TW202121783A - 垂直腔面射型雷射裝置的製造方法與垂直腔面射型雷射裝置 - Google Patents

垂直腔面射型雷射裝置的製造方法與垂直腔面射型雷射裝置 Download PDF

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Abstract

一種製造垂直腔面射型雷射（Vertical cavity surface emitting laser ，VCSEL）裝置（100）的方法包括：在一晶圓（116）上提供包括一VCSEL層結構（114）的一第一結構（112），該VCSEL層結構包含包括一或多種半導體材料的該晶圓，該第一結構具有沿著一非平面頂表面具有不同的高度水平之非平面第一結構頂表面（118），其中該非平面第一結構頂表面包括在該晶圓上方的不同高度水平處的一或多個電接觸區域（120）；沿著該非平面第一結構頂表面在該非平面第一結構頂表面上施加與該一或多種半導體材料不同的一或多層覆蓋材料（128），其厚度使得覆蓋材料頂表面（132）的最低高度水平（130）至少等於或高於該非平面第一結構頂表面的最高高度水平（134），以獲得包括該第一結構和該一或多層覆蓋材料的第二結構（136），該第二結構具有一第二結構頂表面（138、238、…、738）；平面化該第二結構頂表面；為了電連接到該一或多個電接觸區域，從該第二結構頂表面通過該一或多層覆蓋材料產生一或多個第一電通孔（148、150）。

Description

垂直腔面射型雷射裝置的製造方法與垂直腔面射型雷射裝置
本發明涉及一種垂直腔面射型雷射(VCSEL)裝置的製造方法。本發明進一步涉及一種垂直腔面射型雷射裝置。
VCSEL是一種雷射光束發射垂直於頂表面或底表面的半導體雷射二極體。通常，VCSEL包括平行於晶圓表面的兩個分散式布拉格反射（DBR）鏡，以及佈置在該兩個分散式布拉格反射鏡間，包括用於產生雷射光之一或多個量子井的一主動區。DBR鏡通常包括具交替高低折射率的層。在通常的VCSEL中，上下鏡面被摻雜為p型和n型材料，形成二極管接點。在其他常規配置中，p型和n型區域可嵌入在DBR之間。整個VCSEL層結構包括一或多種半導體材料。當製造包括一或多個VCSEL（VCSEL陣列）的VCSEL裝置時，該VCSEL層結構在晶圓上外延生長。VCSEL製程的主要部分是晶圓上一或多個單一VCSEL的電絕緣。這通常是透過蝕刻VCSEL外延結構，分離p-n接點且因而在晶圓上形成某種拓撲來達成的。根據VCSEL裝置的類型，可以在製程順序的不同點多次完成半導體蝕刻，形成包含高度達15 µm的VCSEL層結構的晶圓頂表面的拓撲。為了將載子注入VCSEL，必須採用p-n接面的到n型摻雜和p型摻雜側之電接觸區域。通常這是透過在包含VCSEL層結構的晶圓上以不同的高度沉積導電材料來完成的。為了在VCSEL裝置和電驅動器之間提供連接，需要施加外部電鏈結。這可以直接透過焊接完成，而為了充分地將焊球安裝在接觸區域上，接觸區域需要具有一定的尺寸。然而，VCSEL尺寸（20-30 µm）往往比典型的焊球（50-60 µm）小。而且，VCSEL本身是機械不穩定的，例如，因為之前用於形成電流孔的氧化過程，因此直接焊接在VCSEL結構上是不可能的。因此，必須保留一定的結合面積。在該結合區域中，提供了結合過程的機械穩定性。結合區域和電接觸區域透過VCSEL上的電鏈結連接。儘管這種配置可實現諸如焊接、凸塊等的不同結合技術，但缺點是以此方式製造的VCSEL裝置的尺寸是實際VCSEL或數個VCSEL的幾倍。這是因為金屬軌道需要克服裝置的表面拓撲，在多種高度連接接觸區域。先進的佈線概念，例如為了只連接VCSEL陣列中的某些VCSEL，需要大量空間、額外的電絕緣和金屬層。透過在VCSEL晶片上保留用於焊接目的的空間（又稱為結合區域），上述問題已在普遍的製造方法中解決。從結合區域到VCSEL裝置不同高度的電連接是透過金屬軌道達成的。這些軌道必須透過分級刻蝕輪廓或特殊的沉積程序來克服包含VCSEL層結構的晶圓上的高度。因此，目前技術的VCSEL裝置需要VCSEL本身覆蓋面積的1/4，而覆蓋面積的3/4用於結合區域、金屬軌道和支撐結構。
因此，需要一種改良的製造方法和一種改良的VCSEL裝置。
本發明的目的是提供一種製造方法，其可以製造具有減小覆蓋面積的VCSEL裝置。
本發明進一步的目的是提供一種具有減小覆蓋面積的VCSEL裝置。
根據第一態樣，提供了一種垂直腔面射型雷射（VCSEL）裝置的製造方法，包括： 在晶圓上提供包括一VCSEL層結構的第一結構，該VCSEL層結構包含該晶圓，其包括一或多種半導體材料，該第一結構具有非平面第一結構頂表面，其沿著該非平面的頂表面具有不同的高度水平，其中非平面第一結構頂表面包括在晶圓上方的不同高度水平處的一或多個電接觸區域； 沿著該非平面第一結構頂表面在該非平面第一結構頂表面上施加一或多層與該一或多種半導體材料不同的覆蓋材料，其厚度應使覆蓋材料頂表面的最低高度水平至少等於或高於非平面第一結構頂表面的最高高度水平，以獲得包括第一結構和該一或多層覆蓋材料的第二結構，該第二結構具有一第二結構頂表面； 平面化該第二結構頂表面； 從該第二結構頂表面穿過該一或多層覆蓋材料產生一或多個第一電通孔，以電連接到該一或多個電接觸區域。
該方法可以與上述不同的順序執行。該方法可能包括在上述步驟之前、之間和之後的進一步處理步驟。根據本發明的方法提出了製造VCSEL裝置的一新概念，其造成VCSEL裝置具有較小覆蓋面積。根據本發明的方法提供了平面化晶圓和VCSEL層結構之初始結構的非平面頂表面。平面化係透過將一或多層覆蓋材料施加到初始（第一）結構的非平面頂表面上來執行。然後對該覆蓋材料進行加工，以提供包括初始VCSEL晶圓結構和該一或多層覆蓋材料的平面化的第二結構。因此，該第二結構具有平面頂表面。一或多個用於外部連接VCSEL裝置和驅動器的電結合區域，可以直接佈置在與電通孔電接觸的平面化VCSEL晶片的頂部，從而大幅減少覆蓋面積。
根據本發明的方法不僅適用於具有單個台面或VCSEL的VCSEL裝置，也適用於具有多個台面的VCSEL陣列。本發明實現了在一個晶片上陣列中之單一可定址VCSEL。
此外，平面化允許透過直接外部連接至散熱器來改善熱傳遞。此外，根據本發明之方法製造的VCSEL裝置允許VCSEL裝置與外部驅動器間較短的電連接。較短的電連接減少寄生電容。本發明的另一個優點是VCSEL裝置內電鏈結的內部佈線。即本文中描述般，在VCSEL裝置的頂表面下方，透過多次重複平面化序列來啟用。
另一個優點是由於覆蓋材料而提高了VCSEL裝置的機械穩定性。
根據本發明的方法可以從晶圓上的電功能VCSEL裝置開始。VCSEL層結構包括一或多種半導體材料，較佳是II-VI或III-V族化合物半導體材料。例如，晶圓可以是GaAs晶圓，並且VCSEL層結構可包括GaAs和AlGaAs或InGaAs層。可選擇一或多種覆蓋材料使其適合於加工，較佳用於拋光，特別是使用漿料的化學機械拋光。該漿液可含有覆蓋材料的小顆粒。
該VCSEL層結構可以在晶圓上外延生長，然後被蝕刻以產生第一結構。VCSEL層結構可包括分散式布拉格反射器，包括一或多個量子井的一或多個主動區、一或多個集成光二極體層或光電晶體層結構。為了具有不同極性的VCSEL層結構的電接觸層，提供了該一或多個電接觸區域，例如用於接觸VCSEL層結構的p區和n區。
當重複一或多次施加覆蓋材料層和平面化時，第二結構頂表面可以是最終VCSEL裝置的最外層表面，也可以是中間表面。
在下文中，將描述根據本發明的方法的有利具體實施例。
在一個具體實施例中，平面化包括拋光，特別是化學機械拋光第二結構頂表面。
該方法可進一步包括在施加該一或多層覆蓋材料之前，施加一加工停止層。這樣的加工停止層可以較佳地在具有VCSEL層結構最高高度水平的區域中被施加在非平面第一結構頂表面上。該加工停止層有利地避免了從VCSEL層結構中不必要地去除材料。
該加工停止層較佳地包括與要被加工的覆蓋材料不同的材料，使得在加工時，例如用含有覆蓋材料的小顆粒之漿料拋光該覆蓋材料，該漿料不會從加工（拋光）停止層中去除材料。
在加工覆蓋材料期間，晶圓可以透過膠帶、真空安裝或透過將其佈置在適當的載體基板上來從背面固定以防止對晶圓的機械損壞。
在一具體實施例中，平面化可以包括施加第一層覆蓋材料，加工第一覆蓋材料頂表面以提供平面的第一覆蓋材料頂表面，以及在平面第一覆蓋材料頂表面上施加第二層覆蓋材料以提供第二覆蓋材料頂表面。
第二覆蓋材料可以是電絕緣且導熱的。第二覆蓋材料層可以提供VCSEL晶片或晶圓的電絕緣，且特別是提供機械穩定性。第二層較佳要夠厚，例如100-200 nm，以提供足夠的機械穩定性，但不應太厚以避免VCSEL裝置的高高度。
在一些具體實施例中，該等覆蓋材料層中的至少一層可以是電絕緣的。此處的優勢在於，覆蓋材料還可提供具有不同極性的VCSEL裝置的區域或地區的電絕緣，及/或提供VCSEL陣列裝置的台面之間的電絕緣。
在其他具體實施例中，該等覆蓋材料層中的至少一層可以是金屬的，且因此係導電的。透過加工，例如用合適的拋光劑拋光金屬覆蓋材料，可以像電絕緣覆蓋材料一樣執行平面化。使用金屬作為覆蓋材料的優點在於可以由金屬層提供從VCSEL晶片的最終頂表面到位於較低高度水平的接觸區域之通孔的至少一部分，使得處理得以簡化。
應理解，在非平面第一結構頂表面上施加一或多層金屬覆蓋材料可以與一或多層電絕緣覆蓋材料的施加相結合。
此外，該等覆蓋材料層中的至少一層可以是導熱的。因此，可以簡化且更有效地散熱和與散熱器連接。
可以透過將一或多個接觸洞蝕刻成一或多層覆蓋材料中直到一個或多個電接觸區域並用導電材料(例如一金屬)填充該一或多個接觸洞到第二結構頂表面來產生第一電通孔。
可以透過蝕刻第二結構(例如透過等離子輔助乾式蝕刻（RIE / ICP）)，產生出接觸洞，從而曝露出接觸洞底部的一或多個電接觸區域。蝕刻化學物因此不會侵害底部接觸區域，從而形成一自行終止的邊緣程序。接著可以進行用以清潔接觸洞開口的一清潔步驟，使用例如以HCL或H2 SO4 進行濕化學清洗，或使用O2 / Ar / NH3 等離子清洗。
用導電材料填充接觸洞可以透過通電執行。為此，可以施加用作通電種子層的金屬膜以提供用於填充通電接觸洞的導電性。在用通電方式填充接觸洞前，可以在接觸洞中填充一層保護塗層，例如透過原子層沉積或濺射以在接觸洞壁上形成厚度為幾奈米的層。此層可能是有利的，因為它可吸收由填充電接觸洞所產生的殘餘應力。此外，它可以提供附著力並抑制來自其他材料任選的後續應用材料擴散到第二結構上。
根據本發明的方法的另一個優點是允許在VCSEL晶片內部和頂部形成電鏈結或電佈線。特別是，可以通過重複兩次或更多次平面化序列來執行電鏈結的複雜內部佈線。這允許如用於將光部件（如光電二極體或光電晶體）集成在VCSEL裝置中、用於將VCSEL裝置的複數台面的一部分或全部彼此電連接，及/或為穿隧二極體、耦合的主動區、內腔部件等提供多層連接。
在一具體實施例中，根據本發明的方法可以進一步包括，在產生一或多個第一電通孔之後，在第二結構上施加至少另一層覆蓋材料以提供包括第二結構的第三結構及另一覆蓋材料，該第三結構具有第三結構頂表面。在此具體實施例中，第二結構頂表面是VCSEL裝置的中間表面。
該方法可進一步包括穿過平面第三結構頂表面直到第一電通孔的至少一部分產生另一電通孔，用於電連接該一或多個其他電通孔。
在前述具體實施例的上下文中，該方法可進一步包括，在施加另一覆蓋材料之前，將平面第一結構頂表面上的第一電接觸的至少一部分彼此電連接。因此，啟用了例如在VCSEL晶片上排列的多個台面間之內部電佈線。
前述處理步驟可以重複數次，以形成內部電連接，例如在晶圓上方的許多高度水平中，在多個台面之間或集成到VCSEL晶片中的光部件之間。因此，上述具體實施例對於生產具有多個VCSEL或台面的VCSEL陣列特別有利。本發明允許在VCSEL陣列中進行內部連接，例如將台面相互連接，同時直接在VCSEL晶片上方執行到驅動器的外部鏈結，從而形成僅需少數接觸或結合區域的密集包裹VCSEL陣列為必要。
根據第二態樣，提供了一種垂直腔面射型雷射（VCSEL）裝置，包括： 第一結構包括晶圓上的VCSEL層結構，該VCSEL層結構包含了包括一或多種半導體材料的該晶圓，該第一結構有沿著非平面頂表面具有不同高度水平之非平面第一結構頂表面，其中該非平面頂表面包括處於不同高度水平的一或多個電接觸區域； 一或多層覆蓋材料，其與沿著非平面第一結構頂表面佈置在非平面第一結構頂表面上的該一或多種半導體材料不同，其中VCSEL裝置的最上頂表面係平面， 一或多個第一電通孔，其從最上頂表面穿過與該一或多個接觸區域電連接的該一或多層覆蓋材料。
根據本發明的VCSEL裝置具有與根據第一態樣的方法相同或相似的具體實施例和優點，特別是在附屬請求項中所指出的那些。
特別是，根據本發明的VCSEL裝置與傳統的VCSEL裝置相比覆蓋面積顯著減小，例如減小2倍或更多。根據本發明的VCSEL裝置可能包括單一台面或複數台面，以提供密集封裝的VCSEL陣列。其他配置如光電二極體/光電晶體結構的集成及具有多波長發射的VCSEL裝置，也是可能的。
該一或多層覆蓋材料可包含一層或多層電絕緣層及/或一或多層導電層。
VCSEL裝置可以包括一個或多個內部電鏈結，其在高度水平在最上頂表面下方和該晶圓上方的電連接一或多個通孔。
VCSEL裝置可以在與該一或多個電通孔電連接的該最上頂表面上包括一或多個結合區域。
VCSEL裝置可以是底部發射器或頂部發射器。VCSEL裝置可以如上所述完全被一或多層覆蓋材料形成的電絕緣和導熱材料包圍。
透過以下參考附圖對示例性具體實施例的描述，其他特徵及優點將變得顯而易見。
在下文中，將描述VCSEL裝置的幾個具體實施例和製造VCSEL裝置的方法的具體實施例。
製造VCSEL裝置100的方法的第一具體實施例將由參考圖1A到1G來描述。圖1G顯示出根據該方法製造的VCSEL裝置100。
根據圖1A，提供了第一結構112。第一結構112包括晶圓116上的VCSEL層結構114。包含晶圓116的VCSEL層結構114包括了一或多種半導體材料。作為示範，晶圓116可以是GaAs晶圓，且VCSEL層結構114可以包括GaAs和AlGaAs的層。選自II-VI族或III-V族化合物半導體的其他半導體材料作為第一結構112的材料也是能想見的。
根據已知技術可以在晶圓116上外延生長VCSEL層結構114。本領域已知VCSEL層結構114可以包括分散式布拉格反射器和包括一或多個量子井的一或多個主動區。如圖1A所示，VCSEL層結構114可以作為電功能VCSEL結構，即，若與驅動器連接則雷射發射就緒。在製造類似於VCSEL裝置100的VCSEL裝置過程中，為了分離VCSEL層結構114的p-n接點，將VCSEL層結構114蝕刻到外延層結構中，從而形成第一結構的特定拓撲。因此，第一結構112具有沿著非平面頂表面118具有不同高度水平的非平面第一結構頂表面118。提供了有一或多個電接觸區域120、122的第一結構112。可以提供接觸區域20、22作為具不同極性的接觸區域。接觸區域20可以是例如p接觸區域，且接觸區域22可以是n接觸區域。提供一或多個電接觸區域120、122是為了電接觸不同極性VCSEL層結構114的區域，例如用於接觸VCSEL層結構114的p區域和n區域。
第一結構112的表面118的非平面拓撲及因此接觸區域120、122在晶圓116上方的不同高度水平上的佈置，使其難以施加外部電鏈結來與電驅動器（未顯示）連接。特別是，在圖1A所示的第一結構112的狀態下在接觸區域120、122上施加焊球將需要很多空間，因為焊球的尺寸通常為50-60 µm，而VCSEL的尺寸往往較小，例如20-30 µm。這意味著施加外部鏈結於第一結構112將需要VCSEL裝置尺寸的3/4作為結合區域的覆蓋面積，而VCSEL本身僅佔覆蓋面積的1/4。
下文描述的製造方法解決了此問題。
在前端製程順序中達到第一結構的最終拓撲之後，第一結構112可以覆蓋一層覆蓋材料124，其較佳係機械穩定且電絕緣。如圖1A所示，沿著非平面第一結構頂表面118的一部分施加材料124。從圖1A中可以看出，材料124在頂表面118具有最高高度水平的區域內被施加在非平面第一結構頂表面118上。材料124的頂表面126定義了非平面頂表面118的最高水平。在接下來將描述的後續製程步驟中當頂表面118被加工時，特別是在拋光時，材料124作為一阻擋層。材料124可以是氮化物，例如AlN或SiN。
接著，根據圖1B，在沿著非平面第一結構頂表面118、126之包含材料124的頂表面126的非平面第一結構頂表面118上施加一層與VCSEL層結構114和晶圓116的半導體材料不同的覆蓋材料128。如圖1B所示，施加覆蓋材料128的厚度要使得覆蓋材料頂表面132的最低高度水平130至少等於或高於非平面第一結構頂表面118、126的最高高度水平134。
在本具體實施例中，覆蓋材料128係電絕緣。覆蓋材料128可以是氧化物材料，例如Al2 O3 或SiO2 。可以透過共形濺射或化學氣相沉積（Chemical vapor deposition，CVD）來施加覆蓋材料128，施加最小應力到下面的VCSEL層結構114中。
下一步是圖1C所示的平面化步驟。平面化係透過加工覆蓋材料頂表面132執行，由此提供包括第一結構112和覆蓋材料128的第二結構136。可以透過使用漿料的化學機械拋光來執行加工覆蓋材料頂表面132。該漿料可含有覆蓋材料128的小顆粒。如上所述，材料124作為拋光停止層使得避免不必要去除VCSEL層結構114的材料。第二結構136包括平面的第二結構頂表面138。換句話說，與第一結構112的非平面拓撲相反，第二結構136具有平面化的拓撲。
在本具體實施例中，另一層覆蓋材料140被施加到平面的第二結構頂表面138上。覆蓋材料140可以是電絕緣材料。為了提供機械穩定性，覆蓋材料140的厚度應該要夠，例如100-200 nm，但它不應太厚而不能在晶圓116上方形成一高拓撲。覆蓋材料140可以是氮化物，且可包括例如AlN或SiN。在施加覆蓋材料140之後，平面的第二結構頂表面138此時透過覆蓋材料140的頂表面來成形，其如圖1D所示，再次用參考數字138標記。
在圖1D的程序狀態下，接觸區域120、122被埋在或內嵌在第二結構136中。到接觸區域120、122的電通孔將根據圖1E在下一步驟中產生。在該程序中，透過蝕刻，例如透過等離子體輔助乾法蝕刻（RIE / ICP）來產生接觸洞142、144，由此在接觸洞142、144的底部曝露出接觸區域120和122。使用不侵害接觸區域120、122之蝕刻化學物較佳，因此，蝕刻程序是會自行終止的。此後可以透過例如濕化學物HCl或H2 SO4 清潔，或透過以O2 /Ar/NH3 等離子清潔來清理接觸洞142、144。
接著，根據圖1F，將一層保護材料146作為塗層施加到第二結構頂表面138上，然後透過保護塗層146的頂表面成形。保護塗層146還覆蓋接觸洞142、144的壁。保護塗層可以係氮化物，且可包括例如AlN或SiN。保護塗層146的沉積應該是共形的，形成具有5-10nm厚度的層。可以透過原子層沉積（Atomic layer deposition，ALD）或濺射來執行材料沉積。保護塗層146可以吸收由後續步驟產生的殘餘應力，提供附著力並抑制在後續步驟中所沉積材料的融合。
接著，可以施加金屬膜（未顯示）作為通電種子層，以提供用於以導電材料通電填充接觸洞142、144的導電性。然後，在通電程序中以導電材料填充接觸洞142、144。透過用導電材料填充接觸洞142、144，形成穿過平面第二結構頂表面138到電接觸區域120、122的通孔148、150。
如圖1G所示，可以在平面第二結構頂表面138上提供結合區域152、154。在此具體實施例中，第二結構頂表面138形成VCSEL裝置100的最上頂表面。可以提供結合區域152、154用於將電鏈結連接到外部驅動器（未顯示）的焊球（未顯示）。因此，製造了VCSEL裝置10，其中VCSEL裝置10被電絕緣且導熱材料128、140、146完全包圍。特別是，用於將VCSEL裝置10結合到例如外部驅動器的結合區域152、154位於VCSEL裝置或晶片100的正上方，因此與現有技術的VCSEL裝置相比，減小了兩倍或更多倍的結合區域覆蓋面積。
圖2A-2C顯示製造圖2C所示的VCSEL裝置200的方法之另一具體實施例。圖2A-2C的具體實施例是前述具體實施例的修飾例。VCSEL裝置200包含了包括在晶圓216上之VCSEL層結構214的第一結構212。層結構214包括兩個台面202、204，其各自形成一VCSEL。
圖2A顯示製造VCSEL裝置200的方法之狀態其對應到上述方法的圖1C中的狀態，即，為了簡化，在此省略了圖1A和1B中的製程順序。圖2A因此顯示VCSEL結構（第二結構）236，其如上所述已被平面化從而具有平面第二結構頂表面238。這裡未顯示加工（拋光）停止層，但可如上所述地提供。
在本具體實施例中，第一結構212包含電接觸區域220a、220b、220c和220d。從圖2A中的VCSEL結構236的狀態開始，通過蝕刻在區域256a和256b中去除部分電絕緣的該層覆蓋材料228，因此在覆蓋材料進一步電絕緣並封裝台面202、204時，曝露了打算進一步處理的VCSEL結構236的區域。然後用導電材料填充或部分填充區域256a、256b到平面第二結構頂表面238的高度水平以提供通孔252b和252d。平面第二結構頂表面238形成VCSEL裝置200的最上頂表面。然後可以在接觸區域220a、220c上佈置結合區域252a和252c，且通孔252b和252d的上表面可以當作結合區域使用。因此，所有結合區域以密集包裝佈置在VCSEL裝置200的頂部。
圖3A-3D顯示製造VCSEL裝置300的方法的另一具體實施例作為對先前具體實施例的修飾例。如同之前的具體實施例中，VCSEL設備300包括兩個台面302、304。第一結構312包括晶圓316上的VCSEL層結構314。第一結構包括接觸區域320a、320b、320c、320d。在根據圖3A-3D的具體實施例中，顯示出具有金屬覆蓋材料層的VCSEL結構的平面化，將在下文描述。
敘述從該方法的程序狀態中參照圖3A開始，其為圖2B中顯示的程序狀態。亦即，具有該層覆蓋材料328的第二結構336已在之前平面化，然後如上所述在區域356a和356b中蝕刻。
根據圖3B，VCSEL結構（第二結構）336被另一層覆蓋材料340覆蓋，其(覆蓋材料340)厚度使得覆蓋材料頂表面332的最低高度水平330至少等於或大於在圖3A中所示的第二結構336的非平面頂表面的最高水平上。第二結構336和覆蓋材料340形成第三結構337。覆蓋材料340在此是一金屬材料，例如Au。接著，對第三結構的頂表面332進行加工，特別是拋光，例如以一漿料來使用化學機械拋光。該漿料可在拋光液內含有適合拋光金屬覆蓋材料340的顆粒。如圖3C所示，金屬拋光在台面302、304的表面處停止，藉由電絕緣材料328在區域356a、356b中較低高度區域與VCSEL台面302、304頂部之間形成一固有電絕緣。然後，可以將圖3D所示的最終外部金屬化或結合區域350a、350b、350c、350d施加在一扁平VCSEL裝置的最上頂表面335上，而區域356a、356b中的接觸區域320b、320d被金屬材料340所填充。
參考圖4A-4J，將描述圖4J顯示的VCSEL裝置400的製造方法的另一具體實施例。
根據圖4A，提供了包括晶圓416上的VCSEL層結構414的第一結構412。包含晶圓416的VCSEL層結構414包括一或多種半導體材料。VCSEL層結構414可以包括分散式布拉格反射器和具有一或多個量子井的主動區。VCSEL層結構414可具有p區和n區。第一結構412有一具沿著非平面頂表面418變化之高度水平的非平面第一結構頂表面418。非平面的第一結構頂表面418包括以不同高度水平佈置在第一結構頂表面418上的電接觸區域420、422。根據圖4A，加工停止層424在其如圖4A所示具有最高高度水平的區域中被施加到第一結構頂表面418上。在此情況下，加工停止層424的頂表面426形成第一結構412的頂表面。
如圖4B所示，將與第一結構412的半導體材料不同的一層覆蓋材料428施加在非平面第一結構頂表面418、426上，其厚度使得覆蓋材料頂表面432的最低高度水平430至少等於或高於頂表面418、426的最高高度水平434。
如圖4C所示，透過加工覆蓋材料頂表面432來平面化包括第一結構412和覆蓋材料428的第二結構436，以提供平面第二結構頂表面438給第二結構436。覆蓋材料頂表面438的加工係透過拋光，特別是如上所述對覆蓋材料頂表面438的化學機械拋光來達成。根據圖4D，將一層覆蓋材料440施加在平面化的第二結構436上。至於層424、覆蓋材料428和覆蓋材料440的材料，則參考圖1A-1G中具體實施例的描述。
根據圖4E，在接觸區域420、422的正上方產生接觸洞442、444。如上所述，將保護塗層446施加在平面第二結構頂表面438上。然後通孔448、450是透過以導電材料填充接觸洞442、444來產生。在本具體實施例中，該導電材料是例如被通電填充到接觸洞442、444中的Au。
目前為止，圖4A-4F所示的製程順序可能與圖1A-1G所示的製程順序相同。除非另有說明，否則根據圖1A-1G的方法之描述也適用於圖4A-4F所示的方法步驟。
圖4G-4J顯示可從圖4F開始執行的另一製程順序。
根據圖4G，透過用適合的漿料化學機械拋光形成通孔448、450的導電材料來再次平面化第二結構頂表面438。該拋光不會侵害保護塗層446。
接著，如圖4H所示，將材料451沉積在具有解離停止功能的通孔448、450上。材料451可以是導電陶瓷材料，其中TiN可以有利地用作材料451。此外，如圖4H所示，第二結構用電絕緣材料453覆蓋以提供此時具有平面頂表面438的第三結構437。VCSEL層結構此時已封裝
在圖4I中，將接觸洞455、457蝕刻到覆蓋材料453中使得包含擴散停止件451的通孔448、450曝露出來。圖4J顯示用導電材料，例如銅，填充接觸洞455、457，以提供與通孔448、450電連接且因而與接觸區域420、422電連接的通孔459、461。通孔459、461具有將焊球施加到通孔459、461上的足夠面積，可用來作為結合區域，以提供外部連接給驅動器（未顯示）。再者，VCSEL裝置400的最上頂表面438是平面的。
VCSEL裝置400是單個台面VCSEL裝置。VCSEL裝置400是底部發射器，亦即由VCSEL產生的雷射輻射是通過基板或晶圓16發射。
參考圖5A-5D將描述製造VCSEL裝置500的方法的具體實施例，其示例性地顯示透過多次重複平面化順序，可以實現不同高度水平或高度的多個VCSEL或多個台面的電連接。在每個平面化和金屬化順序中，台面（VCSEL）的另一部分可以連接在一起，而外部連接到驅動器則是在更高的高度完成。
圖5C所示的VCSEL裝置500包括，作為示例，三個台面或VCSEL 570、572、574，其各自都能夠發射雷射輻射。
圖5A顯示製造VCSEL裝置500的方法之程序狀態，其中第一結構512包括晶圓516上的VCSEL層結構514且具有帶有電接觸區域520a-520e的非平面頂表面518已經被電絕緣覆蓋材料528覆蓋(覆蓋材料下方的停止層可能如同在圖1A-1G中的第一具體實施例內般已施加(未顯示))且被平面化以提供一具有平面第二結構頂表面538的第二結構536。圖5A裡的方法的程序狀態對應到例如圖4C中所示的方法的程序狀態。
如圖5B顯示，該方法以施加另一層覆蓋材料540，接觸洞蝕刻及用導電材料填充接觸洞以提供穿過第二結構頂表面538的通孔548a-548e直到接觸區域520a-520e正上方的接觸區域520a-520e進行。圖5B內顯示之方法的狀態類似於圖4F顯示之方法的狀態。
接著，如圖5C所示，將另一層覆蓋材料553施加到圖5B所示的結構上以提供具有形成所製造之VCSEL裝置500最上表面的第三結構頂表面532的第三結構537，並重複接觸洞蝕刻及用導電材料填充接觸洞。在第三結構頂表面532的頂部上，產生結合區域或墊580、582、584。結合墊580平行地被電連接與電連接到電接觸區域520a、520c和520d，而接觸墊582與電接觸區域520b電連接，且結合墊584與接觸區域520e電連接（另請參見圖5D）。此示例性具體實施例顯示根據本發明揭示內容之原理的方法允許製造具有大幅減小的結合區域覆蓋面積之密集封裝的VCSEL陣列。
根據本文所述原理的方法也允許在更深的高度的複數台面或VCSEL之間建立電連接，即在VCSEL裝置內進行內部連接。對此將會在下文中進行描述，首先參照圖6A-6H。
圖6G顯示VCSEL裝置600。VCSEL裝置600在晶圓616上包括一包含內含兩個台面670、672之VCSEL層結構614的第一結構612。第一結構612包括電接觸區域620a-620d。在VCSEL裝置600內，一內部電鏈結669並聯地電連接到佈置在VCSEL裝置600內低高度處之電接觸區域620b、620d。在下文中，將參考圖6A-6F描述製造VCSEL裝置600的方法的具體實施例。
從與上述圖2A中的程序狀態相對應之方法的程序狀態開始描述。也就是說，平面化的第二結構636之前已經成形了，包括了包含在晶圓616上的VCSEL層結構614的第一結構612。接觸區域620a-620c佈置在第一結構612上。第一結構612具有非平面的第一結構頂表面618，而第二結構636已經透過加工(特別是透過化學機械拋光)施加到第一結構612上的一覆蓋材料628平面化。覆蓋材料628係電絕緣。
如圖6B所示，蝕刻第二結構636使得位於較深的電接觸區域620b和620d曝露出來，而剩餘覆蓋材料628的一部分電絕緣VCSEL層結構614的台面670、672。
第二結構636被為電絕緣料的另一層覆蓋材料640覆蓋，如圖6C所示。
如圖6D所示，蝕刻第二結構636以再次曝露電接觸區域620b和620d，而台面670、672也透過覆蓋材料640與接觸區域620b和620d電絕緣。如圖6E所示，第二結構636覆蓋著金屬材料或金屬化641，其透過將電通孔648、650成形到電接觸區域620b和620d將電接觸區域620b與電接觸區域620d電連接。
如圖6F所示，將另一層覆蓋材料643施加在金屬化641的頂部上，以形成包括第二結構636和第一結構612的第三結構637，如同圖6F中所顯示。該另一層的覆蓋材料643是電絕緣材料，且可以是類似於以上參考圖1A-1G所描述的電絕緣覆蓋材料的材料。
第三結構637具有第三結構頂表面639，其是平面的且形成所製造的VCSEL裝置600的最上頂表面，其中頂表面639可能已經透過化學機械拋光平面化。
接下來，如圖6G所示，對第三結構637進行蝕刻以提供之後用導電材料填充的一接觸洞642，該導電材料可以與用於金屬化641的材料相同。金屬化641可以是Au。
最後，將結合區域或墊680佈置在通孔651上。
圖6H顯示VCSEL裝置600的俯視圖，其例示結合區域680以及兩個另外的結合區域682、684，其中結合區域682佈置成與電接觸區域620a電連接且結合區域684佈置成與電接觸區域620c電連接。
因此，已經顯示出如鍊結669之內部電鏈結可以利用根據本發明揭示內容之原理的方法來製造。
圖7顯示根據本發明揭示內容之原理製造的平面化VCSEL裝置700的具體實施例。VCSEL裝置700是一個範例，其中在平面化VCSEL裝置700中集成了像光電二極體這樣的光部件。
VCSEL裝置700包括了包含晶圓716且在其上形成一VCSEL層結構714的第一結構712。第一結構712還包括光電二極體層結構715。第一結構712具有第一結構頂表面718，其與上述具體實施例中一樣是非平面的。第一結構頂表面718也部分地由光電二極體層結構715的表面形成。第一結構712還包括電接觸區域720、721、722，其佈置在晶圓716上方的不同高度處。VCSEL裝置700被如上所述製成的一層電絕緣覆蓋材料728封裝。該層覆蓋材料728與第一結構712一起形成具有平面化第二結構頂表面738的第二結構736，該第二結構頂表面738形成VCSEL裝置700的最上頂表面。第二結構736已經如上所述般製造。在圖7中還顯示了在施加該層覆蓋材料728之前施加的加工（拋光）停止層724。保護塗層746以及電通孔748、749、750已經如上所述般生產。在圖7中還顯示出在各個通孔748、749、750的頂表面上的融合停止件751。
結合區域759佈置在與通孔748、749、750電連接的第二結構頂表面738上。焊球780佈置在結合區域759上用於連接到外部驅動器（未顯示）。
VCSEL裝置700是一底部發射器，亦即如箭頭785所示透過VCSEL層結構714的主動區通過光電二極體層結構715發射雷射光。光柵790或其他光學結構可以佈置在VCSEL裝置700的發光側。
圖7顯示根據本發明揭示內容之原理的製造VCSEL裝置的方法，其也適用於在VCSEL裝置700中集成諸如光電二極體或光電晶體的光子部件，因為可以以節省空間的方式在VCSEL裝置700的平面化表面（表面738）上進行到外部裝置的所有電連接。
儘管圖7中的VCSEL 700是一單台面VCSEL裝置，但圖8A和8B顯示出多台面VCSEL裝置800，其中每個台面都可以配備一個集成光電二極體。VCSEL 800在此示例中包括第一結構812，其在內含光電二極體層結構815的晶圓816上包含VCSEL層結構814。第一結構812已經被蝕刻以獲得四個台面801、802、803、804和對應數量的光電二極體805、806、807、808。每一個包含了相對應的光電二極體805、806、807、808之台面801、802、803、804都類似於圖7中的VCSEL裝置700。然而，與VCSEL裝置700不同，VCSEL裝置800包括內部電鏈結831。透過根據本發明揭示內容之原理的製造VCSEL裝置800的方法，此種內部電鏈結有利地是可能的。這樣的內部電鏈結可以透過重複平面化順序來產生，包括施加覆蓋材料層並將其多次平面化，例如，如上面參考圖6A-6H所述。在第一平坦化步驟之後，產生出第一電通孔848a至848d到台面801-804的層結構814上的電接觸區域，並且透過施加導電材料，例如金屬，來彼此電連接，以便形成電鏈結831。然後，在包含用另一層覆蓋材料覆蓋第二結構836以提供第三結構837的下一個平面化程序及平面化第三結構837以提供裝置800的平面最上頂表面之後，在第三結構837中產生另外的電通孔870a-870e。如圖8A所示，這些另外的通孔870a之一者延伸到電鏈結831，而透過電鏈結831完成通孔870a到通孔848a、848b、848c、848d的電連接。已經產生了另外的電通孔870b-870e，其從第三結構頂表面839延伸到佈置在光電二極體805-808上的電接觸。另一電通孔870f從第三結構頂表面839向下延伸至晶圓816。因此，製造類似於VCSEL裝置800的VCSEL裝置的方法使得能夠密集地封裝多台面VCSEL裝置，從而避免或至少減少了雷射發射中的暗點。此外，如圖8A所示，根據本發明的方法允許在VCSEL裝置內提供內部電鏈結，例如內部電鏈結831。
如圖8B中的VCSEL裝置800的俯視圖所示，包含焊球880a-880f的結合區域都無需太多空間地佈置在VCSEL裝置800的頂表面上，減少了VCSEL裝置800的覆蓋面積，尤其是電連接的覆蓋面積。
圖9顯示出根據本發明揭示內容的原理所製造的串接VCSEL裝置900的具體實施例，其中多個台面或VCSEL彼此串聯地電連接。VCSEL裝置900包括含有VCSEL層結構914的一第一結構912，其(VCSEL層結構914)具有第一極化類型(例如p型)的區域917和具有第二極化類型(例如n型)的另一區域919。VCSEL裝置900包括一第二結構936，其透過如上所述的平面化程序由第一結構912成形。第一結構912還包括晶圓916。
VCSEL裝置900進一步包括一內含另一層覆蓋材料953之第三結構。
VCSEL裝置900在此示例中包括四個台面901-904。每個台面具有與以上描述的圖4J所示之VCSEL結構相當的結構。在覆蓋材料層953中產生通孔959a-959e。通孔959b、959c和959d將相鄰的台面彼此電連接。進行整體佈置使得該等台面以串聯電連接，從而形成台面的串接。當將成形為焊球的結合區域980a和980e與電壓源的正極和負極連接時，電壓（例如12V）沿VCSEL裝置900下降。電流以串聯流過單一台面901、902、903、904，如虛線990所示。
另外的焊球980b、980c、980d以及焊球980a、980e也用來作為散熱器使得每個發射器（台面）具有各自的散熱器。
圖10顯示VCSEL裝置1000的具體實施例，其為了在多個不同的波長帶中發射雷射光而佈置，例如，在第一波長帶中980 nm處有峰值的發射，在第二波長帶中960 nm處有峰值的發射，及在第三波長帶中940 nm處有峰值的發射。
用箭頭1001、1002、1003指出VCSEL裝置1000在不同波長帶中發射的區域。 特別是，VCSEL裝置1000是一頂部發射器。
可以根據本發明揭示內容的原理製造VCSEL 1000，即透過根據雷射發射的發射峰值波長的數量將區域1014a、1014b、1014c提供給包括一VCSEL層結構1014的第一結構。VCSEL層結構1014包括例如，全部的區域1014a、1014b、1014c共有的n型摻雜層1017。第一結構1012還包含一晶圓或基板1016。VCSEL裝置1000可以根據本發明揭示內容的原理透過使用如上所述的平面化序列來製造，且如圖10所示，從結構頂表面到電接觸區域向下產生電通孔。VCSEL裝置1000具有用於將VCSEL裝置1000電連接到外部驅動器的結合區域1070、1071、1072、1073，其中區域1001、1002、1003是可獨立定址的。
從本文的描述中顯而易見的是，根據本發明的製造VCSEL裝置的方法使得能夠以低製造成本實現許多不同配置的VCSEL裝置。特別是，該方法允許VCSEL裝置具有小覆蓋面積的VCSEL晶片。該方法允許在高密度封裝中製造具有可獨立定址的VCSEL或台面的VCSEL裝置，允許光部件集成，及複雜的內部電佈線。
儘管已在附圖和前面的描述中詳細地例示和描述本發明，但這樣的例示和描述應被認定是說明性或示例性而非限制性的；本發明不限於所揭示的具體實施例。透過研究附圖、本發明揭示內容和後附申請專利範圍，本領域技術人員在實現所主張發明時可以理解和實現所揭示的具體實施例的其他變化。
在申請專利範圍中，詞語「包括」不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」或「一個」不排除複數。一單一元件或其他單元可以實現申請專利範圍中記載的若干項的功能。在互不相同的附屬項中記載某些方法的事實並不代表不能有利地使用這些方法的組合。
不應將申請專利範圍中的任何標示解釋成對範圍的限制。
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000:VCSEL裝置 112,212,312,412,512,612,712,812,912,1012:第一結構 114,214,314,414,514,614,714,814,914,1014:VCSEL層結構 116,216,316,416,516,616,716,816,916,1016:晶圓 118:非平面第一結構頂表面；非平面頂表面；表面 120,220a~220d,320a~320d,420,422,520a~520e,620a~620d:電接觸區域 122:電接觸區域 124:覆蓋材料 126:頂表面 128,228,328,428,528,628,728:覆蓋材料 128,140,146:電絕緣且導熱材料 130:最低高度水平 132:覆蓋材料頂表面 134:最高高度水平 136,236,336,436,536,636,736:第二結構 138,238,338,438,538,638,738:第二結構頂表面 140:覆蓋材料 142,144:接觸洞 146:保護材料；保護塗層 148,150:第一電通孔；通孔 152,154,252a,252c,350a~350d,580,582,584,680,759,880a~880f結合區域 202,204:台面 252b,252d:通孔 256a,256b:區域 302,304:台面 330:最低高度水平 335:最上頂表面 337,437,637:第三結構 340:覆蓋材料；金屬材料 453:覆蓋材料；電絕緣材料 643:覆蓋材料 356a,356b:區域 418:非平面第一結構頂表面；非平面頂表面；頂表面 426:頂表面；非平面第一結構頂表面； 424:加工停止層 430:最低高度水平 432:覆蓋材料頂表面 434:最高高度水平 440:覆蓋材料 442,444:接觸洞 446:保護塗層 448,450:孔 451:材料 455,457:接觸洞 459,461,651,870a~870e:電通孔 518:非平面頂表面 532:第三結構頂表面 537:第三結構 540:覆蓋材料 548a~548e:通孔 553:覆蓋材料 570,572,574:台面或VCSEL 618:非平面第一結構頂表面 639:第三結構頂表面；頂表面 640:覆蓋材料 641:金屬化 642:接觸洞 648,650:電通孔 669,831:內部電鏈結 670,672:台面 682,684:結合區域 715:光電二極體層結構 718:第一結構頂表面 720~722:電接觸區域 724:加工(拋光)停止層 746:保護塗層 748~750:電通孔；通孔 751:融合停止件 780:焊球 785:箭頭 790:光柵 801~804:台面 805~808:光電二極體 815:光電二極體層結構 836:第二結構 837:第三結構 848a~848d:第一電通孔；通孔 870a~870f:電通孔 901~904:台面 917:區域 919:區域 936:第二結構 959a~959e:通孔 980a~980e:結合區域；焊球 990:虛線 1001~1003:箭頭；區域 1014a~1014c:區域 1017:n型摻雜層 1070~1073:結合區域
於圖式中： 圖1A - 1G示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的具體實施例之製程順序側視圖，其中圖1G以側視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖2A - 2C示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的另一具體實施例之製程順序側視圖，其中圖2C以側視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖3A - 3D 示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的另一具體實施例的製程順序側視圖，其中圖3D以側視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖4A - 4J示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的另一具體實施例的製程順序側視圖，其中圖4J以側視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖5A - 5D示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的另一具體實施例的製程順序，其中圖5A-5C顯示側視圖且圖5D以俯視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖6A - 6H示意性地顯示製造VCSEL裝置方法的另一具體實施例的製程順序，其中圖6A-6G顯示側視圖且圖6H以俯視圖顯示所製造的VCSEL裝置； 圖7顯示根據本發明揭示內容之原理所製造的VCSEL裝置的另一具體實施例的側視圖； 圖8A-8B顯示根據本發明揭示內容之原理所製造的VCSEL裝置的另一具體實施例；其中圖8A是側視圖而圖8B是俯視圖； 圖9顯示根據本發明揭示內容之原理所製造的VCSEL裝置的另一具體實施例的側視圖；及 圖10顯示根據本發明揭示內容之原理所製造的VCSEL裝置的另一具體實施例的側視圖。
100:VCSEL裝置
112:第一結構
114:VCSEL層結構
116:晶圓
120:電接觸區域
122:電接觸區域
136:第二結構
138:第二結構頂表面
148,150:第一電通孔
152,154:結合區域

Claims (15)

  1. 一種製造垂直腔面射型雷射（VCSEL）裝置（100、200、…、1000）之方法，包括： 在一晶圓（116、216、…、1016）上提供包括一VCSEL層結構（114、214、…、1014）的一第一結構（112、212、…、1012），該VCSEL層結構包含包括一或多種半導體材料的該晶圓，該第一結構具有沿著一非平面頂表面具有不同的高度水平之非平面第一結構頂表面（118），其中該非平面第一結構頂表面包括在該晶圓上方的不同高度水平處的一或多個電接觸區域（120、220a、320a、…、720）； 沿著該非平面第一結構頂表面在該非平面第一結構頂表面上施加一或多層不同於該一或多種半導體材料的覆蓋材料（128、228、328、…、728），其厚度使得一覆蓋材料頂表面（132）的一最低高度水平（130）至少等於或高於該非平面第一結構頂表面的一最高高度水平（134），以獲得包括該第一結構和該一或多層覆蓋材料的一第二結構（136、236、…、736），該第二結構具有一第二結構頂表面（138、238、…、738）； 平面化該第二結構頂表面； 為了與該一或多個電接觸區域電連接，從該第二結構頂表面通過該一或多層覆蓋材料產生一或多個第一電通孔（148、150）。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該平面化包括拋光，特別是化學機械拋光該第二結構頂表面。
  3. 如請求項1或2所述之方法，其中該一或多層覆蓋材料（128、228、…、728）的至少一層係電絕緣。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該一或多層覆蓋材料（340）中的至少一層係一金屬層。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中該一或多層覆蓋材料（128、228、…、728）中的至少一層係可導熱。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該產生該一或多個第一電通孔包括將一或多個接觸洞（142、144）向下蝕刻到該一或多層覆蓋材料中直到該一或多個電接觸區域，並用一導電材料向上填充該一或多個接觸洞到該第二結構頂表面。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，進一步包含：在產生該一或多個第一電通孔之後，在該第二結構上施加至少另一層覆蓋材料（340、453、643），以提供包括該第二結構及該另外覆蓋材料並具有一第三結構頂表面的一第三結構（337、437、637）。
  8. 如請求項7之方法，進一步包括從該第三結構頂表面通過該至少另一層覆蓋材料產生另外的電通孔（459、651、870a），以將該一或多個另外的電通孔與該等第一電通孔的至少一部分電連接。
  9. 如請求項7或8之方法，進一步包括：在施加該至少另一層覆蓋材料之前，將該等第一電通孔的至少一部分彼此電連接。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，進一步包括在該第二結構頂表面上或在與該第一或另外的電通孔電連接的該第三結構頂表面上佈置一或多個結合區域（152、252a、350a、580、680、759、880a、980a、1070）。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中該一或多種半導體材料是II-VI或III-V族化合物半導體材料。
  12. 一種垂直腔面射型雷射（VCSEL）裝置，包括： 一第一結構（112、212、…、1012），其包括在一晶圓（116、216、…、1016）上的一VCSEL層結構（114、214、…、1014）， 該VCSEL層結構包含包括一或多種半導體材料的該晶圓，該第一結構具有沿著一非平面頂表面有不同高度水平之非平面第一結構頂表面（118）， 其中該非平面頂表面包括在該晶圓上方的不同高度水平處的一或多個電接觸區域（120、220a、320a、…、720）； 一或多層覆蓋材料（128、228、328、…、728），其與沿著該非平面第一結構頂表面佈置在該非平面第一結構頂表面上的該一或多種半導體材料不同，其中該VCSEL裝置（100、200、…、1000）的一最上頂表面係平面， 一個或多個電通孔，其從該最上頂表面通過與該一或多個接觸區域電連接的該一或多層覆蓋材料。
  13. 如請求項12之VCSEL裝置，其中該一或多層覆蓋材料包含一或多個電絕緣層及/或一或多個導電層。
  14. 如請求項12或13之VCSEL裝置，其進一步包括一或多個內部電鏈結（669、831），在該最上頂表面下方和該晶圓上方之一高度水平電連接一或多個該等通孔。
  15. 如請求項12至14中的任一項之VCSEL裝置，其進一步包括在與該一或多個電通孔電連接的該最上頂表面上的一或多個結合區域。
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