CN112086853A - 半导体结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请案涉及半导体结构及其制造方法。所述半导体结构包含:衬底,其具有从所述衬底的顶部表面朝向与所述顶部表面相对的所述衬底的底部表面凹入的腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;光源结构,其在所述腔中,且所述光源结构从所述光源结构的侧壁发射光;及衍射光学元件DOE,其在所述衬底的所述顶部表面上方;其中所述腔的所述侧壁是倾斜表面,使得当所述光入射于所述侧壁上时,所述倾斜表面反射所述入射光以朝向所述DOE产生经反射光。还揭示相关联半导体结构及制造方法。
Description
技术领域
本发明一般来说涉及半导体结构,且更特定来说涉及光学图案投影仪。
背景技术
光学模块常常用于消费性电子装置。举例来说,几乎所有当前便携式电话及计算机都包含微型相机模块。微型光学投影模块也预期出于各种目的而在便携式消费性装置中越来越多地使用。
出于3D映射(也称为深度映射)的目的,此类投影模块可用于(举例来说)将结构光图案投射到物体上。已知的投影模块包含光源(例如,激光二极管或LED),以通过衍射光学元件(DOE)发射光,以便将图案投影到物体上。图像捕获组合件捕获被投影到物体上的图案的图像,且处理器处理所述图像以便重构所述物体的三维(3D)地图。为了进一步减小那些消费性电子装置,仍需要改进投影模块的大小及集成问题。
发明内容
根据本发明的方面,揭示一种半导体结构。所述半导体结构包含:衬底,其具有从所述衬底的顶部表面朝向与所述顶部表面相对的所述衬底的底部表面凹入的腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;光源结构,其在所述腔中,且所述光源结构从所述光源结构的侧壁发射光;及衍射光学元件(DOE),其在所述衬底的所述顶部表面上方;其中所述腔的所述侧壁是倾斜表面,使得当所述光入射于所述侧壁上时,所述倾斜表面反射所述入射光以朝向所述DOE产生经反射光。
根据本发明的另一方面,揭示一种半导体结构。所述半导体结构包含:衬底,其具有从所述衬底的顶部表面朝向与所述顶部表面相对的所述衬底的底部表面凹入的腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;光源结构,其在所述腔中;第一透明衬底,其在所述衬底的所述顶部表面上方;导电层,其介于所述衬底与所述第一透明衬底之间;及第一导电特征,其穿过所述第一透明衬底、所述衬底及所述导电层,且所述第一导电特征通过所述导电层耦合到所述光源结构。
根据本发明的仍另一方面,揭示一种制造半导体结构的方法。所述方法包含:提供衬底,所述衬底具有顶部表面及与所述顶部表面相对的底部表面;蚀刻所述衬底以在所述衬底的所述顶部表面处获得腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;形成穿过所述衬底的第一通孔;在所述衬底的所述顶部表面以及所述腔的所述侧壁及所述底部表面上方沉积导电层;将光源结构接合在所述腔中,且所述光源结构从所述光源结构的侧壁发射光;及在所述衬底上方安置透明衬底,其中所述透明衬底包含所述透明衬底的顶部表面上的衍射光学元件(DOE);形成穿过所述透明衬底的第二通孔,其中所述第二通孔对准所述第一通孔;及将导电材料注入到所述第二通孔中,其中所述导电材料从所述第二通孔流动到所述第一通孔中。
附图说明
图1是图解说明根据本发明的一些实施例的半导体结构的图式。
图2是沿着图1的线A-A'截取的半导体结构的横截面图。
图3是沿着图1的线B-B'截取的半导体结构的横截面图。
图4到图12是图解说明根据本发明的一些实施例用于制造半导体结构的方法的横截面图。
图13是根据本发明的一些实施例的半导体结构的横截面图。
图14是根据本发明的一些实施例的半导体结构的横截面图。
图15是根据本发明的一些实施例的半导体结构的横截面图。
遍及图式及详细说明使用共同参考编号来指示相同或类似组件。可从结合附图所做出的以下详细说明最佳地理解本发明。
具体实施方式
以下揭示内容提供用于实施本发明的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的具体实例以简化本发明。当然,这些仅仅是实例且不打算为限制性的。举例来说,在以下说明中,第一特征形成于第二特征上方或上可包含其中第一特征及第二特征形成为直接接触的实施例,且还可包含其中可在第一特征与第二特征之间形成额外特征使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。此外,本发明可在各种实例中重复参考编号及/或字母。此重复是出于简化及清晰的目的,且本身并不指定所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外,为了说明便易性,本文中可使用空间相对术语(例如,“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等等)来描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系,如在各图中所图解说明。除了各图中所描绘的定向之外,空间相对术语还打算囊括装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或以其它定向),且本文中所使用的空间相对描述语可同样相应地解释。
尽管陈述本发明的宽广范围的数值范围及参数是近似值,但尽可能精确地报告特定实例中所陈述的数值。然而,任何数值固有地含有必然由各自测试测量中存在的标准偏差所引起的某些误差。此外,如本文中所使用,术语“约”通常意指在既定值或范围的10%、5%、1%或0.5%内。或者,当由所属领域的技术人员考虑时,术语“约”可意指在平均值的可接受标准误差内。除了在操作/工作实例之外,或者除非另有明确规定,否则所有数值范围、数量、值及百分比(例如,用于材料量、持续时间、温度、操作条件、数量比率及本文中所揭示的其类似者的那些数值范围、数量、值及百分比)应理解为在所有例子中由术语“约”修饰。因此,除非另有相反指示,否则本发明及所附权利要求书中所陈述的数值参数是可视需要变化的近似值。至少,应根据所报告有效数字的数目并应用普通舍入技术解释每一数值参数。范围在本文中可表达为从一个端点到另一端点或介于两个端点之间。本文中所揭示的所有范围都包含端点,除非另有规定。
图1是图解说明根据本发明的一些实施例的半导体结构100的图式。半导体结构100可为出于3D映射(也称为深度映射)的目的用于将结构光图案投射到物体上的光学图案投影仪。然而,此并非对本发明的限制。在一些实施例中,半导体结构100可为用于其它用途的光学投影仪。如在本说明及权利要求书中所使用,术语“光学”及“光”通常指任何及所有可见光、红外及紫外辐射。
半导体结构100包含半导体衬底102,其中第一透明衬底104、间隔件106及第二透明衬底108沿着z轴依序堆叠于其上方。半导体衬底102可为体硅衬底。或者,半导体衬底102可由元素半导体(例如,晶体结构中的硅或锗)、化合物半导体(例如,硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及/或锑化铟)或其组合构成。可能的半导体衬底102还包含绝缘体上硅(SOI)衬底。SOI衬底使用注氧分离(SIMOX)、晶片接合及/或其它适合方法制作。
第一透明衬底104可包含(例如)玻璃或适合塑料(举例来说,聚碳酸酯),其中第一衍射光学元件(DOE)132(在图2中所展示)形成于其光学表面中的远离半导体衬底102的一者上。第一DOE 132可为引起光学衍射的不均匀结构。举例来说,第一DOE 132可包含光栅结构。在一些实施例中,不均匀结构区域及整个第一透明衬底104可总体上被视为第一DOE132。在一些实施例中,第一DOE 132可被称为不均匀结构,即,第一透明衬底104的一部分。在本说明及权利要求书中使用后一种表示。第二透明衬底108可包含第二DOE 138,其形成于其光学表面中的面向半导体衬底102的一者上。第二DOE 138可包含类似于或对应于第一DOE 132的结构。在一些实施例中,可在第二透明衬底108的顶部表面上方堆叠适合AR涂层及/或机械保护嵌入层(未展示)。
第一透明衬底104与第二透明衬底108由间隔件106分离。在一些实施例中,间隔件106由导电材料制造且连接到接地电位以提供额外屏蔽。在一些实施例中,间隔件106由绝缘材料制造,例如聚合物或玻璃状陶瓷组合物(举例来说,玻璃料),后者用于形成用于第一透明衬底104与第二透明衬底108之间的空间的气密密封。
半导体结构100进一步包含第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114及第四导电特征116。第一导电特征110及第三导电特征114在半导体结构100的第一侧壁处,且第二导电特征112及第四导电特征116在半导体结构100的与第一侧壁相对的第二侧壁处。第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114及第四导电特征116中的每一者可为覆盖半导体结构100的第一/第二侧壁处的凹入结构的导电层,例如银层。请注意,填满凹入结构的第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114及第四导电特征116也在本发明的所涵盖范围内。
凹入结构沿着z轴延伸。从另一视角,凹入结构从顶部到底部穿过第二透明衬底108、间隔件106、第一透明衬底104及半导体衬底102。特定来说,从俯视图看,凹入结构可具有半圆形状。第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114及第四导电特征116分别具有导体结构111、113、115及117。半导体结构100符合现有晶片级工艺。通过第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114及第四导电特征116的设计,半导体结构100形成可与外部电路连通的紧凑封装。将在以下段落中描述其它细节。
图2是沿着图1的线A-A'截取的半导体结构100的横截面图。图3是沿着图1的线B-B'截取的半导体结构100的横截面图。图1的线A-A'穿过第一导电特征110及第二导电特征112。图1的线B-B'穿过第三导电特征114及第四导电特征116。横截面图展示半导体结构100内部的更多细节。如在图2及图3中所展示,半导体衬底102包含从半导体衬底102的顶部表面朝向半导体衬底102的与顶部表面相对的底部表面凹入的腔118。腔118具有侧壁及底部表面,且腔118的底部表面基本上平行于半导体衬底102的顶部表面。腔118的侧壁为倾斜表面,即,腔118的底部表面与侧壁并非彼此正交。举例来说,腔118的底部表面与左侧壁之间的角θ大于约90度。在一些实施例中,腔118的侧壁具有(111)表面定向。腔118的底部表面具有基本上与半导体衬底102的顶部表面相同的(100)表面定向。在此情形中,角θ为约54.7度。在一些实施例中,腔118具有梯形横截面。
半导体结构100进一步包含腔118中的光源结构120,且光源结构120从光源结构120的侧122而非光源结构120的顶部表面发射光。特定来说,光源结构120被安置于腔118的底部表面处。光源结构120的顶部表面不高于衬底的顶部表面。以此方式,经上部堆叠的第一透明衬底104与半导体衬底102可形成密封空间,即腔118。在一些实施例中,光源结构120是从光源结构120的左侧122发射光的边缘发射激光二极管(EELD)。
请注意,在半导体衬底102与第一透明衬底104之间还存在导电层124。导电层124可包含金属,例如铝或铜。特定来说,导电层124沿着半导体衬底102的顶部表面、腔118的侧壁及底部表面延伸。导电层124可延伸于光源结构120与腔118的底部表面之间,使得导电层124可电耦合到光源结构120的底部表面处的第一电力垫(即,第一端子)。光源结构120的顶部表面处的第二电力垫(即,第二端子)可通过导体126(例如,包含金属的导电线)耦合到导电层124。如可从沿着线A-A'截取的图2的横截面图所见,导电层124分别通过导体结构111及113耦合到第一导电特征110及第二导电特征112以便将电力提供到光源结构120。图3的横截面图不展示此配置,因为第三导电特征114及第四导电特征116并不耦合到光源结构120。第三导电特征114及第四导电特征116用于将半导体结构100耦合到半导体结构100外部的电容测量电路(未展示)且稍后将更详细地描述。
来自光源结构120的光穿过在光源结构120与腔118的左侧壁之间用于光直径扩展的透镜128。然后,光入射于腔118的左侧壁上。腔118的左侧壁的倾斜表面根据角θ反射入射光以朝向半导体衬底102上方的第一DOE 132产生经反射光。具有小表面粗糙度的(111)表面定向及导电层124两者提供良好的反射特性。
与现有垂直腔表面发射激光器(VCSEL)加DOE结构相比,从光源结构120的侧122穿过透镜128的水平光路径有助于减小半导体结构100的总垂直厚度(沿着z轴),同时保持相同程度的光直径扩展。换句话说,本发明用部分水平及部分垂直光路径结构代替现有VCSEL加DOE结构的全垂直光路径并从中获得了益处,即,经减小厚度。
透镜128可包含有机聚合物材料,例如玻璃或塑料。如在图2及图3中所展示,透镜128可整体形成于第一透明衬底104的底部表面处。特定来说,透镜128从第一透明衬底104的底部表面朝向远离第一透明衬底104的方向凸出。
回到经反射光路径,第一透明衬底104包含整体形成于其底部表面处用于光直径扩展的光学结构130。举例来说,光学结构130可为在图2及图3中所展示的凹形结构。然而,此并非对本发明的限制。在一些实施例中,光学结构130可为凸形结构。从腔118的左侧壁的倾斜表面反射的经反射光穿过光学结构130,且在到达第一DOE 132且接着到达第二DOE138之前被进一步扩展。
第一电薄膜134可形成于第一DOE 132上方。第一电薄膜134可包含氧化铟锡(ITO)以形成在第一DOE 132上方及其附近周围延伸的第一电容电极。类似地,第二电薄膜140可形成在第二DOE 138上方及其附近周围延伸的第二电容电极。通过将电容测量电路耦合到第一电薄膜134及第二电薄膜140,第一电薄膜134及第二电薄膜140提供分别监测第一DOE132及第二DOE 138的性能的功能。特定来说,第一电薄膜134及第二电薄膜140分别通过导体结构115及117耦合到第三导电特征114及第四导电特征116,且第三导电特征114及第四导电特征116耦合到电容测量电路。因此,电容测量电路可耦合到第一电薄膜134及第二电薄膜140,如可从沿着线B-B'截取的图3的横截面图所见。
图4到图12是图解说明根据本发明的一些实施例用于制造半导体结构100的方法的横截面图。在横截面图中,展示两个半导体结构100A及100B,以便特别地传达在切割工艺之前在同一半导体衬底102上同时制造多个半导体结构100的想法。在以下说明中的一些说明中,为简洁起见,聚焦于半导体结构100A,且可省略关于半导体结构100B的重复说明。请注意,在同一横截面图中描绘导体结构111、113、115及117以及相关联连接以便促进解释。也就是说,沿着线A-A'及线B-B'截取的横截面图在图4到图12中组合在一起。
在图4中,提供半导体衬底102。通过包含各种光刻及/或蚀刻操作的任何适合操作形成腔118。在实例中,通过从顶部表面图案化并蚀刻半导体衬底102的一部分形成腔118。特定来说,可采用各向异性湿式蚀刻工艺来形成腔118。进一步使用激光打孔工艺以在邻近半导体结构100之间形成通孔119,举例来说,半导体结构100A与半导体结构100B之间的通孔119。
在图5中,通过包含各种沉积及图案化操作的任何适合操作在半导体结构100A及100B上方形成导电层124。然后,将光源结构120安置于每一腔118中并接合到导电层124,如在图6中所展示。进一步提供导体126以电耦合光源结构120与导电层124。
在图7中,提供第一透明衬底104。第一透明衬底104具有形成于其上的透镜128、光学结构130、凹入结构131、第一DOE 132及第一电薄膜134。透镜128、光学结构130及凹入结构131可通过任何适合操作(包含各种光致抗蚀剂工艺)整体形成于第一透明衬底104的底部表面处。底部表面面向半导体衬底102。第一DOE 132可整体形成于第一透明衬底104的与底部表面相对的顶部表面处。举例来说,可将第一DOE 132蚀刻或压印到第一透明衬底104中。在第一DOE 132上方涂覆并图案化第一电薄膜134。保留凹入结构131用于耦合到导电层124的导体结构111及113。如此,从俯视图看,凹入结构131的宽度应横向地延伸以重叠导电层124。
然后,将第一透明衬底104附接到半导体衬底102,如在图8中所展示。将间隔件106安置于第一透明衬底104与稍后附接的第二透明衬底108之间,用于第一DOE 132与第二DOE138之间的空间136的气密密封。举例来说,可通过包含各种光刻的任何适合操作涂覆并图案化间隔件106。请注意,保留凹入结构137用于分别耦合到第一电薄膜134与第二电薄膜140的导体结构115及117。如此,从俯视图看,凹入结构137的宽度应横向地延伸以重叠第一电薄膜134及第二电薄膜140。
在图9中,提供第二透明衬底108。第二透明衬底108具有形成于其上的第二DOE138及第二电薄膜140。第二DOE 138可整体形成于第二透明衬底108的面向半导体衬底102的底部表面处。举例来说,可将第二DOE 138蚀刻或压印到第二透明衬底108中。在第二DOE138上方涂覆并图案化第二电薄膜140。在一些实施例中,可在第二透明衬底108的顶部表面上方沉积适合AR涂层及/或机械保护嵌入层。将第二透明衬底108附接到间隔件106,如在图10中所展示。
在图11中,然后使用激光打孔工艺来形成通孔141,所述通孔穿过第二透明衬底108及第一透明衬底104,藉此暴露通孔119、凹入结构131及凹入结构137。适合导电材料可经施涂以形成导电层,所述导电层至少覆盖通孔119、凹入结构131、凹入结构137及通孔141的经暴露侧壁。举例来说,通过在通孔141的顶部开口处滴注或注入一滴导电胶(例如银胶),且银层经形成以基本上覆盖通孔119、凹入结构131、凹入结构137及通孔141的所有经暴露侧壁。在一些实施例中,通孔119、凹入结构131、凹入结构137及通孔141被导电材料填满。如在图12中所展示,因此形成第一导电特征110、第二导电特征112、第三导电特征114、第四导电特征116及导体结构111、113、115及117。然后,通过切削工具(例如裸片锯、激光器等等)单粒化半导体结构100,举例来说,半导体结构100A及100B。
图13是根据本发明的一些实施例的半导体结构200的横截面图。半导体结构200的透镜128由嵌入在光源结构120的侧122上的透镜228代替。
图14是根据本发明的一些实施例的半导体结构300的横截面图。从其侧122发射光的光源结构120由从光源结构320的顶部表面发射光的光源结构320代替。举例来说,光源结构320可为VCSEL。在此实施例中,第一电力垫及第二电力垫两者均在光源结构320的顶部表面处。第一电力垫及第二电力垫可分别通过导体326及328(例如,包含金属的导电线)耦合到导电层124。与半导体结构100的光学结构130、第一DOE 132、第一电薄膜134、空间136、第二DOE 138及第二电薄膜140相比,半导体结构300的光学结构330、第一DOE 332、第一电薄膜334、空间336、第二DOE 338及第二电薄膜340的位置具有偏移,以与光路径的改变相对应。特定来说,光学结构330、第一DOE 332、第一电薄膜334、空间336、第二DOE 338及第二电薄膜340与光源结构320对准。
图15是根据本发明的一些实施例的半导体结构400的横截面图。与半导体结构200相比,半导体结构400进一步包含非线性晶体402。从光源结构120发射的光通过非线性晶体402而频率倍增。举例来说,非线性晶体402可包含KTP、三硼酸锂(LBO)或偏硼酸钡(BBO)以产生较短波长光。
前述内容概述数个实施例的特征,使得所属领域的技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域的技术人员应了解,其可容易地将本发明用作设计或修改其它工艺及结构的基础,以实现与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或达成相同的优点。所属领域的技术人员还应认识到,此些等效构造并不违背本发明的精神及范围,且在不违背本发明的精神及范围的情形下,其可在本文中进行各种改变、替代及变更。
Claims (20)
1.一种半导体结构,其包括:
衬底,其具有从所述衬底的顶部表面朝向与所述顶部表面相对的所述衬底的底部表面凹入的腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;
光源结构,其在所述腔中,且所述光源结构从所述光源结构的侧壁发射光;及
衍射光学元件DOE,其在所述衬底的所述顶部表面上方;
其中所述腔的所述侧壁是倾斜表面,使得当所述光入射于所述侧壁上时,所述倾斜表面反射所述入射光以朝向所述DOE产生经反射光。
2.根据权利要求1所述的半导体结构,其中所述光源结构为边缘发射激光二极管EELD。
3.根据权利要求1所述的半导体结构,其中所述光源结构的顶部表面低于所述衬底的所述顶部表面。
4.根据权利要求1所述的半导体结构,其中所述腔的所述侧壁具有(111)表面定向。
5.根据权利要求4所述的半导体结构,其中所述腔的所述底部表面具有(100)表面定向。
6.根据权利要求4所述的半导体结构,其中所述腔的所述侧壁与所述腔的所述底部表面形成等于约54.7度的角。
7.根据权利要求1所述的半导体结构,其进一步包括在所述光源结构与所述腔的所述侧壁之间用于光扩展的透镜。
8.根据权利要求1所述的半导体结构,其进一步包括所述衬底上方的透明衬底,所述透明衬底具有顶部表面及底部表面,其中所述DOE在所述透明衬底的所述顶部表面处且所述透明衬底的所述底部表面面向所述腔。
9.根据权利要求8所述的半导体结构,其中所述透明衬底的所述底部表面具有用于光扩展的凹形结构。
10.一种半导体结构,其包括:
衬底,其具有从所述衬底的顶部表面朝向与所述顶部表面相对的所述衬底的底部表面凹入的腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;
光源结构,其在所述腔中;
第一透明衬底,其在所述衬底的所述顶部表面上方;
导电层,其介于所述衬底与所述第一透明衬底之间;及
第一导电特征,其穿过所述第一透明衬底、所述衬底及所述导电层,且所述第一导电特征通过所述导电层耦合到所述光源结构。
11.根据权利要求10所述的半导体结构,其中所述导电层沿着所述衬底的所述顶部表面、所述腔的所述侧壁及所述腔的所述底部表面延伸。
12.根据权利要求11所述的半导体结构,其中所述第一导电特征通过所述导电层耦合到所述光源结构的第一端子。
13.根据权利要求12所述的半导体结构,其进一步包括第二导电特征,所述第二导电特征穿过所述第一透明衬底及所述衬底,其中所述第二导电特征通过所述导电层耦合到所述光源结构的第二端子。
14.根据权利要求13所述的半导体结构,其进一步包括:
第一衍射光学元件DOE,其在所述第一透明衬底上方;及
第一电薄膜,其在所述第一DOE上方。
15.根据权利要求14所述的半导体结构,其中所述第一电薄膜包含氧化铟锡ITO。
16.根据权利要求14所述的半导体结构,其进一步包括第三导电特征,所述第三导电特征穿过所述第一透明衬底及所述衬底,其中所述第三导电特征耦合到所述第一电薄膜。
17.根据权利要求16所述的半导体结构,其进一步包括:
第二透明衬底,其在所述第一透明衬底上方,所述第二透明衬底具有顶部表面及与所述第二透明衬底的所述顶部表面相对的底部表面,其中所述第二透明衬底的所述底部表面面向所述第一透明衬底;
第二DOE,其在所述第二透明衬底的所述底部表面处;
第二电薄膜,其在所述第二DOE上;及
间隔件,其介于所述第一透明衬底与所述第二透明衬底之间。
18.根据权利要求17所述的半导体结构,其进一步包括第四导电特征,所述第四导电特征穿过所述第二透明衬底、所述间隔件、所述第一透明衬底及所述衬底,其中所述第四导电特征耦合到所述第二电薄膜。
19.一种制造半导体结构的方法,其包括:
提供衬底,所述衬底具有顶部表面及与所述顶部表面相对的底部表面;
蚀刻所述衬底以在所述衬底的所述顶部表面处获得腔,其中所述腔具有侧壁及底部表面,且所述腔的所述底部表面基本上平行于所述衬底的所述顶部表面;
形成穿过所述衬底的第一通孔;
在所述衬底的所述顶部表面以及所述腔的所述侧壁及所述底部表面上方沉积导电层;
将光源结构接合在所述腔中的,且所述光源结构从所述光源结构的侧壁发射光;及
在所述衬底上方安置透明衬底,其中所述透明衬底包含所述透明衬底的顶部表面上的衍射光学元件DOE;
形成穿过所述透明衬底的第二通孔,其中所述第二通孔对准所述第一通孔;及
将导电材料注入到所述第二通孔中,其中所述导电材料从所述第二通孔流动到所述第一通孔中。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述导电材料至少覆盖所述第一通孔及所述第二通孔的侧壁,且所述导电材料耦合到所述导电层。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11205886B2 (en) * | 2019-03-12 | 2021-12-21 | Nichia Corporation | Method of manufacturing optical member, optical member, and light emitting device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102193295A (zh) * | 2010-02-02 | 2011-09-21 | 普莱姆森斯有限公司 | 用于光学投影的集成光子学模块 |
US20150003482A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Jds Uniphase Corporation | Structure and method for edge-emitting diode package having deflectors and diffusers |
JP2016225448A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置およびプロジェクター |
CN107608167A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-01-19 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 激光投影装置及其安全控制方法 |
CN208351232U (zh) * | 2018-03-18 | 2019-01-08 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 投影装置以及深度信息装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000150667A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-30 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
US8582618B2 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-12 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive or refractive lens on the semiconductor laser device |
US8315287B1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-20 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive lens, and a method for making the device |
US10054430B2 (en) * | 2011-08-09 | 2018-08-21 | Apple Inc. | Overlapping pattern projector |
US9201200B2 (en) * | 2012-07-26 | 2015-12-01 | Tyco Electronics Corporation | Optical assembly with diffractive optical element |
US8933433B2 (en) * | 2012-07-30 | 2015-01-13 | LuxVue Technology Corporation | Method and structure for receiving a micro device |
JP6215612B2 (ja) * | 2013-08-07 | 2017-10-18 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 発光素子、発光素子ウェーハ及び電子機器 |
US10302585B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-05-28 | Apple Inc. | Capacitive DOE integrity monitor |
US10333277B2 (en) | 2017-10-26 | 2019-06-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Structure light module using vertical cavity surface emitting laser array |
CN108594393A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-28 | Oppo广东移动通信有限公司 | 衍射光学组件、激光投射模组、深度相机和电子装置 |
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102193295A (zh) * | 2010-02-02 | 2011-09-21 | 普莱姆森斯有限公司 | 用于光学投影的集成光子学模块 |
US20150003482A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Jds Uniphase Corporation | Structure and method for edge-emitting diode package having deflectors and diffusers |
JP2016225448A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置およびプロジェクター |
CN107608167A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-01-19 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 激光投影装置及其安全控制方法 |
CN208351232U (zh) * | 2018-03-18 | 2019-01-08 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 投影装置以及深度信息装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11205886B2 (en) * | 2019-03-12 | 2021-12-21 | Nichia Corporation | Method of manufacturing optical member, optical member, and light emitting device |
US20220077650A1 (en) * | 2019-03-12 | 2022-03-10 | Nichia Corporation | Method of manufacturing optical member, optical member, and light emitting device |
US11626706B2 (en) * | 2019-03-12 | 2023-04-11 | Nichia Corporation | Method of manufacturing optical member, optical member, and light emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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TW202114309A (zh) | 2021-04-01 |
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