构的尺寸等)而加以调整变化，这些变化皆不脱本发明的原理与范畴。
[0128] 请参考图25A至图25C，示意说明根据本公开的实施例的激光器元件2100。图25A和图25B激光器元件2100的俯视示意图，图25A的俯视示意图显示了激光器元件2100的发光单元阵列的一部分且有些层并未绘制。图25B图25A的放大图且示意说明了发光单元阵列的其中一个发光单元2011。图25C为沿着图25A中E‑E线所示的激光器元件2100的截面示意图且显示激光器元件2100的部分剖面结构。
[0129] 本公开的激光器元件2100为垂直共振腔面射型激光器元件(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)。如图25A和图25C所示，本公开的激光器元件2100包括元件基板2110、凹槽结构2111及设置于元件基板2110上的发光单元阵列，即发光单元阵列包含规则排列的多个发光单元(图25A中仅绘示其中四个发光单元2011～2014)。多个发光单元彼此相隔一距离，详言之，多个发光单元的活性结构彼此相隔开且不相连。在本实施例中，元件基板2110例如为激光器元件的磊晶叠层的成长基板，即成长磊晶叠层的晶圆，但本发明不以此为限，在其他实施例中，元件基板2110也可以例如为承载激光器元件的承载基板。
[0130] 如图25A所示，由俯视示意图可见，每一发光单元2011～2014具有相同或相似的形状，且每一发光单元2011～2014可分别包括0、1、或2个(含两个以上)的发光区。举例而言，发光单元2013包括0个发光区、发光单元2011、2012分别包括1个发光区(通电后将显示一个亮点)，发光单元2014包括2个发光区(通电后将显示两个亮点)。在本公开中，发光区对应可出光的导通孔；换言之，发光区定义为光可射出发光单元外的区域，于激光器元件2100导电后显现为亮点。
[0131] 图25B为图25A所示发光单元阵列中的一个发光单元(例如，发光单元2011)的放大示意图。如图25B所示，发光单元2011包含第一区2011A、第二区2011B、及位于第一区2011A与第二区2011B之间的第三区2011C，其分别具有相应的第一宽度、第二宽度及第三宽度。第一区2011A的第一宽度的最大值为W1(下称”第一最大宽度W1”)，第二区2011B的第二宽度的最大值为W2(下称”第二最大宽度W2”)，第三区2011C的第三宽度的最大值为W3(下称”第三最大宽度W3”)，第三最大宽度W3小于第一最大宽度W1及第二最大宽度W2。
[0132] 详言之，如图25B所示，激光器元件的每一发光单元2011至少包含两个子单元C1、C2彼此重叠，重叠的区域即定义为该发光单元的第三区(例如发光单元2011的第三区2011C)，且两个子单元C1、C2中的非重叠区域即分别定义为第一区及第二区(例如发光单元
2011的第一区2011A及第二区2011B)。在本公开中，此两个子单元C1、C2的形状可以相同或不同，且/或面积也可以相同或不同。另外，于本公开中，所述「两个子单元彼此重叠」意指此两个子单元可重叠于点(例如两个圆形子单元相切)、线(直线或曲线)、或面，即重叠区域(第三区)的形态可为点状、线状或面状。因此，发光单元具有实质上非圆形的形状。举例来说，如图25B所示，每一发光单元(例如发光单元2011)具有由两个面积相同的圆形子单元C1、C2彼此重叠而构成似8字型的轮廓，第三区2011C即为两个圆形子单元C1、C2重叠形成的面状区域(斜线标示处)，第一区2011A及第二区2011B则分别为两个圆形子单元C1、C2分别扣除重叠的面状区域(第三区2011C)的部分(似弦月形)。
[0133] 在本实施例中，发光区依激光器元件的磊晶叠层设计(下文说明)而可分别位于第一区2011A或/且第二区2011B(如图25A所示的发光单元2011、2012及2014)，而不位于第三区2011C。在本实施例中，并参图25A可知，发光单元2011的发光区仅位于第一区2011A，发光单元2012的发光区仅位于第二区(对应于图25B所示发光单元2011的第二区2011B的位置)，发光单元2014的发光区位于第一区和第二区(即对应于图25B所示发光单元2011的第一区2011A和第二区2011B的位置)，而发光单元2013则不含发光区。
[0134] 或者，每一发光单元包含彼此重叠且相接于两点A、B的两个子单元C1、C2，点A与点B的直线连线为线L。如前述说明，在本公开中，两个子单元的形状可以相同或不同，两个子单元的面积可以相同或不同。在本公开中，每一发光单元的发光区不限于一个，且可位于线L的一侧或两侧，换言之，在本公开的发光元件的垂直方向(如图25C所示的Y方向)上，线L不与发光区垂迭。举例来说，如图25A所示，发光单元2011及/或发光单元2012仅包括一个发光区，且此发光区位于线L的两侧中的其中一侧；发光单元2014包括两个发光区，此二发光区分别位于线L的相对两侧。于本实施例中，第三区2011C的第三最大宽度W3等于线L的长度(即点A与点B的直线距离)。
[0135] 如图25A和图25C所示，在本公开中，激光器元件2100的发光单元阵列中的每一发光单元彼此被凹槽结构2111而隔开，且包括依序位于基板2110的一侧上的磊晶叠层2120、绝缘层2130、第一电极层2140、以及位于基板2110的背侧表面上的第二电极层2150。磊晶叠层2120依序包括位于基板2110上的第一半导体结构2122、位于第一半导体结构2122上的活性结构2124、位于活性结构2124上的第二半导体结构2126及一接触层2127。第一半导体结构2122的导电型态为p型及第二半导体结构2126的导电型态为n型，或者第一半导体结构2122的导电型态为n型及第二半导体结构2126的导电型态为p型。接触层2127具有与第二半导体结构2126相同的导电形态。第一半导体结构2122、第二半导体结构2126及/或接触层
2127具有掺质以具有p型或n型的导电形态。掺质包含碳、镁、锌、硅、碲、或铍。
[0136] 于发光单元2011中，绝缘层2130位于磊晶叠层2120上且经图案化而形成开口2130A。第一电极层2140位于绝缘层2130上且经图案化而形成两个开口2140A、2140B。第一电极层2140通过开口2130A而接触接触层2127。接触层2127中的掺质的浓度大于等于5*
1018，由此以与第一电极层2140形成欧姆接触。此外，绝缘层2130通过第一电极层2140的开口2140A、2140B而暴露。于一俯视示意图中(图未示)，开口2130A的形状为环形，开口2140A、
2140B的形状实质上为圆形且导通孔2125B1、2125B2、2125B3的形状实质上为圆形。
[0137] 本实施例的激光器元件2100选择性地包括第一电流限制结构2125，且第一电流限制结构2125可选择设置于活性结构2124与第一半导体结构2122之间、或者设置于活性结构2124与第二半导体结构2126的间。如图25C所示，第一电流限制结构2125位于活性结构2124与第二半导体结构2126之间，且第一电流限制结构2125包含电流限制区2125A、以及由电流限制区2125A所围绕界定的导通孔2125B1、2125B2、2125B3。电流限制结构2125A用以阻隔电流通过，导通孔2125B1、2125B2、2125B3则供注入的电流通过。导通孔2125B1的位置与第一电极层2140的开口2140A相对应，导通孔2125B2的位置与第一电极层2140的开口2140B相对应。导通孔2125B1、2125B2的大小等于或小于所对应的开口2140A、2140B。再者，第一电流限制结构2125的电流限制结构2125A所围绕界定的导通孔2125B1位于第一区2011A，导通孔
2125B3位于第三区2011C，且导通孔2125B2位于第二区2011B。
[0138] 根据本公开，图25B所示的每一发光单元的第一区2011A、第二区2011B及第三区2011C皆基于共同的磊晶叠层2120(如图25C所示)而形成，注入激光器元件2100的电流仅可通过其中部分的磊晶叠层2120，使得发光单元的该部分磊晶叠层出光而形成发光区。换言之，于单一发光单元中，第一区2011A、第二区2011B及第三区2011C的磊晶叠层120彼此是共通相连的，意即第二半导体结构2126、活性结构2124以及第一半导体结构2122在第一区
2011A、第二区2011B及第三区2011C间是彼此结构上相连接。然而，每一个发光单元(例如发光单元2011～2014)与另一发光单元彼此之间的磊晶叠层则非共通相连且被凹槽结构2110所隔开；即不同的发光单元之间，磊晶叠层部分相连而部分不相连。举例来说，如图25C所示，凹槽结构2111具有第一凹槽区2111A及一第二凹槽区2111B，第二凹槽区2111B位于发光单元2011与发光单元2014之间，因此发光单元2011与发光单元2014中的第二半导体结构
2126、活性结构2124以及一部份的第一半导体结构2122彼此不相连，而部分的第一半导体结构2122则彼此相连。如图25A所示，第一凹槽区2111A及第二凹槽区2111B彼此相连接。
[0139] 当发光单元设计为仅具有一个发光区(例如发光单元2011、2012)时，可通过绝缘层2130的图案化，使得绝缘层2130的开口2130A仅位于第一区2011A。因此，当第一电极层2140和第二电极层2150连接至外部电源而使电流由开口2130A流入磊晶叠层2120时，由于电流流经导通孔2125B2、2125B3的电流路径大于流经导通孔2125B1的电流路径，大部分的电流、或是全部的电流会流经导通孔2125B1，因而发光单元2011所发出的光大部分或全部经由开口2140A射出而形成亮点；即，发光单元2011实质上具有一个发光区，且此发光区对应于导通孔2125B1的位置或是位于第一区2011A。再者，尽管少部份电流流经导通孔2125B3而使磊晶叠层发光，由于第一电极层2140并未于对应于导通孔2125B3上的位置形成开口，因此光会被第一电极层2140吸收或阻挡而无法射出发光单元2011，因此不会于该处形成发光区；即，第三区2011C不显现亮点。然而，第一电极层2140的开口2140B对应导通孔2125B2，因此第二区2011B可能会有少数的光射出发光单元2011，亦可成为发光区。于远场绕射图(Far‑Field Diffraction pattern)中，发光单元2011的第二区2011B的光强度与第一区
2011A光强度的比值小于0.1。
[0140] 如图25A和图25C所示，发光单元2014设计为包含两个发光区，分别位于第一区2011A及第二区2011B中。发光单元2014的绝缘层2130位于磊晶叠层2120上且经图案化而形成开口2130A、2130B。第一电极层2140位于绝缘层2130上且经图案化而形成两个开口
2140A、2140B。第一电极层2140通过开口2130A、2130B而接触接触层2127，与接触层2127形成欧姆接触。此外，一部分的绝缘层2130通过第一电极层2140的开口2140A、2140B而暴露。
[0141] 如前述说明，发光单元2014选择性地包括第一电流限制结构2125，第一电流限制结构2125包含一电流限制区2125A、及由电流限制区2125A所围绕界定的导通孔2125B1、2125B2、2125B3。在本实施例中，导通孔2125B1的位置与第一电极层2140的开口2140A相对应，导通孔2125B2的位置与第一电极层2140的开口2140B相对应。导通孔2125B1、2125B2的大小等于或小于所对应的开口2140A、2140B。于一俯视示意图中(图未示)，开口2130A、
2130B的形状为环形，开口2140A、2140B的形状实质上为圆形且导通孔2125B1、2125B2、
2125B3的形状实质上为圆形。
[0142] 在本实施例中，第一电极层2140于相应位置处覆盖于绝缘层2130上，因此，当第一电极层2140和第二电极层2150连接至外部电源而使电流由开口2130A、2130B流入磊晶叠层2120时，因电流流经导通孔2125B1、2125B2，故发光单元2014所发出的光经由开口2140A、
2140B射出而显现出两个亮点，此两个亮点分别位于第一区2014A和第二区2014B中。再者，尽管少部份电流流经导通孔2125B3而使磊晶叠层发光，惟因第一电极层2140并未于对应于导通孔2125B3上的位置形成开口，因此光会被第一电极层2140吸收或阻挡而无法射出发光单元2014，因此不会形成发光区；亦即，第三区2014C不显现亮点。于远场绕射图(Far‑Field Diffraction pattern)中，发光单元2014的第二区2011B的光强度实质上等于第一区2011A光强度，且比值在0.9～1.1的范围。
[0143] 如前述的发光单元2011，为使电流不流经导通孔2125B3、2125B2，可进一步形成第二电流限制结构，用以阻绝横向电流的传递，相关描述将于后续说明。
[0144] 图26A至图26C说明了激光器元件4200(即如同图25A所示激光器元件2100)的发光单元4021(即如同图25A所示发光单元2011)的剖面结构，通过磊晶叠层或制程调整的结果皆可使得发光单元4021的发光区位于第一区4021A中、而不位于第二区4021B中。类似地，在图26A至图26C所示的激光器元件4200导电时，发光单元于第一区4021A中显现为亮点。
[0145] 图26A至图26C所示激光器元件4200具有与图25C所示实施例相应的结构，并以对应的元件符号来描述相对应的构成部分，例如激光器元件(2100、4200)、绝缘层开口(2130A、4230A)、第一电极层(2140、4240)、第二电极层(2150、4250)等；其差异描述如下。
[0146] 如图26A所示，同样设计发光单元4021为仅具有一个发光区(例如发光单元2011、2012)时，为了使电流完全地不流经导通孔4225B2、4225B3，可进一步于第二区4021B或/且第三区4021C的磊晶叠层中形成第二电流限制结构4228，用以阻绝横向电流的传递。详言之，第二电流限制结构4228形成于第一电流限制结构4225与绝缘层4230之间的磊晶叠层
4220中，即，第二电流限制结构4228形成于第二区4021B或/且第三区4021C的第二半导体结构4226或/且接触层4227中。发明相关领域的技术人员可知此第二电流限制结构4228的形成仅为示例，其形成位置并不限于此。在其他实施例中，第二电流限制结构4228亦可进一步地形成于第一半导体结构4222或/和活性结构4224中。又当第一半导体结构4222、活性结构
4224及第二半导体结构4226为多层结构时，第二电流限制结构4228可形成在此多层结构的全部或一部分中。在本公开中，第一电流限制结构4225可利用氧化制程(oxidation)或是离子注入(ion implant)制程而形成。同样地，第二电流限制结构4228亦可利用氧化制程或是离子注入制程而形成。较优地，第一电流限制结构4225由氧化制程而形成且第二电流限制结构4228由离子注入制程而形成。由于制程因素，第二电流限制结构4228亦可形成于第一区4021A中。
[0147] 在另一实施例中，如图26B所示且参考图25A、图25B，发光单元的导通孔具有第四宽度，最大值为W4(下称”第四最大宽度W4”)。当发光单元设计为仅具有一个发光区(例如发光单元2011、2012)、且0
[0148] 在另一实施例中，如图26C所示，由于电流是从发光单元4021的第一区4021A、流经第三区4021C、再流至第二区4021B，故亦可选择仅于第三区4021C中形成第二电流限制结构4228，即可达到阻挡电流流入第二区4021B的效果，进以减少制程成本。此外，亦可选择不形成导通孔4225B3、4225B2，即可直接阻绝电流的通过，使发光单元4021的第二区4021B及第三区4021C皆不显现亮点。
[0149] 如上所述并参考图25A的俯视图，发光单元2011、4021虽与发光单元2014具有实质上相同的外观(例如皆呈现似8字形的轮廓)，然可通过绝缘层2130、4230的图案化以及第一电流限制结构2125、4225或/及第二电流限制结构2228的设置与调整，使得发光单元2011、4021与发光单元2014可具有不同数目的发光区(通电后显现为亮点)；因此，激光器元件
2100、4200即可于整体上显现不规则的发光图样。同样地，亦可通过绝缘层2130、4230的图案化以及第一电流限制结构2125、4225或/及第二电流限制结构4228的设置与调整使得发光单元2011、4021与发光单元2012可具有相同数目但不同位置的发光区，而达到激光器元件2100、4200于整体上显现不规则的发光图样。
[0150] 再者，如图25A至图25C所示，由于每一发光单元设计具有实质上相同的外观而具有相同或不同数目的发光区，因此导通孔(或发光区)不位于发光单元的中心位置。详言之，于俯视图中(如图25B所示)，发光单元2011具有几何中心N1，导通孔2125B1具有一几何中心N2，其中N1及N2彼此不重叠，且N1与N2的最短距离大于2.5um、3um、4um或5um。
[0151] 换言之，于图25C的剖面图中，导通孔2125B与第一凹槽区2110A相隔一第一距离Z1且与第二凹槽区2110B相隔一第二距离Z2，第二距离Z2大于该第一距离Z1。第一距离Z1与第二距离Z2的差值(Z2‑Z1)大于导通孔2125B1的第四最大宽度W4。
[0152] 图27A说明根据本公开另一实施例的激光器元件5300的俯视图且有些层并未绘制。图27B为图27A沿着E‑E线之剖面示意图。激光器元件5300与激光器元件4200具有类似的结构，并以对应的相似符号描述对应的相同元件或构成部分，且这些元件的材料及特性如前所述，故不再赘述，例如激光器元件(2100、4200、5300)、绝缘层开口(2130A、4230A、5330A)、第一电极层(2140、4240、5340)、第二电极层(2150、4250、5350)等。惟本实施例与前揭实施例的差异在于，在此实施例中，激光器元件5300的第一电极层5340包含一个开口
5340C，且开口5340C的形状实质上与第二半导体结构5326或活性结构5324相同，例如8字形。因此，发光单元亦可由第一电极层5340的开口5340C所定义。此外，于俯视图中，第一电极层5340的开口5340C的面积小于第二半导体结构5326或活性结构5324的面积。
[0153] 详言之，如图27A所示，第一电极层5340具有多个开口5340C以定义多个发光单元的位置(图27A中仅绘示四个开口，表示四个发光单元5031～5034)。多个开口5340C以规则排列的方式所设计，因此多个发光单元亦为规则排列。类似地，每一开口5340C具有两个子单元C1、C2彼此重叠，且具有第一区5031A、第二区5031B和第三区5031C。此述的子单元、第一区、第二区、与第三区的相关定义如同图25A至图25C所述，故不再赘述。
[0154] 如图27B所示，第一区5031A、第二区5031B、第三区5031C被第一电极层5340的开口5340C所定义。发光单元5031具有第二电流限制结构5328形成于第二区5031B及第三区
5031C的磊晶叠层5320中(部分或全部的第二半导体层5326)以避免电流流入导通孔
5325B2、5325B3，而使发光单元5031仅具有一个发光区。发光单元5034具有第二电流限制结构5328形成于第三区5034C以避免电流流入导通孔5325B3，而使发光单元5034具有两个发光区。
[0155] 于另一实施例中，类似图26B所示，可不形成导通孔5325B2于发光单元中，且选择性形成第二电流限制结构5328于第一区或/且第二区中，使得发光单元可具有2(不形成第二电流限制结构5328)、1(形成第二电流限制结构5328于第一区或第二区)或0个(形成第二电流限制结构5328于第一区且第二区)的发光区。
[0156] 请参考图28A与图28B，说明根据本公开另一实施例的激光器封装元件6400，图28A的俯视示意图显示了所述激光器封装元件6400的发光单元阵列的一部分且有些层并未绘制，图28B的截面示意图显示了沿着图28A中E‑E线所示的激光器封装元件6400的剖面结构。又图28C与图28D俯视示意图，显示了根据本公开另一实施例的激光器元件的发光单元阵列的一部分，图28D为图28C的部分放大图。同样地，图式中以对应的相似元件符号描述各实施例中相对应的元件与构成。
[0157] 类似图27A至图27B所示，在本实施例的发光单元由第一电极层6440的开口6440C所定义。第一电极层6440具有多个开口6440C以定义多个发光单元的位置(图28A中仅绘示四个开口，亦表示四个发光单元6041～6044)。多个开口6440C以规则排列的方式所设计，因此多个发光单元亦为规则排列。类似于图27A所示实施例，每一个发光单元具有相同或相似的形状，且可分别包括0、1或2个(含两个以上)的发光区。举例而言，如图28A所示，发光单元6043包括0个发光区、发光单元6041、6042分别包括1个发光区，而发光单元6044则包括2个发光区，其中发光区在激光器封装元件6400通电后将显现出亮点。
[0158] 参考图28B，在本实施例中，激光器封装元件6400的发光单元阵列中的每一发光单元(例如发光单元6041、6044)各包括依序位于基板6410的一侧上的磊晶叠层6420、绝缘层6430、第一电极层6440、以及位于基板6410的背侧表面上的第二电极层6450。在本实施例与图27A所示实施例的差异在于，图28A与图28B所示实施例的凹槽结构的凹槽区6411A～
6411H彼此不相连，详下述说明。
[0159] 在本实施例中，如图28B所示，激光器封装元件6400包括形成于磊晶叠层6420内的多个凹槽区6411A、6411E、6441A、6441E(即图28A中所示的凹槽区6411A～6411H)；亦即，凹槽区6411A、6411E、6441A、6441E形成于第一半导体结构6422、活性结构6424和第二半导体结构6426内。详言之，于本实施例中，凹槽区6411A、6411E、6441A、6441E形成于第一半导体结构6422、活性结构6424和第二半导体结构6426中，以暴露出第二半导体结构6426。在另一实施例中，凹槽区6411A～6411H贯穿第一半导体结构6422、活性结构6424以及第二半导体结构6426，以暴露出基板6410。
[0160] 本实施例的激光器封装元件6400选择性地包括第一电流限制结构6425。第一电流限制结构6425包含一电流限制区6425A、以及由电流限制区6425A所围绕界定的导通孔6425B1、6425B2及6425B3。第一电流限制结构6425可利用氧化制程或是离子注入制程而形成。在本公开中，当第一电流限制结构6425通过氧化制程所形成时，氧气可通过凹槽区
6411A、6411E、6441A、6441E而与磊晶叠层6420反应(下文说明)，以于磊晶叠层6420中形成电流限制区6425A(氧化区)及导通孔6425B1、6425B2及6425B3(非氧化区)。
[0161] 并参图28A所示，在本实施例中，激光器元件的每一发光单元(例如图28A中的发光单元6041、6044)各具有围绕在周围的八个凹槽区(例如凹槽区6411A～6411H、6441A～6441H)。凹槽区6411A～6411H形成为不同的大小以控制氧化制程的氧化速率，以控制氧化区和非氧化区的位置。换言之，在本实施例中，利用凹槽区6411A～6411H的大小差异来控制激光器封装元件6400中电流局限区6425A和导通孔6425B1、6425B2、6425B3的位置，从而控制激光器封装元件6400的发光单元6041、6044中的发光区的数量和位置。
[0162] 举例而言，如图28B的截面示意图所示，于发光单元6041中，相较于凹槽区6411E，凹槽区6411A的宽度较窄，因此在凹槽区6411A处的氧化速率小于在凹槽区6411E处的氧化速率。详言之，当进行氧化制程时，氧气通过凹槽区6411A及凹槽区6411E与磊晶叠层中铝含量大之层(于后说明)反应，由于凹槽区6411A处的氧化速率较小，氧气与靠近凹槽区6411A处的铝含量大之层的反应速率较慢，因此，靠近凹槽区6411A处的氧化深度(图中所示之‑X方向)较靠近凹槽区6411E处的氧化深度(图中所示之X方向)较短，因而于第一区6041A中形成导通孔6425B1且第二区6041B及第三区6041C中未形成导通孔，藉此，注入激光器封装元件6400的电流可通过导通孔6425B1且于发光单元6041中形成发光区。换言之，在电流导通下，发光单元6041的第一区6041A显现出亮点。
[0163] 类似地，如图28B的截面示意图所示，于发光单元6044中，因凹槽区6411A～6411H的宽度皆相同，因此于凹槽区6411A～6411H处的氧化速率皆相同，使得氧化深度(±X方向)皆相同，因而于第一区6044A及第二区6044B中分别形成导通孔6425B1及导通孔6425B2。因此，注入激光器封装元件6400之电流可通过导通孔6425B1、6425B2且于发光单元6044中形成发光区。换言之，在电流导通下，发光单元6044的第一区6044A及第二区6044B显现出亮点。
[0164] 如前所述，如图28A所示，由于每一发光单元设计具有实质上相同的外观而具有相同或不同数目的发光区，因此导通孔(或发光区)不位于发光单元(或第一电极层的开口)的中心位置。详言之，于俯视图中(如图28A所示)，发光单元6041具有一几何中心N1’，导通孔6425B1具有一几何中心N2’，N1’及N2’彼此不重叠，且N1’与N2’的最短距离大于2.5um、3um、
4um或5um。
[0165] 换言之，于图28B的剖面图中，导通孔6425B1与第一凹槽区6411A相隔一第一距离Z3且与第二凹槽区6411B相隔一第二距离Z4，第二距离Z4大于第一距离Z3。第二距离Z4与第一距离Z3的差值(Z4‑Z3)大于该导通孔6425B1的第四最大宽度W4。
[0166] 图28C和图28D说明根据本公开另一实施例之激光器封装元件6400’。图28C的俯视示意图显示了所述激光器封装元件6400’的发光单元阵列的一部分，图28D为图28C的部分放大图。激光器封装元件6400’设计凹槽区的位置以控制电流限制区和导通孔的位置。于本实施例中，发光单元6041’周围的八个凹槽区具有相同的尺寸，差别在于每一凹槽区与第一电极层的开口(或将要形成导通孔)之间的距离不同。
[0167] 详言之，凹槽区6411A’～6411C’及6411G’～6411H’各与第一电极层6440的开口6440C(或将要形成导通孔6425B1)距离相等，且呈一最短距离D5；凹槽区6411D’～6411F’各与第一电极层6440的开口6440C(或将要形成导通孔6425B2(以虚线圆表示))的距离相等，即最短距离D6，其中D6
[0168] 除前述实施例外，本公开亦可通过调整激光器元件中其他相应层结构设计来控制发光单元的发光区位置及数量。请参考图29A及图29B，其说明了根据本公开各实施例的激光器元件中用以控制发光区的相应层结构设计。同样地，图式中以对应的相似元件符号描述各实施例中相对应的元件与构成。
[0169] 为求图面及说明清晰易于了解，图29A仅绘制对应图25A发光单元2011的第二区2011B的结构。
[0170] 如图29A所示，在所述实施例中，第二半导体结构7526未包含接触层(如图25B)，当第一电极层7540通过开口7530A接触第二半导体结构7526且不会与第二半导体结构7526形成欧姆接触，以此增加此处的电阻值，因此当注入电流于激光器元件7500时，电流并不会流入导通孔7525B2，进而无法形成发光区。或者，第二半导体结构7526包含接触层(图29A未示)，且接触层具有一掺质浓度小于5*1018的掺质，藉此第一电极层7540不会与接触层形成欧姆接触。
[0171] 图29B所示激光器元件7500具有与图25C所示实施例相应的结构，差异在于如在图29B中，激光器元件7500的发光单元7051的第一区7051A更包含一中间层7545形成于绝缘层
7530的开口7530A且未形成于开口5730B中。第一电极层7540位于图案化的绝缘层7530和中间层7545上。于发光单元7051的第二区7051B中，第一电极层7540位于开口7530B中而与接触层7527直接接触。在此实施例中，通过适当选择第一电极层7540与中间层7545的材质，可选择性地使发光单元7051中的第一区7051A或第二区7051B成为发光区。举例而言，当选择第一电极层7540为例如Ti、Pd、Cr、ITO、BeAu、ZnAu、Ag、GeAu、GeAuNi等可与接触层7527形成欧姆接触的材质，中间层7545为例如Ni、Au、Pt的材质，则中间层7545虽与接触层7527接触，却不与接触层7527形成欧姆接触，故该处的电阻值较高。藉此，当注入电流于激光器元件
7500中时，大部分或全部的电流会流入导通孔7525B2，此时第二区7051B会发光成为发光区，而第一区7051A不成为发光区。相反地，当选择中间层7545为例如钛(Ti)、Pd、Cr、ITO、BeAu、ZnAu、Ag、GeAu、GeAuNi等可与接触层7527形成欧姆接触的材质，第一电极层7540为例如Ni、Au、Pt的材质，第一电极层7540虽与接触层7527接触，却不与接触层7527形成欧姆接触，故该处的电阻值较高。藉此，当注入电流于激光器元件7500中时，大部分或全部的电流会流入导通孔525B1，此时第一区51A会发光成为发光区，而第二区7051B不成为发光区。请参考图30A至图30B，说明根据本公开各实施例的激光器元件发光图样的俯视示意图。激光器元件的发光单元阵列中的每一发光单元可由形状、大小相同或不同的子单元重叠建构而成，进而增加激光器元件的发光图样的随机度和复杂度。
[0172] 例如图30A至图30C所示，发光单元阵列8600、8600’、8600”。包含规则排列的多个发光单元(图30A至图30C中仅分别绘示中四个发光单元8061～8064、8061’～8064’、8061”～8064”“)。每一发光单元可各包括0、1、2、或3个以上发光区。参考本公开之前述说明，可调整发光单元的结构设计而改变发光区的位置与数量。
[0173] 请参考图30A，在本实施例中，构成激光器元件发光单元阵列8600的每一个发光单元8061～8064各由三个大小相同、形状皆概呈圆形的子单元重叠而构成。第一发光单元8061设计为具有一个非发光区8061A及两个发光区8061B(通电后显现为亮点)，第二发光单元8062设计为所具有的三个子单元皆为非发光区8062A，第三发光单元8063设计为所具有的三个子单元皆为发光区8063B(即通电后全显现为亮点)，而第四发光单元8064则设计为具有两个非发光区8064A及一个发光区8064B。由于经设计及结构调整的每一个发光单元
8061～8064在发光区(亮点)的个数、位置方面皆具有不同的组合，故使得呈现规则排列的发光单元阵列8600在受激发电流注入下可显现出随机分布的出光光点及发光图样。
[0174] 在本公开中，通过前述层体的结构或材质调整，亦可进一步增加各发光单元中的子单元个数，以形成分布随机性更高的发光图样。举例而言，如图30B所示，构成激光器元件发光单元阵列8600’的每一个发光单元8061’～8064’都各由四个大小相同、形状皆概呈圆形的子单元重叠而构成。第一发光单元8061’设计为具有两个非发光区8061A’及两个发光区8061B’(亮点)，第二发光单元8062’设计为具有一个非发光区8062A’及三个可出光的发光区8062B’(亮点)，第三发光单元8063’设计为具有四个出光的发光区8063B’(即全为亮点)，而第四发光单元8064’设计为则具有三个非发光区8064A’及一个出光的发光区8064B’(亮点)。在本实施例中，由于增加了每一个发光单元8061’～8064’所包含的子单元个数，因此也提高了每一个发光单元8061’～8064’在出光的发光区的个数、位置方面的组合复杂度，故使得呈现规则排列的发光单元阵列8600’在受激发电流注入下可显现出更随机的出光光点分布及发光图样。
[0175] 在本公开中，各发光单元中的子单元的形状亦可加以调整。举例而言，如图30C所示，构成激光器元件发光单元阵列8600”“的每一个发光单元8061”～8064”各由三个大小相同、形状皆概呈正六边形的子单元重叠而构成。如前述说明，通过每一个发光单元8061”～8064”中的不出光结构(例如非发光区8061A”、8062A”、8063A”、8064A”)以及出光结构(例如发光区或亮点8061B”、8062B”、8063B”、8064B”)的各别个数组合，即可使得呈现规则排列的发光单元阵列8600”在受激发电流注入下可显现出随机分布的出光光点及发光图样。
[0176] 在本公开中，各发光单元中的各个子单元亦可通过激光器元件中各层结构的制程调整而形成为具有不同的形状和大小，从而形成不同形状及不同大小的发光区。请参考图31A及图31B，说明根据本公开各实施例的激光器元件发光图样的俯视示意图。举例而言，如图31A所示，激光器元件的发光单元阵列9700包括四个发光单元9071～9074，各发光单元
9071～9074分别由三个大小不同、皆概呈圆形的子单元重叠而构成，通过本公开的各层结构的制程控制(如前述关于图25A至图25C、图26A至图26C、以及图27A与图27B的说明)，即可分别控制每一个发光单元9071～9074中出光的发光区位置(即亮点位置)；例如发光单元
9071具有发光区(亮点)9071B1、以及不出光的非发光区9071A2和9071A3，发光单元9072中具有发光区(亮点)9072B2、以及不出光的非发光区9072A1和9072A3，发光单元9073于较大的子单元中形成发光区9073B3、于较小的子单元中形成不出光的非发光区9073A1和
9073A2，而在发光单元9074中，则包括有一个小的发光区9074B2和一个大的发光区9074B3，且于较小的子单元中形成非发光区9074A1。
[0177] 又如图31B所示，亦可进一步使激光器元件发光单元阵列9700’中的每一个发光单元9071’～9074’都各由不同形状、不同大小的子单元重叠建构而成。以发光单元9071’为例，其不出光的非发光区9071A1’和9071A2’由较小的圆形子单元所形成，而出光的发光区9071B3’则形成于较大的椭圆形子单元中。如上述说明，通过对每一个发光单元中所包含的子单元的个数和形状进行调整，即可进一步提高激光器元件的发光图样的随机度和复杂度。
[0178] 请参考图32A及图32B，说明根据本公开各实施例的激光器元件发光图样的俯视示意图。在本公开中，可进一步对激光器元件中的各发光单元进行区域性的独立控制，在使用时依激光器元件的使用情境而进行分区控制通电，进以节省电力消耗。举例而言，如图32A所示，激光器元件的发光单元阵列8000可分为并列的第一发光单元集合8010和第二发光单元集合8020，第一和第二发光单元集合801、802分别由不同的电极集合8110、8120予以控制。以此方式，可依据不同的使用情境(例如照明、支付识别、或用于人脸识别)来控制出光的发光孔的个数(即出光的亮点多少)，进以提高演算法的精准度而增加辨识度，同时也可节省操作电力。又如图32B所示，激光器元件的发光单元阵列8000’中的发光单元区分为共中心(共光轴)排列的第一发光单元集合8010’和第二发光单元集合8020’，其中第一发光单元集合8010’围绕位于中心的第二发光单元集合8020’，且两个发光单元集合8010’、8020’分别由不同的电极集合8110’、8120’予以独立控制；此一配置特别有利于照明的应用，可依一般性照明或高解析度照明的不同使用情境而令两个发光单元集合独立操作以节省操作电力。
[0179] 在本公开中，第一半导体结构和第二半导体结构分别包含多个不同折射率的膜层交互周期性的堆迭(例如，高铝含量的AlGaAs层及低铝含量的AlGaAs层的交互周期性堆迭)，以形成分散式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)，使得自活性结构发射的光可以在两个反射镜中反射以形成同调光。第二半导体结构的反射率低于第一半导体结构的反射率，藉此使同调光朝向第一电极层的方向射出(即出光面)。第一半导体结构、第二半导体结构及活性结构的材料包含三五族化合物半导体，例如可以为AlGaInAs系列、AlGaInP系列、AlInGaN系列、AlAsSb系列、InGaAsP系列、InGaAsN系列、AlGaAsP系列等，例如AlGaInP、GaAs、InGaAs、AlGaAs、GaAsP、GaP、InGaP、AlInP、GaN、InGaN、AlGaN等化合物。在本公开内容的实施例中，若无特别说明，上述化学表示式包含「符合化学剂量的化合物」及「非符合化学剂量的化合物」，其中，「符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量相同；反之「，非符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量不同。举例而言，化学表示式为AlGaInAs系列即代表包含三族元素铝(Al)及/或镓(Ga)及/或铟(In)，以及包含五族元素砷(As)，其中三族元素(铝及/或镓及/或铟)的总元素剂量可以与五族元素(砷)的总元素剂量相同或相异。另外，若上述由化学表示式表示的各化合物为符合化学剂量的化合物时，AlGaInAs系列即代表(Aly1Ga(1‑y1))1‑x1Inx1As，其中，0≦x1≦1，0≦y1≦1；AlGaInP系列即代表(Aly2Ga(1‑y2))1‑x2Inx2P，其中，0≦x2≦1，0≦y2≦1；AlInGaN系列即代表(Aly3Ga(1‑y3))1‑x3Inx3N，其中，0≦x3≦1，0≦y3≦1；AlAsSb系列即代表AlAsx4Sb(1‑x4)，其中，0≦x4≦1；InGaAsP系列即代表Inx5Ga1‑x5As1‑y4Py4，其中，0≦x5≦1，0≦y4≦1；InGaAsN系列即代表Inx6Ga1‑x6As1‑y5Ny5，其中，0≦x6≦1，0≦y5≦1；AlGaAsP系列即代表Alx7Ga1‑x7As1‑y6Py6，其中，
0≦x7≦1，0≦y6≦1。如上所述，当第二半导体结构和第一半导体结构包含多层膜层且皆包含铝时，可使得第二半导体结构中的其中一层或多层的铝含量大于97％(定义为电流限制结构)且大于活性结构、第二半导体结构的其他膜层及第一半导体结构的铝含量，藉此，在进行氧化制程后，具有铝含量大于97％的该层的部分会被氧化以形成氧化区(电流限制区)(例如：氧化铝)，未被氧化的部分则为未氧化区(导通孔)。详言的，当第一半导体结构、活性结构及第二半导体结构的侧壁被凹槽结构所曝露出，且当激光器元件设置于一含氧的环境时，氧气会和第一半导体结构、活性结构或第二半导体结构发生化学反应进而形成氧化区(电流限制结构)。
[0180] 基板包含半导体材料，例如，包含一个三五族半导体材料或是四族半导体材料。在实施例中，基板包含一具有n型、p型或i型的三五族半导体材料。在本公开中，三五族半导体材料包含n型或i型的砷化镓(GaAs)，n型掺质为硅(Si)。绝缘层包含氧化物(例如：SiO2)或氮化物(例如：Si3N4)。第一电极层、第二电极层和中间层可包含金属、合金、或是导电氧化材料，例如Ti、Pt、Cu、Au、Ni、Cr、Pd、Ag、BeAu、ZnAu、GeAu、GeAuNi、ITO。
[0181] 本公开的激光器元件一垂直共振腔面射型激光器元件(VCSEL)，从它的外部可见，本公开的激光器元件的发光单元阵列包含规则排列的多个发光单元，其中每一个发光单元各由多个子单元重叠建构而成，且包括有不同个数的发光区(例如：0个、1个、2个、或2个以上)；根据本公开，通过对激光器元件中各相应层的前述结构设计，激光器元件的发光单元阵列形成为可使得注入激光器元件中的激发电流选择性地通过各发光单元中的导通孔而使该导通孔出光形成发光区，且其余导通孔则因无激发电流通过、或因磊晶叠层产生的光被第一电极层反射或吸收而不发出，从而令本公开的激光器元件可显现出不规则的发光图样。
[0182] 根据本公开，激光器元件的发光单元由多个形状相同或不同、大小相同或不同的子单元构成而形成为具有不同形状、大小的发光区，且各发光单元中的导通孔可全部出光、全部不出光、或是部分出光且部分不出光，使得激光器元件的发光区(亮点)的数量、形状和大小可随不同的发光单元结构设计而变动。又根据本公开，通过控制激光器元件中各层结构的相关制程，例如湿式氧化制程、离子注入制程、电流局限层的设计、第一电极层及接触层的材料选择等，随着制程的各别或组合设计，可有效提高本公开的激光器元件发光图样的复杂性。
[0183] 根据本公开，可利用激光器元件中既定配置的发光单元阵列作为公版，通过激光器元件各相应层的制程上的简单调整，可依据客户使用需求、以单一晶片即可提供能够显现出高度随机性发光图样的激光器元件。
[0184] 根据本公开，激光器元件的各发光单元中的发光区可形成为具有相同或不同的大小、相同或不同的形状，配合前揭导通孔的出光和不出光的组合，可进一步提高激光器元件的发光图样的复杂性与随机性，进而提升激光器元件亮点演算法的精准度和辨识精确度。
[0185] 根据本公开，可进一步对多个发光单元进行分区独立控制，依据不同的使用情境(例如辨识用、一般性照明用、高解析度照明用…等)，控制出光的导通孔个数(即发光区或亮点的多寡)，提高演算法的精准度、同时可以节省电力。
[0186] 前述关于发光区的形状、个数、发光单元集合的数量等仅用于例示说明；在本公开的说明下，本领域技术人员可以理解前述关于发光区的形状、个数、发光单元集合的数量皆可按照实际使用需求而加以调整。
[0187] 前述各实施例的激光器元件为磊晶晶圆经切割后的各激光器晶片(chip)元件，可利用对磊晶晶圆切割间距的调整提供例如包含多个发光单元集合于一的激光器元件。
[0188] 需注意的是，本发明所提的前述实施例仅用于例示说明本发明，而非用于限制本发明之范围。本领域技术人员对本发明所进行的各种修改和变化皆不脱离本发明所寻求之专利保护范畴。不同实施例中相同或相似的构件、或不同实施例中以相同元件符号表示的构件具有相同的物理或化学特性。此外，在适当的情况下，本发明之上述实施例可互相组合或替换，而非仅限于上文所描述的特定实施例。在一实施例中所描述的特定构件与其他构件的连接关系亦可应用于其他实施例中，凡此种种变化均可能属于本案所寻求之专利保护范畴。
