DE102019124993A1

DE102019124993A1 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung und Diodenlaser

Info

Publication number: DE102019124993A1
Application number: DE102019124993.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Schröder
Original assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Current assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-18
Also published as: WO2021052937A1; US20230073405A1

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere die Verbindung eines Halbleiterchips mit einer Wärmesenke. Eine erste metallische Schicht aus Pb, Cd, In oder Sn wird so dünn ausgeführt, dass sie mittels einer gegenüberliegenden zweiten Metallschicht aus einem anderen Metall, beispielsweise Gold, in einer Schicht aus intermetallischen Phasen gebunden wird. Dadurch kann eine Migration der Weichmetalle verhindert werden. Das Aufreißen der spröden intermetallischen Schicht wird durch eine permanente Klemmkraft verhindert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Diodenlasers und einen Diodenlaser. Der Diodenlaser umfasst einen Laserbarren, der zwischen einem Wärmeleitkörper und einem Deckel angeordnet ist. Der Wärmeleitkörper und der Deckel dienen als elektrische Kontakte, durch die der Betriebsstrom zum Laserbarren geleitet wird.
Stand der Technik
Seit langer Zeit bekannt sind Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers, bei welchen ein Laserbarren p-seitig auf eine Wärmesenke gelötet wird und n-seitig eine Kontaktierung über Bonddrähte erfolgt, z.B. aus US5105429A und US4716568A . Nachteilig ist die begrenzte Stromtragfähigkeit der Bonddrähte.
Eine höhere Stromtragfähigkeit des n-seitigen Stromanschlusses kann durch die Verwendung eines massiven Deckels, der als zweiter Wärmeleitkörper ausgebildet sein kann, erreicht werden. Aus WO2009143835 und aus WO2009146683 ist bekannt, den Laserbarren zwischen zwei Wärmeleitkörpern anzulöten. Der Lötprozess kann zu Verspannungen im Laserbarren führen, welche die elektrooptischen Eigenschaften beeinträchtigen können. Aus WO2011029846 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers ohne Beteiligung eines Lötprozesses bekannt, bei dem eine erste metallische Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche des Laserbarrens und dem ersten Wärmeleitkörper und eine zweite metallische Schicht zwischen der zweiten Kontaktfläche des Laserbarrens und dem zweiten Wärmeleitkörper verwendet werden. Diese Schichten, die beispielsweise aus Indium bestehen können, bewirken bei der Klemmung einen Stoffschluß.
Aus WO2016135160A1 ist ein Verfahren bekannt, einen Laserbarren mittels eines Klemmverfahrens zwischen einem Wärmeleitkörper und einem Deckel zu befestigen.
Sämtliche Löt- und Klemmverfahren verwenden eine Indiumschicht, die mehrere µm dick ist und nach dem Löt- bzw. Klemmverfahren in der fertigen Halbleitervorrichtung noch vorhanden ist. Das wird für vorteilhaft erachtet, damit die Indiumschicht durch plastische Deformation die unterschiedliche thermische Ausdehnung von Wärmesenke und Halbleiterchip ausgleichen kann, um thermische Spannungen zu vermeiden. Eine hinreichende Dicke der Indiumschicht wird bisher für erforderlich gehalten, da intermetallische Mischphasen wie beispielsweise Auln2, die beim Löten oder Klemmen entstehen können, vergleichsweise hart und spröde sind. Nachteilig ist, dass insbesondere beim Impulsbetrieb eines herkömmlichen Diodenlasers eine Migration von Material der Indiumschichten auftreten kann. Dadurch kann es zum Ausfall des Lasers kommen. Um Indiumschichten zu vermeiden, wird die Verwendung ausdehnungsangepasster Wärmesenkenmaterialien empfohlen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers anzugeben, welcher eine verbesserte Lebensdauer im Pulsbetrieb aufweist.
Lösung der Aufgabe
Es hat sich herausgestellt, dass überraschenderweise intermetallische Mischphasen wie AuPb₂, AuCd₃, Auln₂, Auln, AuSn₄, AuSn₂, AuSn durchaus zum Herstellen einer dauerhaften Verbindung eines Halbleiterchips mit einem Wärmeleitkörper geeignet sind. Es hat sich sogar herausgestellt, dass es günstig sein kann, die üblicherweise zum Verbinden verwendeten weichen Metalle In oder Sn möglichst in harten intermetallischen Mischphasen mit Gold (Au) zu binden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a. Bereitstellen wenigstens eines Halbleiterchips, der auf einer ersten Seite eine erste Kontaktfläche aufweist, und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zweiten Seite eine zweite Kontaktfläche aufweist,
b. Bereitstellen eines Wärmeleitkörpers mit einer ersten Anschlußfläche,
c. Bereitstellen eines Deckels mit einer zweiten Anschlußfläche,
d. Herstellen einer ersten metallischen Schicht umfassend ein oder mehrere der Weichmetalle Blei, Cadmium, Indium, Zinn,
e. Herstellen einer zweiten Metallschicht, wobei entweder die erste metallische Schicht auf der ersten Anschlußfläche und die zweite Metallschicht auf der ersten Kontaktfläche hergestellt werden oder umgekehrt,
f. Anordnen des Halbleiterchips zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel, wobei die erste Kontaktfläche der ersten Anschlußfläche des Wärmeleitkörpers zugewandt ist und die zweite Kontaktfläche der zweiten Anschlußfläche des Deckels zugewandt ist,
g. Erzeugen wenigstens einer Kraft, die eine Komponente aufweist, welche den Deckel in Richtung des Wärmeleitkörpers drückt, wobei unter der Einwirkung der Kraft die erste metallische Schicht flächig auf die zweite Metallschicht gedrückt wird,
h. Einrichten einer mechanischen Verbindung des Deckels zum Wärmeleitkörper, welche die Kraft wenigstens teilweise aufrechterhält,
i. Ausbilden einer intermetallischen Schicht durch Festkörperdiffusion der ersten metallischen Schicht in die zweite Metallschicht und/oder umgekehrt, wobei die erste metallische Schicht überwiegend in intermetallischen Mischphasen und/oder oxydisch gebunden wird.

Mit diesem Verfahren kann ein Diodenlaser nach Anspruch 8 hergestellt werden, der die Aufgabe der Erfindung löst. Vorteilhaft kann zur Herstellung einer Klemmverbindung im o.g. Verfahren eine als Noppenstruktur ausgebildete zweite metallische Schicht gemäß Anspruch 10 verwendet werden.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Herstellen eines Diodenlasers vorteilhaft verwendet werden, welcher für einen hohen Betriebsstrom und/oder für einen Pulsbetrieb ausgelegt ist.
Beschreibung
Die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung kann ein Diodenlaser sein, insbesondere eine Vorrichtung zur Emission von Laserstrahlung, welche einen Laserbarren als Strahlquelle aufweist. Der Halbleiterchip kann also als ein Laserbarren ausgebildet sein. Der Halbleiterchip kann aber auch beispielsweise als MOSFET, IGBT, Thyristor, Gleichrichterdiode oder ähnliches ausgebildet sein. Der Laserbarren kann in bekannter Weise als kantenemittierender Diodenlaserbarren ausgebildet sein und einen oder bevorzugt mehrere Emitter umfassen, welche in einer x-Richtung jeweils versetzt zueinander angeordnet sein können. Der Laserbarren kann bevorzugt in x-Richtung eine Breite zwischen 0,3 mm und 12 mm haben. Er kann bevorzugt 1 bis 49 Emitter aufweisen. Die Dicke des Laserbarrens kann in einer y-Richtung bevorzugt zwischen 0,05 mm und 0,2 mm betragen. Die Länge der Emitter des Laserbarrens in einer z-Richtung kann bevorzugt zwischen 0,5 mm und 6 mm liegen. Die Richtung der Zentralstrahlen der emittierten Laserstrahlung kann die z-Richtung sein. Die Richtungen x,y und z können rechtwinklig zueinander sein. Der Laserbarren kann eine bekannte epitaktisch hergestellte Schichtfolge als p-n-Übergang mit einem oder mehreren Quantengräben aufweisen. Die Epitaxieschicht kann erheblich dünner sein als das Substrat. Die Epitaxieschicht kann beispielsweise zwischen 3µm und 20µm dick sein. Das Substrat kann beispielsweise zwischen 50µm und 200µm dick sein. Die einzelnen Emitter können bevorzugt als Breitstreifenemitter oder als Stegwellenleiter oder als Trapezlaser ausgebildet sein. Es können auch mehrere Schichtfolgen, d. h. mehrere elektrisch in Serie liegende p-n Übergänge vorhanden sein. Solche Barren werden auch als Nanostack bezeichnet. In diesem Fall können mehrere Emitter in y-Richtung übereinander gestapelt sein.
Die Facetten des Laserbarrens können mit Spiegeln versehen sein, beispielweise kann an der rückwärtigen Facette des Laserelements eine hochreflektierende Spiegelschicht angebracht sein und an der gegenüberliegenden austrittsseitigen Facette, welche die Austrittsapertur enthält, eine niedrig reflektierende Spiegelschicht mit einem Refelxionsgrad von beispielsweise 0,1% bis 10%. Die Spiegel können einen Laserresonator definieren, der einen Laserbetrieb ermöglicht. Der Laserbarren kann aber auch als Gewinnelement ausgebildet sein, welches erst im Zusammenwirken mit einem externen Resonator zum Laserbetrieb vorgesehen ist. Dabei kann beispielsweise eine wellenlängenabhängige Rückkopplung durch den externen Resonator vorgesehen sein, die zur Festlegung der Wellenlänge des Lasers dient. Auch ein solches elektrooptisches Gewinnelement ist als Laserbarren im Sinne der Erfindung zu verstehen.
Der Laserbarren kann durch einen elektrischen Strom gepumpt werden. Der Betriebsstrom kann beispielsweise 1A bis 1000A betragen. Zum Stromeintrag sind eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche am Laserbarren vorgesehen. Die p seitige Kontaktfläche kann als erste Kontaktfläche bezeichnet werden. Die erste Kontaktfläche kann die Anode des Diodenlaserbarrens sein. Die n-seitige Kontaktfläche des Laserbarrens kann als zweite Kontaktfläche bezeichnet werden. Die zweite Kontaktfläche kann die Kathode des Laserbarrens sein. Die erste und die zweite Kontaktfläche können jeweils in einer xz-Ebene liegen. Die erste Kontaktfläche kann auf der Epitaxieseite des Laserbarrens, die als erste Seite bezeichnet werden kann, angeordnet sein, während die zweite Kontaktfläche auf der Substratseite des Laserbarrens, die als zweite Seite bezeichnet werden kann, angeordnet sein kann. Die erste und/oder die zweite Kontaktfläche können eine Metallisierung aufweisen.
Der Laserbarren kann im Betrieb Abwärme entwickeln, welche abgeführt werden muss. Dazu ist ein Wärmeleitkörper mit einer ersten Anschlussfläche vorgesehen. Da sich der pn-Übergang des Diodenlasers in der Epitaxieschicht (d.h. nahe der ersten Seite) befinden kann und der überwiegende Teil der Abwärme im pn-Übergang entstehen kann, kann der Wärmeleitkörper bevorzugt an die erste Seite des Laserbarrens angeschlossen werden. Die erste Kontaktfläche kann elektrisch und thermisch mit der ersten Anschlussfläche verbunden werden und die zweite Kontaktfläche kann elektrisch mit der zweiten Anschlussfläche verbunden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen einer Halbleiteranordnung. Dazu wird ein Halbleiterchip, beispielsweise ein Laserbarren, bereitgestellt, der auf einer ersten Seite eine erste Kontaktfläche aufweist, und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zweiten Seite eine zweite Kontaktfläche aufweist. Die erste Kontaktfläche kann als eine Kontaktfläche für alle Emitter ausgebildet sein. Sie kann aber auch aus mehreren einzelnen Teilflächen bestehen, die voneinander getrennt sein können, beispielsweise eine Teilfläche für jeden Emitter. Die erste Kontaktfläche kann beispielsweise eine Metallisierung sein, die äußere Schicht kann beispielsweise eine Goldschicht sein. Bevorzugt kann dabei eine galvanisch verstärkte Goldschicht mit einer Dicke bevorzugt größer als 0,5 µm, besonders bevorzugt zwischen 1 µm und 10 µm, verwendet werden. Diese galvanisch hergestellte Goldschicht kann die außenliegende Schicht sein. In dem Fall, dass diese galvanisch hergestellte Goldschicht die außenliegende Schicht ist, soll diese Schicht als zweite Metallschicht bezeichnet werden. Alternativ kann auf dieser galvanisch hergestellten Metallschicht eine Diffusionsbarriereschicht angeordnet sein, welche im Folgenden zur Unterscheidung als zweite Diffusionsbarriereschicht bezeichnet wird. Diese kann beispielsweise Ti, Ni, Cr, Pt, Mo and/or W umfassen. Auf der zweiten Diffusionsbarriereschicht kann außen eine weitere Metallschicht, vorteilhaft aus Gold, angeordnet sein, die beispielsweise wenigstens 80nm, vorteilhaft wenigstens 120nm, besonders vorteilhaft wenigstens 200nm dick sein kann. In diesem Fall wird im Folgenden diese außenliegende Metallschicht - insbesondere Goldschicht- als zweite Metallschicht bezeichnet. In diesem Fall kann die optional vorhandene unter der zweiten Diffusionsbarriereschicht angeordnete galvanische Goldschicht, im Folgenden als Dickgold-Unterschicht bezeichnet, für die erfindungsgemäße Ausbildung der intermetallischen Phasen irrelevant sein.
Die zweite Kontaktfläche kann als eine Kontaktfläche für alle Emitter eines Laserbarrens bzw. im Falle eines allgemeinen Halbleiterchips als eine große Kontaktfläche zum Stromeintrag ausgebildet sein. Sie kann aber auch aus mehreren einzelnen Teilflächen bestehen, beispielsweise eine Teilfläche für jeden Emitter eines Laserbarrens bzw. Stromkontakt für verschiedene Elemente eines Halbleiterchips. Die zweite Kontaktfläche kann beispielsweise eine Metallisierung sein, die äußere Schicht kann beispielsweise eine Goldschicht sein. Diese kann beispielsweise 50nm bis 200nm dick sein.
Es können auch mehrere Laserbarren bereitgestellt werden, die beispielsweise nebeneinander oder übereinander auf der Wärmesenke angeordnet sein können.
Außerdem wird ein Wärmeleitkörper mit einer ersten Anschlußfläche bereitgestellt. Der Wärmeleitkörper kann beispielsweise wenigstens zum Teil aus Kupfer, Aluminium oder aus einem Kupfer-Diamant Aluminium-Diamant oder Silber-Diamant-Verbundwerkstoff bestehen oder ein solches Material umfassen. Er kann beispielsweise als Kupferkörper mit einem Inlay aus einem Verbundwerkstoff ausgeführt sein. Er kann aber beispielsweise auch ganz aus Kupfer gefertigt sein. Der Wärmeleitkörper kann eine Metallisierung aufweisen, beispielsweise Ag/Au, oder Ni/Au oder Ti/Pt/Au, wobei die Goldschicht (Au) vorzugsweise außen vorgesehen ist. Die darunter angeordnete Ag, Ni, Ti oder Pt-Schicht kann als eine erste Diffusionsbarriereschicht vorgesehen sein, indem sie eine Diffusion von Atomen der ersten metallischen Schicht verhindert. Die erste Anschlußfläche kann mit einer besonders guten Ebenheit ausgeführt sein, um hernach einen geringen smile-Wert (Abweichung der einzelnen Emitter von einer geraden Linie) zu erreichen. Es können noch weitere erste Anschlußflächen für weitere Laserbarren vorgesehen sein.
Außerdem wird wenigstens ein Deckel mit einer zweiten Anschlußfläche bereitgestellt. Der Deckel kann zur elektrischen Kontaktierung des n-Kontakts des Laserbarrens vorgesehen sein. Er kann, muß aber nicht, ebenfalls zur Wärmeableitung vorgesehen sein. Er kann aus einem elektrisch gut leitfähigen Material, beispielsweise wenigstens zum Teil aus Kupfer, Aluminium oder aus einem Kupfer-Diamant Aluminium-Diamant oder Silber-Diamant-Verbundwerkstoff bestehen oder ein solches Material umfassen. Er kann beispielsweise als Kupferkörper mit einem Inlay aus einem Verbundwerkstoff ausgeführt sein. Er kann aber beispielsweise auch ganz aus Kupfer gefertigt sein. Der Deckel kann eine Metallisierung aufweisen, beispielsweise Ag/Au, oder Ni/Au oder Ti/Pt/Au, wobei die Goldschicht vorzugsweise außen vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß wird eine erste metallische Schicht bereitgestellt. Die erste metallische Schicht kann aus einem weichen Metall bestehen, das vorzugsweise eine Fließgrenze unter Druckbelastung (Quetschgrenze) von weniger als 50MPa, besonders bevorzugt weniger als 20MPa oder ganz besonders bevorzugt weniger als 10MPa aufweist. Die erste metallische Schicht umfasst ein oder mehrere der Weichmetalle Blei, Cadmium, Indium, Zinn. Vorteilhaft kann diese aus reinem Blei, reinem Indium oder reinem Zinn bestehen. Eine solche Schicht kann beispielsweise durch einen Beschichtungsprozeß wie Bedampfen oder Sputtern hergestellt werden. Diese Schicht kann im Vergleich zu bisherigen Verbindungstechnologien wie unten ausgeführt, erheblich dünner sein. Diese Schicht kann als gleichmäßige Schicht ausgebildet sein. Sie kann aber auch strukturiert sein, beispielsweise als Noppenstruktur. Bevorzugt sind Indium und/oder Zinn zu verwenden, da Blei und Cadmium weniger umweltverträglich sind.
Erfindungsgemäß wird eine zweite metallische Schicht aus einem anderen Metall als die erste Metallschicht bereitgestellt, vorteilhaft aus Gold. Im Folgenden wir diese Schicht auch als zweite Metallschicht bezeichnet. Diese kann Verunreinigungen oder Dotierungen enthalten, kann aber vorteilhaft im Wesentlichen aus Gold bestehen, sie kann beispielsweise mehr als 95%, besser mehr als 99% der Stoffmenge, Gold umfassen. Diese Schicht kann durch Beschichten, beispielsweise Bedampfen, Sputtern oder galvanisch hergestellt werden.
Die erste metallische Schicht kann auf der ersten Anschlußfläche und die zweite Metallschicht auf der ersten Kontaktfläche hergestellt werden. Alternativ ist es möglich, die erste metallische Schicht auf der ersten Kontaktfläche und die zweite Metallschicht auf der ersten Anschlußfläche herzustellen.
Erfindungsgemäß wird der Laserbarren zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel angeordnet, wobei die erste Kontaktfläche der ersten Anschlußfläche des ersten Wärmeleitkörpers zugewandt ist und die zweite Kontaktfläche der zweiten Anschlußfläche des Deckels zugewandt ist und die zweite metallische Schicht zumindest abschnittsweise zwischen der zweiten Anschlußfläche und der zweiten Kontaktfläche angeordnet ist,
Erfindungsgemäß wird wenigstens eine Kraft erzeugt, die eine Komponente aufweist, welche den Deckel in Richtung des Wärmeleitkörpers drückt. Das kann die Richtung -y sein. Unter der Einwirkung der Kraft wird die erste Kontaktfläche flächig auf die erste Anschlußfläche gedrückt. Das kann zu einer Klemmverbindung führen. Bei diesem Andruck können Unebenheiten ausgeglichen werden. Dabei kann der Laserbarren elastisch verformt werden. Unter der Einwirkung der Kraft wird die erste metallische Schicht flächig auf die zweite Metallschicht gedrückt.
Außerdem ist das Einrichten einer mechanischen Verbindung des Deckels zum Wärmeleitkörper vorgesehen. Vorteilhaft kann eine elektrisch isolierende Verbindung vorgesehen werden, damit der Laserbarren nicht kurzgeschlossen wird. Die Verbindung kann mittels eines Fügemittels erfolgen. Als Fügemittel kann beispielsweise ein Klebstoff verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann eine flächige Verklebung mit einem Wärmeleitklebstoff verwendet werden. Zwischen dem Laserbarren und der Fügefläche kann ein Abstand oder ein Trenngraben vorgesehen sein, um eine Benetzung des Laserbarrens mit Klebstoff zu vermeiden. Das Einrichten der mechanischen Verbindung kann mit einem Volumenschrumpf des Fügemittels einhergehen. Die mechanische Verbindung kann zum Erzeugen und/oder zur Aufrechterhaltung der Kraft vorgesehen sein. Dabei kann es ausreichen, wenn die Kraft wenigstens teilweise aufrechterhalten wird. Eine teilweise Relaxation der Kraft nach dem Verbindungsprozess kann vorgesehen oder tolerabel sein. Durch die Kraft oder den aufrechterhaltenen Anteil der Kraft kann die Klemmverbindung des Laserbarrens zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel aufrechterhalten werden. Dadurch kann ein Bruch der unten beschriebenen intermetallischen Schicht vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Schraubverbindung zum Verbinden des Deckels mit dem Wärmeleitkörper vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist das Ausbilden einer intermetallischen Schicht durch Festkörperdiffusion der ersten metallischen Schicht in die zweite Metallschicht und/oder umgekehrt. Unter einer Festkörperdiffusion kann man verstehen, dass der Diffusionsprozess ohne Aufschmelzen erfolgt. Das Diffundieren kann ohne Erwärmung bei Zimmertemperatur erfolgen. Es kann aber auch eine Erwärmung vorgesehen sein, so dass die Diffusion bei einer erhöhten Temperatur stattfinden kann. Vorteilhaft kann die Temperatur unterhalb der niedrigsten Solidustemperaturen der ersten metallischen Schicht und deren Mischphasen mit der zweiten Metallschicht liegen. Dadurch kann ein Aufschmelzen der ersten metallischen Schicht und der Mischphasen vermieden werden. Dadurch können mechanische Spannungen vermieden werden.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist, das Verfahren so durchzuführen, dass die erste metallische Schicht in intermetallischen Mischphasen mit dem Metall der zweiten metallischen Schicht, vorzugsweise Gold, und/oder oxydisch gebunden wird. Es kann vorteilhaft sein, die vorhandene Stoffmenge von Metallatomen der ersten metallischen Schicht überwiegend, d.h. zu mehr als 50%, besonders vorteilhaft zu mehr als 75% und besonders vorteilhaft vollständig, bis auf unbedeutende Restmengen, zu binden. Bereits eine Bindung von 50% der Weichmetallatome kann ausreichend sein, wenn die intermetallische Schicht über die gesamte Schichtdicke von intermetallischen Mischphasen durchsetzt ist. Dazwischenliegende Restgebiete mit reinem Schichtmaterial der ersten metallischen Schicht können dann ebenfalls an einer Migration gehindert sein, so dass deren Vorhandensein die positive Wirkung der Erfindung nicht beeinträchtigt. Bei weniger als 50% gebundener Metallatome der ersten metallischen Schicht hingegen kann die Wirkung ausbleiben oder beeinträchtigt sein. Der o.g Bindungsgrad kann dadurch erreicht werden, dass die erste metallische Schicht hinreichend dünn ausgeführt wird. Die Schichtdicke der ersten metallischen Schicht kann weniger als 2µm, vorteilhaft weniger als 1,6µm, ebenfalls vorteilhaft weniger als 1,2µm und ebenfalls vorteilhaft weniger als 800nm betragen. Sie kann mindestens 200nm, vorteilhaft mindestens 500nm betragen. Die untere Grenze kann dadurch bedingt sein, dass bei noch dünnerer erster Metallschicht Unebenheiten der ersten Kontaktfläche und/oder der ersten Anschlußfläche nicht mehr ausgeglichen werden könnten.
Bei dem Festkörperdiffusionsprozess entsteht eine intermetallische Schicht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Verbindung der ersten Kontaktfläche mit der ersten Verbindungsfläche frei von plastisch deformierbaren reinen Metallen Pb, Cd, In und Sn ist. Die Fließgrenze unter Druckbelastung (Quetschgrenze) und/oder die Fließgrenze unter Scherbelastung der intermetallischen Schicht kann wenigstens das Doppelte, vorteilhaft das Fünffache bezüglich der ersten metallischen Schicht betragen.
Bei herkömmlichen Verbindungsverfahren mit einer Indiumschicht nach dem bisher bekannten Stand der Technik hingegen wird die Fließgrenze kaum erhöht, da nach der Montage immer noch eine Schicht reines Indium vorhanden ist.
Die erste, zweite und dritte metallische Schicht können durch Beschichten hergestellt werden. Unter Beschichten (englisch coating) wird in der Fertigungstechnik eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 verstanden, die zum Aufbringen einer haftenden Schicht aus formlosem Stoff auf die Oberfläche eines Werkstückes genutzt werden. Der entsprechende Vorgang sowie die aufgetragene Schicht selbst wird auch als Beschichtung bezeichnet. Bei einer Beschichtung kann es sich um eine dünne Schicht oder eine dicke Schicht sowie um mehrere in sich zusammenhängende Schichten handeln, die Unterscheidung ist nicht genau definiert und orientiert sich am Beschichtungsverfahren und Anwendungszweck. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch eine Beschichtung mit ortsabhängiger Schichtdicke als Schicht bezeichnet werden.
Die erste metallische Schicht kann durch Beschichten der ersten Anschlußfläche hergestellt werden. Dazu können galvanische oder physikalische (z.B. Bedampfen, Sputtern) Beschichtungsverfahren verwendet werden. Das Beschichten kann mit einer Maske erfolgen, um eine strukturierte Schicht herzustellen. Alternativ kann auch eine gleichmäßig dicke Schicht beschichtet werden. Die zweite metallische Schicht kann vorteilhaft durch Beschichten der zweiten Kontaktfläche des Laserbarrens mit Gold hergestellt sein.
Vorteilhaft kann der Deckel einen Beitrag zur Wärmeableitung von der zweiten Kontaktfläche leistend vorgesehen sein. Die Hohlstellen in einer eventuell vorhandenen dritten metallischen Schicht, d.h. die Stellen zwischen den Noppen, können frei bleiben oder alternativ mit einem weiteren Fügemittel, beispielsweise einem Epoxidharz verfüllt sein. Das Verfüllen der Hohlstellen kann in einem weiteren Verfahrensschritt erfolgen. Gegebenenfalls kann dadurch die mechanische Festigkeit der Verbindung gegenüber einer Verbindung mit unverfüllten Hohlräumen verbessert werden. Der Deckel kann mittels eines elektrisch isolierenden Fügemittels mit dem Wärmeleitkörper thermisch und mechanisch verbunden sein.
Vorteilhaft kann ein teilweises Oxidieren der ersten metallischen Schicht vor Schritt f) sein. Das kann durch Dippen der beschichteten Fläche mit Wasserstoffperoxidlösung, mit Wasser und/oder durch Lagern in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bewerkstelligt werden. Dadurch kann ein Teil der Stoffmenge der Metalle der ersten metallischen Schicht oxidisch gebunden werden. Dadurch kann die erforderliche Schichtdicke der zweiten Metallschicht reduziert werden. Wenn genügend Gold zur Verfügung steht kann auf das Oxidieren verzichtet werden.
Unter der ersten metallischen Schicht kann eine vierte Metallschicht, beispielsweise eine aus Gold, angeordnet sein. Dazu kann beispielsweise ein vergoldeter Wärmeleitkörper verwendet werden. Der Wärmeleitkörper kann beispielsweise eine übliche Ni/Au Beschichtung aufweisen. Die Nickelschicht kann beispielsweise 1µm bis 10µm dick sein, die außenliegende vierte Goldschicht 50nm bis 200nm oder 50nm bis 500nm. Auf der vierten Metallschicht kann die erste metallische Schicht im Bereich der ersten Verbindungsfläche hergestellt werden.
Vorteilhaft kann die erste metallische Schicht pro Fläche weniger als das Vierfache der in der zweiten Metallschicht und der vierte Metallschicht insgesamt enthaltenen Stoffmenge von wenigstens einem Metall, welches mit der ersten Metallschicht Mischphasen bilden kann, vorzugsweise Gold, enthalten. Daraus läßt sich die erforderliche Mindestschichtdicke der ersten metallischen Schicht berechnen. Alternativ kann man bei einer vorgegebenen Schichtdicke der ersten metallischen Schicht die erforderliche Schichtdicke der zweiten Metallschicht, ggf. unter Berücksichtigung der vierten Metallschicht, berechnen.
Unter der der zweiten Metallschicht und/oder unter der vierten Metallschicht kann eine zweite und/oder erste Diffusionsbarriereschicht angeordnet sein. Die Metalle der ersten metallischen Schicht können im Schritt i) teilweise an die Metalle der zweiten und/oder ersten Diffusionsbarriereschicht gebunden werden. Beispielsweise kann die zweite und/oder erste Diffusionsbarriereschicht aus Nickel oder Chrom bestehen oder Nickel und/oder Chrom enthalten. Dann kann ein Anteil von Metallatomen der ersten Schicht beispielsweise als Indium-Nickel. Indium-Chrom, Zinn-Nickel oder Zinn-Chrom Mischphasen gebunden werden.
Vorteilhaft kann das Verfahren außerdem ein Herstellen einer dritten metallischen Schicht, besonders vorteilhaft mit einer Noppenstruktur auf der zweiten Anschlußfläche und/oder auf der zweiten Kontaktfläche sein. Diese kann vorteilhaft aus Pb, In und/oder Sn hergestellt sein. Die dritte metallische Schicht kann vorteilhaft zwischen 0,5µm und 5µm dick sein.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist ein Diodenlaser, umfassend wenigstens einen kantenemittierenden Laserbarren, welcher einen oder mehrere Emitter umfasst, mit einer ersten Kontaktfläche, die als ein p-Kontakt ausgebildet ist, und einer zweite Kontaktfläche, die als n-Kontakt ausgebildet, einen Wärmeleitkörper mit einer ersten Anschlußfläche, einen Deckel mit einer zweiten Anschlußfläche, wobei der Laserbarren zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel angeordnet ist,
wobei der Deckel mit dem Wärmeleitkörper mechanisch verbunden ist und die erste Kontaktfläche mit der ersten Anschlußfläche über eine intermetallische Schicht flächig thermisch und elektrisch verbunden ist und die zweite Kontaktfläche mit der zweiten Anschlußfläche elektrisch verbunden ist, wobei die intermetallische Schicht Gold (Au) und wenigstens ein weiteres Metall (ME) der Gruppe Blei, Cadmium, Indium, Zinn umfasst und die intermetallische Schicht überwiegend aus einer oder mehreren Mischphasen AuME₃, AuME2 und/oder Phasen mit höherem Goldanteil besteht. Überwiegend kann bedeuten, zu mehr als 50% bezogen auf die Stoffmenge, die in Mol angegeben werden kann.
Solche Mischphasen können beispielsweise AuPb₂, AuCd₃, Auln2, Auln, AuSn4, AuSn2, AuSn sein. Vorteilhaft können überwiegend solche Mischphasen in der intermetallischen Schicht vorhanden sein, die höchstens 50% Goldatome enthalten. Besonders vorteilhaft können überwiegend die jeweils goldärmsten Mischphasen, beispielsweise AuPb₂, AuCd₃, Auln2 und/oder AuSn₄ in der intermetallischen Schicht vorhanden sein. Vorteilhaft kann es sein, die erste metallische Schicht aus Sn herzustellen. Die Mischphase AuSn4 kann bei gleicher Stoffmenge von Gold im Vergleich zu den Mischphasen der anderen Metalle besonders viele Atome der ersten metallischen Schicht binden. Diodenlaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel einen Beitrag zur Wärmeableitung von der zweiten Kontaktfläche leistend vorgesehen ist und/ oder der Deckel mittels eines elektrisch isolierenden Fügemittels mit dem Wärmeleitkörper thermisch und mechanisch verbunden ist.
Die erfindungsgemäße intermetallische Schicht kann spröde sein bzw. zum Aufreißen neigen. Das kann durch eine normal zur Schicht wirkende Klemmkraft vermieden werden. Vorteilhaft kann daher die Verwendung einer permanenten Klemmkraft sein zum Aufrechterhalten einer Befestigung eines Halbleiterbauelements auf einem Wärmeleitkörper mittels einer intermetallischen Schicht, wobei die intermetallische Schicht Gold (Au) und wenigstens ein weiteres Metall (ME) der Gruppe Blei, Cadmium, Indium, Zinn umfasst und die intermetallische Schicht überwiegend aus einer oder mehreren Mischphasen AuME₃, AuME2 und/oder Phasen mit höherem Goldanteil besteht.
Die Figuren zeigen Folgendes:

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau.
2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel nach dem Zusammenbau.
3 zeigt zum Vergleich einen Diodenlaser nach dem Stand der Technik.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau.
5 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel nach dem Zusammenbau.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Figuren nicht maßstäblich gezeichnet sind. Zur Veranschaulichung der Erfindung sind übertriebene Darstellungen insbesondere hinsichtlich der jeweiligen Schichtdicken erforderlich.
6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel.
Ausführungsbeispiele:

Die Erfindung soll anhand eines ersten Ausführungsbeispiel in 1, 2 und illustriert werden. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau des Diodenlasers 1. Dargestellt ist ein bereitgestellter Laserbarren 3 mit mehreren Emittern, der auf einer ersten Seite 6 eine erste Kontaktfläche 7 aufweist, die als p-Kontakt (Anode) ausgebildet ist, und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zweiten Seite 8 eine zweite Kontaktfläche 9 aufweist, die als n-Kontakt (Kathode) ausgebildet ist. Es ist ebenfalls die Lage der Epitaxieschicht 5 nahe der ersten Kontaktfläche des Laserbarrens durch eine punktierte Linie angedeutet. Der n-Kontakt kontaktiert das Substrat 4 des Laserbarrens.

Die erste Kontaktfläche trägt eine Beschichtung umfassend eine Dickgold-Unterschicht 20, die von einer zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 (dargestellt als dicke Linie) abgedeckt ist. Auf der zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 ist eine außenliegende zweite Metallschicht aus Gold 15 angeordnet.
Weiterhin ist ein bereitgestellter Wärmeleitkörper 10 mit einer ersten Anschlußfläche 11 dargestellt. Der Wärmeleitkörper 10 ist mit einer Ni/Au Beschichtung versehen, welche eine Ni Unterschicht als erste Diffusionsbarriereschicht 19 und eine außenliegende vierte Metallschicht aus Gold 18 aufweist. Die erste Anschlußfläche ist mit einer ersten metallischen Schicht 14 aus Blei, Indium oder Zinn beschichtet. Weiterhin ist ein bereitgestellter Deckel 12 mit einer zweiten Anschlußfläche 13 dargestellt. Auf der zweiten Anschlußfläche ist eine dritte metallische Schicht 17 aus Indium oder Zinn aufgetragen. In einer alternativen Ausführungsform weist diese Schicht eine Noppenstruktur (nicht dargestellt) auf. Die dritte metallische Schicht kann somit zusammen mit dem Deckel bereitgestellt werden. Der Laserbarrens wird zwischen dem Wärmeleitkörper 10 und dem Deckel 12 angeordnet, wobei die erste Kontaktfläche 7 der ersten Anschlußfläche 11 des Wärmeleitkörpers zugewandt ist und die zweite Kontaktfläche 9 der zweiten Anschlußfläche 13 des Deckels zugewandt ist. Der Deckel kann eine Ni/Au Beschichtung (nicht dargestellt), ebenso wie der Wärmeleitkörper, aufweisen.
Dargestellt ist ebenfalls ein aushärtbares Fügemittel 23 welches beispielsweise als noch nicht ausgehärteter viskoser Epoxidharzklebstoff auf die entsprechende Fläche des Wärmeleitkörpers oder des Deckels aufgetragen werden kann.
2 zeigt den Diodenlasers 1 während bzw. nach dem Zusammenbau. Es wird wenigstens eine Kraft 22 erzeugt, die eine Komponente aufweist, welche den Deckel 12 in Richtung des Wärmeleitkörpers 10 drückt. Unter der Einwirkung der Kraft wird die erste Kontaktfläche 7 flächig auf die erste Anschlußfläche 11 gedrückt wird, wobei die erste metallische Schicht 14 flächig auf die zweite Metallschicht aus Gold 15 gedrückt wird,
Eine mechanischen Verbindung des Deckels 12 zum Wärmeleitkörper 10 wird mittels des elektrisch isolierenden Fügemittels 23 eingerichtet. Das ausgehärtete Fügemittel hält die Kraft 22 wenigstens teilweise aufrecht. Der fertige Diodenlaser emittiert Laserstrahlung 2 in Richtung z.
Bei dem Verfahren kommt es zum Ausbilden einer intermetallischen Schicht 16 durch Festkörperdiffusion der ersten metallischen Schicht 14 in die zweite Metallschicht aus Gold 15 und/oder umgekehrt, wobei die erste metallische Schicht 14 in intermetallischen Mischphasen gebunden wird. Eine oxydische Bindung eines Teils der Atome der ersten metallischen Schicht kann optional zusätzlich vorhanden sein. Die zweite Diffusionsbarriereschicht 21 verhindert ein Eindringen von Atomen der ersten metallischen Schicht in die Dickgold-Unterschicht 20. Letztere bleibt dadurch unversehrt. Die intermetallische Schicht 16 wird zwischen der ersten Diffusionsbarriereschicht 19 und der zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 erzeugt.
3 zeigt zum Vergleich einen Diodenlaser nach dem Stand der Technik. Der Diodenlaser ist mit einer Indiumschicht 14 als erste metallische Schicht montiert. Die Indiumschicht ist so sick ausgeführt, dass sie als Schicht aus reinem Metall permanent erhalten bleibt. Lediglich in einer grenzflächennahen Zone können sich intermetallische Phasen 16 bilden, die nach bisheriger Lehre unerwünscht sind.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau des Diodenlasers 1. Die zweite Metallschicht aus Gold 15 ist hier als Dickgoldschicht ausgebildet. Eine zweite Diffusionsbarriereschicht, welche die Dickgoldschicht abdeckt, ist in diesem Beispiel nicht vorhanden.
5 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel nach dem Zusammenbau. Die auf dem Halbleiterchip angebrachte Dickgoldschicht wird hier als Goldreservoir zur Bildung der intermetallischen Schicht 16 benutzt. Auch die vierte Metallschicht aus Gold trägt zum Reservoir bei.
6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist die schematische Zeichnung nach einer elektronenmikroskopische Aufnahme eines Schliffbildes einer fertigen Halbleiteranordnung, hier eines Diodenlasers, in einer vergrößerten Ausschnittdarstellung. Der Laserbarren weist ein Substrat 4 und eine Epitaxieschicht 5 auf. Die erste Kontaktfläche des Laserbarrens trägt eine Beschichtung umfassend eine ca. 1µm bis 5µm dicke metallische Unterschicht 20 (buffer layer), die von einer weniger als 0,5µm dicken zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 abgedeckt ist. Die Diffusionsbarriereschicht 21 ist in der Figur zwischen der metallischen Unterschicht 20 und der intermetallischen Schicht 16 sichtbar. Die metallische Unterschicht kann beispielsweise überwiegend aus Gold, aus Kupfer oder aus Zinn bestehen. Die metallische Unterschicht 20 bleibt aufgrund der zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 auch nach dem Ausbilden der intermetallischen Schicht 16 in Schritt i) des Verfahrens erhalten. Auf der zweiten Diffusionsbarriereschicht 21 wird vor dem Einrichten der mechanischen Verbindung eine zweite Metallschicht, vorzugsweise aus Gold, aufgetragen (in der Figur nicht sichtbar). Diese geht beim Ausbilden der intermetallischen Schicht 16 in Schritt i) vollständig in der intermetallischen Schicht 16 auf.
Der Wärmeleitkörper 10 ist mit einer metallischen Beschichtung versehen. Diese umfasst eine ca. 0,5µm bis 10µm dicke erste Diffusionsbarriereschicht 19, die man auch als buffer layer bezeichnen kann. Auf der ersten Diffusionsbarriereschicht 19 wird vor dem Einrichten der mechanischen Verbindung eine vierte Metallschicht, vorzugsweise aus Gold, aufgetragen (in der Figur nicht sichtbar). Diese geht beim Ausbilden der intermetallischen Schicht 16 in Schritt i) vollständig in der intermetallischen Schicht 16 auf.
Auf die zweite Metallschicht und/oder die vierte Metallschicht wird vor dem Einrichten der mechanischen Verbindung die erste metallische Schicht mit einer Dicke von ca. 0,5µm bis 2µm aufgetragen (in der Figur nicht sichtbar). Diese geht beim Ausbilden der intermetallischen Schicht 16 in Schritt i) vollständig in der intermetallischen Schicht 16 auf.
Die intermetallische Schicht hat eine Dicke von ca. 0,5µm bis 2,5µm. Die intermetallische Schicht 16 umfasst Mischphasen aus den Metallen der ersten zweiten und vierten metallischen Schicht und gegebenenfalls Oxide des Materials der ersten metallischen Schicht. Die intermetallische Schicht ist frei von reiner metallischer Phase des Materials der ersten metallischen Schicht. Sie umfasst vorzugsweise überwiegend die jeweils goldärmste intermetallische Phase des Metalls der ersten metallischen Schicht mit Gold. In einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels umfasst die intermetallische Schicht intermetallische Phasen bis zu 50% Goldanteil gemessen als Stoffmenge, welche in Mol angegeben werden kann.
Bezugszeichenliste

1.: Diodenlaser
2.: Laserstrahlung
3.: Laserbarren
4.: Substrat
5.: Epitaxieschicht
6.: erste Seite
7.: erste Kontaktfläche
8.: zweite Seite
9.: zweite Kontaktfläche
10.: Wärmeleitkörper
11.: erste Anschlußfläche
12.: Deckel
13.: zweite Anschlußfläche
14.: erste metallische Schicht
15.: zweite Metallschicht
16.: intermetallische Schicht
17.: dritte metallische Schicht
18.: vierte Metallschicht
19.: erste Diffusionsbarriereschicht
20.: Dickgold-Unterschicht, metallische Unterschicht
21.: zweite Diffusionsbarriereschicht
22.: Kraft
23.: Fügemittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5105429 A [0002]
US 4716568 A [0002]
WO 2009143835 [0003]
WO 2009146683 [0003]
WO 2011029846 [0003]
WO 2016135160 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung (1), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Bereitstellen wenigstens eines Halbleiterchips (3), der auf einer ersten Seite eine erste Kontaktfläche (7) aufweist, und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zweiten Seite eine zweite Kontaktfläche (9) aufweist, b. Bereitstellen eines Wärmeleitkörpers (10) mit einer ersten Anschlußfläche (11), c. Bereitstellen eines Deckels (12) mit einer zweiten Anschlußfläche (13), d. Herstellen einer ersten metallischen Schicht (14) umfassend ein oder mehrere der Weichmetalle Blei, Cadmium, Indium, Zinn, e. Herstellen einer zweiten Metallschicht (15), wobei entweder die erste metallische Schicht (14) auf der ersten Anschlußfläche (11) und die zweite Metallschicht (15) auf der ersten Kontaktfläche (7) hergestellt werden oder umgekehrt, f. Anordnen des Halbleiterchips (3) zwischen dem Wärmeleitkörper (10) und dem Deckel (12), wobei die erste Kontaktfläche (7) der ersten Anschlußfläche (11) des Wärmeleitkörpers zugewandt ist und die zweite Kontaktfläche (9) der zweiten Anschlußfläche (13) des Deckels zugewandt ist, g. Erzeugen wenigstens einer Kraft (22), die eine Komponente aufweist, welche den Deckel (12) in Richtung des Wärmeleitkörpers (10) drückt, wobei unter der Einwirkung der Kraft die erste metallische Schicht (14) flächig auf die zweite Metallschicht (15) gedrückt wird. h. Einrichten einer mechanischen Verbindung des Deckels (12) zum Wärmeleitkörper (10), welche die Kraft (22) wenigstens teilweise aufrechterhält, i. Ausbilden einer intermetallischen Schicht (16) durch Festkörperdiffusion der ersten metallischen Schicht (14) in die zweite Metallschicht (15) und/oder umgekehrt, wobei die erste metallische Schicht (14) überwiegend in intermetallischen Mischphasen und/oder oxydisch gebunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, außerdem umfassend teilweises Oxidieren der ersten metallischen Schicht vor Schritt f).
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter der ersten metallischen Schicht (14) eine vierte Metallschicht (18) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste metallische Schicht (14) weniger als 2µm dick ist und/oder dass die erste metallische Schicht (14) pro Fläche weniger als das Vierfache der in der zweiten Metallschicht (15) und der vierte Metallschicht (18) insgesamt enthaltenen Stoffmenge von Gold enthält.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter der der zweiten Metallschicht (15) und/oder unter der vierten Metallschicht (18) eine Diffusionsbarriereschicht (19, 21) angeordnet ist und die Metalle der ersten Schicht im Schritt i) teilweise an die Metalle der Diffusionsbarriereschicht gebunden werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (3) als ein Laserbarren ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, außerdem umfassend Herstellen einer dritten metallischen Schicht (17) mit einer Noppenstruktur auf der zweiten Anschlußfläche (13) oder auf der zweiten Kontaktfläche (9).
Diodenlaser, umfassend wenigstens einen kantenemittierenden Laserbarren, welcher einen oder mehrere Emitter umfasst, mit einer ersten Kontaktfläche, die als ein p-Kontakt ausgebildet ist, und einer zweite Kontaktfläche, die als n-Kontakt ausgebildet, einen Wärmeleitkörper mit einer ersten Anschlußfläche, einen Deckel mit einer zweiten Anschlußfläche, wobei der Laserbarren zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Deckel angeordnet ist, wobei der Deckel mit dem Wärmeleitkörper mechanisch verbunden ist und die erste Kontaktfläche mit der ersten Anschlußfläche über eine intermetallische Schicht (16) flächig thermisch und elektrisch verbunden ist und die zweite Kontaktfläche mit der zweiten Anschlußfläche elektrisch verbunden ist, wobei die intermetallische Schicht Gold (Au) und wenigstens ein weiteres Metall (ME) der Gruppe Blei, Cadmium, Indium, Zinn umfasst und die intermetallische Schicht überwiegend aus einer oder mehreren Mischphasen AuME₃, AuME₂ und/oder Phasen mit höherem Goldanteil besteht.
Diodenlaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel einen Beitrag zur Wärmeableitung von der zweiten Kontaktfläche leistend vorgesehen ist und/ oder der Deckel mittels eines elektrisch isolierenden Fügemittels mit dem Wärmeleitkörper thermisch und mechanisch verbunden ist.
Verwendung einer permanenten Klemmkraft (22) zum Aufrechterhalten einer Befestigung eines Halbleiterbauelements auf einem Wärmeleitkörper mittels einer intermetallischen Schicht (16), wobei die intermetallische Schicht Gold (Au) und wenigstens ein weiteres Metall (ME) der Gruppe Blei, Cadmium, Indium, Zinn umfasst und die intermetallische Schicht überwiegend aus einer oder mehreren Mischphasen AuME₃, AuME2 und/oder Phasen mit höherem Goldanteil besteht.