DE102013223115A1

DE102013223115A1 - Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102013223115A1
Application number: DE102013223115.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Knörr; Gerhard Holzapfel; Markus Horn
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-28
Also published as: WO2015071305A1

Abstract

Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip mit einer Emissionsfacette und einen Träger mit einer Oberseite und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirnseite. Der Laserchip ist an der Oberseite des Trägers angeordnet. Der Träger weist in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung auf, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt. Die Emissionsfacette des Laserchips steht zumindest teilweise über die Aussparung über.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Laserbauelements gemäß Patentanspruch 10.
Laserbauelemente mit halbleiterbasierten Laserchips sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei ist es üblich, den Laserchip auf einem Träger anzuordnen, der zur elektrischen Kontaktierung des Laserchips und zur Ableitung von Abwärme aus dem Laserchip dient. Bei bekannten Laserchips ist ein aktiver Bereich des Laserchips näher an einer Oberseite als an einer Unterseite des Laserchips angeordnet. Üblicherweise wird der Laserchip derart auf dem Träger angeordnet, dass die Unterseite des Laserchips dem Träger zugewandt ist. Eine Anordnung des Laserchips mit dem Träger zugewandter Oberseite würde eine verbesserte Ableitung von Abwärme aus dem Laserchip ermöglichen. Allerdings besteht bei dieser Anordnung die Gefahr einer Abschattung einer Laserfacette des Laserchips im aktiven Bereich oder einer Kontamination der Laserfacette im aktiven Bereich mit Lot.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laserbauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Laserbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip mit einer Emissionsfacette und einen Träger mit einer Oberseite und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirnseite. Der Laserchip ist an der Oberseite des Trägers angeordnet. Der Träger weist in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung auf, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt. Dabei steht die Emissionsfacette des Laserchips zumindest teilweise über die Aussparung über. Vorteilhafterweise ergibt sich bei diesem Laserbauelement durch die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers im Bereich der Emissionsfacette des Laserchips ein Abstand zwischen dem Laserchip und der Oberseite des Trägers. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Abschattung eines an der Emissionsfacette des Laserchips emittierten Laserstrahls verhindert. Der sich durch die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers ergebende Abstand zwischen dem Laserchip und dem Träger im Bereich der Emissionsfacette des Laserchips verhindert außerdem eine Kontamination der Emissionsfacette des Laserchips mit Lot oder anderem Verbindungsmaterial.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Aussparung als Fase ausgebildet. Vorteilhafterweise lässt sich die Aussparung dadurch besonders einfach anlegen.
In einer anderen Ausführungsform des Laserbauelements ist die Aussparung als Stufe ausgebildet. Vorteilhafterweise lässt sich die Aussparung auch in dieser Variante einfach herstellen.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist die Aussparung in Richtung senkrecht zur Stirnseite eine Tiefe zwischen 10 µm und 100 µm auf. Eine derartige Tiefe hat sich als ausreichend erwiesen, um eine Abschattung und eine Kontamination der Emissionsfacette des Laserchips des Laserbauelements zu verhindern.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist die Aussparung eine Metallisierung auf. Vorteilhafterweise kann die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers durch die Metallisierung von Lot benetzt werden, wodurch ein Vordringen von Lot zur Emissionsfacette des Laserchips des Laserbauelements verhindert werden kann. Die Metallisierung der Aussparung des Trägers des Laserbauelements leitet zur Verbindung des Laserchips mit dem Träger verwendetes Lot damit von der zu schützenden Emissionsfacette des Laserchips fort.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der Träger ein keramisches Material auf. Vorteilhafterweise kann der Träger des Laserbauelements in diesem Fall elektrisch isolierend und thermisch gut leitend ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements steht die Emissionsfacette des Laserchips nicht über die Stirnseite des Trägers über. Vorteilhafterweise ist die Emissionsfacette dadurch vor einer mechanischen Beschädigung geschützt. Die nicht über die Stirnseite des Trägers überstehende Anordnung der Emissionsfacette des Laserchips wird vorteilhafterweise dadurch ermöglicht, dass die Emissionsfacette des Laserchips bereits durch die am Träger vorgesehene Aussparung vor einer Kontamination und einer Abschattung geschützt ist. Dadurch ist ein Überstand der Emissionsfacette des Laserchips über die Stirnseite des Trägers bei diesem Laserbauelement nicht erforderlich.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der Laserchip eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite auf. Ein aktiver Bereich des Laserchips ist dabei näher an der Oberseite angeordnet als an der Unterseite. Die Oberseite des Laserchips ist der Oberseite des Trägers zugewandt. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Anordnung des Laserchips auf dem Träger des Laserbauelements eine wirkungsvolle Abfuhr von im Betrieb des Laserbauelements im Laserchip anfallender Abwärme. Im aktiven Bereich des Laserchips erzeugte Abwärme muss dabei lediglich den geringen Abstand zwischen dem aktiven Bereich des Laserchips und der Oberseite des Laserchips überwinden.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements grenzt ein p-dotierter Bereich des Laserchips an die Oberseite des Laserchips an. Vorteilhafterweise kann der Laserchip dadurch durch Aufwachsen auf einem n-dotierten Substrat hergestellt werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements umfasst einen Schritt zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirnseite, wobei der Träger in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung aufweist, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt, und einen Schritt zum Anordnen eines Laserchips an der Oberseite des Trägers derart, dass eine Emissionsfacette des Laserchips zumindest teilweise über die Aussparung übersteht. Vorteilhafterweise besteht bei diesem Verfahren nur eine geringe Gefahr, dass die Emissionsfacette des Laserchips während des Anordnens des Laserchips an der Oberseite des Trägers durch Lot verunreinigt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass sich durch die im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers vorgesehene Aussparung ein Abstand zwischen dem Laserchip und der Oberseite des Trägers im Bereich der Emissionsfacette ergibt. Durch diesen Abstand reduziert sich vorteilhafterweise außerdem die Gefahr einer Abschattung eines durch den Laserchip emittierten Laserstrahls durch den Träger.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereitstellen des Trägers Schritte zum Bereitstellen einer Trägerplatte mit einer Oberfläche, zum Anlegen eines Grabens an der Oberfläche, und zum Zerteilen der Trägerplatte entlang einer Ebene, die senkrecht zur Oberfläche orientiert ist und durch den Grund des Grabens verläuft, um mindestens zwei Träger zu erhalten. Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine einfache und kostengünstige Herstellung des Trägers. Dies ergibt sich insbesondere daraus, dass das Verfahren eine parallele Herstellung einer Mehrzahl von Trägern in gemeinsamen Arbeitsschritten ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Graben mit einem V-förmigen Querschnitt angelegt. Das Verfahren ermöglicht dadurch die Herstellung eines Trägers mit einer als Fase ausgebildeten Aussparung in einem Übergangsbereich zwischen einer Oberseite und einer Stirnseite des Trägers.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Zerteilen der Trägerplatte ein weiterer Schritt durchgeführt zum Anordnen einer Metallisierung in dem Graben. Vorteilhafterweise lässt sich die Metallisierung dadurch auf einfache und kostengünstige Weise an einer Mehrzahl von Trägern gleichzeitig vorsehen. Die Metallisierung kann vorteilhafterweise gleichzeitig mit einer Metallisierung an der Oberfläche der Trägerplatte angelegt werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
1 eine perspektivische Ansicht eines Trägers;
2 eine Aufsicht auf ein erstes Laserbauelement mit dem Träger und einem Laserchip;
3 eine geschnittene Seitenansicht des ersten Laserbauelements;
4 eine geschnittene Seitenansicht einer Trägerplatte zur Herstellung des Trägers; und
5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Trägers.
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägers 100 eines ersten Laserbauelements 10. Der Träger 100 kann auch als Submount bezeichnet werden. Der Träger 100 ist dazu vorgesehen, einen in 1 nicht dargestellten Laserchip des ersten Laserbauelements 10 zu tragen, elektrische Kontakte zur elektrischen Kontaktierung des Laserchips bereitzustellen und als Wärmesenke zur Abfuhr von in dem Laserchip produzierter Abwärme zu dienen.
Der Träger 100 ist als im Wesentlichen quaderförmiges Plättchen ausgebildet und kann beispielsweise ein keramisches Material aufweisen. Der Träger 100 weist eine Stirnseite 110 und eine zur Stirnseite 110 im Wesentlichen senkrecht orientierte Oberseite 120 auf. In zur Stirnseite 110 und zur Oberseite 120 parallele Richtung weist der Träger 100 eine Breite 111 auf.
Ein Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 des Trägers 100 ist nicht als rechtwinklige Kante ausgebildet, wie dies bei einer vollständigen Quaderform des Trägers 100 der Fall wäre. Stattdessen weist der Träger 100 im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 eine Aussparung 140 auf. Die Aussparung 140 erstreckt sich über die gesamte Breite 111 des Trägers 100. Die Aussparung 140 ist als Fase ausgebildet. Somit ist der Übergang zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 des Trägers 100 abgeschrägt. Statt einer rechtwinkligen Kante sind zwei stumpfwinklige Kanten mit einem dazwischen angeordneten abgeschrägten Bereich vorhanden. Der abgeschrägte Bereich kann beispielsweise gegenüber der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 jeweils einen Winkel von etwa 45° aufweisen. Der abgeschrägte Bereich der Aussparung 140 kann aber auch steiler oder flacher angeordnet sein. In zur Stirnseite 110 des Trägers 100 senkrechte und zur Oberseite 120 des Trägers 100 parallele Richtung weist die Aussparung 140 eine Tiefe 141 auf. Die Tiefe 141 liegt bevorzugt zwischen 10 µm und 100 µm.
An der Oberseite 120 des Trägers 100 ist eine erste Metallisierung 150 angeordnet. Die erste Metallisierung 150 bedeckt die Oberseite 120 des Trägers 100 bevorzugt vollständig. Zusätzlich ist in einem Laserchip-Aufnahmebereich 161 der Oberseite 120 des Trägers 100 und in einem Schutzchip-Aufnahmebereich 162 der Oberseite 120 des Trägers 100 eine zweite Metallisierung 160 angeordnet. Die zweite Metallisierung 160 ist im Laserchip-Aufnahmebereich 161 und im Schutzchip-Aufnahmebereich 162 bevorzugt über der ersten Metallisierung 150 angeordnet. Die erste Metallisierung 150 kann im Laserchip-Aufnahmebereich 161 und dem Schutzchip-Aufnahmebereich 162 jedoch auch Aussparungen aufweisen, in denen die zweite Metallisierung 160 angeordnet ist. Die zweite Metallisierung 160 weist ein Metall auf, das sich für eine Herstellung von Lötverbindungen eignet. Die zweite Metallisierung 160 kann ein anderes Metall aufweisen als die erste Metallisierung 150.
Der Laserchip-Aufnahmebereich 161 ist zur Aufnahme eines Laserchips vorgesehen. Der Schutzchip-Aufnahmebereich 162 ist zur Aufnahme eines Schutzchips, beispielsweise einer Schutzdiode, vorgesehen, die zum Schutz des Laserchips des ersten Laserbauelements 10 vor einer Beschädigung durch elektrostatische Entladungen dient. Der Schutzchip-Aufnahmebereich 162 und der Schutzchip können allerdings auch entfallen. Der Laserchip-Aufnahmebereich 161 und der Schutzchip-Aufnahmebereich 162 grenzen bevorzugt beide unmittelbar an die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 zwischen der Oberseite 120 und der Stirnseite 110 des Trägers 100 an.
An der Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 zwischen der Oberseite 120 und der Stirnseite 110 des Trägers 100 ist eine dritte Metallisierung 170 angeordnet. Die dritte Metallisierung 170 bedeckt die abgeschrägte Fläche der Aussparung 140 im Übergangsbereich 130. Die dritte Metallisierung 170 kann sich über die gesamte Breite 111 der Aussparung 140 erstrecken. Die dritte Metallisierung 170 kann jedoch auch lediglich in den an den Laserchip-Aufnahmebereich 161 und den Schutzchip-Aufnahmebereich 162 angrenzenden Teilen der Aussparung 140 angeordnet sein. Die dritte Metallisierung 170 weist bevorzugt dasselbe Material auf wie die zweite Metallisierung 160.
2 zeigt eine schematische Aufsicht auf das erste Laserbauelement 10. 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des ersten Laserbauelements 10. In den Darstellungen der 2 und 3 ist ein Laserchip 200 des ersten Laserbauelements 10 gezeigt.
Der Laserchip 200 ist als halbleiterbasierte Laserdiode ausgebildet und weist eine Oberseite 220, eine der Oberseite 220 gegenüberliegende Unterseite 230 und eine senkrecht zur Oberseite 220 und Unterseite 230 orientierte Emissionsfacette 210 auf. Die Emissionsfacette 210 kann auch als Laserfacette bezeichnet werden.
Der Laserchip 200 weist einen p-dotierten Bereich 240 und einen n-dotierten Bereich 260 auf. Im in 2 und 3 gezeigten Beispiel grenzt der p-dotierte Bereich 240 an die Oberseite 220 des Laserchips 200 an. Der n-dotierte Bereich 260 grenzt an die Unterseite 230 des Laserchips 200 an. Es ist aber auch möglich, den p-dotierten Bereich 240 an die Unterseite 230 und den n-dotierten Bereich 260 an die Oberseite 220 des Laserchips 200 angrenzend auszubilden.
Zwischen dem p-dotierten Bereich 240 und dem n-dotierten Bereich 260 ist ein aktiver Bereich 250 des Laserchips 200 angeordnet. Der aktive Bereich 250 ist ein laseraktiver Bereich des Laserchips 200. Der aktive Bereich 250 ist näher an der Oberseite 220 als an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet.
Der Laserchip 200 ist dazu ausgebildet, an der Emissionsfacette 210 an einer an den aktiven Bereich 250 angrenzenden Position einen Laserstrahl in zur Emissionsfacette 210 im Wesentlichen senkrechte Richtung zu emittieren. Der Emissionsbereich an der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 ist damit näher an der Oberseite 220 als an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet. Der an der Emissionsfacette 210 durch den Laserchip 200 emittierte Laserstrahl wird mit einer charakteristischen Strahldivergenz abgestrahlt.
Der Laserchip 200 weist eine erste elektrische Kontaktfläche und eine zweite elektrische Kontaktfläche auf, die dazu vorgesehen sind, eine elektrische Spannung an den Laserchip 200 anzulegen. Die erste elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann beispielsweise an der Oberseite 220 des Laserchips 200 angeordnet sein. Die zweite elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann beispielsweise an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet sein.
Der Laserchip 200 ist im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 auf der zweiten Metallisierung 160 angeordnet. Dabei ist die Oberseite 220 des Laserchips 200 der Oberseite 120 des Trägers 100 zugewandt. Es wäre allerdings auch möglich, den Laserchip 200 derart an der Oberseite 120 des Trägers 100 anzuordnen, dass die Unterseite 230 des Laserchips 200 der Oberseite 120 des Trägers 100 zugewandt ist.
Der Laserchip 200 ist mittels eines elektrisch leitenden Verbindungsmaterials mit der zweiten Metallisierung 160 im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Metallisierung 160 im Laserchip-Aufnahmebereich 161 des Trägers 100 und der an der Oberseite 220 des Laserchips 200 angeordneten ersten elektrischen Kontaktfläche des Laserchips 200. Das Verbindungsmaterial kann beispielsweise ein Lot, ein elektrisch leitender Klebstoff oder eine Sinterpaste sein.
Die an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnete zweite elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann beispielsweise über in 2 und 3 nicht dargestellte Bonddrähte mit einer weiteren Metallisierung verbunden werden.
Die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 ist im Wesentlichen parallel zur Stirnseite 110 des Trägers 100 orientiert. Der Laserchip 200 steht im Übergangsbereich 130 über die Aussparung 140 über. Somit wird durch die Aussparung 140 in einem an die Emissionsfacette 210 angrenzenden Teil der Oberseite 220 des Laserchips 200 eine Lücke zwischen der Oberseite 220 und dem Träger 100 gebildet. Die Emissionsfacette 210 steht bevorzugt nicht über die Stirnseite 110 des Trägers 100 über, sondern liegt in einer gemeinsamen Ebene mit der Stirnseite 110 des Trägers 100 oder ist gegenüber der Stirnseite 110 des Trägers 100 zurückversetzt. Der Überstand des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 ist in Richtung senkrecht zur Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 und zur Stirnseite 110 des Trägers 100 bevorzugt also höchstens so groß wie die Tiefe 141 der Aussparung 140.
Durch den Überstand des an die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 angrenzenden Teils des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 wird verhindert, dass ein an der Emissionsfacette 210 nahe der Oberseite 220 des Laserchips 200 emittierter Laserstrahl durch den Träger 100 abgeschattet wird. Der Überstand des Laserchips 200 über die Aussparung 140 des Trägers 100 verhindert eine solche Abschattung trotz der Divergenz des an der Emissionsfacette 210 emittierten Laserstrahls, trotz der Nähe des aktiven Bereichs 250 zur Oberseite 220 des Laserchips 200 und somit zur Oberseite 120 des Trägers 100 und auch im Fall einer gegenüber der Stirnseite 110 des Trägers 100 zurückversetzten Anordnung der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200.
Durch den Überstand des an die Emissionsfacette 210 angrenzenden Teils des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 des Trägers 100 wird eine Kontamination der Emissionsfacette 210 mit dem zur Befestigung des Laserchips 200 an der Oberseite 120 des Trägers 100 verwendeten Verbindungsmaterial verhindert. Zwischen der Oberseite 220 des Laserchips 200 und der zweiten Metallisierung 160 im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 angeordnetes Verbindungsmaterial kann die dritte Metallisierung 170 an der Aussparung 140 benetzen und wird dadurch von der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 fortgeleitet. Dadurch wird verhindert, dass überschüssiges Verbindungsmaterial vor die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 gelangt und dort einen Kurzschluss verursacht oder den durch den Laserchip 200 emittierten Laserstrahl abschattet.
Dadurch, dass die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 nicht über die Stirnseite 110 des Trägers 100 hinausragt, ist der Laserchip 200 vor einer Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen geschützt. Der Träger 100 schützt den Laserchip 200 vor einer versehentlichen Beschädigung während einer Handhabung des ersten Laserbauelements 10, beispielsweise während einer Montage des ersten Laserbauelements 10.
Zur Herstellung des ersten Laserbauelements 10 wird zunächst der Träger 100 mit der im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 ausgebildeten Aussparung 140 bereitgestellt. Anschließend wird der Laserchip 200 in der beschriebenen Weise im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 angeordnet.
4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht zur Illustration einer Möglichkeit zur Herstellung des Trägers 100 mit der im Übergangsbereich 130 ausgebildeten Aussparung 140. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Trägerplatte 300. Die Trägerplatte 300 weist dasselbe Material auf wie der Träger 100. Die Trägerplatte 300 ist als im Wesentlichen flache Platte mit einer Oberfläche 320 ausgebildet. Die Trägerplatte 300 ist zur Herstellung von mindestens zwei Trägern 100 vorgesehen.
In einem ersten Bearbeitungsschritt wird an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 ein Graben 330 angelegt. Der Graben 330 wird im Wesentlichen geradlinig angelegt und weist einen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Grabens 330 orientierten Querschnitt 332 auf, der etwa dreieckig beziehungsweise V-förmig ausgebildet ist. In zur Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 parallele und zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 senkrechte Richtung weist der Graben 330 eine Grabenbreite 331 auf. Die Grabenbreite 331 wird etwa doppelt so groß gewählt wie die gewünschte Tiefe 141 der Aussparung 140 an dem Träger 100.
Anschließend werden an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 die erste Metallisierung 150, die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 angelegt. In der Schnittdarstellung der 4 sind lediglich die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 erkennbar. Die zweite Metallisierung 160 erstreckt sich in Abschnitten der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 außerhalb des Grabens 330. Die dritte Metallisierung 170 ist im Bereich des Grabens 330 an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 angeordnet. Falls für die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 dasselbe Material verwendet wird, so lassen sich die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 in besonders einfacher Weise in einem gemeinsamen Arbeitsschritt anlegen.
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die Trägerplatte 300 an einer Trennebene 310 zerteilt, um mindestens zwei Träger 100 zu erhalten. Die Trennebene 310 ist senkrecht zur Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 orientiert und erstreckt sich parallel zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 durch den Grund des Grabens 330. Das Zerteilen der Trägerplatte 300 an der Trennebene 310 kann beispielsweise durch Sägen erfolgen.
Bei den durch Zerteilen der Trägerplatte 300 an der Trennebene 310 gebildeten mindestens zwei Trägern 100 bildet jeweils eine Hälfte des Grabens 330 die Aussparung 140. Die Stirnseiten 110 der mindestens zwei Träger 100 werden an der Trennebene 310 gebildet. Die Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 bildet die Oberseiten 120 der mindestens zwei Träger 100.
Die Trägerplatte 300 kann zusätzlich zur Teilung an der Trennebene 310 an weiteren zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 senkrechten Ebenen zerteilt werden, um eine größere Zahl von Trägern 100 aus der Trägerplatte 300 zu bilden. Damit ermöglicht das beschriebene Verfahren vorteilhafterweise eine kostengünstige parallele Herstellung einer Vielzahl von Trägern 100 in einem gemeinsamen Arbeitsgang.
5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägers 1000 eines zweiten Laserbauelements 20. Das zweite Laserbauelement 20 und sein Träger 1000 weisen große Übereinstimmungen mit dem ersten Laserbauelement 10 und dessen Träger 100 auf. Übereinstimmende Komponenten sind in 5 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 bis 4 und werden nachfolgend nicht erneut detailliert beschrieben.
Der Träger 1000 des zweiten Laserbauelements 20 weist im Unterschied zu dem Träger 100 des ersten Laserbauelements 10 im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 anstelle der Aussparung 140 eine Aussparung 1140 auf. Die Aussparung 1140 des Trägers 1000 ist nicht als Fase sondern als Stufe ausgebildet. Die Aussparung 1140 des Trägers 1000 erstreckt sich wie die Aussparung 140 des Trägers 100 über die gesamte Breite 111 des Trägers 1000.
Die Aussparung 1140 kann als rechtwinklige Stufe mit zwei Flächen ausgebildet sein. Eine zur Oberseite 120 des Trägers 1000 parallele Fläche der als rechtwinklige Stufe ausgebildeten Aussparung 1140 ist gegenüber der Oberseite 120 nach unten versetzt und weist die Tiefe 141 auf. Eine zur Stirnseite 110 des Trägers 1000 parallele Fläche der als rechtwinklige Stufe ausgebildeten Aussparung 1140 ist gegenüber der Stirnseite 110 um die Tiefe 141 zurückversetzt.
Auch die Aussparung 1140 des Trägers 1000 weist eine dritte Metallisierung 170 auf. Die dritte Metallisierung 170 erstreckt sich bevorzugt über beide Flächen der als Stufe ausgebildeten Aussparung 1140, zumindest jedoch über die an die Oberseite 120 des Trägers angrenzende Fläche.
Auch bei dem zweiten Laserbauelement 20 wird der Laserchip 200 über die Aussparung 1140 überstehend im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 1000 angeordnet. Diese Anordnung bietet beim zweiten Laserbauelement 20 dieselben Vorteile wie beim ersten Laserbauelement 10.
Der Träger 1000 des zweiten Laserbauelements 20 kann auf zur Herstellung des Trägers 100 des ersten Laserbauelements 10 analoge Weise hergestellt werden. Dabei wird der Graben 330 an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 allerdings mit einem Querschnitt 332 angelegt, der nicht dreieckig beziehungsweise V-förmig, sondern rechteckig ausgebildet ist.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: erstes Laserbauelement
20: zweites Laserbauelement
100: Träger
110: Stirnseite
111: Breite
120: Oberseite
130: Übergangsbereich
140: Aussparung
141: Tiefe
150: erste Metallisierung
160: zweite Metallisierung
161: Laserchip-Aufnahmebereich
162: Schutzchip-Aufnahmebereich
170: dritte Metallisierung
200: Laserchip
210: Emissionsfacette
220: Oberseite
230: Unterseite
240: p-dotierter Bereich
250: aktiver Bereich
260: n-dotierter Bereich
300: Trägerplatte
310: Trennebene
320: Oberfläche
330: Graben
331: Grabenbreite
332: Querschnitt
1000: Träger
1140: Aussparung

Claims

Laserbauelement (10, 20) mit einem Laserchip (200) mit einer Emissionsfacette (210) und einem Träger (100, 1000) mit einer Oberseite (120) und einer senkrecht zur Oberseite (120) orientierten Stirnseite (110), wobei der Laserchip (200) an der Oberseite (120) des Trägers (100, 1000) angeordnet ist, wobei der Träger (100, 1000) in einem Übergangsbereich (130) zwischen der Oberseite (120) und der Stirnseite (110) eine Aussparung (140, 1140) aufweist, die sich über die gesamte Breite (111) der Stirnseite (110) erstreckt, wobei die Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) zumindest teilweise über die Aussparung (140, 1140) übersteht.
Laserbauelement (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Aussparung (140) als Fase ausgebildet ist.
Laserbauelement (20) gemäß Anspruch 1, wobei die Aussparung (1140) als Stufe ausgebildet ist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aussparung (140, 1140) in Richtung senkrecht zur Stirnseite (110) eine Tiefe (141) zwischen 10 µm und 100 µm aufweist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aussparung (140, 1140) eine Metallisierung (160) aufweist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (100, 1000) ein keramisches Material aufweist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) nicht über die Stirnseite (110) des Trägers (100, 1000) übersteht.
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laserchip (200) eine Oberseite (120) und eine der Oberseite (220) gegenüberliegende Unterseite (230) aufweist, wobei ein aktiver Bereich des Laserchips (200) näher an der Oberseite (220) angeordnet ist als an der Unterseite (230), wobei die Oberseite (220) dem Träger (100, 1000) zugewandt ist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß Anspruch 8, wobei ein p-dotierter Bereich (240) des Laserchips (200) an die Oberseite (220) des Laserchips (200) angrenzt.
Verfahren zur Herstellung eines Laserbauelements (10, 20) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Trägers (100, 1000) mit einer Oberseite (120) und einer senkrecht zur Oberseite (120) orientierten Stirnseite (110), wobei der Träger (100, 1000) in einem Übergangsbereich (130) zwischen der Oberseite (120) und der Stirnseite (110) eine Aussparung (140, 1140) aufweist, die sich über die gesamte Breite (111) der Stirnseite (110) erstreckt; – Anordnen eines Laserchips (200) an der Oberseite (120) des Trägers (100) derart, dass eine Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) zumindest teilweise über die Aussparung (140, 1140) übersteht.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Bereitstellen des Trägers (100, 1000) die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellen einer Trägerplatte (300) mit einer Oberfläche (320); – Anlegen eines Grabens (330) an der Oberfläche (320); – Zerteilen der Trägerplatte (300) entlang einer Ebene (310), die senkrecht zur Oberfläche (320) orientiert ist und durch den Grund des Grabens (330) verläuft, um mindestens zwei Träger (100, 1000) zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Graben (330) mit einem V-förmigen Querschnitt (332) angelegt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 und 12, wobei vor der Zerteilen der Trägerplatte (300) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Anordnen einer Metallisierung (160) in dem Graben (330).