DE102005004145A1 - Device has radiation-emitting semiconducting component(s) with associated heating element(s) for heating the component(s); peak wavelength varies in fluctuation range over defined ambient temperature range in which component operated - Google Patents

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Abstract

The device has at least one radiation-emitting semiconducting component (2) for generating radiation at a peak wavelength with at least one associated heating element for heating the semiconducting component. The peak wavelength varies within a fluctuation range over a defined ambient temperature range in which the component is operated. An independent claim is also included for a method of temperature stabilization of the operating temperature of an inventive device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Temperaturstabilisierung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements.The The invention relates to a device with a radiation-emitting Semiconductor device and a method for temperature stabilization a radiation-emitting semiconductor component.

Die Peakwellenlänge der von einer Laserdiode einer derartigen Vorrichtung emittierten Strahlung wird bekanntlich von der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements beeinflusst, die von der Umgebungstemperatur des Halbleiterbauelements abhängt. Änderungen in der Umgebungstemperatur können somit zu Schwankungen der Peakwellenlänge des Halbleiterbauelements führen. Derartige Schwankungen der Peakwellenlänge sind jedoch oftmals unerwünscht. Die Peakwellenlänge eines Laserdiodenbauelements wird deshalb des öfteren durch zusätzliche Maßnahmen stabilisiert. Bei kantenemittierenden Laserdioden beispielsweise kann ein spektraler Filter, etwa ein Bragg-Gitter, wie bei DFB- (Distributed Feedback) oder DBR-Lasern (Distributed Bragg Reflector), zur Wellenlängenstabilisierung in das Bauelement integriert werden. Derartige Laser sind jedoch meist nur für vergleichsweise geringe optische Ausgangsleistungen geeignet. Bei Halbleiterlaser-Bauelementen mit externem Resonator, etwa mit vertikaler Emissionsrichtung (z.B. VECSEL: Vertical External Cavity Surface Emitting Laser) kann zur Wellenlängenstabilisierung ein Beugungsgitter oder eine Bragg-Faser als Filterelement im Resonator angeordnet werden. Hierdurch können resonatorinterne Verluste gezielt so erhöht werden, dass die Peakwellenlänge des Bauelements vergleichsweise stabil ist. Weiterhin kann eine Laserdiode zur Wellenlängenstabilisierung entsprechend gekühlt werden, z. B. über ein Peltier-Element oder Kühlwasser.The Peak wavelength which emitted from a laser diode of such a device Radiation is known to depend on the operating temperature of the semiconductor device influenced by the ambient temperature of the semiconductor device depends. amendments in the ambient temperature can thus to fluctuations in the peak wavelength of the semiconductor device to lead. However, such fluctuations in the peak wavelength are often undesirable. The Peak wavelength Of a laser diode device is therefore often by additional activities stabilized. For example, in edge emitting laser diodes can be a spectral filter, such as a Bragg grating, as in DFB (Distributed Feedback) or DBR lasers (Distributed Bragg Reflector), for wavelength stabilization be integrated into the component. However, such lasers are mostly only for comparatively low optical output powers suitable. at Semiconductor laser devices with external resonator, such as vertical Emission direction (e.g., VECSEL: Vertical External Cavity Surface Emitting laser) can be used for wavelength stabilization a diffraction grating or a Bragg fiber as a filter element in the resonator to be ordered. This allows resonator internal losses are deliberately increased so that the peak wavelength of the Component is relatively stable. Furthermore, a laser diode for Wavelength stabilization cooled accordingly be, for. B. over a Peltier element or cooling water.

Die vorstehenden Maßnahmen zur Wellenlängenstabilisierung sind jedoch vergleichsweise aufwändig und/oder kostenintensiv. Ein spektraler Filter etwa muss bei der Herstellung in eine Laserdiodenstruktur integriert werden, ein Beugungsgitter oder eine Bragg-Faser im Resonator angeordnet und justiert werden. Pettier-Elemente sind weiterhin vergleichsweise kostenintensiv, und Kühlwasserkreisläufe, die gewöhnlich einen hohen Platzbedarf aufweisen, sind neben den hohen Kosten auch vergleichsweise aufwändig zu realisieren.The above measures for wavelength stabilization However, they are comparatively expensive and / or expensive. A spectral filter, for example, must be in the production integrated into a laser diode structure, a diffraction grating or a Bragg fiber can be arranged in the resonator and adjusted. Pettier elements are still relatively expensive, and cooling water circuits, the usually have a high space requirement, in addition to the high cost, too comparatively expensive to realize.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement anzugeben, dessen Peakwellenlänge vereinfacht stabilisierbar ist. Zudem soll die Vorrichtung kostengünstig verwirklichbar und über einen weiten Umgebungstemperaturbereich zuverlässig mit stabilisierter Peakwellenlänge einsetzbar sein. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren zur Wellenlängenstabilisierung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements anzugeben.task It is the object of the present invention to provide a device with a radiation-emitting Specify semiconductor device whose peak wavelength simplified is stabilizable. In addition, the device should cost feasible and over a wide ambient temperature range can be reliably used with stabilized peak wavelength be. Furthermore, it is an object of the invention to provide a simplified Method for wavelength stabilization to specify a radiation-emitting semiconductor device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren nach Patentanspruch 26 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.These Task is achieved by a device having the features of claim 1 and a Method according to claim 26 solved. Advantageous developments are the subject of the dependent Claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement, wobei dem Halbleiterbauelement mindestens ein elektrisches Heizelement zugeordnet ist, das zum Heizen des Halbleiterbauelements ausgebildet ist.A inventive device comprises at least one radiation-emitting semiconductor component, wherein the semiconductor device at least one electric heating element is assigned, which is designed for heating the semiconductor device is.

Durch Heizen des Halbleiterbauelements mittels des Heizelements kann die Änderung der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements gegenüber der Änderung der Umgebungstemperatur über einen vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich, in dem das Halbleiterbauelement zum Betrieb vorgesehen ist, verringert werden. Die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements kann so auf einen Betriebstemperaturbereich stabilisiert werden, der vom vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich derart vollständig überdeckt wird, dass der Umgebungstemperaturbereich Temperaturen aufweist, die außerhalb des Betriebstemperaturbereichs des temperaturstabilisierten Halbleiterbauelements liegen. Schwankungen in der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements können so verringert werden, wodurch aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge einer vom Halbleiterbauelement erzeugten Strahlung die Schwankung der Peakwellenlänge im Betrieb des Halbleiterbauelements über den vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich verringert wird.By Heating the semiconductor device by means of the heating element, the change the operating temperature of the semiconductor device with respect to the change the ambient temperature over a predetermined ambient temperature range in which the semiconductor device is intended to operate, can be reduced. The operating temperature of the semiconductor device can thus be stabilized to an operating temperature range be completely covered by the predetermined ambient temperature range is that the ambient temperature range has temperatures, the outside the operating temperature range of the temperature-stabilized semiconductor device lie. Fluctuations in the operating temperature of the semiconductor device can be reduced so, due to the temperature dependence the peak wavelength a radiation generated by the semiconductor device, the fluctuation the peak wavelength in Operation of the semiconductor device over the predetermined ambient temperature range is reduced.

Auf aufwändige herzustellende und/oder kostenintensive, im Halbleiterbauelement integrierte spektrale Filter oder justageaufwändige externe Filterelemente kann so ebenso wie auf kostenintensive Kühlung vorteilhaft verzichtet werden. Insbesondere kann das elektrische Heizelement als externes, außerhalb des Halbleiterbauelements angeordnetes, Heizelement ausgeführt sein. Ein elektrisches Heizelement erleichtert weiterhin mit Vorteil die Heizungssteuerung, etwa aufgrund einer vereinfachten Montage des Heizelements in der Vorrichtung.Expensive to produce and / or cost-intensive, integrated in the semiconductor device spectral filter or adjustment-consuming external filter elements can be advantageously dispensed with as well as costly cooling. In particular, the electrical heating element can be designed as an external heating element arranged outside the semiconductor component. An electric heating element facilitates white terhin with advantage the heating control, for example due to a simplified installation of the heating element in the device.

Halbleiterbauelemente für eine derartige Vorrichtung können somit mit Vorteil in einem kostengünstigen Standardprozess gefertigt werden und die Peakwellenlänge kann für gleichartig gefertigte Halbleiterbauelemente individuell über das jeweils zugeordnete Heizelement stabilisiert werden.Semiconductor devices for one such device can thus manufactured with advantage in a cost-effective standard process and the peak wavelength can for individually manufactured semiconductor components individually via the each associated heating element to be stabilized.

Es sei angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der Begriff Umgebungstemperatur bzw.It It should be noted that in the context of the present application, the term Ambient temperature or

Umgebungstemperaturbereich teilweise stellvertretend für den Begriff Betriebstemperatur bzw. Betriebstemperaturbereich eines nicht temperaturstabilisierten, insbesondere ungeheizten, Halbleiterbauelements verwendet wird. Die Betriebstemperatur eines nicht temperaturstabilisierten Halbleiterbauelements unterscheidet sich aufgrund der im Betrieb anfallenden Wärme zwar in der Regel von der Umgebungstemperatur, kann jedoch maßgeblich von dieser beeinflusst werden. Die Umgebungstemperatur stellt jedenfalls eine untere Grenze für die Betriebstemperatur eines nicht temperaturstabilisierten Halbleiterbauelements dar, falls die Verlustwärme im Betrieb des Halbleiterbauelements, etwa aufgrund eines Betriebs mit geringer Leistung, vernachlässigbar ist und auf zusätzliche Kühlmaßnahmen verzichtet wird. Bei der Erfindung dagegen kann die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements durch elektrische Heizung des Bauelements über der Umgebungstemperatur gehalten werden, so dass die Umgebungstemperatur keine untere Grenze für die Betriebstemperatur darstellt.Ambient temperature range partially representative of the term operating temperature or operating temperature range of a not temperature-stabilized, in particular unheated, semiconductor device is used. The operating temperature of a non-temperature-stabilized Semiconductor device differs due to the in operation accumulating heat Although usually from the ambient temperature, but can be significant be influenced by this. The ambient temperature is in any case a lower limit for the operating temperature of a non-temperature-stabilized semiconductor device if the heat loss during operation of the semiconductor device, such as due to operation with low power, negligible is and on additional cooling measures is waived. In the invention, however, the operating temperature of the semiconductor device by electrical heating of the device over the Ambient temperature can be maintained so that the ambient temperature no lower limit for represents the operating temperature.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Temperaturstabilisierung der Betriebstemperatur eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements, insbesondere eines Bauelements der Vorrichtung, ist dem Halbleiterbauelement ein elektrisches Heizelement zugeordnet, mittels dem das Halbleiterbauelement beim Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwerts der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements geheizt wird. Hierdurch kann, wie bereits oben erwähnt, die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements in einem Betriebstemperaturbereich gehalten werden, der gegenüber dem vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich als Betriebstemperaturbereich geschmälert ist.In a method according to the invention for temperature stabilization of the operating temperature of a radiation-emitting Semiconductor device, in particular a device of the device, the semiconductor device is associated with an electrical heating element, by means of which the semiconductor device falls below a predetermined Setpoint of the operating temperature of the semiconductor device heated becomes. As a result, as already mentioned above, the operating temperature of the semiconductor device held in an operating temperature range be opposite the predetermined ambient temperature range as the operating temperature range diminished is.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird beim Überschreiten des vorgegebenen Sollwerts der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements die Heizleistung des Heizelements reduziert oder das Heizelement wird ausgeschaltet. Übermäßiges Heizen des Halbleiterbauelements und die Gefahr einer Schädigung des überheizten Halbleiterbauelements wird so verringert.In A preferred embodiment is when exceeding the predetermined Setpoint of the operating temperature of the semiconductor device, the heating power of the heating element is reduced or the heating element is switched off. Excessive heating of the semiconductor device and the risk of damage to the overheated Semiconductor device is thus reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement zur Erzeugung von Strahlung einer Peakwellenlänge ausgebildet, die über den vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich, in dem das Halbleiterbauelement zum Betrieb vorgesehen ist, in einem Schwankungsbereich variiert. Der Schwankungsbereich muss nicht notwendigerweise zusammenhängend sein, vielmehr kann auch eine sprunghafte Änderung der Peakwellenlänge auftreten.In Another preferred embodiment is the semiconductor device for generating radiation of a peak wavelength formed over the predetermined ambient temperature range in which the semiconductor device is intended for operation, varies in a range of fluctuation. The range of variation does not necessarily have to be contiguous, rather, a sudden change in the peak wavelength can also occur.

Gegenüber dem Schwankungsbereich des ungeheizten Halbleiterbauelements mit einer maßgeblich von der Umgebungstemperatur beeinflussten Betriebstemperatur kann der Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des beheizten Halbleiterbauelements geschmälert sein.Compared to the Fluctuation of the unheated semiconductor device with a decisively by the ambient temperature influenced operating temperature can Range of variation of the peak wavelength of the heated semiconductor device diminished be.

Insbesondere kann eine Breite des Schwankungsbereichs der Peakwellenlänge über Heizen des Halbleiterbauelements mittels des Heizelements von einer ersten Breite des ungeheizten Halbleiterbauelements auf eine zweite Breite des geheizten Halbleiterbauelements reduziert werden, wobei die zweite Breite kleiner als die erste Breite ist. Der Schwankungsbereich der ersten Breite überdeckt denjenigen der zweiten Breite vorzugsweise vollständig. Der Schwankungsbereich kann derart geschmälert werden, dass die zweite Breite 60 %, vorzugsweise 55 %, oder weniger der ersten Breite beträgt.Especially may be a width of the fluctuation range of the peak wavelength over heating of the semiconductor device by means of the heating element of a first Width of the unheated semiconductor device to a second width of the heated semiconductor device can be reduced, wherein the second width is smaller than the first width. The fluctuation range the first width covered that of the second width preferably completely. Of the The fluctuation range can be narrowed such that the second width 60%, preferably 55%, or less of the first width.

Als Breite wird hierbei der Betrag der Differenz der kleinsten und der größten Peakwellenlänge über den Betriebstemperaturbereich des Halbleiterbauelements angesehen. Die Breite des Schwankungsintervalls des ungeheizten Halbleiterbauelements ist zumindest ungefähr durch die Differenz der maximalen und der minimalen Peakwellenlänge bestimmt, die vom Halbleiterbauelement emittierte Strahlung für eine Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements über den gesamten Umgebungstemperaturbereich annimmt. Entsprechendes gilt für die Breite des Schwankungsintervalls des temperaturstabilisierten, geheizten Halbleiterbauelements.When Width is hereby the amount of the difference of the smallest and the largest peak wavelength over the Operating temperature range of the semiconductor device viewed. The Width of the fluctuation interval of the unheated semiconductor device is at least about determined by the difference between the maximum and the minimum peak wavelength, the radiation emitted by the semiconductor device for an operating temperature of the semiconductor device via assumes the entire ambient temperature range. The same applies to the width of the fluctuation interval of the temperature-stabilized, heated semiconductor device.

Die Schwankung der Peakwellenlänge des Halbleiterbauelements kann somit insgesamt mittels gezielter Temperaturstabilisierung über das elektrische Heizelement vorteilhaft verringert werden. In der Folge wird die Peakwellenlänge des Halbleiterbauelements stabilisiert.The Fluctuation of the peak wavelength of the semiconductor device can thus total by means of more targeted Temperature stabilization over the electrical heating element can be advantageously reduced. In the The result is the peak wavelength of the semiconductor device stabilized.

Bevorzugt ist das Halbleiterbauelement zum Betrieb in einem Umgebungstemperaturbereich, der Temperaturen kleiner und größer 0°C, insbesondere von –40°C bis 85°C, umfasst, vorgesehen. Mittels der elektrischen Heizung kann erreicht werden, dass die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements bei Temperaturen, insbesondere durchweg, im Bereich größer 0°C, insbesondere im Bereich von 20°C bis 85°C, liegt. Ein Betriebstemperaturfenster des Halbleiterbauelements kann von einem ersten Fenster des ungeheizten, etwa einer Breite von 125 K, auf ein zweites Fenster des geheizten Halbleiterbauelements, etwa einer Breite von 65 K, geschmälert sein. Derartige Temperaturen können bei Außenanwendungen des Halbleiterbauelements, etwa in einer Vorrichtung im Fahrzeugbereich, auftreten.Prefers is the semiconductor device for operation in an ambient temperature range, the temperatures lower and greater than 0 ° C, in particular from -40 ° C to 85 ° C, intended. By means of electric heating can be achieved that the operating temperature of the semiconductor device at temperatures, in particular consistently, in the range greater than 0 ° C, in particular in the range of 20 ° C to 85 ° C, lies. One Operating temperature window of the semiconductor device can by a first window of the unheated, about a width of 125 K, on a second window of the heated semiconductor device, such as a Width of 65 K, narrowed be. Such temperatures can in outdoor applications the semiconductor device, such as in a device in the vehicle area, occur.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist dem Halbleiterbauelement ein, vorzugsweise elektrischer, Temperatursensor zur Überwachung der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements zugeordnet. Bevorzugt kann der Betrieb des elektrischen Heizelements mittels des Temperatursensors, etwa mittels eines im Temperatursensor erzeugten oder eines am Temperatursensor ermittelten Signals, gesteuert werden.In Another preferred embodiment is the semiconductor device a, preferably electrical, temperature sensor for monitoring associated with the operating temperature of the semiconductor device. Prefers the operation of the electric heating element by means of the temperature sensor, for example by means of a temperature sensor generated in the temperature sensor or one detected signal to be controlled.

Ein NTC-Element mit negativem Temperaturkoeffizienten (Negative Temperature Coefficient), etwa ein NTC-Thermistor (Thermistor: Ein temperaturabhängiger Widerstand), ist als Temperatursensor besonders geeignet.One NTC element with negative temperature coefficient (negative temperature Coefficient), such as an NTC thermistor (thermistor: a temperature-dependent resistor), is particularly suitable as a temperature sensor.

Über den Temperatursensor wird vorzugsweise die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements ermittelt. Beim Unterschreiten des vorgegebenen Sollwerts kann ein Heizen des Halbleiterbauelements mittels des Heizelements veranlasst werden. Wird der Sollwert überschritten wird zweckmäßigerweise die Heizleistung reduziert oder das Heizelement ausgeschaltet. Liegt die Betriebstemperatur bereits über dem Sollwert, so wird das Heizelement bevorzugt nicht betrieben. Diese Heizungssteuerung kann gegebenenfalls über ein externes Auswerteelement erfolgen, das die mittels des Temperatursensors bestimmte Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements überwacht und mit dem Sollwert vergleicht.On the Temperature sensor is preferably the operating temperature of the semiconductor device determined. When falling below the predetermined setpoint, a Heating the semiconductor device caused by the heating element become. If the setpoint is exceeded is expediently reduces the heating power or the heating element off. Lies the operating temperature already over the setpoint, the heating element is preferably not operated. This heating control may optionally have an external evaluation element take place, which determined by means of the temperature sensor operating temperature of Semiconductor device monitored and compares with the setpoint.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist dem Halbleiterbauelement ein Detektorelement zur Detektion der vom Halbleiterbauelement emittierten Strahlung zugeordnet, das zur Detektion von Strahlung mit Wellenlängen in einem vorgegebenen, vorzugsweise zusammenhängenden, Detektionsbereich ausgebildet ist. Derartige Detektorelemente sind häufig in einer Sensorvorrichtung mit einem Halbleiterbauelement als Sender und dem Detektor als Empfänger vorgesehen, wobei der Detektionsbereich zur Vermeidung unerwünschter Umgebungslichteinflüsse, welche oftmals ein Rauschen des Detektorsignals verursachen, vorzugsweise möglichst schmal ist.In Another preferred embodiment is the semiconductor device a detector element for detecting the emitted from the semiconductor device Radiation associated with the detection of radiation with wavelengths in a predetermined, preferably contiguous, detection area is trained. Such detector elements are often in a sensor device with a semiconductor device as a transmitter and the detector as a receiver provided, wherein the detection area to avoid unwanted Ambient light influences which often cause noise of the detector signal, preferably preferably narrow.

Der Detektionsbereich in einer herkömmlichen derartigen Vorrichtung ist oft so gewählt, dass er den Schwankungsbereich der Peakwellenlänge über den Umgebungstemperaturbereich umfasst, um eine Detektion der Strahlung des ungeheizten Halbleiterbauelements mit einer Betriebstemperatur über im wesentlichen den gesamten Umgebungstemperaturbereich zu sichern. Bei der Erfindung dagegen kann der Detektionsbereich derart ausgebildet sein, dass der Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des ungeheizten Halbleiterbauelements Wellenlängen außerhalb des Detektionsbereichs aufweist und der Detektionsbereich den Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des temperaturstabilisierten Halbleiterbauelements, vorzugsweise vollständig, überdeckt. Das Detektorelement kann somit in einer Vorrichtung mit einem temperaturstabilisierten Halbleiterbauelement gegenüber einer Vorrichtung mit einem nicht temperaturstabilisierten Halbleiterbauelement mit einem schmalbandigeren Detektionsbereich ausgeführt sein und Umgebungslichteinflüsse auf ein Detektorsignal können vorteilhaft verringert werden. Als Strahlungsdetektoren eignen sich beispielsweise besonders Fotodioden, etwa PIN- oder Lawinen-Fotodioden (APD: Avalanche Photodiode), vorzugsweise auf Si basierend, deren Detektionsbereich durch entsprechende Filter an das Halbleiterbauelement bzw. den Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des geheizten Halbleiterbauelements angepasst ist.Of the Detection area in a conventional such device is often chosen to be the range of variation the peak wavelength over the Ambient temperature range includes detection of the radiation the unheated semiconductor device having an operating temperature substantially over entire ambient temperature range. In the invention In contrast, the detection area can be designed such that the fluctuation range of the peak wavelength of the unheated semiconductor device wavelength outside of the detection area and the detection area has the fluctuation range the peak wavelength the temperature-stabilized semiconductor device, preferably completely, covered. The detector element can thus be in a device with a temperature-stabilized semiconductor device across from a device with a non-temperature-stabilized semiconductor device be executed with a narrower detection range and ambient light influences on a detector signal can be reduced advantageous. As radiation detectors are suitable For example, especially photodiodes, such as PIN or avalanche photodiodes (APD: Avalanche Photodiode), preferably based on Si, whose detection range by appropriate filters to the semiconductor device or the fluctuation range the peak wavelength the heated semiconductor device is adapted.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement als Halbleiterlaser-Bauelement, insbesondere Hochleistungslaser-Bauelement, ausgeführt. Aufgrund der vergleichsweise schmalbandigen Emissionsspektren von Halbleiterlaser-Bauelementen macht sich die Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge bei Halbleiterlaser-Bauelementen oft besonders stark bemerkbar. Das Halbleiterlaser-Bauelement kann beispielsweise als kantenemittierende Laserdiode oder als Laserdiodenbarren ausgebildet sein. Ein Laserdiodenbarren umfasst hierbei eine Mehrzahl von Laserdiodenstrukturen (Laserdiodenkanäle), die monolithisch integriert und auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind. Weiterhin kann das Halbleiterbauelement als oberflächenemittierendes Halbleiterbauelement, insbesondere Halbleiterlaser-Bauelement, ausgeführt sein. Beispielsweise kann das oberflächenemittierende Halbleiterbauelement als vertikal emittierendes Halbleiterlaser-Bauelement mit internem Resonator (VCSEL: Vertical Surface Emitting Laser) oder mit externem Resonator (VECSEL) ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Halbleiterlaser-Bauelement zum gepulsten Betrieb, insbesondere in einer Sensorvorrichtung mit einem dem Bauelement zugeordneten Detektorelement, vorgesehen.In a further preferred refinement, the semiconductor component is designed as a semiconductor laser component, in particular a high-power laser component. Due to the comparatively narrow-band emission spectra of semiconductor laser components, the temperature dependence of the peak wavelength often makes itself particularly noticeable in semiconductor laser components. The semiconductor laser component can be designed, for example, as an edge-emitting laser diode or as a laser diode bar. A laser diode bar in this case comprises a plurality of laser diode structures (laser diode channels) which are monolithically integrated and arranged on a common substrate. Furthermore, the semiconductor structure Element as a surface-emitting semiconductor device, in particular semiconductor laser device, be executed. By way of example, the surface-emitting semiconductor component can be embodied as a vertical-emitting semiconductor laser component with an internal resonator (VCSEL: Vertical Surface Emitting Laser) or with an external resonator (VECSEL). The semiconductor laser component is preferably provided for pulsed operation, in particular in a sensor device with a detector element associated with the component.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement auf einem Träger, etwa einer Leiterplatte, angeordnet. Vorzugsweise ist das Heizelement ebenfalls auf dem Träger angeordnet. Hierdurch wird, insbesondere über eine vergleichsweise nah benachbarte Anordnung des Heizelements und des Halbleiterbauelements, eine effiziente Beheizung des Halbleiterbauelements erleichtert. weiterhin ist das Heizelement und/oder gegebenenfalls der Temperatursensor, bevorzugt oberflächenmontierbar (SMD: Surface Mountable Device) ausgebildet, wodurch eine Montage des Heizelements auf dem Träger und eine kompakte Ausbildung der Vorrichtung erleichtert werden.In Another preferred embodiment is the semiconductor device on a carrier, about a circuit board, arranged. Preferably, the heating element also on the carrier arranged. This will, in particular over a comparatively close adjacent arrangement of the heating element and the semiconductor device, facilitates efficient heating of the semiconductor device. Furthermore, the heating element and / or optionally the temperature sensor, preferably surface mountable (SMD: Surface Mountable Device), whereby an assembly of the heating element on the carrier and a compact design of the device can be facilitated.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement als Heizwiderstand ausgeführt. Durch Anlegen einer Spannung an den Heizwiderstand kann über Stromfluss durch den Heizwiderstand dementsprechend Wärme erzeugt und das Halbleiterbauelement beheizt werden.In In a further preferred embodiment, the heating element is as Heating resistor executed. By Applying a voltage to the heating resistor can be via current flow heat is generated accordingly by the heating resistor and the semiconductor device be heated.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement im Träger des Halbleiterbauelements integriert. Der Träger kann somit schon mit integriertem Heizelement bereitgestellt werden, wodurch auf eine zusätzliche Anordnung eines separaten Heizelements auf dem Träger verzichtet werden kann. Bevorzugt weist der Träger hierzu eine Mehrschichtstruktur auf und das Heizelement ist als Heizwiderstandsschicht in der Mehrschichtstruktur integriert. Besonders geeignet ist hierzu eine Mehrschicht-Leiterplatte, die eine, vorzugsweise in eine oder mehrere, etwa meanderförmig verlaufende, Heizwiderstandsbahn(en) strukturierte und/oder Cu enthaltende, Heizwiderstandsschicht aufweist.In In a further preferred embodiment, the heating element is in carrier integrated of the semiconductor device. The carrier can thus already with integrated Heating element to be provided, thereby providing an additional Disposed arrangement of a separate heating element on the support can be. For this purpose, the support preferably has a multilayer structure on and the heating element is used as Heizwiderstandsschicht in the multi-layer structure integrated. Particularly suitable for this purpose is a multilayer printed circuit board, the one, preferably in one or more, approximately meandering, Heizwiderstandsbahn (s) structured and / or Cu-containing, Heizwiderstandsschicht having.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement zwischen dem Träger und dem Halbleiterbauelement oder das Halbleiterbauelement ist auf dem Heizelement angeordnet. Durch eine derartige Nähe von Heizelement und Halbleiterbauelement wird eine effiziente, flächige Beheizung des Halbleiterbauelements erleichtert.In In another preferred embodiment, the heating element is between the carrier and the semiconductor device or the semiconductor device is on arranged the heating element. By such proximity of heating element and semiconductor device becomes an efficient, planar heating the semiconductor device facilitated.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Träger und dem Halbleiterbauelement ein Zwischenträger (Submount) angeordnet. Mittels eines derartigen Zwischenträgers kann die Gefahr einer Abschattung der vom Halbleiterbauelement emittierten Strahlung durch eine Kante des Trägers verringert werden.In Another preferred embodiment of the invention is between the carrier and an intermediate carrier (submount) disposed on the semiconductor device. By means of such a subcarrier, the risk of Shading of the radiation emitted by the semiconductor device radiation reduces an edge of the carrier become.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Zwischenträger als Heizelement ausgebildet oder der Zwischenträger enthält das Heizelement. Hierbei ist das Heizelement vorzugsweise ein Heizwiderstandsbereich, der im Zwischenträger ausgebildet sein kann. Ein derartiger Heizwiderstandsbereich kann mittels Implantation, etwa Protonen-Implantation, in einen Bereich des Zwischenträgers realisiert sein. Vorzugsweise enthält der Zwischenträger hierzu ein Halbleitermaterial, etwa Si. Bevorzugt ist der Heizwiderstandsbereich weiterhin im Zwischenträger oberflächennah an der dem Halbleiterbauelement zugewandten Oberfläche des Zwischenträgers ausgeführt und/oder an dieser Oberfläche elektrisch anschließbar.In An advantageous development of the subcarrier as Heating element formed or the intermediate carrier contains the heating element. in this connection the heating element is preferably a Heizwiderstandsbereich, the in the subcarrier can be trained. Such a heating resistor area can by implantation, such as proton implantation, in an area of the subcarrier be realized. Preferably, the intermediate carrier contains for this purpose a semiconductor material, such as Si. The heating resistor region is preferred still in the intermediate carrier close to the surface on the surface of the semiconductor component facing the subcarrier accomplished and / or on this surface electrically connectable.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement elektrisch von dem Halbleiterbauelement isoliert. Somit ist eine getrennte elektrische Ansteuerung von Heizelement und Halbleiterbauelement möglich. Insbesondere können das Heizelement und das Halbleiterbauelement mit Vorteil unabhängig voneinander betrieben werden.In According to another preferred embodiment, the heating element is electrical isolated from the semiconductor device. Thus, a separate one electrical control of heating element and semiconductor device possible. In particular, that can Heating element and the semiconductor device with advantage independently operate.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement gesondert thermisch leitend mit dem Halbleiterbauelement verbunden. Die Effizienz der Beheizung kann so erhöht werden. Hierzu kann beispielsweise ein thermischer Verbindungsleiter, etwa Cu enthaltend, vorgesehen sein, der das Halbleiterbauelement und das Heizelement thermisch leitend verbindet.In In a further preferred embodiment, the heating element is separate thermally conductively connected to the semiconductor device. The efficiency the heating can be increased become. For this purpose, for example, a thermal connection conductor, containing Cu, may be provided, the semiconductor device and connects the heating element thermally conductive.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Temperatursensor gesondert thermisch leitend mit dem Halbleiterbauelement verbunden. Aufgrund einer thermisch leitenden Verbindung kann die Temperatur effizienter überwacht werden, da die Gefahr einer Abweichung der mittels des Temperatursensors bestimmten Betriebstemperatur von einer tatsächlichen Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements verringert wird. Zur Verbesserung der thermischen Anbindung kann beispielsweise ein weiterer thermischer Verbindungsleiter, etwa Cu enthaltend, vorgesehen sein, der das Halbleiterbauelement und den Temperatursensor thermisch leitend verbindet.In an advantageous embodiment of the invention, the temperature sensor is separately thermally connected to the semiconductor device. Due to a thermally conductive connection, the temperature can be monitored more efficiently, since the risk of a deviation of the operating temperature determined by means of the temperature sensor from an actual operating temperature of the semiconductor component is reduced. To improve the thermal connection, for example, another thermal Verbin tion conductor, containing about Cu, be provided, which connects the semiconductor device and the temperature sensor thermally conductive.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Heizung des Halbleiterbauelements über das Material des Trägers. Insbesondere kann die Wärmezufuhr durch ein elektrisch isolierendes Grundmaterial des Trägers erfolgen. Auf das Ausbilden gesonderter thermischer Verbindungsleiter kann so verzichtet werden.In Another preferred embodiment of the invention is the Heating the semiconductor device via the material of the carrier. Especially can the heat done by an electrically insulating base material of the carrier. On the formation of separate thermal connection conductor can to be dispensed with.

Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.Further Features, benefits and benefits The invention will become apparent from the description of the following embodiments in conjunction with the figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in 1A eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und in 1B eine entsprechende Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1A, 1 in 1A a schematic plan view of a first embodiment of a device according to the invention and in 1B a corresponding sectional view along the line AA 1A .

2 in 2A eine schematische Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben und in 2B eine schematische Aufsicht von unten, 2 in 2A a schematic plan view of a second embodiment of a device according to the invention from above and in 2 B a schematic top view from below,

3 eine schematische Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in 3A und eine entsprechende schematische Schnittansicht in 3B, 3 a schematic plan view of a third embodiment of a device according to the invention in 3A and a corresponding schematic sectional view in FIG 3B .

4 eine schematische Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 a schematic plan view of a fourth embodiment of a device according to the invention,

5 eine schematische Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in 5A und eine entsprechende schematische Schnittaufsicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in 5B, 5 a schematic sectional view of a fifth embodiment of a device according to the invention in 5A and a corresponding schematic sectional plan view of a section taken along the line AA in FIG 5B .

6 eine schematische Aufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 a schematic plan view of a sixth embodiment of a device according to the invention

7 die Temperaturabhängigkeit des Emissionsspektrums eines Halbleiterlaser-Bauelements, etwa gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 6, in Abhängigkeit von der elektrischen Heizleistung, 7 the temperature dependence of the emission spectrum of a semiconductor laser device, such as according to the embodiment of 6 , depending on the electrical heating power,

8 die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes einer Heizwiderstandsschicht, 8th the temperature dependence of the resistance of a heating resistor layer,

9 einen Vergleich der Temperaturänderung der Betriebstemperatur eines Halbleiterlaser-Bauelements in Abhängigkeit von der Heizleistung für ein mit verschiedenen Methoden beheiztes Halbleiterlaser-Bauelement, 9 a comparison of the temperature change of the operating temperature of a semiconductor laser device as a function of the heating power for a heated by various methods semiconductor laser device,

10 die Abhängigkeit der optischen Peak-Leistung eines Halbleiterlaser-Bauelements von der Änderung der Betriebstemperatur des Halbleiterlaser-Bauelements, 10 the dependence of the optical peak power of a semiconductor laser device on the change of the operating temperature of the semiconductor laser device,

11 einen Vergleich der Temperaturänderung ΔT der Betriebstemperatur des Halbleiterlaser-Bauelements in Abhängigkeit von der Heizleistung für ein mit verschiedenen Methoden beheiztes Halbleiterlaser-Bauelement, 11 a comparison of the temperature change .DELTA.T the operating temperature of the semiconductor laser device as a function of the heating power for a semiconductor laser device heated by various methods,

12 einen Vergleich der Temperaturbestimmung der Betriebstemperatur eines Halbleiterlaser-Bauelement über zwei verschiedene Methoden und 12 a comparison of the temperature determination of the operating temperature of a semiconductor laser device via two different methods and

13 das thermische Einschwingverhalten des Halbleiterlaser-Bauelements für drei Beheizungsvarianten. 13 the thermal transient response of the semiconductor laser device for three heating variants.

Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Same, similar or equivalent elements are in the figures with provide the same reference numerals.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand einer schematischen Aufsicht in 1A und einer schematischen Schnittansicht in 1B entlang der Linie A-A. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention with reference to a cal matic supervision in 1A and a schematic sectional view in FIG 1B along the line AA.

Einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement 1 der Vorrichtung ist ein elektrisches Heizelement 2 zugeordnet, das zum Heizen des Halbleiterbauelements ausgebildet ist. Das Heizelement und das Halbleiterbauelement sind mit einem, insbesondere elektrischen, Temperatursensor 3 auf einem, insbesondere gemeinsamen, Träger 4 angeordnet. Zwischen dem Halbleiterbauelement 1 und dem Träger 4 ist ein Zwischenträger 6 angeordnet, der aufgrund der mittels des Zwischenträgers gegenüber dem Träger erhöhten Anordnung des Halbleiterbauelements die Abschattung einer vom Halbleiterbauelement emittierten Strahlung 12 durch den Träger 4 vermindert.A radiation-emitting semiconductor device 1 the device is an electrical heating element 2 assigned, which is designed for heating the semiconductor device. The heating element and the semiconductor component are provided with a, in particular electrical, temperature sensor 3 on one, in particular common, carrier 4 arranged. Between the semiconductor device 1 and the carrier 4 is an intermediate carrier 6 arranged, due to the increased by means of the intermediate carrier relative to the carrier arrangement of the semiconductor device, the shading of a radiation emitted by the semiconductor device radiation 12 through the carrier 4 reduced.

Dem Halbleiterbauelement 1 ist weiterhin ein Detektorelement 13, etwa eine PIN- oder Lawinenfotodiode, zur Detektion einer vom Halbleiterbauelement erzeugten Strahlung 12 zugeordnet. Das Detektorelement kann, anders als dargestellt, ebenfalls auf dem Träger 4 angeordnet sein. Eine kompakte Ausbildung einer derartigen Sensorvorrichtung wird so erleichtert.The semiconductor device 1 is still a detector element 13 , such as a PIN or avalanche photodiode, for detecting radiation generated by the semiconductor device 12 assigned. The detector element may also be on the carrier, as shown 4 be arranged. A compact design of such a sensor device is facilitated.

Bevorzugt ist zwischen dem Heizelement und dem Halbleiterbauelement und/oder dem Halbleiterbauelement und dem Temperatursensor eine gesonderte thermisch leitende Verbindung ausgebildet. Beispielsweise ist hierzu ein erster thermischer Verbindungsleiter 5a mit dem Heizelement 2 und dem Halbleiterbauelement 1 und ein zweiter Verbindungsleiter 5b mit dem Halbleiterbauelement und dem Temperatursensor thermisch leitend verbunden. Thermisch sind die Verbindungsleiter mit Vorzug nicht unmittelbar leitend verbunden. Beispielsweise enthalten die Verbindungsleiter 5a und 5b ein Metall, etwa Cu.Preferably, a separate thermally conductive connection is formed between the heating element and the semiconductor component and / or the semiconductor component and the temperature sensor. For example, this is a first thermal connection conductor 5a with the heating element 2 and the semiconductor device 1 and a second connection conductor 5b thermally conductively connected to the semiconductor device and the temperature sensor. Thermally, the connection conductors are preferably not connected directly conductive. For example, the connection conductors contain 5a and 5b a metal, such as Cu.

Weiterhin ist der Träger bevorzugt als Leiterplatte, etwa als PCB (PCB: Printed Circuit Board) ausgeführt. Auf die Darstellung von Leiterbahnen der Leiterplatte sowie elektrischer Anschlüsse des Heizelements 2, des Halbleiterbauelements 1 und des Temperatursensors 3 wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Besonders bevorzugt sind das Halbleiterbauelement, das Heizelement und der Temperatursensor über Leiterbahnen der Leiterplatte, insbesondere elektrisch voneinander getrennt, anschließbar und/oder ansteuerbar. Vorzugsweise sind die thermischen Verbindungsleiter im Träger integriert.Furthermore, the carrier is preferably designed as a printed circuit board, for example as PCB (PCB: Printed Circuit Board). On the representation of printed conductors of the printed circuit board and electrical connections of the heating element 2 , of the semiconductor device 1 and the temperature sensor 3 was omitted for clarity. Particularly preferably, the semiconductor component, the heating element and the temperature sensor via printed conductors of the printed circuit board, in particular electrically separated, connectable and / or controllable. Preferably, the thermal connection conductors are integrated in the carrier.

Alternativ kann jedoch auch auf die thermischen Verbindungsleiter verzichtet werden. Die Beheizung des Halbleiterbauelements erfolgt dann vorzugsweise über das Material des Trägers. Insbesondere kann die Wärmezufuhr zum Halbleiterbauelement in diesem Falle durch ein elektrisch isolierendes Grundmaterial, z.B. ein Kunststoffmaterial, des Trägers erfolgen.alternative However, it is also possible to dispense with the thermal connection conductors become. The heating of the semiconductor device is then preferably via the Material of the carrier. In particular, the heat supply to the semiconductor device in this case by an electrically insulating Base material, e.g. a plastic material, carried the carrier.

Das elektrische Heizelement, das Halbleiterbauelement und/oder der Temperatursensor ist bevorzugt oberflächenmontierbar ausgeführt und kann zum Beispiel auf den Träger gelötet sein. Beispielsweise ist der Temperatursensor als oberflächenmontierbarer NTC-Thermistor und/oder das elektrische Heizelement als oberflächenmontierbarer Heizwiderstand ausgeführt. Das Halbleiterbauelement ist bevorzugt ohne zusätzliches Gehäuse auf dem Träger montiert (Chip on Board).The electric heating element, the semiconductor device and / or the temperature sensor is preferably surface mountable accomplished and can, for example, on the carrier soldered be. For example, the temperature sensor is surface mountable NTC thermistor and / or the electric heating element as a surface mountable Heating resistor executed. The semiconductor component is preferably without an additional housing the carrier mounted (chip on board).

Eine thermisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Heizelement 2 und/oder dem Temperatursensor 3 und dem Halbleiterbauelement 1 kann mit Vorteil mittels des Zwischenträgers 6 erzielt werden. Hierzu ist der Zwischenträger zweckmäßigerweise mit einer entsprechend hohen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet. Beispielsweise enthält der Zwischenträger ein Halbleitermaterial, etwa Si, oder ein Metall, wie Cu, oder eine Legierung, etwa CuWo. Derartige Materialien können sich neben einer vergleichsweise hohen thermischen Leitfähigkeit auch durch gute Anpassung an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterbauelements auszeichnen, wodurch die Gefahr thermisch induzierter Verspannungen im Halbleiterbauelement verringert wird.A thermally conductive connection between the electric heating element 2 and / or the temperature sensor 3 and the semiconductor device 1 can with advantage by means of the intermediate carrier 6 be achieved. For this purpose, the intermediate carrier is expediently formed with a correspondingly high thermal conductivity. For example, the intermediate carrier contains a semiconductor material, such as Si, or a metal, such as Cu, or an alloy, such as CuWo. In addition to a comparatively high thermal conductivity, such materials can also be distinguished by good adaptation to the thermal expansion coefficient of the semiconductor component, which reduces the risk of thermally induced stresses in the semiconductor component.

Es sei angemerkt, dass die Verbindungsleiter 5a oder 5b nicht notwendigerweise, wie dargestellt, auf der dem Halbleiterbauelement zugewandten Seite des Trägers angeordnet sein müssen. Ein Verbindungsleiter kann sich auch von der Seite des Trägers, auf der das Halbleiterbauelement angeordnet ist, zu der dem Halbleiterbauelement gegenüberliegenden Seite des Trägers erstrecken. Das Heizelement und/oder der Temperatursensor können so vereinfacht auf der dem Halbleiterbauelement gegenüberliegenden Seite des Trägers angeordnet sein und über einen oder eine Mehrzahl von thermische(n) Verbindungsleiter(n) thermisch leitend mit dem Halbleiterbauelement verbunden sein, wobei die Betriebseffizienz der Vorrichtung trotz der derartigen Anordnung mit Vorteil nicht maßgeblich vermindert wird.It should be noted that the connection conductors 5a or 5b not necessarily, as shown, must be arranged on the semiconductor device side facing the carrier. A connection conductor may also extend from the side of the carrier on which the semiconductor component is arranged to the side of the carrier opposite to the semiconductor component. The heating element and / or the temperature sensor can thus be arranged in a simplified manner on the side of the carrier opposite to the semiconductor component and thermally conductively connected to the semiconductor component via one or a plurality of thermal connecting conductors, the operating efficiency of the device notwithstanding such arrangement advantageously not significantly reduced.

Gegebenenfalls kann eine thermisch leitende Verbindung auch über den Träger, vorzugsweise durch ein elektrisch isolierende Grundmaterial, etwa einen Kunststoff, des Trägers, erfolgen.Possibly may also be a thermally conductive compound via the carrier, preferably by a electrically insulating base material, such as a plastic, the support respectively.

Das Halbleiterbauelement 1 weist mit Vorzug eine zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Zone 9 auf, die beispielsweise in einer auf einem Substrat 10 angeordneten Halbleiterkörper 11 ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist das Substrat 10 aus einem Epitaxiesubstrat des Halbleiterkörpers 11 gefertigt.The semiconductor device 1 preferably has an active zone provided for generating radiation 9 on, for example, in a on a substrate 10 arranged semiconductor body 11 is trained. Conveniently, the substrate 10 from an epitaxial substrate of the semiconductor body 11 manufactured.

Das Halbleiterbauelement kann beispielsweise als Halbleiterlaser-Bauelement, insbesondere zum gepulsten Betrieb, ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Halbleiterlaser-Bauelement als kantenemittierende Laserdiode ausgeführt. Hierbei begrenzen vorzugsweise gegenüberliegende Seitenflächen 7 und 8 (Reflektorflächen) des Halbleiterlaser-Bauelements einen optischen Resonator (z.B. einen Fabry-Perot-Resonator) des Bauelements.The semiconductor component can be embodied, for example, as a semiconductor laser component, in particular for pulsed operation. The semiconductor laser component is preferably designed as an edge-emitting laser diode. This preferably limit opposite side surfaces 7 and 8th (Reflector surfaces) of the semiconductor laser device, an optical resonator (eg, a Fabry-Perot resonator) of the device.

Zur Strahlungserzeugung im infraroten Spektralbereich ist ein GaAs-basierender Halbleiterkörper, insbesondere auf einem GaAs Epitaxiesubstrat gewachsen, besonders geeignet.to Radiation generation in the infrared spectral range is a GaAs-based Semiconductor body, grown especially on a GaAs epitaxial substrate, especially suitable.

Ist das Halbleiterbauelement als Laserdiodenbarren ausgeführt, so ist mit Vorzug eine Mehrzahl von Halbleiterkörpern 11 nebeneinander auf dem gemeinsamen Substrat 10 angeordnet.If the semiconductor component is designed as a laser diode bar, then a plurality of semiconductor bodies is preferred 11 next to each other on the common substrate 10 arranged.

Mittels des Temperatursensors 3 wird die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements derart überwacht, dass beim Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwerts der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements das Halbleiterbauelement mittels des elektrischen Heizelements 3 geheizt wird. Überschreitet die Betriebstemperatur den vorgegebenen Sollwert, so wird die Heizleistung des Heizelements reduziert oder das Heizelement ausgeschaltet. Bevorzugt sind das Halbleiterbauelement und der Temperatursensor unmittelbar benachbart zueinander angeordnet, wodurch die Überwachung der Betriebstemperatur erleichtert wird.By means of the temperature sensor 3 the operating temperature of the semiconductor device is monitored such that falls below a predetermined target value of the operating temperature of the semiconductor device, the semiconductor device by means of the electric heating element 3 is heated. If the operating temperature exceeds the predetermined setpoint, the heating power of the heating element is reduced or the heating element is switched off. Preferably, the semiconductor device and the temperature sensor are arranged immediately adjacent to each other, whereby the monitoring of the operating temperature is facilitated.

Zur Überwachung der Betriebstemperatur kann diese, beispielsweise über die bekannte Temperaturabhängigkeit des Widerstandes des NTC-Thermistors, über den Temperatursensor ermittelt werden und mittels einer, gegebenenfalls auf dem Träger angeordneten, Regelungsschaltung, etwa einer Transistorschaltung, die bevorzugt die ermittelte Betriebstemperatur mit dem Sollwert vergleicht, geregelt werden.For monitoring the operating temperature can this, for example, over the known temperature dependence of the resistance of the NTC thermistor, determined by the temperature sensor and by means of a, optionally arranged on the support, Control circuit, such as a transistor circuit, the preferred the determined operating temperature compares with the setpoint, regulated become.

Gegenüber einer Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements, die über einen vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich variiert, kann so der Schwankungsbereich der betriebstemperaturabhängigen Peakwellenlänge des Halbleiterbauelements reduziert werden, indem das Halbleiterbauelement über das elektrische Heizelement gezielt geheizt und temperaturstabilisiert wird.Opposite one Operating temperature of the semiconductor device, via a varies given ambient temperature range, so the fluctuation range the operating temperature dependent peak wavelength of the Semiconductor device can be reduced by the semiconductor device via the electric heating element specifically heated and temperature stabilized becomes.

Der Detektionsbereich des Detektorelements kann somit mit Vorteil schmalbandiger ausgeführt werden als ein Schwankungsintervall der Peakwellenlänge der Strahlung 12 über dem Umgebungstemperaturbereich. Der Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des temperaturstabilisierten Halbleiterbauelements wird vorzugsweise durch den Detektionsbereich des Detektorelements vollständig überdeckt.The detection range of the detector element can thus be designed to be narrower with advantage than a fluctuation interval of the peak wavelength of the radiation 12 above the ambient temperature range. The fluctuation range of the peak wavelength of the temperature-stabilized semiconductor component is preferably completely covered by the detection range of the detector element.

Dies resultiert in einem optimierten Verhältnis vom von der Strahlung 12 erzeugten Detektorsignal zu einem, etwa durch Umgebungslichteinflüsse hervorgerufenen, Untergrundrauschen.This results in an optimized ratio of the radiation 12 generated detector signal to a, caused for example by ambient light influences, background noise.

Der Betriebstemperaturbereich des Halbleiterbauelements kann beispielsweise von einem vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich mit Temperaturen von -40°C bis 85°C auf einen Betriebstemperaturbereich von 20°C bis 85°C stabilisiert werden. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge wird in der Folge die Peakwellenlänge des Halbleiterbauelements stabilisiert.Of the Operating temperature range of the semiconductor device, for example from a given ambient temperature range with temperatures from -40 ° C up to 85 ° C be stabilized to an operating temperature range of 20 ° C to 85 ° C. by virtue of the temperature dependence the peak wavelength becomes the peak wavelength of the semiconductor device as a result stabilized.

Die Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge kann, insbesondere bei einer kantenemittierenden Laserdiode zur Erzeugung infraroter Strahlung, etwa in einem Spektralbereich von 800 bis 1000 nm, 0,3 nm/K betragen. In einem Umgebungstemperaturfenster der Breite 125K, etwa von -40°C bis 85°C, als Betriebstemperaturbereich des ungeheizten Halbleiterbauelements bedeutet dies eine erhebliche Schwankung der Peakwellenlänge in einem Intervall einer Breite von ungefähr 38 nm, wobei mit steigender Betriebstemperatur die Peakwellenlänge wächst. Wird die Betriebstemperatur mittels elektrischer Heizung auf ein gegenüber obigem Bereich schmäleres Temperaturfenster, wie eines der Breite von 65 K, etwa von 20°C bis 85°C, stabilisiert, so kann die Breite des Schwankungsbereichs der Peakwellenlänge, etwa auf eine Breite von ungefähr 20 nm für ein Betriebstemperaturfenster von 65 K Breite, reduziert werden. Auch mit einem durch entsprechende Filter geschmälerten Detektionsbereich einer Breite von ungefähr 20 nm kann somit die vom Halbleiterbauelement erzeugte Strahlung über das Detektorelement im Betrieb des Halbleiterbauelements über den Umgebungstemperaturbereich zuverlässig detektiert werden. Umgebungslichteinflüsse auf das Detektorsignal werden durch den schmalen Detektionsbereich mit Vorteil verringert.The temperature dependence the peak wavelength can, in particular in an edge emitting laser diode for Generation of infrared radiation, for example in a spectral range of 800 to 1000 nm, 0.3 nm / K amount. In an ambient temperature window width 125K, about -40 ° C up to 85 ° C, as the operating temperature range of the unheated semiconductor device this means a significant fluctuation of the peak wavelength in one Interval of a width of about 38 nm, the peak wavelength increases with increasing operating temperature. Becomes the operating temperature by means of electric heating to a range above narrower Temperature windows, such as one of the width of 65 K, approximately from 20 ° C to 85 ° C, stabilized, Thus, the width of the fluctuation range of the peak wavelength, about to a width of about 20 nm for one Operating temperature window of 65 K width, to be reduced. Also with a narrowed by appropriate filter detection area of a Width of about 20 nm can thus be generated by the semiconductor device radiation over the Detector element in the operation of the semiconductor device via the Ambient temperature range can be reliably detected. Ambient light influences the detector signal is through the narrow detection area with Advantage reduced.

In 2 ist anhand zweier schematischer Aufsichten in 2A und 2B ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Im Wesentlichen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind zwei elektrische oberflächenmontierbare Heizwiderstände, beispielsweise jeweils mit einem Widerstand von 56 Ω, etwa von der Bauform 1206, vorgesehen, die ebenso wie der NTC-Thermistor als Temperatursensor 3, beispielsweise ein oberflächenmontierbarer 1kΩ-NTC Widerstand mit einem Widerstand von 1kΩ bei Raumtemperatur (298K), auf der dem Halbleiterbauelement 1 gegenüberliegenden Seite des Trägers 4 angeordnet sind. Das Halbleiterbauelement ist hierbei als Laserdiodenarray (Laserdiodenbarren), insbesondere als Pulslaserdiodenarray, ausgeführt. Weitere Einzelheiten zu Laserdiodenbarren sind beispielsweise in dem Lehrbuch "Roland Diehl, High Power Diode Lasers, Springer (2000)", dessen Offenbarungsgehalt hiermit explizit durch Referenz in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, genauer beschrieben (sh. insbesondere die dortigen Seiten 173 bis 218).In 2 is based on two schematic views in 2A and 2 B A second embodiment of a device according to the invention shown. In essence, this embodiment corresponds to the in 1 shown embodiment. In contrast, two electrical surface mountable heating resistors, for example, each with a resistance of 56 Ω, about the design 1206, provided, which as well as the NTC thermistor as a temperature sensor 3 For example, a surface-mountable 1kΩ NTC resistor with a resistance of 1kΩ at room temperature (298K) on top of the semiconductor device 1 opposite side of the carrier 4 are arranged. The semiconductor component is in this case designed as a laser diode array (laser diode bar), in particular as a pulse laser diode array. Further details on laser diode bars are described in greater detail in the textbook "Roland Diehl, High Power Diode Lasers, Springer (2000)", the disclosure content of which is hereby explicitly incorporated by reference in the present application (see in particular pages 173 to 218 there). ,

Das Array kann derart ausgebildet sein, dass die einzelnen Laserdiodenkanäle des Arrays getrennt voneinander ansteuerbar sind oder die einzelnen Kanäle nur gemeinsam betrieben werden können. Im letzteren Fall sind die Kanäle parallel geschalten und weisen hierzu einen allen Kanälen gemeinsamen Kontakt und einen allen Kanälen gemeinsamen Gegenkontakt auf. Für eine getrennte Ansteuerung der einzelnen Kanäle kann beispielsweise ein mit allen Kanälen leitend verbundener Gegenkontakt vorgesehen sein, wobei die einzelnen Kanäle jeweils einen separaten Einzelkontakt aufweisen, über den der Stromfluss durch den jeweiligen Kanal geregelt werden kann. Die einzelnen Kanäle sind dann über den jeweiligen Einzelkontakt unabhängig voneinander betreibbar.The Array may be formed such that the individual laser diode channels of the array can be controlled separately from each other or the individual channels only together can be operated. In the latter case, the channels connected in parallel and have a common to all channels Contact and one all channels common counter contact on. For a separate control of the individual channels, for example, a with all channels be provided conductively connected counter contact, wherein the individual channels each having a separate single contact over the the current flow through the respective channel can be controlled. The individual channels are over then the respective individual contact independently operable.

Auf jedem der beispielsweise sechzehn Laserdiodenkanäle des Arrays sind hierbei zwei Bonddrähte zur elektrischen Kontaktierung zugeordnet. Der Gegenpol der Diodenkontaktierung wird mittels Bonddrähten, z.B. mit vier Bonddrähten, hergestellt, die beispielsweise über eine auf dem Zwischenträger 6, vorzugsweise zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Zwischenträger, angeordneten, etwa metallhaltigen, Anschlussschicht, leitend mit dem Halbleiterbauelement und elektrischen Kontakten auf dem Träger 4, etwa Leiterbahnen eines PCB-Trägers, verbunden sind. Die 2A und 2B zeigen Aufsichten auf den Träger 4 von der Seite des Halbleiterbauelements 1 in 2A und der diesem gegenüberliegenden Seite des Trägers 4 in 1B.On each of the example, sixteen laser diode channels of the array in this case two bonding wires for electrical contacting are assigned. The opposite pole of the diode contact is made by means of bonding wires, for example with four bonding wires, for example, one on the intermediate carrier 6 , Preferably, between the semiconductor device and the intermediate carrier, arranged, such as metal-containing, connection layer, conductive with the semiconductor device and electrical contacts on the support 4 , such as tracks of a PCB carrier, are connected. The 2A and 2 B show views of the wearer 4 from the side of the semiconductor device 1 in 2A and the opposite side of the carrier 4 in 1B ,

3 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in 3A und eine entsprechende schematische Schnittansicht in 3B. Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht im Wesentlichen dem in 1 gezeigten. Im Unterschied hierzu wurde auf ein diskretes elektrisches Heizelement verzichtet. Aus Übersichtlichkeitsgründen würde ferner auf eine Darstellung des Detektorelements und der thermischen Verbindungsleiter verzichtet, die jedoch selbstverständlich auch beim dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein können. 3 shows a schematic plan view of a third embodiment of a device according to the invention in 3A and a corresponding schematic sectional view in FIG 3B , The embodiment according to 3 is essentially the same as in 1 . shown In contrast, a discrete electrical heating element was dispensed with. For reasons of clarity, a representation of the detector element and the thermal connection conductor would also be dispensed with, which of course can also be provided in the third embodiment.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das Halbleiterbauelement 1 in 3 auf dem Heizelement 2 angeordnet. Insbesondere kann das Heizelement zwischen dem Träger und dem Halbleiterbauelement angeordnet sein. Das Heizelement 2 ist bevorzugt als Heizwiderstandsbereich 20 im Zwischenträger 6 integriert. Beispielsweise ist der Heizwiderstandsbereich 20 mittels Protonenimplantation in einem Bereich eines Si-Zwischenträgers hergestellt. Eine Anordnung des Heizwiderstandsbereichs 20, wie in 3B dargestellt, direkt an der Oberfläche ist nicht zwingend erforderlich. Der Heizwiderstandsbereich kann vielmehr auch als vergrabener Bereich, insbesondere unterhalb der dem Zwischenträger zugewandten Oberfläche des Zwischenträgers, im Zwischenträger ausgebildet sein. Dementsprechend kann der Heizwiderstandsbereich 20 von dem Halbleiterbauelement 1 und/oder dem Substrat 10 beabstandet ist.In contrast to the embodiment according to 1 is the semiconductor device 1 in 3 on the heating element 2 arranged. In particular, the heating element can be arranged between the carrier and the semiconductor component. The heating element 2 is preferred as Heizwiderstandsbereich 20 in the subcarrier 6 integrated. For example, the Heizwiderstandsbereich 20 produced by proton implantation in a region of a Si subcarrier. An arrangement of the heating resistor area 20 , as in 3B shown, directly on the surface is not mandatory. Rather, the heating resistor region may also be formed as a buried region, in particular below the surface of the intermediate carrier facing the intermediate carrier, in the intermediate carrier. Accordingly, the Heizwiderstandsbereich 20 from the semiconductor device 1 and / or the substrate 10 is spaced.

Bevorzugt weist der Heizwiderstandsbereich eine laterale Ausdehnung auf, die größer ist als die laterale Ausdehnung des Halbleiterbauelements, wodurch eine flächige und effiziente elektrische Beheizung des Halbleiterbauelements in verglichen mit diskreten Heizelementen unmittelbarer Nähe zum Halbleiterbauelement erleichtert wird.Prefers the Heizwiderstandsbereich on a lateral extent, the is larger as the lateral extent of the semiconductor device, whereby a area and efficient electrical heating of the semiconductor device in compared with discrete heating elements in immediate proximity to the semiconductor device is relieved.

4 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Halbleiterbauelement 1 ist entsprechend 2 als Pulslaserdioden-Array ausgeführt. Zwischen dem Träger 4 und dem Halbleiterbauelement 1 sind zwei elektrische Heizelemente 2, beispielsweise in der Form zweier oberflächenmontierbarer Heizwiderstände, die elektrisch vom Halbleiterbauelement isoliert sind, angeordnet. Der Temperatursensor ist wie in 2 auf der dem Halbleiterbauelement gegenüberliegenden Seite des Trägers angeordnet. Eine derartige Anordnung des elektrischen Heizelements kann zur Simulation und für Effizienzversuche eines im Zwischenträger integrierten Heizelements, etwa gemäß 3, herangezogen werden. 4 shows a schematic plan view of a fourth embodiment of a device according to the invention. The semiconductor device 1 is appropriate 2 designed as a pulse laser diode array. Between the carrier 4 and the semiconductor device 1 are two electrical heating elements 2 , For example, in the form of two surface-mountable heating resistors, which are electrically isolated from the semiconductor device arranged. The temperature sensor is as in 2 arranged on the side opposite the semiconductor device side of the carrier. Such an arrangement of the electric heating element can be used for simulation and for efficiency tests of a heating element integrated in the intermediate carrier, for example according to FIG 3 , her be attracted.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in 5A und eine entsprechende schematische Schnittaufsicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in 5B. 5 shows a schematic sectional view of a fifth embodiment of a device according to the invention in 5A and a corresponding schematic sectional plan view of a section taken along the line AA in FIG 5B ,

Im Wesentlichen entspricht das fünfte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel aus 3. Im Unterschied hierzu ist das elektrische Heizelement im Träger 4 integriert. Der Träger 4 weist hierbei eine Mehrschichtstruktur auf, die eine erste Schicht 41 auf der dem Halbleiterbauelement 1 zugewandten Seite und eine zweite Schicht 42 auf der dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite aufweist, zwischen denen eine Heizwiderstandsschicht 43 angeordnet ist.In essence, the fifth embodiment corresponds to the third embodiment 3 , In contrast, the electric heating element in the carrier 4 integrated. The carrier 4 here has a multi-layer structure, which is a first layer 41 on the semiconductor device 1 facing side and a second layer 42 on the side facing away from the semiconductor device side, between which a Heizwiderstandsschicht 43 is arranged.

Die Heizwiderstandsschicht enthält beispielsweise Cu und/oder verläuft etwa, wie in 5B gezeigt, als meanderförmige Bahn. Die Heizwiderstandsschicht 43 ist über die erste Schicht 41 und den Zwischenträger 6 thermisch leitend mit dem Halbleiterbauelement 1 verbunden. Bevorzugt ist die erste Schicht 41 und/oder die zweite Schicht 42 elektrisch isolierend ausgeführt. Die thermisch leitende Verbindung zum Zwischenträger oder dem Halbleiterbauelement kann insbesondere über das elektrisch isolierende Material der ersten Schicht 41 erfolgen.The heating resistor layer contains, for example, Cu and / or runs approximately as in 5B shown as a meandering path. The heating resistor layer 43 is about the first shift 41 and the subcarrier 6 thermally conductive with the semiconductor device 1 connected. The first layer is preferred 41 and / or the second layer 42 designed electrically insulating. The thermally conductive connection to the intermediate carrier or the semiconductor component can in particular via the electrically insulating material of the first layer 41 respectively.

Weiterhin kann gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ ein thermischer Verbindungsleiter, der sich durch die erste Schicht 41 erstreckt und beispielsweise über den Zwischenträger 6 mit dem Halbleiterbauelement 1 und der Heizwiderstandsschicht, vorzugsweise direkt, thermisch leitend verbunden ist, vorgesehen sein.Furthermore, if appropriate, additionally or alternatively, a thermal connection conductor extending through the first layer 41 extends and for example via the intermediate carrier 6 with the semiconductor device 1 and the Heizwiderstandsschicht, preferably directly, thermally conductively connected, be provided.

Das elektrische Heizelement kann in dieser Ausführung mit Vorteil bereits integriert mit dem Träger 4 gefertigt werden. Auf eine zusätzliche Anordnung eines diskreten Heizelements oder eine Ausbildung des Zwischenträgers als Heizelement kann somit verzichtet werden.The electric heating element can in this embodiment advantageously already integrated with the carrier 4 be made. An additional arrangement of a discrete heating element or a design of the intermediate carrier as a heating element can thus be dispensed with.

6 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das im wesentlichen dem in 4 gezeigten entspricht. Im Unterschied hierzu ist eine Heizwiderstandsschicht 43 entsprechend den Ausführungen zu 5 im Träger 4 integriert und der Temperatursensor 3 und das Halbleiterbauelement 1 sind auf der gleichen Trägerseite, angeordnet. 6 shows a schematic plan view of a sixth embodiment of a device according to the invention, which substantially the in 4 shown corresponds. In contrast, a heating resistor layer 43 according to the comments on 5 in the carrier 4 integrated and the temperature sensor 3 and the semiconductor device 1 are arranged on the same carrier side.

Die anhand der folgenden Figuren erläuterten Zusammenhänge wurden an einem Halbleiterlaser-Bauelement, etwa gemäß dem in 2 gezeigten, ermittelt.The relationships explained with reference to the following figures have been applied to a semiconductor laser device, for example according to the in FIG 2 shown, determined.

In 7 ist die Temperaturabhängigkeit des Emissionsspektrums des Halbleiterlaser-Bauelements gezeigt. Hierbei wurde eine Mehrschichtstruktur mit einer meanderförmigen Heizwiderstandsbahn, etwa aus Cu, eines Widerstands von 65 Ω bei Raumtemperatur zur elektrischen Beheizung des Halbleiterlaser-Bauelements eingesetzt.In 7 the temperature dependence of the emission spectrum of the semiconductor laser device is shown. In this case, a multilayer structure with a meandering Heizwiderstandsbahn, such as Cu, a resistance of 65 Ω at room temperature for electrical heating of the semiconductor laser device was used.

Aufgetragen ist in 7 die optische Intensität der vom Halbleiterlaser-Bauelement erzeugten Strahlung in willkürlichen Einheiten und in Abhängigkeit von der Wellenlänge der vom Halbleiterlaser-Bauelement erzeugten Strahlung in nm. Das Halbleiterlaser-Bauelement ist insbesondere zur Erzeugung infraroter Strahlung, etwa einer Wellenlänge größer oder gleich 900 nm, ausgebildet. Zur Beheizung wurden an die Heizwiderstandsbahn verschiedene Heizspannungen angelegt. Hierbei entsprechen folgende Heizspannungen folgenden Kurven der Emissionsverteilung des Bauelements:

Figure 00230001
Is placed in 7 the optical intensity of the radiation generated by the semiconductor laser device in arbitrary units and in dependence on the wavelength of the radiation generated by the semiconductor laser device in nm. The semiconductor laser device is in particular for generating infrared radiation, such as a wavelength greater than or equal to 900 nm formed , For heating, different heating voltages were applied to the heating resistor track. The following heating voltages correspond to the following emission distribution curves of the component:
Figure 00230001

Hierbei ist deutlich die Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge – der Wellenlänge des Emissionsmaximums der jeweiligen Verteilung – zu erkennen, wobei größere Heizspannungen in der Regel höheren Temperaturen entsprechen und sich die Peakwellenlänge für steigende Spannungen zu höheren Wellenlängen verschiebt. Mit steigenden Spannungen verflacht die Emissionsverteilung.in this connection is clearly the temperature dependence the peak wavelength - the wavelength of the Emission maximums of the respective distribution - to detect, where larger heating voltages usually higher temperatures and the peak wavelength shifts to higher wavelengths for increasing voltages. With increasing voltages, the emission distribution is flattened.

In 8 ist die Temperaturabhängigkeit des Widerstands R einer Heizwiderstandsschicht aus Cu in einer Mehrschichtstruktur in Ohm in Abhängigkeit von der Heizleistung P_h in Watt dargestellt. Bei Raumtemperatur beträgt der Widerstand etwa 65 Ω. Für die Kurve 111 wurde die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes R von der Temperaturänderung ΔT – gegenüber der Raumtemperatur – über die Beziehung R(T) = RN·(1 + α·ΔT)mit α=0,004 1/K und RN=65Ω bestimmt. Für die Kurve 112 wurde der Widerstand R aus der Heizspannung und dem gemessenen Heizstrom bestimmt. Die auf diese verschiedenen Weisen gewonnenen Verläufe des Widerstands stimmen in guter Näherung überein.In 8th is the temperature dependence of the resistance R of a heating resistor layer of Cu in a multi-layer structure in ohms as a function of the heating power P_h shown in watts. At room temperature, the resistance is about 65 Ω. For the curve 111 was the temperature dependence of the resistance R of the temperature change .DELTA.T - compared to the room temperature - about the relationship R (T) = R N · (1 + α · ΔT) determined with α = 0.004 1 / K and R N = 65Ω. For the curve 112 the resistance R was determined from the heating voltage and the measured heating current. The courses of resistance obtained in these different ways are in good approximation.

Bei einem oberflächenmontierbaren Heizwiderstand, etwa der oben genannten Art (vergleiche die Ausführungen zu 2) mit α=0,0001 1/K, ist die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes in der Regel vernachlässigbar gering.In the case of a surface-mounted heating resistor, for example of the type mentioned above (see the comments on 2 ) with α = 0.0001 1 / K, the temperature dependence of the resistance is usually negligible.

9 zeigt einen Vergleich der Temperaturbestimmung der Betriebstemperatur des mit der Heizleistung P_h mittels einer im Träger integrierten Heizwiderstandsschicht beheizten Halbleiterlaser-Bauelements über die bekannte Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge und über einen 1 kΩ NTC-Widerstand als Temperatursensor. Aufgetragen ist die Temperaturänderung ΔT gegenüber der Raumtemperatur TN in Abhängigkeit von der Heizleistung. Die Datenpunkte 113 der Betriebstemperatur wurden aus der Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge bestimmt, die sich bei einem infrarot emittierenden Halbleiterlaser-Bauelement ungefähr um 0,30 nm pro K ändert. Bei dem 1 kΩ NTC-Widerstand wurde die Temperatur T des Temperatursensors über den gemessenen temperaturabhängigen Widerstand R(T), der mit T über die Beziehung

Figure 00250001
verknüpft ist, ermittelt. Hierbei sind: B= 3263 1/K, RN= 1 kΩ und TN= 298 K. Diese Ergebnisse sind durch die Datenpunkte 114 wiedergegeben. 9 shows a comparison of the temperature determination of the operating temperature of the heated with the heating power P_h means of a heater integrated in the support layer heated semiconductor laser device on the known temperature dependence of the peak wavelength and a 1 kΩ NTC resistor as a temperature sensor. Plotted is the temperature change .DELTA.T compared to the room temperature T N as a function of the heating power. The data points 113 the operating temperature was determined from the temperature dependence of the peak wavelength, which changes approximately 0.30 nm per K for an infrared emitting semiconductor laser device. For the 1kΩ NTC resistor, the temperature T of the temperature sensor was measured over the measured temperature dependent resistance R (T), which is T over the relationship
Figure 00250001
linked, determined. Here are: B = 3263 1 / K, R N = 1 kΩ and T N = 298 K. These results are indicated by the data points 114 played.

Aus 9 ist ersichtlich, dass die über die Peakwellenlänge ermittelte Temperatur des Halbleiterlaser-Bauelements mit der Temperatur des Temperatursensors im Wesentlichen übereinstimmt, so dass über den Temperatursensor die Betriebstemperatur des Halbleiterlaser-Bauelements zuverlässig ermittelt werden kann. Eine Fitgerade für einen linearen Zusammenhang zwischen den Datenpunkten 113 ergibt sich zu y = 64.085·xund eine für die Datenpunkte 114 zu y = 64.114·x Out 9 It can be seen that the temperature of the semiconductor laser component determined via the peak wavelength substantially coincides with the temperature of the temperature sensor, so that the operating temperature of the semiconductor laser component can be reliably determined via the temperature sensor. A fit line for a linear relationship between the data points 113 arises too y = 64,085 x and one for the data points 114 to y = 64.114 x

In 10 ist die Abhängigkeit der optischen Peak-Leistung des Halbleiterlaser-Bauelements P_opt in Watt von der Änderung ΔT der Betriebstemperatur des Halbleiterlaser-Bauelements in Kelvin gegenüber der Raumtemperatur gezeigt. Zu erkennen ist, dass die optische Peak-Leistung des Halbleiterlaser-Bauelements mit steigender Temperatur im Wesentlichen linear abnimmt. Eine Fitgerade für die den gemessenen Peak-Leistungen entsprechenden Datenpunkte 115 ergibt sich zu y = –0.2493·x+71.83. In 10 the dependence of the optical peak power of the semiconductor laser device P_opt in watts on the change .DELTA.T the operating temperature of the semiconductor laser device in Kelvin is shown with respect to the room temperature. It can be seen that the optical peak power of the semiconductor laser device decreases substantially linearly with increasing temperature. A fit line for the data points corresponding to the measured peak powers 115 arises too y = -0.2493 · x + 71.83.

Die Abnahme der optischen Peak-Leistung mit steigender Temperatur beträgt demnach ungefähr –0.25 W/K.The Accordingly, decrease of optical peak power with increasing temperature is about -0.25 W / K.

In 11 ist ein Vergleich der Temperaturänderung ΔT des Halbleiterlaser-Bauelements in Kelvin in Abhängigkeit von der Heizleistung P_h in Watt für ein auf verschiedene Weisen beheiztes Halbleiterlaser-Bauelement gezeigt. Für die Kurve 116 wurde das Halbleiterlaser-Bauelement mittels zweier diskreter Heizwiderstände (gemäß 2 mit jeweils 56 Ω), für die Kurve 117 mittels einer im Träger integrierten Heizwiderstandsschicht (gemäß 6 mit einem Widerstand von 65 Ω bei Raumtemperatur) und für die Kurve 118 mittels zweier zwischen dem Halbleiterlaser-Bauelement und dem Träger angeordneter Heizwiderstände (gemäß 4 mit jeweils 56 Ω) beheizt. Über letztere Variante wurde ein im Zwischenträger integrierter Heizwiderstandsbereich simuliert.In 11 a comparison of the temperature change .DELTA.T of the semiconductor laser device in Kelvin as a function of the heating power P_h in watts for a heated in various ways semiconductor laser device is shown. For the curve 116 For example, the semiconductor laser device was formed by means of two discrete heating resistors (according to US Pat 2 each with 56 Ω), for the curve 117 by means of a heating resistor layer integrated in the carrier (according to 6 with a resistance of 65 Ω at room temperature) and for the curve 118 by means of two arranged between the semiconductor laser device and the carrier heating resistors (according to 4 each with 56 Ω) heated. The latter variant simulated a heating resistor area integrated in the intermediate carrier.

In 11 ist zu erkennen, dass in der Kurve 118 vergleichsweise kleine Heizleistungen vergleichsweise hohe Temperaturänderungen hervorrufen (ungefähr: 85 K bei 0,58 W Heizleistung gegenüber 70 K bei 1,2 W in Kurve 117 und 60 K bei 1,2 W in Kurve 116). Eine Teilfitkurve ergibt sich für die Kurve 116 zu y = –10.536·x2 + 62.039·x, für die Kurve 117 zu y = –12.761·x2 + 75.74·xund für die Kurve 118 zu y = –39.48·x2 + 169.64·x In 11 it can be seen that in the curve 118 comparatively small heat outputs cause relatively high temperature changes (approximately: 85 K at 0.58 W heating power compared to 70 K at 1.2 W in curve 117 and 60 K at 1.2 W in turn 116 ). A partial fit curve results for the curve 116 to y = -10,536x 2 + 62,039 · x, for the curve 117 to y = -12,761 x 2 + 75.74 x and for the curve 118 to y = -39.48 x 2 + 169.64 · x

Ein im Zwischenträger integrierter Heizwiderstandsbereich ist für eine Beheizung des Halbleiterbauelements demnach besonders geeignet, jedoch auch mit vergleichsweise hohem Aufwand und Kosten verbunden.One in the subcarrier integrated heating resistor region is for heating the semiconductor device therefore particularly suitable, but also with comparatively high Effort and costs associated.

Eine Beheizung über eine Heizwiderstandsschicht ist demgegenüber kostengünstiger, wobei diskrete Heizwiderstande besonders einfach handhabbar und kostengünstig sind.A Heating over a Heizwiderstandsschicht is in contrast cheaper, with discrete heating resistors are particularly easy to handle and inexpensive.

Insbesondere können SMD-Heizwiderstände mittels Oberflächenmontage besonders einfach in die Vorrichtung integriert werden.Especially can SMD heating resistors by surface mounting particularly easy to be integrated into the device.

12 zeigt einen Vergleich der Temperaturbestimmung der Betriebstemperatur des mit der Heizleistung P_h mittels zweier zwischen Träger und Halbleiterlaser-Bauelement angeordneter Heizwiderstände beheizten Halbleiterlaser-Bauelements über die bekannte Temperaturabhängigkeit der Peakwellenlänge einerseits und über einen vom Halbleiterbauelement beabstandet angeordneten 1 kΩ NTC-Widerstand (siehe die Ausführungen zu 9) als Temperatursensor andererseits. Aufgetragen ist jeweils die Temperaturänderung ΔT gegenüber der Raumtemperatur in Abhängigkeit von der Heizleistung. Die Kurve 119 der über den NTC-Widerstand bestimmten Temperaturänderung weicht erheblich von der Kurve 120, die über die Peakwellenlänge ermittelt wurde, ab. Die über die Peakwellenlänge ermittelte Temperaturänderung ist größer als die Temperaturänderung, die über den NTC-Widerstand ermittelt wurde. Die mittels der Peakwellenlänge ermittelte Temperatur entspricht etwa der Betriebstemperatur und die mittels des NTC-Widerstandes ermittelte Temperatur entspricht verstärkt der Umgebungstemperatur. Eine nah benachbarte Anordnung der Heizwiderstände zum Halbleiterlaser-Bauelement resultiert demnach in einer äußerst effizienten Beheizung. Eine Fitgerade für die Kurve 119 ergibt sich zu y = 80.546·xund für die Kurve 120 zu y = 149.95·x 12 shows a comparison of the temperature determination of the operating temperature of the heating power P_h by means of two arranged between the carrier and semiconductor laser device heating elements semiconductor laser device on the known temperature dependence of the peak wavelength on the one hand and a spaced apart from the semiconductor device 1 kΩ NTC resistor (see the comments to 9 ) as a temperature sensor on the other. In each case, the temperature change ΔT is plotted against the room temperature as a function of the heat output. The curve 119 the temperature change determined by the NTC resistor deviates significantly from the curve 120 , which was determined by the peak wavelength. The temperature change determined by the peak wavelength is greater than the temperature change detected by the NTC resistor. The temperature determined by means of the peak wavelength corresponds approximately to the operating temperature and the temperature determined by means of the NTC resistor corresponds more closely to the ambient temperature. A closely adjacent arrangement of the heating resistors to the semiconductor laser device thus results in an extremely efficient heating. A fit straight for the curve 119 arises too y = 80,546 x and for the curve 120 to y = 149.95 x

13 zeigt das thermische Einschwingverhalten des Halbleiterlaser-Bauelements für die obigen drei Beheizungsvarianten anhand der Abhängigkeit der auf 1 normierten Betriebstemperatur T_b des Halbleiterlaser-Bauelements in willkürlichen Einheiten von der Beheizungszeit T_h des Halbleiterlaser-Bauelements in Sekunden. Die Kurve 121 entspricht der Variante gemäß 4 mit zwei Heizwiderständen, die zwischen dem Halbleiterlaser-Bauelement und dem Träger angeordnet sind, die Kurve 122 der Variante mit der im Träger integrierten Heizwiderstandsschicht gemäß 6 und die Kurve 123 der Variante mit den zwei diskreten Heizwiderständen gemäß 2. Die Betriebstemperatur erreicht für alle drei Varianten den maximalen Wert nach ungefähr 100 s, was dem Erreichen des thermischen Gleichgewichts zwischen dem Heizelement, der Umgebung und dem Halbleiterlaser-Bauelement entspricht. 13 shows the thermal transient response of the semiconductor laser device for the above three heating variants based on the dependence of the normalized to 1 operating temperature T_b of the semiconductor laser device in arbitrary units of the heating time T_h of the semiconductor laser device in seconds. The curve 121 corresponds to the variant according to 4 with two heating resistors, which are arranged between the semiconductor laser device and the carrier, the curve 122 the variant with the integrated in the carrier Heizwiderstandsschicht according to 6 and the curve 123 the variant with the two discrete heating resistors according to 2 , The operating temperature for all three variants reaches the maximum value after about 100 s, which corresponds to the achievement of the thermal equilibrium between the heating element, the environment and the semiconductor laser device.

Die thermische Zeitkonstante τ, nach der die Betriebstemperatur des Halbleiterlaser-Bauelements die Hälfte ihrer Maximaltemperatur beträgt, liegt für die drei Varianten zwischen, jeweils einschließlich, ungefähr 20 s und ungefähr 25 s.The thermal time constant τ, after the operating temperature of the semiconductor laser device the half its maximum temperature is, is for the three variants between, each including, about 20 s and about 25 s.

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 009 588.4 vom 25. Februar 2004, deren gesamter Offenbarungsgehalt hiermit explizit durch Rückbezug in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird.The This patent application claims the priority of the German Patent Application DE 10 2004 009 588.4 of 25 February 2004, the Full disclosure hereby explicitly by reference to the present patent application is incorporated.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The The invention is not by the description based on the embodiments limited. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, in particular any combination of features in the claims includes, even if this feature or this combination itself not explicitly in the patent claims or embodiments is specified.

Claims (32)

Vorrichtung mit mindestens einem strahlungsemittierenden Halbleiterbauelement (1), wobei dem Halbleiterbauelement mindestens ein elektrisches Heizelement (2) zugeordnet ist, das zum Heizen des Halbleiterbauelements ausgebildet ist.Device having at least one radiation-emitting semiconductor component ( 1 ), wherein the semiconductor device at least one electrical heating element ( 2 ) associated with heating the semiconductor device. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (1) zur Erzeugung von Strahlung (12) einer Peakwellenlänge ausgebildet ist, die über einen vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich, in dem das Halbleiterbauelement zum Betrieb vorgesehen ist, in einem Schwankungsbereich variiert.Device according to Claim 1, characterized in that the semiconductor component ( 1 ) for generating radiation ( 12 ) of a peak wavelength is formed, which varies over a predetermined ambient temperature range in which the semiconductor device is provided for operation in a range of variation. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Schwankungsbereichs der Peakwellenlänge über Heizen des Halbleiterbauelements (1) mittels des Heizelements (2) von einer ersten Breite des ungeheizten Halbleiterbauelements auf eine zweite Breite des geheizten Halbleiterbauelements reduziert ist, wobei die zweite Breite kleiner als die erste Breite ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that a width of the fluctuation range of the peak wavelength via heating of the semiconductor device ( 1 ) by means of the heating element ( 2 ) is reduced from a first width of the unheated semiconductor device to a second width of the heated semiconductor device, wherein the second width is smaller than the first width. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Halbleiterbauelement (1) ein Detektorelement (13) zur Detektion der vom Halbleiterbauelement emittierten Strahlung (12) zugeordnet ist, das Detektorelement zur Detektion von Strahlung mit Wellenlängen in einem vorgegebenen Detektionsbereich ausgebildet ist, der Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des ungeheizten Halbleiterbauelements Wellenlängen außerhalb des Detektionsbereichs aufweist und der Detektionsbereich den Schwankungsbereich der Peakwellenlänge des geheizten Halbleiterbauelements überdeckt.Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the semiconductor component ( 1 ) a detector element ( 13 ) for detecting the radiation emitted by the semiconductor component ( 12 ), the detector element for detecting radiation having wavelengths in a predetermined detection range is formed, the fluctuation range of the peak wavelength of the unheated semiconductor device has wavelengths outside the detection range, and the detection range covers the fluctuation range of the peak wavelength of the heated semiconductor device. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Halbleiterbauelement (1) ein Temperatursensor (3) zur Überwachung der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements zugeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor device ( 1 ) a temperature sensor ( 3 ) is assigned to monitor the operating temperature of the semiconductor device. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Heizelements (2) mittels des Temperatursensors (3) steuerbar ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the operation of the heating element ( 2 ) by means of the temperature sensor ( 3 ) is controllable. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) ein NTC-Element ist.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the temperature sensor ( 3 ) one NTC element is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Halbleiterlaser-Bauelement ausgeführt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component is in the form of a semiconductor laser component accomplished is. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterlaser-Bauelement zum gepulsten Betrieb vorgesehen ist.Device according to claim 8, characterized in that that the semiconductor laser device is provided for pulsed operation is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement auf einem Träger (4) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component is mounted on a support ( 4 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) eine Leiterplatte ist.Device according to claim 10, characterized in that the carrier ( 4 ) is a printed circuit board. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) auf dem Träger (4) angeordnet ist.Device according to claim 10 or 11, characterized in that the heating element ( 2 ) on the support ( 4 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) oberflächenmontierbar ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 2 ) is surface mountable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) als Heizwiderstand ausgeführt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 2 ) is designed as a heating resistor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) im Träger (4) integriert ist.Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the heating element ( 2 ) in the carrier ( 4 ) is integrated. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Mehrschichtstruktur (41, 42, 43) aufweist und das Heizelement als Heizwiderstandsschicht (43) in der Mehrschichtstruktur integriert ist.Device according to claim 15, characterized in that the carrier has a multilayer structure ( 41 . 42 . 43 ) and the heating element as Heizwiderstandsschicht ( 43 ) is integrated in the multilayer structure. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) elektrisch von dem Halbleiterbauelement (1) isoliert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 2 ) electrically from the semiconductor device ( 1 ) is isolated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (1) auf dem Heizelement (2) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 1 ) on the heating element ( 2 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Träger (4) und dem Halbleiterbauelement (1) ein Zwischenträger (6) angeordnet ist.Device according to one of claims 10 to 18, characterized in that between the carrier ( 4 ) and the semiconductor device ( 1 ) an intermediate carrier ( 6 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (6) als Heizelement (2) ausgebildet ist oder das Heizelement enthält.Device according to claim 19, characterized in that the intermediate carrier ( 6 ) as a heating element ( 2 ) is formed or contains the heating element. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement ein Heizwiderstandsbereich (20) ist.Device according to claim 19 or 20, characterized in that the heating element has a heating resistance region ( 20 ). Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstandsbereich (20) mittels Implantation im Zwischenträger (6) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 21, characterized in that the heating resistor region ( 20 ) by implantation in the intermediate carrier ( 6 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger (6) ein Halbleitermaterial enthält.Device according to one of claims 19 to 22, characterized in that the intermediate carrier ( 6 ) contains a semiconductor material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (1) zum Betrieb in einem Umgebungstemperaturbereich, der Temperaturen kleiner und größer 0°C, insbesondere von –40°C bis 85°C, umfasst, vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 1 ) for operation in an ambient temperature range, the temperatures of less than and greater than 0 ° C, in particular from -40 ° C to 85 ° C, comprises is provided. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements (1) bei Temperaturen im Bereich größer 0°C, insbesondere im Bereich von 20°C bis 85°C, liegt.Apparatus according to claim 24, characterized in that the operating temperature of the semiconductor device ( 1 ) at temperatures in the range greater than 0 ° C, in particular in the range of 20 ° C to 85 ° C, is located. Verfahren zur Temperaturstabilisierung der Betriebstemperatur eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements (1), wobei dem Halbleiterbauelement ein elektrisches Heizelement (2) zugeordnet ist, mittels dem das Halbleiterbauelement beim Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwerts der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements geheizt wird.Method for temperature stabilization of the operating temperature of a radiation-emitting semiconductor component ( 1 ), wherein the semiconductor device is an electrical heating element ( 2 ) is assigned, by means of which the semiconductor device is heated when falling below a predetermined desired value of the operating temperature of the semiconductor device. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten des vorgegebenen Sollwerts der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements die Heizleistung des Heizelements reduziert oder das Heizelement ausgeschaltet wird.Method according to claim 26, characterized in that that when crossing the predetermined desired value of the operating temperature of the semiconductor device reduces the heating power of the heating element or the heating element is turned off. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (1) zur Erzeugung von Strahlung (12) einer Peakwellenlänge ausgebildet ist, die über einen vorgegebenen Umgebungstemperaturbereich, in dem das Halbleiterbauelement zum Betrieb vorgesehen ist, in einem Schwankungsbereich variiert.Method according to Claim 26 or 27, characterized in that the semiconductor component ( 1 ) for generating radiation ( 12 ) of a peak wavelength is formed, which varies over a predetermined ambient temperature range in which the semiconductor device is provided for operation in a range of variation. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Schwankungsbereichs der Peakwellenlänge über Heizen des Halbleiterbauelements (1) mittels des Heizelements (2) von einer ersten Breite des ungeheizten Halbleiterbauelements auf eine zweite Breite des geheizten Halbleiterbauelements reduziert wird, wobei die zweite Breite kleiner als die erste Breite ist.A method according to claim 28, characterized in that a width of the fluctuation range of the peak wavelength via heating of the semiconductor device ( 1 ) by means of the heating element ( 2 ) is reduced from a first width of the unheated semiconductor device to a second width of the heated semiconductor device, wherein the second width is smaller than the first width. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements (1) mittels eines dem Halbleiterbauelement zugeordneten Temperatursensors (4) überwacht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating temperature of the semiconductor device ( 1 ) by means of a semiconductor device associated with the temperature sensor ( 4 ) is monitored. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Heizelements (2) mittels des Temperatursensors (4) gesteuert wird.Method according to claim 30, characterized in that the operation of the heating element ( 2 ) by means of the temperature sensor ( 4 ) is controlled. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25 das Halbleiterbauelement umfasst.Method according to one of claims 26 to 31, characterized that a device according to a the claims 1 to 25 comprises the semiconductor device.
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