CN108141008B - 半导体激光器和半导体激光器装置 - Google Patents

半导体激光器和半导体激光器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108141008B
CN108141008B CN201680058370.8A CN201680058370A CN108141008B CN 108141008 B CN108141008 B CN 108141008B CN 201680058370 A CN201680058370 A CN 201680058370A CN 108141008 B CN108141008 B CN 108141008B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor laser
layer sequence
contact
type contact
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680058370.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108141008A (zh
Inventor
弗兰克·辛格
诺温·文马尔姆
蒂尔曼·鲁戈海默
托马斯·基佩斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN108141008A publication Critical patent/CN108141008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108141008B publication Critical patent/CN108141008B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
    • H01S5/02234—Resin-filled housings; the housings being made of resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/02345—Wire-bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
    • H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34326—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

在一个实施方式中，半导体激光器(1)包括半导体层序列(2)。半导体层序列(2)包含n型传导区域(23)、p型传导区域(21)和位于其之间的有源区(22)。在谐振器段(3)中产生激光辐射。谐振器段(3)平行于有源区(22)定向。此外，半导体激光器(1)包含电的p型接触部(41)和电的n型接触部(43)，所述p型接触部和n型接触部分别处于半导体层序列(2)的所属的区域(21，23)上，并且所述p型接触部和n型接触部设计用于将电流直接馈入所属的区域(21，23)中。p型接触面(61)与p型接触部(41)电连接，并且n型接触面(63)与n型接触部(43)电连接，使得p型接触面(61)和n型接触面(63)设计用于外部电和机械连接半导体激光器(1)。接触面(61，63)平行于半导体层序列(2)的生长方向(G)取向。在此，半导体激光器(1)可无金属线地表面安装。

Description

半导体激光器和半导体激光器装置
技术领域
提出一种半导体激光器。此外，提出一种半导体激光器装置。
发明内容
要实现的目的在于：提出一种紧凑的半导体激光器，能够从所述半导体激光器中良好地导出废热。
此外，所述目的通过具有本发明的特征的半导体激光器来实现。优选的改进形式是下面描述的主题。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包括半导体层序列。半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料如AlnIn1-n- mGamN或是磷化物化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamP或者也为砷化物化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成部分。然而，为了简单性仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使这些主要组成部分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充时也如此。
根据至少一个实施方式，半导体层序列包含n型传导区域和p型传导区域。在这两个区域之间存在有源区。p型传导区域、有源区和n型传导区域沿着半导体层序列的生长方向优选直接彼此堆叠地安置。
根据至少一个实施方式，半导体激光器具有一个或多个谐振器段。在至少一个谐振器段中，在半导体激光器正常运行时产生激光辐射。所述在谐振器段中产生的激光辐射至少部分地从半导体激光器中向外发射。激光辐射例如表示：由半导体激光器发射的辐射是相干辐射。发射的辐射的相干波长例如为至少1mm或10mm或1m。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包括电的p型接触部，所述p型接触部优选直接处于p型传导区域上，并且所述p型接触部设计用于将电流直接馈入到p型传导区域中。换言之，通过p型接触部对p型传导区域通电。特别地，仅经由电的p型接触部将电流馈入p型传导区域中。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包含电的n型接触部。n型接触部优选局部地直接处于n型传导区域上。以与p型接触部相同的方式，n型接触部设计用于将电流直接馈入到n型传导区域中。在半导体激光器运行时，优选仅经由n型接触部将电流馈入n型传导区域中。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包括p型接触面和n型接触面。优选刚好两个接触面设计用于外部电接触半导体激光器。特别地，半导体激光器设计用于：经由接触面外部电接触并且机械地固定。优选地，接触面可焊接地构成。替选地，接触面能够经由导电胶固定。
根据至少一个实施方式，接触面分别与所属的接触部电连接。在此，接触面能够直接地施加到各所属的接触部上，例如经由电镀沉积。
根据至少一个实施方式，接触面部分地或完全地平行于半导体层序列的生长方向取向。于是换言之，半导体层序列竖立在接触面上。这以最高45°或30°或15°或2°的公差、尤其精确地适用。在此，谐振器段能够平行于或也垂直于接触面取向，这具有与针对生长方向所提出的相同的公差。如果接触面平行于谐振器段取向，那么半导体激光器为所谓的SideLooker(侧视器)。
根据至少一个实施方式，接触面位于共同的安装平面中。在该情况下，半导体激光器设计用于：施加到平坦的安装面上。
根据至少一个实施方式，半导体激光器是可表面安装的。这就是说，半导体激光器能够经由SMT(英文：Surface Mount Technology，表面安装技术)安置在具有安装面的外部载体上。在此不需要：半导体激光器的一部分穿透外部载体或者嵌入到外部载体中。以该方式能够实现相对大的外部接触面，经由所述外部接触面也提供有效的散热。例如，有源区和外部载体之间的热阻常规为最高5K/W或2K/W或1K/W。
根据至少一个实施方式，半导体激光器可无金属线地安装。这就是说，尤其为了电接触半导体激光器不需要键合线。此外，无金属线例如可以指：仅仅是不将例如施加在薄膜或囊封料上的印制导线引导至半导体激光器，其中薄膜能够紧贴半导体激光器，如例如从出版物US 2014/0227811 A1、US 2013/0256740 A1或US 2009/0127573 A1中已知。当前优选没有使用的这种技术也称作为CPHF或Compact Planar High Flux(紧凑平面高通量)。因此可行的是：仅通过经由接触面的面状固定进行半导体激光器的外部的电联接和机械联接。在此，外部的安装面和接触面之间的电流路径的最小直径总计能够优选连贯和/或为接触面在朝向安装面的一侧上的横截面。
在至少一个实施方式中，半导体激光器包括半导体层序列。半导体层序列包含n型传导区域、p型传导区域和位于所述区域之间的有源区。在至少一个谐振器段中，在半导体激光器运行时产生激光辐射。谐振器段在此平行于有源区定向并且能够位于有源区中。此外，半导体激光器包含电的p型接触部和电的n型接触部，所述p型接触部和n型接触部分别处于半导体层序列的所属的区域上，并且所述p型接触部和n型接触部设计用于将电流直接馈入半导体层序列的所属的区域中。此外，存在与p型接触部电连接的p型接触面和与n型接触部电连接的n型接触面。p型接触面和n型接触面设计用于外部电连接和机械连接半导体激光器。此外，p型接触面和n型接触面以最高45°的公差或精确地平行于半导体层序列的生长方向取向。最后，半导体激光器可无金属线地表面安装。
通常，激光二极管为了所谓的客户应用在TO壳体中或在中间载体、如陶瓷载体上提供。然而，用于激光二极管的所述安装类型在技术上是相对耗费且相对昂贵的。
尤其在TO壳体的情况下，半导体激光器芯片安装在金属的壳体基座上，例如借助于焊接安装，并且经由键合线电接触。TO壳体借助金属帽和借助例如由玻璃构成的光学窗口封闭。通过电接触销在外部电接触这种TO壳体，所述电接触销引导穿过电路板，并且随后经由焊接电地和还有机械地固定。在这种TO壳体中，用于半导体激光器芯片的散射的可实现的热阻是相对高的，并且位于15K/W的数量级中。通过所述相对大的热阻，得到在半导体激光器芯片的最大工作电流方面的限制。在使用中间载体的情况下也出现提高的热阻。
在此描述的半导体激光器一方面能够成本适宜地制造，并且对于用户而言可简单地使用，因为表面安装、也称作为SMT是可行的。同样地，这种半导体激光器具有朝外部热沉的小的热阻。此外，在此处描述的半导体激光器中能够省去中间载体。
根据至少一个实施方式，半导体激光器是可表面安装的。这就是说，半导体激光器能够经由SMT(英文：Surface Mount Technology，表面安装技术)安置在外部载体上。在此不需要：半导体激光器的一部分穿透外部载体或者嵌入到外部载体中。以该方式能够实现相对大的外部接触面，经由所述外部接触面也提供有效的散热。例如，有源区和外部载体之间的热阻常规为最高5K/W或2K/W或1K/W。
根据至少一个实施方式，谐振器段和安装平面之间的间距相对大。由此能够防止：发射的激光辐射不期望地射到外部载体上。特别地，谐振器段和安装平面之间的间距为至少10μm或40μm或75μm和/或最高0.2mm或0.6mm或1mm。
根据至少一个实施方式，n型接触部从p型传导区域起并且穿过有源区延伸到n型传导区域中。换言之，n型接触部为穿过有源区的过孔，也称作为通孔(Via)。在此，n型接触部也能够由多个过孔或通孔组成。
根据至少一个实施方式，n型传导区域设计用于沿平行于有源区的方向的电流引导和/或电流扩展。于是，电通流从n型接触部起经由n型传导区域进行，其中n型传导区域中的主电通流方向优选垂直于n型接触部中的主电流方向定向。有源区从n型传导区域起朝p型传导区域和朝p型接触部通电，其中在此电流方向优选相对于n型接触部中的主电流方向反并联地取向。
根据至少一个实施方式，至少一个谐振器段在尤其p型传导区域的俯视图中观察处于电的n型接触部旁边，至少处于半导体层序列之内。这能够表示：在有源区的平面中，谐振器段和n型接触部不相交并且不接触。特别地，在谐振器段中引导的激光辐射不到达或不显著到达n型接触部。
根据至少一个实施方式，在平行于有源区的至少一个横截面中观察，n型接触部在四周由半导体层序列的材料包围。特别地，在p型传导区域的区域中以及在有源区的平面中，n型接触部在四周由所属的半导体材料的闭合的、连贯的带包围。换言之，n型接触部在横向方向上在半导体层序列的区域中侧向地在任何位置都不露出。
替选于此可行的是：n型接触部安置在半导体层序列的边缘上并且侧向地露出或侧向地不由半导体层序列的材料覆盖。然而优选地，在该情况下，在俯视图中观察，n型接触部由n型传导区域完全地覆盖。
根据至少一个实施方式，n型接触部和/或p型接触部由一种或多种金属构成。在此，n型接触部和p型接触部能够部分地或整体地由相同的材料构成。例如，n型接触部和/或p型接触部包括下述金属中的一种或多种或由所述金属中的一种或多种构成：银、金、铂、钯、钨、镍、钛、铑。
根据至少一个实施方式，n型接触部在n型传导区域之内终止。这就是说，在垂直于有源区的方向上，n型接触部那么仅部分地穿过n型传导区域。例如，n型接触部以n型传导区域的厚度计从p型传导区域起仅进入到n型传导区域的最高20％或50％中。
根据至少一个实施方式，p型接触部完全地穿透半导体层序列。例如，p型接触部首先平行地沿着p型区域延伸，或者大部分或完全覆盖p型区域并且随后沿朝有源区22的方向折弯。用于p型区域的、穿过有源区的这种过孔在俯视图中观察优选处于谐振器段旁边。
根据至少一个实施方式，全部接触面处于半导体层序列的同一侧上。在此，接触面能够安置在n型区域的一侧上或也安置在p型区域的一侧上。
根据至少一个实施方式，p型接触面处于半导体层序列的与n型接触面不同的侧上。在此可行的是：谐振器段至少部分地设置在接触面之间。在这种设置中，两个接触面能够相对大面积地构成，并且在俯视图中观察，各覆盖半导体层序列的至少50％或80％或完全覆盖。在这种设置中，从半导体激光器中尤其有效地导出废热是可能的。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包括脊形波导，也称作为脊。换言之，半导体激光器为条式激光器，也称作脊形激光器。通过脊形波导限定谐振器段。特别地，脊形波导和谐振器段在俯视图中观察重合地或大部分重合地伸展。从p型接触部到半导体层序列中的电流馈入优选限制于脊形波导或限制于脊形波导的一部分。
根据至少一个实施方式，脊形波导在两侧由半导体层序列中的沟槽限界。换言之，脊形波导通过刻蚀从半导体层序列中、尤其仅从p型传导区域中产生。在该情况下，沟槽不伸展至有源区。半导体层序列除了沟槽之外能够具有恒定的、保持不变的厚度。
根据至少一个实施方式，沟槽至少部分地借助p型接触部填充。换言之，p型接触部的金属材料处于沟槽中。p型接触部优选不限制于沟槽。
根据至少一个实施方式，谐振器段设置在有源区之内。于是，光增强限制于有源区。在此，谐振器段优选垂直于半导体层序列的彼此相对置的棱面伸展。在此，棱面是半导体层序列的侧向的限界面。经由棱边本身和/或经由棱面上的光学作用的覆层能够调节谐振器端面的反射率。
根据至少一个实施方式，电接触面侧向地、即在平行于有源区的方向上并且尤其在p型传导区域的俯视图中观察超出半导体层序列。在此可行的是：接触面仅在朝安装平面的方向上超出半导体层序列。替选地，一个或全部接触面能够在多个或全部侧上超出半导体层序列。在此，在垂直于安装平面的投影中，半导体层序列能够不具有用于接触面的和/或用于接触部的材料。于是，换言之，在安装平面的俯视图中观察，半导体层序列处于接触面旁边。
根据至少一个实施方式，接触面尤其在安装平面中沿着直线设置。所述直线优选平行于谐振器段伸展，和/或在俯视图中观察在谐振器段旁边伸展。
根据至少一个实施方式，接触面中的一个在半导体层序列的俯视图中观察L形地构成。换言之，所述接触面构成矩形，在所述矩形中在俯视图中观察留空一个角部。接触面中的另一个处于所述L的腿之间的空间中或处于留空的角部中。在此，接触面优选不接触，使得在接触面之间能够存在用绝缘固体或用空气填充的间隙。
根据至少一个实施方式，半导体激光器包括囊封体。囊封体在俯视图中观察优选在四周和/或以闭合的带包围半导体层序列。半导体层序列能够与囊封体机械地固定连接。
根据至少一个实施方式，囊封体由至少一种塑料成形。优选地，塑料为透光的、透明的塑料，如丙烯酸酯或聚碳酸酯或环氧化物或硅树脂。特别地，塑料设计用于由激光辐射透射。然而优选地可行的是：囊封体不存在于半导体层序列的光出射面的区域中，使得激光辐射能够从半导体激光器中射出，而不必引导通过囊封体。
根据至少一个实施方式，囊封体的厚度等于半导体层序列的厚度或半导体层序列加上生长衬底的厚度。这尤其以最高5μm或3μm或1.5μm的公差适用。在此，囊封体的限界面优选仅平行于和垂直于有源区。换言之，囊封体能够为长方体，其中优选半导体层序列的限界面、尤其其上侧位于所述长方体的一侧中。
根据至少一个实施方式，半导体激光器具有横向尺寸，即在平行于有源区的方向上的尺寸，所述尺寸最高为半导体层序列的相应的尺寸的三倍或双倍或1.4倍。换言之，半导体激光器能够具有壳体，所述壳体基本上通过半导体层序列的大小预设。这种壳体结构形式也称作为CSP或芯片级封装。替选地可行的是，半导体激光器不具有壳体和/或囊封体，并且横向尺寸仅通过半导体层序列预设。在最后提出的情况下可行的是：半导体激光器仅由无机材料构成。
根据至少一个实施方式，囊封体在平行于有源区的方向上超出接触面和/或半导体层序列。在此，囊封体能够在四周或仅在特定的侧上或仅局部地突出。所述突出部的宽度或平均宽度例如为至少2μm或5μm或10和/或最高0.1mm或50μm或20μm。替选地，囊封体在侧向方向上能够与所述接触面或接触面之一齐平。
根据至少一个实施方式，接触面或接触面中的至少一个在垂直于有源区的方向上的厚度或平均厚度为至少25μm或40μm或0.1mm。替选地或附加地，所述值为最高1mm或0.6mm或0.4mm。
根据至少一个实施方式，p型接触部、n型接触部和接触面相对于半导体层序列的棱面回缩。由此，通过刻刮和劈开可以产生棱面，而没有通过由金属制成的接触部或接触面产生损害。
根据至少一个实施方式，接触面或接触面之一具有一个或多个倒圆部。至少一个倒圆部能够凸形地或也凹形地构成。优选地，凸形的倒圆部指向朝半导体层序列的方向，使得相关的接触面在远离半导体层序列的方向上扩宽。在垂直于接触面和半导体层序列的横截面中观察，倒圆部能够是半圆形的。倒圆部还优选地限制于一个或多个接触面。
此外，提出一种半导体激光器装置。半导体激光器装置包括至少一个如结合上述实施方式中的一个或多个提出的半导体激光器。因此，半导体激光器装置的特征也针对半导体激光器公开，并且反之亦然。
在至少一个实施方式中，半导体激光器装置包括如上面说明的至少一个半导体激光器。此外，半导体激光器装置具有安装载体，在所述安装载体上固定有半导体激光器，其中仅经由p型接触面和n型接触面进行电和机械固定。此外，半导体激光器装置包含用于激光辐射的射束成形的光学元件，优选透镜，如圆柱透镜。光学元件能够直接地施加到安装载体上，并且优选直接在半导体激光器的光学下游设置。
通过这种设置也能够实现光学元件的更大的安装面，此外，在固定光学元件时不存在与粘结层厚度的相关性。
最后，也提出一种用于制造这种半导体激光器的方法。借助该方法尤其制造如结合上述实施方式中的一个或多个提出的半导体激光器。该方法的特征因此也针对半导体激光器以及半导体激光器装置公开，并且反之亦然。
附图说明
在下文中，参照附图根据实施例详细阐述在此描述的半导体激光器和在此描述的半导体激光器装置。在此，相同的附图标记在各个附图中说明相同的元件。然而，在此不示出合乎比例的关系，更确切地说，为了更好的理解能够夸大地示出个别元件。
附图示出：
图1至3和9示出具有在此描述的半导体激光器的在此描述的半导体激光器装置的实施例的示意图，
图4至7示出用于制造在此描述的半导体激光器的方法的方法步骤的示意图，
图8示出用于在此描述的半导体激光器装置的在此描述的半导体激光器的实施例的示意图，和
图10示出半导体激光器装置的变形的示意图。
具体实施方式
在图1中示出半导体激光器1和半导体激光器装置10的一个实施例。因此，图1A示出半导体激光器1的俯视图，并且图1B沿着图1A中的线A-A示出半导体激光器1的剖面图。在图1C中图解说明半导体激光器装置10的侧视图，并且在图1B中图解说明半导体激光器装置10的前视图。
半导体激光器1具有半导体层序列2。半导体层序列2具有有源区22，所述有源区处于p型传导区域21和n型传导区域23之间。半导体层序列2处于生长衬底20上。穿过有源区22经由金属的n型接触部43电接触n型传导区域23。经由电的p型接触部41对p型传导区域21通电。
在此，仅在脊形波导33的区域中将电流馈入到p型传导区域21中。为了限制电流馈入，局部地安置电绝缘部71。经由脊形波导限定谐振器段3，所述谐振器段处于半导体层序列2的两个彼此相对置的棱面25之间。棱面25中的一个优选反射覆层，未示出，棱面25中的另一个用于将在半导体激光器1中产生的激光辐射L耦合输出。
为了外部电接触，半导体激光器1具有电的p型接触面61和电的n型接触面63。两个接触面61、63沿着半导体层序列2的生长方向G跟随接触部41、43。优选地，两个接触面61、63设有接触金属化部64。经由接触金属化部64，接触面61、63经由焊料17在安装载体19上的印制导线16上电地和机械地固定。
接触面61、63本身在此优选相对厚，例如具有在40μm和600μm之间的厚度，其中包括边界值。例如，接触面61、63由铜形成，所述铜能够电镀地施加到接触部41、43上。与之相对，接触金属化部64的厚度优选相对小，尤其为至少0.5μm和/或最高5μm。优选地，接触金属化部64由镍和金形成，其中接触金属化部64也能够多层地构成，并且可选地也能够包含铂、钯和/或钛。
接触金属化部64在此优选覆盖接触面61、63的背离半导体层序列2的全部侧。此外，接触面61、63的横向于、尤其垂直于半导体层序列2设置的全部侧由接触金属化部64覆盖。
接触面61、63在一侧突出于半导体层序列2，更确切地说在平行于谐振器段3定向的一侧上。由此并且由于接触面61、63的相对大的厚度，半导体激光器1能够安装在印制导线16上，所述印制导线平行于生长方向G伸展。于是，换言之，半导体层序列2在半导体激光器1的安装状态下例如参见图1C垂直地位于限定安装平面65的印制导线16上。因此，谐振器段3平行于印制导线16伸展。此外，谐振器段3与安装载体19具有相对大的间距，使得激光辐射L能够不受安装载体19影响地离开装置10。
在俯视图中观察，参见图1A，p型接触面61L形地构成。在剩余的角部中，存在较小的n型接触面63。在此，分别所属的接触部41、43在此能够在平行于谐振器段3的方向上突出于接触面61、63，和/或在垂直于谐振器段3的方向上与接触面61、63齐平。
在接触面61、63的突出于半导体层序列2且设计用于安装在印制导线16上的一侧上，在朝半导体层序列2的方向上存在倒圆部R。所述倒圆部R尤其在将半导体层序列2从晶片中分割成半导体激光器1时形成，例如通过相对宽的锯割或通过等离子分离。倒圆部R在平行于有源区22的方向上的宽度优选为至少50μm和/或最高100μm。
半导体层序列2的通过分割产生的限界面优选通过未示出的侧壁钝化部保护。在倒圆部R中不存在接触金属化部64。由此，可减小或可避免焊料17沿朝半导体层序列2的方向缓慢移动。
通过p型接触面61大面积地施加在p型传导区域21上，能够实现p型传导区域21的有效散热。
安装载体19例如为具有高的导热性的陶瓷载体。同样地，安装载体19能够构成为电路板和/或金属芯印刷电路板。
在图2的半导体激光器1和装置10的实施例中，接触面61、63处于生长衬底20的一侧上。在此，图2A至2D中的视图类似于图1A至1D。
p型接触部41穿过整个半导体层序列2和整个生长衬底20与p型接触面61连接。p型接触部41除了棱面25附近的区域之外覆盖整个p型传导区域21，其中由于绝缘部71仅在脊形波导33的区域中对有源区22通电。在生长衬底20上，与在图2B示出不同，也能够在p型接触面61的区域中存在类似于n型接触部43的金属化部，以便能够实现将两个接触面61、63电镀地施加在生长衬底20上。
在将接触面61、63安置在生长衬底20上时，能够减小脊形波导33上的机械应力，能够实现激光辐射L的提高的模稳定性。
在图3的实施例中，在图3A中见装置10的剖面图，在图3B中见俯视图，以及在图3C中见侧视图，接触面61、63设置在半导体层序列2的两侧。借助接触面61、63的这种设置，可实现半导体层序列2的尤其有效的散热。
在此，半导体层序列2连同生长衬底20一起能够在四周突出于接触面61、63。生长衬底20突出于接触面61、63优选至少5μm和/或最高50μm。接触金属化部64能够完全地覆盖接触面61、63的全部未朝向接触部41、43的面。
参见图3C，谐振器段3还有生长方向G平行于安装平面65取向。与图3C中的视图不同，也可行的是：谐振器段3垂直于安装平面65定向，使得于是沿远离安装载体19的方向发射激光辐射。半导体层序列2能够相对于生长衬底20稍微回缩。可选地，在半导体层序列2上和/或在生长衬底20上，能够存在未示出的电绝缘覆层，以便防止焊料17缓慢移动到半导体层序列2上，在缓慢移动的情况下，避免电短路。
安装载体19同样能够为陶瓷衬底。焊料17在安装半导体激光器1之前优选已经处于印制导线16上。例如，焊料17作为焊盘存在，例如作为形状稳定的、所谓的Au海绵，作为烧结的形状稳定的银层，作为用于SAC焊接的金覆层或也作为AuSn库。
在图4中示出用于制造半导体激光器1的方法步骤的示意俯视图，所述半导体激光器尤其如结合图1或2说明。还在晶片复合件中结构化地产生接触面61、63以及接触金属化部64，参见图4A。在垂直于谐振器段3、脊形波导33的方向上和在接触面61、63之间，沿着分离线S经由刻刮和折断将晶片分割成各个条(Barren)。
在经由折断产生的棱面25上，经由优选定向的覆层方法施加覆层材料M，参见图4B。经由覆层材料M能够调节棱面25的反射率。例如，在棱面25中的一个上产生高反射的布拉格镜和在相对置的棱面25上产生抗反射层。
在施加覆层材料M时，条优选置于倾斜。由此，接触面61、63在安装平面65上保持不具有覆层材料M。
在平行于谐振器段3的方向上，将条经由锯割或等离子分离随后分割，未示出。在所述分割时，产生倒圆部R。
在图5中图解说明用于根据图3的半导体激光器1的制造方法的示意俯视图。
沿着分离线S1在金属结构41、43、61、63之间进行刻刮和折断。参见图5B，随后将获得的条优选覆层，如结合图4B图解说明。随后，经由例如锯割沿着分离线S2和半导体激光器1进行分割。
在图6中示出用于制造半导体激光器1的另一实施例的方法的剖面图。将半导体层序列2和生长衬底20安置到临时的中间载体9上、分割和扩展，参见图5A。中间载体9尤其为可拉伸的薄膜，其中能够存在另外的、未示出的且机械稳定的载体。
随后，参见图6B，产生囊封体81。囊封体81由塑料形成。囊封体81能够对于激光辐射L透明地、反射地或也吸收地构成。可行的是：将添加物添加给囊封体81，例如以便调节囊封体81的光学特性、热学特性和/或机械特性。囊封体81经由喷射或挤压产生，尤其借助于薄膜产生。
在如在图6C中示出的方法步骤中，产生接触面61、63。对此，优选地，施加金属的基础层66和随后施加未示出的漆掩模，之后进行用于接触面61、63的铜的电镀。随后，将金属的基础层66在接触面61、63旁边的区域中移除并且施加接触金属化部64。生长衬底20上的基础层66能够同时用作为n型接触部43。在此，完成的接触面61、63部分地延伸到囊封体81上。
根据图6D的方法步骤，将半导体激光器1施加到另一中间载体9上，并且将囊封体81例如经由锯割切割。在此，囊封体81优选在四周突出于接触面61、63。囊封体81突出于接触面61、63例如至少5μm和/或最高50μm。
在图6E中可见安装在安装载体19上的半导体激光器1，类似于图3C。
借助图7的方法，制造半导体激光器1，其中接触面61、63突出于半导体层序列2和生长衬底20。在此，如在图6A至6C中示出，优选跟随有在图7A之前的方法步骤。然而，囊封体81在该情况下仅为尤其化学溶解的普遍的囊封体，使得产生图7A的组件。
具有固定的半导体激光器1和安装载体19的装置10在图7B中示出。
在图8A中示出半导体激光器1的实施例的剖视图并且在图8B至8F中示出俯视图，其中接触面61、63分别未示出。此外，在图8G中示出图8A中的细节图。
半导体激光器1具有生长衬底20，在所述生长衬底上外延生长半导体层序列2。半导体层序列2优选基于材料体系AlInGaN。生长衬底20优选为GaN衬底。有源区22优选为多量子阱结构，也称作为MQW或Multi Quantum Well。半导体层序列2的厚度例如在2μm和10μm之间，其中包括边界值。生长衬底20的厚度例如为至少40μm和/或最高400μm。
在运行时，在有源区22中在脊形波导33的区域中产生激光辐射。通过脊形波导33限定谐振器段3，所述谐振器段垂直于棱面25取向。脊形波导33在两侧由沟槽32限界并且通过沟槽32限定。沟槽32进而脊形波导33例如通过对p型传导区域21刻蚀产生。激光辐射例如具有最大强度为至少360nm或40nn和/或最高560nm或485nm的波长。当半导体层序列2基于AlInGaN时，激光辐射例如为紫外辐射或蓝光。如果半导体层序列2基于AlGaInP或AlInGaAs，那么发射的激光辐射L优选为红光或红外辐射。
脊形波导33的宽度优选为至少1.5μm和/或最高15μm。半导体层序列2在垂直于谐振器段3的方向上的总宽度尤其为至少200μm和/或最高1mm。根据半导体激光器1的光学功率，沿着谐振器段3，半导体层序列2的扩展例如为至少200μm和/或最高3mm。
根据图8，脊形波导33处于p型传导区域21中。替选地，如也在全部其他实施例中那样可行的是：脊形波导33处于n型传导区域23中。接触部41、43通过一种或多种金属形成。在下侧27的俯视图中观察，接触部41、43不重叠。p型接触部41的平均厚度或厚度例如为大约2μm。在远离有源区22的方向上，p型接触部41和n型接触部43优选彼此齐平。
n型接触部43从p型传导区域21穿过有源区22延伸到n型传导区域23中并且在所述n型传导区域中终止。在俯视图中观察，n型接触部43圆形地构成。n型接触部43的直径W1例如为至少5μm或10μm或20μm和/或最高60μm或40μm。在横向方向上，n型接触部43在四周由电绝缘部71包围。所述电绝缘部71伸展直至n型接触部43的背离p型传导区域21的一侧，其中n型接触部43的该侧不具有绝缘部71。电绝缘部71的外部直径W2优选为最高200μm或100μm或60μm和/或至少40μm或60μm或120μm。
此外，在俯视图中观察，n型接触部43与谐振器段3间隔开。谐振器段3和n型接触部43之间的间距D例如为至少20μm和/或最高200μm。
p型接触部41的材料几乎整面地施加到半导体层序列2的下侧27上，其中p型接触部41优选不完全伸展直至棱面25。然而，仅在脊形波导33的区域中将电流馈入到半导体层序列2中。在不同的地带中，在p型接触部41和p型传导区域21之间存在电绝缘层74，例如同样如由二氧化硅或由氮化硅构成的绝缘部71。
绝缘层74能够延伸直至脊形波导33的背离有源区22的一侧，并且部分地覆盖该侧。替选地可行的是：脊形波导33的侧面未被绝缘层74覆盖，并且绝缘层74在沟槽32的底面上终止。沟槽32如优选也在全部其他实施例中那样不伸展直至有源区22。
在图8B至8F中图解说明接触部41、43的设计方案的实例。谐振器段3根据图8B居中地安置在半导体层序列2中进而n型接触部43偏心地安置。在图8C的实施例中，在俯视图中观察，n型接触部43居中地处于半导体层序列2中。谐振器段3离心地安置。
在图8D的实施例中，存在用于n型接触部43的多个子地带，所述子地带沿着谐振器段3设置。在俯视图中观察，优选用于n型接触部43的全部子地带相同地成形。
在如在图8E中示出的实施例中，用于n型接触部43的子地带处于谐振器段3的两侧。这也能够在全部其他实施例中是这种情况。子地带43在此能够矩形地或扇形地成形。在俯视图中观察，在图8E中图解说明，子地带具有不同的形状。然而优选地，子地带43相同地成形。
在图8F的实施例中，n型接触部43条形地沿着整个或几乎整个谐振器段3延伸。然而，如也在全部其他实施例中，n型接触部43尤其优选地在四周由半导体层序列2的在此未示出的材料包围。
特别地，在图8D和8F的实施例中，与所示出不同，优选是如下情况：电的n型接触部43在谐振器段3两侧且关于其对称地存在。由此，均匀地将电流馈入到谐振器段3中是可能的，并且也能够确保从半导体层序列2中的有效的散热。
与在图8中示出不同，谐振器段3能够不仅沿着直线伸展，而且也折弯。这例如在如下情况下是可能的：在角区域中，半导体层序列2具有以45°倾斜的棱面，在所述棱面上进行激光辐射的镜反射。因此，在此处描述的半导体激光器1中，也可实现更复杂的谐振器段3，例如L形的或U形的谐振器段。
在如在图9中示出的半导体激光器装置10的实施例中，在安装载体10上竖立地安置透镜18。透镜18为圆柱透镜。这种透镜18优选也存在于装置10的全部其他实施例中。经由透镜18沿着激光辐射L的高发散的方向存在射束聚焦。换言之，透镜18用于所谓的快轴准直。
因为所谓的快轴、即相对大的射束发散的方向在图9中平行于安装平面65取向，所以透镜18能够竖立地安装。因此不需要透镜18沿垂直于安装平面65的方向精确地定位。
在图10中，示出装置的变形。根据图10A至10D，半导体层序列分别平行于安装平面设置，使得各生长方向垂直于安装平面取向。为了确保有源区距安装载体19的足够的间距，此外需要基座15，尤其参见图10A。由于例如由铜构成的基座15，沿垂直于安装平面65的方向出现附加的安装公差。这种基座在上面图解说明的实施例中不需要。此外，透镜18竖立地安置，这由于缺乏光滑的作用面和支承面使精确定位变难。
此外，半导体激光器在图10B至10D的步骤中分别经由键合线14电接触。与之相对，在没有键合线且热阻较小的情况下，经由上述实施例中的接触面能够实现更简单的表面安装，也称作SMT。
要求德国专利申请102015116968.1的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
在此描述的发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括任意新特征以及特征的任意组合，这尤其包含实施例中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在实施例中说明时也如此。
附图标记列表
1 半导体激光器
14 键合线
15 基座
16 印制导线
17 焊料
18 透镜
19 安装载体
2 半导体层序列
20 生长衬底
21 p型传导区域
22 有源区
23 n型传导区域
25 棱面
3 谐振器段
32 沟槽
33 脊形波导
41 电的p型接触部
43 电的n型接触部
61 外部的电的p型接触面
63 外部的电的n型接触面
64 接触金属化部
65 安装平面
66 金属的基础层
71 电绝缘部
81 囊封体
9 临时的中间载体
10 半导体激光器装置
G 半导体层序列的生长方向
L 激光辐射
M 覆层材料
R 倒圆部
S 分离线
W1 n型接触部的直径
W2 电绝缘部的直径

Claims (15)

1.一种半导体激光器(1)，所述半导体激光器具有：
-半导体层序列(2)，所述半导体层序列包含n型传导区域(23)、p型传导区域(21)和位于其之间的有源区(22)，
-至少一个谐振器段(3)，在所述谐振器段(3)中在所述半导体激光器(1)运行时产生激光辐射(L)，并且所述谐振器段平行于所述有源区(22)定向，
-电的p型接触部(41)，所述p型接触部处于所述p型传导区域(21)上，并且所述p型接触部设计用于将电流直接馈入到所述p型传导区域(21)中，
-电的n型接触部(43)，所述n型接触部处于所述n型传导区域(23)上，并且所述n型接触部设计用于将电流直接馈入到所述n型传导区域(23)中，并且
-与所述p型接触部(41)电连接的p型接触面(61)，和与所述n型接触部(43)电连接的n型接触面(63)，使得所述p型接触面(61)和所述n型接触面(63)位于共同的安装平面(65)中并且在所述安装平面(65)中设计用于外部电连接和机械连接所述半导体激光器(1)，并且所述p型接触面(61)和所述n型接触面(63)的位于所述安装平面(65)中的区域以最高15°的公差平行于所述半导体层序列(2)的生长方向(G)取向，使得所述半导体层序列(2)竖立在所述安装平面(65)上，其中所述半导体激光器(1)能够无金属线地表面安装。
2.根据上一项权利要求所述的半导体激光器(1)，
其中所述谐振器段(3)和所述生长方向(G)各以最高2°的公差平行于所述接触面(61，63)的位于所述安装平面(65)中的区域取向，
其中所述谐振器段(3)和所述安装平面(65)之间的间距位于40μm和0.6mm之间，其中包括边界值。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器(1)，
其中所述n型接触部(43)从所述p型传导区域(21)起穿过所述有源区(22)延伸到所述n型传导区域(23)中，并且在俯视图中观察，处于所述谐振器段(3)旁边。
4.根据上一项权利要求所述的半导体激光器(1)，
其中在平行于所述有源区(22)的至少一个横截面中观察，所述n型接触部(43)或所述p型接触部(41)在四周由所述半导体层序列(2)的材料包围，其中所述n型接触部(43)和所述p型接触部(41)各由一种或多种金属构成，并且其中所述n型接触部(43)在所述n型传导区域(23)之内终止。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器(1)，
其中全部接触面(61，63)处于所述半导体层序列(2)的同一侧上，其中所述接触面(61，63)分别直接地安置在所属的接触部(41，43)上。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器(1)，
其中所述p型接触面(61)位于所述半导体层序列(2)的与所述n型接触面(63)不同的侧上，使得所述谐振器段(3)至少部分地设置在所述接触面(61，63)之间。
7.根据上一项权利要求所述的半导体激光器(1)，
其中所述p型接触部(41)完全地引导穿过所述半导体层序列(2)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器(1)，
所述半导体激光器还包括脊形波导(33)，通过所述脊形波导限定所述谐振器段(3)，其中由所述p型接触部(41)仅在所述脊形波导(33)处将电流馈入到所述半导体层序列(2)中，并且其中所述脊形波导(33)在两侧由所述半导体层序列(2)中的沟槽(32)限界，并且所述沟槽(32)至少部分地借助所述p型接触部(41)填充。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器(1)，
其中所述接触面(61，63)在所述安装平面(65)中沿着平行于所述谐振器段(3)的直线设置，并且在俯视图中观察在所述谐振器段(3)旁边设置。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器(1)，
其中在所述半导体层序列(2)的俯视图中观察，所述接触面(61，63)中的一个L形地构成，并且所述接触面(61，63)中的另一个处于L的腿之间的空间中。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器(1)，
其中所述接触面(61，63)具有凸形的倒圆部(R)，所述倒圆部指向朝所述半导体层序列(2)的方向，并且所述倒圆部局限于所述接触面(61，63)。
12.根据权利要求1至7任一项所述的半导体激光器(1)，
其中在俯视图中观察，所述半导体层序列(2)在四周由囊封体(81)包围，并且所述囊封体(81)由塑料成形，
其中，在最高3μm公差的情况下，所述囊封体(81)的厚度等于所述半导体层序列(2)连同生长衬底(20)的厚度。
13.根据上一项权利要求所述的半导体激光器(1)，
其中所述囊封体(81)在平行于所述有源区(22)的方向上在四周以至少5μm和最高50μm的宽度超出所述接触面(61，63)和所述半导体层序列(29)。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光器(1)，
其中所述接触面(61，63)在垂直于所述有源区(22)的方向上的厚度处于40μm和0.6mm之间，其中包括边界值，其中所述p型接触部(41)、所述n型接触部(43)和所述接触面(61，63)相对于所述半导体层序列(2)的棱面(25)回缩，其中所述谐振器段(3)垂直于彼此相对置的棱面(25)伸展，并且所述棱面(25)形成所述谐振器段(3)的谐振器端面，并且垂直于所述安装平面(65)取向。
15.一种半导体激光器装置(10)，所述半导体激光器装置具有：
-至少一个根据权利要求1所述的半导体激光器(1)，
-安装载体(19)，在所述安装载体上共同经由所述p型接触面(61)和所述n型接触面(63)固定有所述半导体激光器(1)，和
-透镜(18)，所述透镜直接地施加到所述安装载体(19)上，并且所述透镜直接在所述半导体激光器(1)的光学下游设置。
CN201680058370.8A 2015-10-06 2016-09-29 半导体激光器和半导体激光器装置 Active CN108141008B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015116968.1 2015-10-06
DE102015116968.1A DE102015116968A1 (de) 2015-10-06 2015-10-06 Halbleiterlaser und Halbleiterlaseranordnung
PCT/EP2016/073353 WO2017060161A1 (de) 2015-10-06 2016-09-29 Halbleiterlaser und halbleiterlaseranordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108141008A CN108141008A (zh) 2018-06-08
CN108141008B true CN108141008B (zh) 2020-01-07

Family

ID=57042891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680058370.8A Active CN108141008B (zh) 2015-10-06 2016-09-29 半导体激光器和半导体激光器装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10741996B2 (zh)
CN (1) CN108141008B (zh)
DE (1) DE102015116968A1 (zh)
WO (1) WO2017060161A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016125430A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierbarer Halbleiterlaser, Anordnung mit einem solchen Halbleiterlaser und Betriebsverfahren hierfür
KR102068188B1 (ko) * 2018-11-26 2020-02-18 주식회사 오이솔루션 레이저 소자 및 그 제조방법
US11054574B2 (en) * 2019-05-16 2021-07-06 Corning Research & Development Corporation Methods of singulating optical waveguide sheets to form optical waveguide substrates
DE102022121857A1 (de) * 2022-08-30 2024-02-29 Ams-Osram International Gmbh Kantenemittierende halbleiterlaserdiode; verfahren zur herstellung eines halbleiterlaserbauelements und halbleiterlaserbauelement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097746A (zh) * 2009-12-11 2011-06-15 松下电器产业株式会社 半导体激光装置及其制造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2985452B2 (ja) * 1991-10-11 1999-11-29 富士電機株式会社 半導体レーザー装置およびその製造方法
JP4155368B2 (ja) 1998-03-19 2008-09-24 日本オプネクスト株式会社 半導体レーザアレイ素子
JP2001251018A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザ
US6762119B2 (en) * 2001-06-20 2004-07-13 International Bussiness Machines Corporation Method of preventing solder wetting in an optical device using diffusion of Cr
US20030015134A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-23 Motorola, Inc. Semiconductor structure for edge mounting applications and process for fabrication
DE102004050371A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement mit einer drahtlosen Kontaktierung
KR100862457B1 (ko) * 2004-12-29 2008-10-08 삼성전기주식회사 금속컬럼을 이용한 발광소자의 플립칩 본딩 구조체
KR100754407B1 (ko) * 2006-06-08 2007-08-31 삼성전자주식회사 서브마운트 및 이를 구비하는 멀티 빔 레이저 다이오드모듈
US20090238227A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-24 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
US20100078804A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Analog Devices, Inc. Apparatus with Side Mounted Microchip
DE102010049961A1 (de) 2010-10-28 2012-05-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterchip, einem Trägersubstrat und einer Folie und ein Verfahren zu dessen Herstellung
DE102011055549A1 (de) 2011-09-30 2013-04-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer drahtlosen Kontaktierung
EP2748865B1 (en) * 2011-12-08 2019-04-10 Lumileds Holding B.V. Semiconductor light emitting device with thick metal layers
US20130330033A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-12 Futurewei Technologies, Inc. Tsv substrate with mirror and its application in high-speed optoelectronic packaging
US8882310B2 (en) * 2012-12-10 2014-11-11 Microsoft Corporation Laser die light source module with low inductance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102097746A (zh) * 2009-12-11 2011-06-15 松下电器产业株式会社 半导体激光装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10741996B2 (en) 2020-08-11
WO2017060161A1 (de) 2017-04-13
US20180301866A1 (en) 2018-10-18
DE102015116968A1 (de) 2017-04-06
CN108141008A (zh) 2018-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108141007B (zh) 半导体激光器和用于制造半导体激光器的方法
US9887335B2 (en) Light emitting device including a resin package having a cavity
KR100688317B1 (ko) 반도체 발광소자, 그 제조방법 및 탑재기판
CN108141008B (zh) 半导体激光器和半导体激光器装置
US10411168B2 (en) Semiconductor component having a small structural height
JP6558654B2 (ja) オプトエレクトロニクス半導体チップ、オプトエレクトロニクス半導体部品及びオプトエレクトロニクス半導体チップの生産方法
JP6304282B2 (ja) 半導体レーザ装置
US10686295B2 (en) Laser component and method of producing a laser component
US20080191365A1 (en) Optical semiconductor device
US20050161813A1 (en) Radiation-emitting semiconductor component and method for fixing a semiconductor chip on a leadframe
US9461438B2 (en) Housing for laser diodes and method for producing a housing
US8811448B2 (en) Optoelectronic component
CN114204404A (zh) 激光器封装结构
EP3223321B1 (en) Light-emitting device
US20210057884A1 (en) Semiconductor laser and projector
US11257999B2 (en) Light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US20210296549A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and optoelectronic semiconductor component
US20200135705A1 (en) Light-Emitting Semiconductor Chip, Light-Emitting Component and Method for Producing a Light-Emitting Component
KR20160132658A (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant