DE102022106937A1 - Gestapelte laseranordnung und verfahren zum erzeugen derselben - Google Patents

Gestapelte laseranordnung und verfahren zum erzeugen derselben Download PDF

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Erik Heinemann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gestapelte Laseranordnung mit einer ersten Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen, die Seitenflächen umfassend ein isolierendes Material. Zudem ist wenigstens eine zweite Laservorrichtung mit Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen vorgesehen, wobei die Seitenflächen ein isolierendes Material umfassen. Die Lichtaustrittsseiten der erste Laservorrichtung und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung zeigen in die gleiche Richtung und die wenigstens eine zweite Laservorrichtung ist auf einer der Hauptseiten der ersten Laservorrichtung angeordnet. Erfindungsgemäß erfolgt eine elektrische Kontaktierung an die aktive Zone der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung über zumindest eine ihrer jeweiligen Seitenflächen, indem das isolierende Material stellenweise durchbrochen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine gestapelte Laseranordnung und ein Verfahren zum Erzeugen einer solchen Laseranordnung.
  • HINTERGRUND
  • Für verschiedene Anwendungen, unter anderem im Virtual Reality oder im Augmented Reality Bereich werden für die Erzeugung der visuellen Informationen Laserdioden verwendet, deren Licht über geeignete Optiken an das Auge des Benutzers geführt wird. Dabei werden verschiedene Laserdioden für den roten, grünen und blauen Farbbereich eingesetzt, indem diese auf einen entsprechenden Träger platziert und gegebenenfalls genau auf die Optik ausgerichtet werden.
  • Die dafür notwendigen konventionellen Fertigungstechniken sind oftmals aufwendig und teuer. Darüber hinaus benötigen die auf einer Platine angeordneten Laserdioden komplexe Optiken, um die unterschiedlichen Farben korrekt aufeinander auf der Linse des Benutzers abzubilden. Diese sogenannten Schielwinkel lassen sich zwar durch geeignete Linsen kompensieren, diese fallen aber oft größer aus. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Optiken außerhalb des Packages liegen, da sich hier die Laser-Strahlen bis zu den Optiken erstmal ausdehnen. Dadurch wächst die Größe an, was gerade bei kleineren Anwendungen, z.B. im Brillenbereich wiederum unerwünscht ist.
  • Es besteht demnach das Bedürfnis, für Laseranordnungen vor allem für den Virtual Reality oder auch Augmented Reality Bereich eine platzsparende Lösung zu finden, die sich zudem kostengünstig realisieren lässt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfinder schlagen vor, mehrere Laservorrichtungen entlang einer ihrer Hauptseiten aufeinander zu stapeln, um so den benötigten Platz zu reduzieren. Durch verschiedene Maßnahmen können diese dann kontaktiert werden, wobei sich zum einen die unterschiedliche Resonatorlänge ausnutzen lässt. Zum anderen können benachbarte Laservorrichtungen auch an ein gemeinsames Potential angeschlossen werden, so dass eine gemeinsame Kontaktierung für die einzelnen Laservorrichtungen auf eine einfache Weise möglich wird. Das Stapeln der Laservorrichtung führt zu einer besonders platzsparenden Bauweise, da der fertige Stapel als einzelnes Modul verwendet werden kann. Ein weiterer Submount kann daher entfallen. Zudem lassen sich auf diese Weise verschiedene gestapelte Vorrichtungen erzeugen, d.h. Laservorrichtungen mit einzelnen Laserkämmen (engl. Single Ridges) aber auch mit mehreren Laserkämmen (engl. Multi Ridges). Dabei kann je nach gewünschter Lichtausgangsleistung die Anzahl der gestapelten Laservorrichtungen jeweils einzelner Farben variiert werden.
  • Durch die Stapelung ist die relative Position der einzelnen Laservorrichtungen zueinander festgelegt. Insbesondere ist eine genaue Positionierung zueinander möglich, so dass zum einen die Seitenflächen der Vorrichtungen aneinander bündig ausgerichtet sind und sich zum anderen einfachere Linsen für den optischen Pfad benutzen lassen. Dabei kann eine Stapelung sowohl einzelner Laservorrichtungen als auch von Gruppen von Vorrichtungen bis hin zu einem Waferstacking erfolgen. Dies ermöglicht die Benutzung paralleler Prozesse in der Herstellung. Die resultierenden Stapel benötigen neben weniger Montageschritten auch nur einen Burn-In Vorgang für den gesamten Stapel, so dass sich weitere Vorteile realisieren lassen.
  • Des Weiteren wird in einigen Aspekten mit Vorteil ausgenutzt, dass während einer Herstellung der einzelnen Laservorrichtungen die Seitenflächen frei liegen. Diese ermöglichen eine Kontaktierung zu elektrisch leitfähigen Bereichen, die an die aktive Zone der jeweiligen Laservorrichtung führen.
  • In einer möglichen Ausführung umfasst demnach eine gestapelte Laseranordnung eine erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung. Die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung umfassen jeweils einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone.
  • Dieser weist eine Lichtaustrittsseite auf. Jede der Laservorrichtungen besitzt zwei Hauptseiten und zwei dazu senkrecht verlaufende Seitenflächen. Die Seitenflächen der beiden Laservorrichtungen weisen jeweils ein isolierendes Material auf. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Begriff „Hauptseiten“ die Seiten der Laservorrichtung, die im Wesentlichen in Wachstumsrichtung des Halbleiterkörpers verlaufen. Die Lichtaustrittsfläche ist im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptseiten. Der Laserkamm verläuft in einigen Ausführungen parallel zu der Hauptseite und ist nicht unbedingt zentriert auf der Lichtaustrittsfläche, sondern vom Zentrum in Richtung auf eine der Hauptseiten versetzt angeordnet.
  • Das von den Laservorrichtungen abgegebene Licht weist ebenfalls ein nicht-rotationssymmetrisches Strahlprofil mit einer schnellen Achse und einer langsamen Achse senkrecht zur schnellen Achse auf. Das Strahlungsprofil ist hierbei ellipsenförmig, wobei die große Halbachse auch als schnelle Achse bezeichnet dabei parallel zu den Seitenflächen verläuft, die kleine oder langsame Achse ist parallel zu den Hauptseiten ausgerichtet.
  • Nach dem vorgeschlagenen Prinzip zeigen die Lichtaustrittsseiten der erste Laservorrichtung und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung in die gleiche Richtung. Zudem ist die wenigstens eine zweite Laservorrichtung auf einer der Hauptseiten der ersten Laservorrichtung angeordnet und an dieser befestigt. Zweckmäßigerweise sind die beiden Laservorrichtungen gleich breit, so dass die Seitenflächen bündig zueinander abschließen.
  • Damit wird eine sehr kleine Bauform mit einem möglichst kleinen Abstand der jeweiligen Laserkämme erreicht. Eine elektrische Kontaktierung an die aktiven Zonen der ersten und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung erfolgt nun nicht über die Hauptseite, sondern über zumindest eine ihrer jeweiligen Seitenflächen, indem das isolierende Material stellenweise durchbrochen ist. Dieser Aspekt erlaubt es, einen elektrischen Kontakt unabhängig von einer Stapelung der einzelnen Laservorrichtungen zu erreichen.
  • Auf diese Weise wird eine sehr kompakte Bauform eines Stapels aus Laservorrichtungen erreicht. In einer Ausgestaltung sind auf dem isolierenden Material der Seitenflächen elektrische Kontakte aufgebracht, beispielsweise in Form von metallischen Flächen. Diese können auf dem isolierenden Material aufgedampft oder auch aufgesputtert sein. In einem Beispiel kann jeweils ein erster elektrischer Kontakt auf einer ersten Seitenfläche und ein zweiter elektrischer Kontakt auf der zweiten (gegenüberliegenden) Seitenfläche angeordnet sein. Die Kontakte sind elektrisch durch das isolierende Material der Seitenflächen mit den innen liegenden elektrisch leitfähigen Bereichen verbunden. In einem anderen Beispiel sind erste und zweite elektrische Kontakte auf einer gemeinsamen Seitenfläche angeordnet. Dabei sind die beiden kontakte lateral voneinander beabstandet, um einen möglichen Kurzschluss zu vermeiden.
  • In einigen Aspekten ist auf den Seitenflächen eine metallische Schicht angeordnet, welche jeweils die Kontaktfläche bildet. Um eine einfachere Kontaktierung entlang dieser Seitenfläche zu erreichen, kann vorgesehen sein, optional die metallische Schicht über zumindest 50% einer Länge der Seitenfläche, eventuell auch über die ganze Länge der Seitenfläche auszudehnen. Die elektrisch leitfähigen Bereiche innerhalb einer Laservorrichtung sind voneinander vertikal beabstandet, wobei der Abstand durch den epitaktischen Wachstumsprozess und die Fertigungsschritte vorgegeben ist. Entsprechend sind die Durchbrüche in einigen Aspekten auf den Seitenflächen, welche die elektrisch leitfähigen Bereiche der Laservorrichtungen kontaktieren lateral versetzt zueinander angeordnet. Beispielsweise kann mit Sicht auf die Lichtaustrittseite und bezüglich einer der Hauptseiten ein Durchbruch durch das isolierende Material auf einer Seitenfläche vertikal versetzt zu einem Durchbruch durch das isolierende Material auf der anderen Seitenfläche sein. In einigen Ausgestaltungen können die Durchbrüche auf der gleichen Höhe aber unterschiedlichen Seiten liegen, wenn beispielsweise die elektrisch leitfähigen Bereiche innerhalb der Laservorrichtung zu der aktiven Zone führen.
  • Während der Herstellung der einzelnen Laservorrichtungen können die Hauptseiten mit einer dielektrischen Schicht versehen werden. Dadurch sind die beiden Laservorrichtungen nach dem Aufeinanderstapeln voneinander elektrisch isoliert. Zwischen den Laservorrichtungen kann zudem ein Klebstoff oder noch zusätzlich ein elektrisch isolierendes Material vorgesehen werden, was insbesondere von Vorteil ist, wenn eine der Laservorrichtungen keine zusätzliche dielektrische Schicht oder nur eine sehr dünne Schicht aufweist. Damit wird eine besondere platzsparende Bauweise geschaffen. Die Klebeschicht kann ein Epoxid sein. In einem anderen Aspekt kann die verbindende Schicht metallisch ausgeführt sein. Zudem bietet es sich an, ein Material für die verbindende Schicht mit einer besonders großen Wärmetransporteigenschaft zu wählen. Dadurch lässt sich in einem Betrieb der gestapelten Laseranordnung eine entstehende Wärme gut abführen. In diesem Zusammenhang lassen sich auch die Kontakte, Stege auf den Seitenflächen bzw. auch die Seitenflächen selbst verwenden.
  • Ein weiterer Aspekt ergibt sich durch eine nachfolgende Prozessierung eines Stapels aus Laservorrichtungen. So kann in einigen Aspekten vorgesehen sein, dass die Kontaktierung über einen zumindest teilweise entlang der Seitenfläche der jeweiligen Laservorrichtung verlaufenden leitfähigen Steg erfolgt. Dieser Steg ist auf dem isolierenden Material der Seitenfläche angeordnet und erstreckt sich in einigen Aspekten zudem zumindest teilweise auch über eine Seitenfläche der jeweils anderen Laservorrichtung. Dadurch lassen sich längere leitfähige Stege bilden, die entlang von Seitenflächen verschiedener Laservorrichtungen bis hin zu dem Kontakt führen. Mit anderen Worten erfolgt eine Kontaktierung einer Laservorrichtung über entlang der Seitenflächen verlaufende metallische Kontaktstege.
  • In einigen Aspekten ist eine metallische Schicht vorgesehen, die sich entlang mehrerer Seitenflächen erstreckt und elektrisch leitfähige Bereiche der ersten und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung auf der gleichen Seite kontaktiert. Dadurch bildet die metallische Schicht eine gemeinsame Anschlussfläche, so dass in einem elektrischen Betrieb die Laservorrichtungen auf dem gleichen Potential liegen.
  • Die gestapelte Laseranordnung ist in einigen Beispielen für die Abgabe von Licht unterschiedlicher Wellenlänge ausgeführt. Hierzu weist in einigen Ausführungen die erste Laservorrichtung eine Resonatorlänge auf, die sich von einer der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung unterscheidet. Es ist zweckmäßig, die Laservorrichtungen derart zu stapeln, dass die Laservorrichtung mit der größten Resonatorlänge bezogen auf eine spätere Montage unten liegt.
  • In einem weiteren Aspekt umfasst die gestapelte Laseranordnung einen Träger mit einer Anzahl von Kontaktflächen, insbesondere von in einer Reihe angeordneter Kontaktflächen.
  • Der Träger kann ein PCB Board oder ein Mount sein, auf dem die Laseranordnung befestigt wird. Mit anderen Worten wird der Stapel auf diese Weise um 90° gedreht auf dem Träger befestigt. Dadurch wird zudem in einem Betrieb die schnelle Achse parallel zu dem Träger ausgerichtet.
  • In einer Ausführung ist nach dem vorgeschlagenen Prinzip die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung derart auf dem Träger befestigt, dass die elektrische Kontaktierung der Seitenfläche wenigstens einer aus der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung auf den Kontaktflächen angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein direkter elektrischer Kontakt, beispielsweise durch geeignete Lote erreicht. Gleichzeitig können diese Kontaktflächen die mechanische Stabilität verbessern und der Wärmeabfuhr im Betrieb dienen. Um gegebenenfalls Toleranzen auszugleichen, können die Kontaktflächen leicht größer als die korrespondierenden Kontaktierungen auf den Seitenflächen sein. In diesem Zusammenhang ist es in einigen Aspekten vorgesehen, dass alle Kontaktierungen auf einer Seite angeordnet sind.
  • In einem anderen Aspekt ist vorgesehen, die Seitenfläche auf einer gemeinsamen Fläche zu befestigen, um diese für den Wärmetransport zu verwenden. Eine elektrische Kontaktierung kann auf diese Weise auch über die dem Träger abgewandte Seitenfläche erfolgen, beispielsweise mittels Bonddrähten, die an elektrische Kontakte auf der Oberfläche des Trägers führen.
  • In einem anderen Aspekt umfasst die Laseranordnung einen Träger mit einer Anzahl von Kontaktflächen, insbesondere von in einer Reihe angeordneter Kontaktflächen; wobei eine Hauptseite der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung dem Träger zugewandt angeordnet ist und ein leitfähiger Steg entlang der Seitenfläche der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung elektrisch leitend mit einer der Kontaktflächen verbunden ist. Der Steg führt somit entlang einer oder mehrerer Seitenflächen bis zur Kontaktierung für die Laservorrichtung. Dies erlaubt eine besonders sparende Bauweise, da Bonddrähte nicht notwendig sind und die Durchkontaktierung der Stege und der Kontaktflächen erzeugt wird.
  • Daneben lässt sich die gestapelte Laseranordnung auch so auf dem Träger anordnen, dass die Hauptseiten zu einer Oberfläche parallel angeordnet sind. So kann eine Hauptseite der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung dem Träger zugewandt angeordnet sein, wobei eine Kontaktfläche auf einer der Seitenflächen der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung beispielsweise über einen Bonddraht elektrisch leitend mit einer der Kontaktflächen verbunden ist.
  • Ein anderer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer gestapelten Laseranordnung. Dabei wird unter anderem eine erste Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone bereitgestellt. Ebenso wird wenigstens eine zweite Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone bereitgestellt. Die erste und die wenigstens eine zweite Laservorrichtung weisen jeweils zwei Hauptseiten und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen. Damit sind die Laservorrichtungen so wie oben bereits beschrieben ausgeführt.
  • Sie werden beispielsweise auf einem Wachstumssubstrat epitaktisch erzeugt und anschließend getrennt. Der Herstellungsprozess ist derart ausgeführt, dass Seitenflächen der jeweiligen Laservorrichtungen zumindest einen elektrisch leitfähigen Bereich aufweisen, welcher die aktive Zone elektrisch kontaktiert.
  • Die erste und die wenigstens eine zweite Laservorrichtung werden gegeneinander ausgerichtet, beispielsweise übereinander gestapelt. Die Toleranzen können dabei möglichst niedrig sein. Nach dem Ausrichten werden diese aneinander befestigt, so dass sich ein Stapel ergibt, der bündige Seitenflächen aufweist. Dies kann je nach Ausgestaltung mittels eines elektrisch isolierenden Materials, insbesondere eines Klebstoffes erfolgen.
  • Dann wird wenigstens einer der elektrisch leitfähigen Bereiche der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung über zumindest eine ihrer jeweiligen Seitenflächen elektrisch kontaktiert, wobei auf den Seitenflächen ein im Bereich der Kontaktierung durchbrochenes isolierendes Material aufgebracht ist. In einigen Aspekten wird hierzu eine elektrisch isolierende Schicht auf den Seitenflächen aufgebracht und anschließend strukturiert. Es wird weiterhin ein Durchbruch in der elektrisch isolierenden Schicht erzeugt, so dass der zumindest eine elektrisch leitfähige Bereich freigelegt wird. In diesen Durchbruch wird ein elektrisch leitfähiges Material verfüllt und so der elektrisch leitfähige Bereich kontaktiert. Dann wird ein elektrischer Kontakt auf der Seitenfläche ausgebildet. Auf diese Weise erfolgt eine Kontaktierung über die Seitenflächen, wodurch eine platzsparende Anordnung erzeugt wird.
  • Für die Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Bereiche und ein Anschluss an Kontakte auf einem Träger bestehen mehrere Möglichkeiten. In einem Aspekt wird ein elektrisch leitfähiger Steg als Kontaktierung auf der Seitenfläche ausgebildet. Der elektrisch leitfähige Steg kann sich entlang der Länge der Seitenfläche z.B. des Resonators erstrecken. Es ist aber auch möglich, den Steg im Wesentlichen vertikal, d.h. über die Seitenflächen des Stapels auszubilden. In einigen Aspekten ist es denkbar, den Steg als metallische Schicht auszuführen, der sich zumindest teilweise über die Seitenfläche mehrerer Stege erstreckt. Die metallische Schicht kann als Kontaktierung dienen, wenn die gestapelte Laseranordnung auf einen Träger aufgesetzt wird.
  • In einem anderen Aspekt wird die elektrische Kontaktierung erzeugt, indem eine Schichtenfolge mit einem isolierenden Material ausgebildet wird. In die Schichtenfolge können ein oder mehrere Durchbrüche beispielsweise durch Ätzen, Laserbohren oder ähnliches erzeugt werden. Die Durchbrüche werden mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt. Die Schichtenfolge kann separat erzeugt und erst in einem folgenden Schritt mit den gestapelten Laservorrichtungen verbunden werden. Auf der Schichtenfolge kann zudem eine metallische Schicht abgeschieden werden, welches das elektrisch leitfähige Material kontaktiert und so als Kontakt dient.
  • In einem weiteren Aspekt wird nun die Schichtenfolge an den Seitenflächen der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung befestigt, so dass die Durchbrüche mit den elektrisch leitfähigen Bereichen in Kontakt stehen. Auf diese Weise werden die elektrisch leitfähigen Bereiche auf die Seitenflächen nach außen geführt.
  • Einige weitere Gegenstände, die verschiedene Aspekte von gestapelten Laseranordnungen betreffen sind in der folgenden, nicht abschließenden Liste aufgeführt:
    • 1. Gestapelte Laseranordnung, aufweisend:
      • - eine erste Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten, und mit jeweils einem elektrischen Kontakt auf den zwei Hauptseiten;
      • - wenigstens eine zweite Laservorrichtung mit Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten und mit jeweils einem elektrischen Kontakt auf den zwei Hauptseiten;
      wobei
      • - ein Verbundelement aufweisend ein dielektrisches Material, welches zwischen der ersten und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung angeordnet ist; wobei das Verbundelement eine leitfähige Schicht auf einer Hauptseite umfasst, welche den elektrischen Kontakt der ersten Laservorrichtung kontaktiert und einen freiliegenden Kontaktbereich aufweist; wobei
      • - ein dem Verbundelement zugewandter elektrischer Kontakt der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung freiliegt; und eine Länge der ersten Laservorrichtung kürzer ist als eine Länge der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung.
    • 2. Gestapelte Laservorrichtung nach Gegenstand 1; bei der das Verbundelement eine Keramik mit einer Oberflächenmetallisierung als leitfähige Schicht umfasst.
    • 3. Gestapelte Laservorrichtung nach Gegenstand 1 oder 2; weiter umfassend einen Träger mit einem leitfähigen Kontaktbereich, der mit dem Verbundelement abgewandten elektrischen Kontakt der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung elektrisch und optional mechanisch verbunden ist und den freiliegenden Kontaktbereich kontaktiert.
    • 4. Gestapelte Laservorrichtung nach einem Gegenstände 1 bis 3; bei der der freiliegende Kontaktbereich und der dem Verbundelement zugewandter elektrischer Kontakt nebeneinander angeordnet sind.
    • 5. Gestapelte Laservorrichtung nach einem Gegenstände 1 bis 4, bei der die erste Laservorrichtung zur Erzeugung von Licht einer ersten Wellenlänge und die wenigstens eine zweite Laservorrichtung zur Erzeugung von Licht einer zweiten Wellenlänge ausgeführt ist.
    • 6. Gestapelte Laservorrichtung nach einem Gegenstände 1 bis 5, bei der wenigstens einer der elektrischen Kontakte auf den zwei Hauptseiten zumindest einer der Laservorrichtungen sich über die Länge der Hauptseite der Laservorrichtung erstreckt.
    • 7. Gestapelte Laservorrichtung nach Gegenstand 2, bei dem der Träger weitere Kontaktbereiche aufweist, die über Bonddrähte mit dem freiliegenden Kontaktbereich und mit dem Verbundelement zugewandten elektrischen Kontakt verbunden sind
    • 8. Gestapelte Laservorrichtung nach einem Gegenstände 1 bis 6, weiter umfassend einen entlang der Seitenfläche der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung verlaufender von dieser elektrisch isolierter verlaufender Steg, der die freiliegende Kontaktfläche des Verbundelements oder den dem Verbundelement zugewandten elektrischen Kontakt kontaktiert.
    • 9. Gestapelte Laservorrichtung nach einem Gegenstände 1 bis 9, bei der die freiliegende Kontaktfläche und/oder die elektrischen Kontakte an einem der Lichtaustrittseite abgewanderten Ende der Laservorrichtungen liegen.
    • 10. Gestapelte Laseranordnung, aufweisend:
      • - eine erste Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten;
      • - wenigstens eine zweite Laservorrichtung mit Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten;
      • - wobei die erste Laservorrichtung auf der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung angeordnet ist; wobei
      • - die wenigstens eine zweite Laservorrichtung wenigstens zwei leitfähige Durchführungen aufweist; und
      • - die erste Laservorrichtung zumindest eine leitfähige Durchführung aufweist, welche über einer der wenigstens zwei Durchführungen angeordnet ist und diese elektrisch kontaktiert.
    • 11. Gestapelte Laseranordnung nach Gegenstand 10, bei der eine erste der wenigstens zwei leitfähigen Durchführungen einen Kontakt auf einer Hauptseite der ersten Laservorrichtung kontaktiert, die der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung zugewandt ist; und/oder der zweite der wenigstens zwei leitfähigen Durchführungen die zumindest eine leitfähige Durchführung der ersten Laservorrichtung kontaktiert.
    • 12. Gestapelte Laseranordnung nach Gegenstand 10 oder 11, bei der die zumindest eine leitfähige Durchführung von einer ersten Hauptseite auf eine gegenüberliegende Hauptseite führt und dort mit einem Kontakt verbunden ist.
    • 13. Gestapelte Laseranordnung nach Gegenstand 11 oder 12, bei welcher der Kontakt eine flächige metallische Schicht umfasst, die sich optional entlang einer Seitenlänge der Laservorrichtung erstreckt.
    • 14. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Gegenstände 10 bis 13, bei der zwischen der ersten und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung eine dielektrische Schicht Klebeschicht vorgesehen ist.
    • 15. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Gegenstände 10 bis 14, weiter umfassend einen Träger, der eine Vielzahl von Kontaktflächen aufweist, deren Abstand so ausgebildet ist, dass sie die wenigstens zwei leitfähige Durchführungen kontaktiert.
    • 15. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Gegenstände 10 bis 14, bei der die Durchführung einen den Rand der Durchführung bedeckende dielektrisches Material mit einem innen liegenden leitfähigen Kern, insbesondere aus Metall umfasst.
  • Die hier beschriebenen einzelnen Laservorrichtungen der beschriebenen gestapelten Laseranordnungen lassen sich natürlich untereinander kombinieren. Insofern ist es möglich eine gestapelte Laseranordnung zu bilden, die Laservorrichtungen mit Kontakten auf den Seitenflächen als auch auf den Hauptflächen besitzt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.
    • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Laservorrichtung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 2 zeigt eine schematische Ansicht auf die Lichtaustrittsflächen einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit einer gestapelten Laseranordnung, die auf einem Träger befestigt ist nach einigen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 4A bis 4D sind Darstellungen der gestapelten Laseranordnung in Sicht auf die Lichtaustrittsflächen in einer Seitendarstellung sowie in Draufsicht nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer gestapelten Laseranordnung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips
    • 6A bis 6C ist eine Darstellung der Ausführung der 5 unter verschiedenen Perspektiven;
    • 7 stellt eine Ansicht der gestapelten Laseranordnung dar, die in einem gedrehten Zustand auf einem Träger befestigt ist;
    • 8A und 8B zeigen eine weitere Ausführung einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips auf einem Träger;
    • 9 zeigen eine weitere Ausführung einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips auf einem Träger;
    • 10 ist eine weitere Darstellung einer gestapelten Laseranordnung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 11 zeigt die ersten Schritte eines Verfahrens zum Erzeugen einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 12 zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens zum Erzeugen einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
    • 13 ist eine Ausgestaltung zur Befestigung durch selbst-klebende Seitenflächen zur Erzeugung einer gestapelten Laseranordnung nach dem vorgeschlagenen Verfahren;
    • Figure 14 zeigt eine Ausgestaltung eines Interconnects durch einen zusätzlichen Prozess-Schritt, z.B. Aufheizen zum Löten/Sintern) für die Befestigung der Seitenflächen zur Erzeugung einer gestapelten Laseranordnung nach dem vorgeschlagenen Verfahren;
    • 15A bis 15C zeigen eine weitere Ausgestaltung einiger Verfahrensschritte nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
    • 16 stellt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit für eine gestapelte Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips dar;
    • 17 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer gestapelten Laseranordnung mit weiteren Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip ähnlich wie die Ausführung der 16);
    • 18 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer gestapelten Laseranordnung mit weiteren Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip ähnlich wie die Ausführung der 16);
    • 19 ist eine perspektivische Ansicht einer gestapelten Laseranordnung mit einigen weiteren Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip ähnlich wie die Ausführung der 16);
    • 20 zeigt eine Draufsicht auf die gestapelten Laseranordnung nach 19;
    • 21 ist eine vergrößerte Darstellung der Draufsicht zur Erläuterung weiterer Aspekte;
    • 22 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer gestapelten Laseranordnung nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;
    • 23 zeigt eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Gedankens;
    • 24 ist eine perspektivische Ansicht einer gestapelten Laseranordnung mit einigen weiteren Aspekten ähnlich wie die Ausführung der 22;
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
  • Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt, und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein. Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden. Begriffe wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Laservorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip aus Sicht der Lichtaustrittsfläche. Die Laservorrichtung umfasst einen Halbleiterkörper 20, indem eine aktive zur Lichterzeugung vorgesehene Zone 25 ausgebildet ist. Die Zone befindet sich üblicherweise unter einem sogenannten Laserkamm 25' (Ridge), dessen Ausgestaltung die Resonanz des Lasers bedingt. Der Halbleiterkörpers 20 besitzt zwei hier nicht dargestellte unterschiedlich dotierten Bereiche, die elektrisch mit den Bereichen 251 und 252 in Verbindung stehen. Bereiche 251, 252 sind beispielsweise als metallische Schichten ausgeführt und dienen zur Zuführung von Ladungsträgern an die dotierten Bereiche des Halbleiterkörpers 20 und damit die aktive Zone 25.
  • Der Bereich 251 ist dabei oberhalb des Laserkamms 25', der Bereich 252 unterhalb der aktiven Zone 25 angeordnet. Die elektrischen Bereiche sind von einer weiteren dielektrischen Schicht 22 bzw. 23 bedeckt, welche die erste und die zweite Hauptseite bilden. Die Dicke der schichten kann unterschiedlich gewählt sein oder in einigen Ausführungen auch teilweise entfallen. Ebenso sind die Seitenflächen 24 und 24' durch ein isolierendes Material gebildet. Mit anderen Worten ist der Halbleiterkörper im Wesentlichen von einem dielektrischen Material umgeben, welches sich zumindest teilweise auf den Seitenflächen befindet.
  • In diesem isolierenden Material sind Durchbrüche 241 vorhanden, welche die elektrischen Bereiche 251 bzw. 252 nach außen führen und mit einem elektrischen Kontakt 220 bzw. 220' in Form einer metallischen Schicht auf dem dielektrischen Material der Seitenflächen 24 und 24' verbinden. Damit erfolgt eine Kontaktierung der erfindungsgemäßen Laservorrichtung nicht entlang der Hauptseiten, d. h. entgegen bzw. in der Wachstumsrichtung der Laservorrichtung, sondern entlang der Seitenflächen. Dies ermöglicht es, eine Kontaktierung entlang der kompletten Resonatorlänge anzuordnen und gleichzeitig die Laservorrichtungen übereinander zu stapeln. Die metallische Schicht kann hierzu unterschiedliche Dicken oder auch verschiedene Materialien (z.B. eine Schichtenfolge o.ä.) aufweisen und so zum Aufbringen eines Loste oder auch für ein Bonderfahren besonders geeignet sein.
  • Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt die 2. Bei dieser sind die einzelnen Laservorrichtungen 2, 3 und 4 über eine dielektrische Klebeschicht 8 miteinander verbunden. Im Einzelnen ist die erste Hauptseite 22 der Laservorrichtung 4 über die Klebeschicht 8 an der zweite Hauptseite 23 der Laservorrichtung 3 befestigt. Auf der Hauptseite 22 der Laservorrichtung 3 ist über die Klebeschicht 8 die Laservorrichtung 2 aufgebracht und an der Laservorrichtung 3 befestigt. Dabei sind die breiten der jeweiligen Laservorrichtungen so gewählt, dass die Seitenflächen miteinander bündig abschließen. Auf den Seitenflächen sind nun die Kontakte 220 und 220' angebracht, die über die Durchbrüche 241 in das Innere der jeweiligen Laservorrichtung, und den Strom an die jeweiligen aktiven Zonen 25 führen.
  • Die in 2 dargestellte Laseranordnung umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Laservorrichtungen zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Dabei ist es möglich, die einzelnen Laservorrichtungen für jede Wellenlänge optimiert auszugestalten und dennoch übereinander anzuordnen. Beispielsweise lassen sich neben den hier dargestellten Einzelkammlaservorrichtungen (single ridge laser) auch Mehrkammlaservorrichtungen (multi ridge laser) realisieren und übereinander stapeln. Darüber hinaus erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel die Anordnung der Laservorrichtungen dergestalt, dass die Laserkämme in die gleiche Richtung, d. h. im Ausführungsbeispiel nach oben zeigen. Mit anderen Worten ist die jeweilige Hauptseite mit dem Laserkamm einer Hauptseite einer benachbarten Laservorrichtung zugewandt, die dem Laserkamm wiederum abgewandt ist. Diese Ausgestaltung lässt sich auch variieren, sodass man beispielsweise Laservorrichtungen Kamm an Kamm, d.h. paarweise aufeinander stapeln kann.
  • Die Ausgestaltung mit den Kontakten entlang der Seitenflächen erlaubt es, nun die gestapelte Laseranordnung auf unterschiedliche und damit flexible Weise auf einem Träger befestigen zu können. Die 7 sowie jeweils 4A bis 4D zeigen hierzu verschiedene Ausgestaltungsformen.
  • In 3 ist eine gestapelte Laseranordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip dargestellt.
  • Die gestapelte Laseranordnung 1 umfasst 3 Laservorrichtungen, 2, 3 und 4, die jeweils als sogenannte kantenemittierende Laser mit einem Laserbarren ausgebildet sind. Die Lichtaustrittsfläche liegt dabei dem Betrachter zugewandt auf den Kanten 21, 31 und 41. Die hier dargestellten Laservorrichtungen 2, 3 und 4 sind zur Erzeugung und Abgabe von Licht unterschiedlicher Wellenlänge ausgeführt. Im Einzelnen ist die Laservorrichtung 2 zur Erzeugung und Abgabe von rotem Laserlicht auf der Lichtaustrittsfläche 21, die Laseranordnung 3 zur Erzeugung von blauem Laserlicht und die Laseranordnung 4 zur Erzeugung von grünem Laserlicht ausgeführt.
  • Die einzelnen Laservorrichtungen 2, 3 und 4 sind wie dargestellt übereinandergestapelt. Im Besonderen ist die Vorrichtung 4 mit einer ersten Hauptseite auf einer Kontaktfläche eines Trägers 5 befestigt. Ihre zweite Hauptseite ist wiederum benachbart zu der zweiten Laservorrichtung 3 angeordnet und mit dieser mechanisch verbunden. Auf der abgewandten zweiten Hauptseite der Laservorrichtung 3 ist die Laservorrichtung 2 aufgebracht. Daraus ergibt sich die in diesem und den weiteren Ausführungen gezeigte gestapelte Anordnung aus mehreren Laservorrichtungen.
  • Alle 3 Laservorrichtungen sind derart ausgestaltet, dass sie die gleiche Breite haben, sodass die Seitenflächen der jeweiligen Laservorrichtungen bündig miteinander abschließen. Auf der dem Träger 5 abgewandten Hauptseite der obersten Laservorrichtung 2 ist eine Abschlussschicht 210 aufgebracht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Breite der Lichtaustrittsfläche 21, 31, 41 deutlich kleiner als die Länge der jeweiligen Laservorrichtungen. Entsprechend ist auch die Höhe einer jeden Laservorrichtung deutlich kleiner als die Breite der Lichtaustrittsseite bzw. die Länge der entsprechenden Laservorrichtung. Durch die Länge der Laservorrichtung ist auch die Resonanzlänge der jeweiligen Vorrichtung im Wesentlichen festgelegt.
  • Zur Kontaktierung der einzelnen Laservorrichtungen sind nun metallische Kontaktstege, 62, 63 und 64 vorgesehen, die elektrisch mit Kontaktflächen 52, 53 und 54 auf der Oberseite des Trägers 5 verbunden sind. Die Kontaktstege 62, 63 und 64 führen entlang der Seitenflächen der Laservorrichtungen bis zu der jeweiligen Kontaktierung (nicht sichtbar da von den Stegen verdeckt). Hierzu ist die Seitenfläche aus einem isolierenden Material an der entsprechenden Stelle durchbrochen, sodass eine elektrische Verbindung des jeweiligen Kontaktstegs zur aktiven Zone innerhalb der Laservorrichtung geschaffen wird. Im Einzelnen kontaktiert somit der entlang der Seitenfläche verlaufende Kontaktsteg 62 die Laservorrichtung 2, der Kontaktsteg 63 die Laservorrichtung 3 und der Kontaktsteg 64 die Laservorrichtung 4. Dabei verläuft der jeweilige Kontaktsteg über das isolierende Material der Seitenflächen der jeweiligen anderen Laservorrichtungen, sodass ein Kurzschluss oder eine unerwünschte elektrische Kontaktierung mit den anderen Laservorrichtungen vermieden wird. Die einzelnen Kontaktstege enden darüber hinaus im oberen Viertel der jeweiligen Seitenfläche der Laservorrichtungen, da sich an dieser Stelle der Durchbruch durch das isolierende Material befindet.
  • Auf diese Weise lassen sich platzsparend gestapelte Laseranordnungen mit gleicher Resonatorlänge realisieren, wobei die Kontaktierung über Kontaktstege entlang der Seitenflächen erfolgt. Diese Herangehensweise ermöglicht es, gestapelte Laseranordnungen als solche in einem separaten Herstellungsprozess zu erzeugen und diese anschließend auf einen entsprechend vorbereiteten Träger anzuordnen und zu befestigen.
  • Die 4A bis 4D zeigen eine Ausgestaltung dieser Laseranordnungen, bei der die Laseranordnung in waagrechter Ausgestaltung direkt auf einen Träger aufgesetzt ist und mit diesem elektrisch kontaktiert wird. In der Darstellung der 4A ist dargestellt, dass die Kontakte der Seitenfläche als sogenannte Stegkontakte ausgebildet sind, die sich durch eine größere Breite und Dicke gegenüber einer dünneren Metallschicht wie in den vorangegangenen Ausführungsformen auszeichnen. Im Einzelnen erstrecken sich die Stegkontakte 221 zur Zuführung von Ladungsträger an den unteren elektrischen Bereich 252 nicht nur über die Seitenfläche der jeweiligen Laservorrichtung, sondern auch über einen Teil der Klebeschicht 8 sowie einen oberen Bereich des isolierenden Materials der folgenden nachgeordneten Laservorrichtung.
  • Die Stegkontakte 221' zur Zuführung von Ladungsträger an den Kontaktbereich 251 der jeweiligen Laservorrichtung erstrecken sich hingegen lediglich über die Seitenfläche und einen Teil der Klebeschicht 8. Die Stegkontakte 221 und 221' sind als längliche Kontaktstege 62, 63 und 64 ausgeführt, die sich über die Seitenflächen der jeweils anderen Laservorrichtungen bis hin zu einem unteren Bereich erstrecken, und dort an den Kontaktflächen 52, 53 und 54 befestigt sind.
  • Eine entsprechende Seitendarstellung zur Erläuterung dieser Struktur ist in 4B dargestellt. Dabei reicht der Steg 62, mit seinem Stegkontakt 221 von der Laservorrichtung 2 über die Laservorrichtung 3 und 4 bis zum Kontaktelement 52. Der Steg 63 erstreckt sich von der Laservorrichtung 3 über die Laservorrichtung 4 bis zum Kontaktelement 53 auf dem Träger 5; der Kontaktsteg 64 reicht lediglich von der oberen Kontaktierung 251 der Laservorrichtung 4 bis zur Kontaktfläche 54 auf dem Träger 5.
  • In Draufsicht auf die in der 4B dargestellten Struktur zeigt 4C mehrere Aussparungen 65 einer Laservorrichtung. In dieser Aussparung bzw. auf diesen Aussparungen verlaufen die Kontaktstege 63 bzw. 62, sodass dadurch Metallisierungsabstände an den Seitenflächen realisiert werden, um Kurzschlüsse durch eine seitliche elektrische Kontaktierung der Stege zu vermeiden. In dieser Ausgestaltung der 5C reicht die Kontaktierungsebene 251 bis an den Rand der jeweiligen Laservorrichtung.
  • In einer alternativen Ausgestaltung, dargestellt in 4D, ist die metallische Struktur 251 innerhalb der Laservorrichtung derart angeordnet, dass zum Rand der jeweiligen Laservorrichtung, insbesondere zur Seitenfläche ein geringfügiger Abstand verbleibt. Der Abstand wird durch ein dielektrisches Material erzeugt, welches um die metallische Schicht herumreicht. Lediglich im Bereich der späteren Stege 62 bzw. 62' ist das dielektrische Material durchbrochen und der Durchbruch durch das isolierende Material der Seitenfläche 241 mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt. Mit anderen Worten kann daher die Seitenfläche durch ein dielektrisches Material gegeben sein, welches stellenweise durchbrochen und mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt ist.
  • Zur Kontaktierung der innen liegenden metallischen Schicht an die aktive Zone ist daher in diesem Zusammenhang ein Durchbruch durch das isolierende elektrische Material wie beispielsweise in 4D gleichbedeutend mit der Darstellung in 4C, bei der auch das elektrisch isolierende Material der Seitenflächen 241 und 241' zumindest stellenweise entfernt ist.
  • Die 5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung. In dieser Darstellung ist besonders gut der vertikal versetzte Durchbruch durch das isolierende Material der Seitenflächen zur Kontaktierung der jeweiligen elektrisch leitenden Bereiche der Laservorrichtungen zu erkennen. Die Durchbrüche 251 und 252 sind vertikal zueinander versetzt und erstrecken sich durch die isolierende Seitenwand bzw. Seitenfläche. Dabei ist es je nach Ausgestaltung möglich, die Kontakte als metallisierte Schichten bzw. Stegkontakte 62, 63 und 64 sowie als einen gemeinsamen Stegkontakt 65 auszubilden.
  • Alternativ kann, wie in einigen anderen Ausführungen anhand der Figuren erkennbar die Laseranordnung um 90° gedreht auf den Träger 5 und auf eine gemeinsame Kontaktierungsebene 51 aufgesetzt werden. Die leitfähigen metallischen Schichten auf den Seitenflächen sind mit den Durchbrüchen 252 elektrisch leitend verbunden, sodass die Kontaktfläche 51 auf der Oberseite des Trägers einen gemeinsamen Kontakt für die einzelnen Laservorrichtungen der Laseranordnung bildet. Die abgewandten Seitenflächen sind über Bonddrähte 520, 530 und 540 auf separat angeordnete Kontaktbereiche auf der Oberfläche geführt. Insofern ähnelt dieser Ausgestaltung auch der Darstellung der 8B.
  • In 6A ist die Ausführungsformen der 5 in Draufsicht um 180° gedreht gezeigt. Eine gemeinsamer Kontakt 51 ist an elektrisch leitende Stege 61 angeschlossen, die jeweils die obere Durchführungen 251 als gemeinsamen Kontakt kontaktieren. Auf der anderen Seite der Ausgestaltung sind einzelne Kontaktbereiche 52, 53 und 54 auf der Oberseite des Trägers 5 vorgesehen, die mit den Kontaktstegen 62, 63 und 64 in leitender Verbindung stehen. Diese führen jeweils an den unteren Durchbruch der Laservorrichtungen, sodass jede der Laservorrichtung einerseits durch einen gemeinsamen Kontakt und andererseits durch einzelne Kontakte kontaktiert wird und damit individuell steuerbar ist.
  • Eine derartige Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht zeigen auch die 6B und 6C. In der 6B ist gut zu erkennen, dass die unterschiedlich ausgebildeten Stege 61 von der gemeinsamen Kontaktfläche 51 an die obere Durchkontaktierung in der Laservorrichtung führen. Die Seitenwände der Laservorrichtungen sind dabei elektrisch von den Stegen 61 isoliert, sodass die Ausbildung eines Kurzschlusses vermieden wird. Die Lichtaustrittsfläche schließt wie auch in anderen Ausführungsformen bündig mit der Trägerkante des Trägers 5 ab. In 6C ist die um 180° gedrehte Sicht dieser Ausführung gezeigt. Die einzelnen Stege 62, 63 und 64 führen zu den jeweils unteren Durchkontaktierungen bzw. Durchbrüchen durch die Seitenwände der Laservorrichtungen. In dieser Ausgestaltung lässt sich erkennen, dass lediglich der Kontaktsteg 61 die Seitenfläche der zu kontaktieren Laservorrichtung bedeckt, während die zweiten Kontaktstege, 62, 63 bzw. 64 lediglich, -wenn überhaupt- einen Teilbereich der Seitenfläche bedecken, und im unteren Bereich der Seitenfläche der Durchbruch vorgesehen ist. Es lässt sich je nach Ausgestaltungsform die Art und auch die Position des Durchbruchs verändern, um so eine geeignete Kontaktierung der unterschiedlich dotierten Schichten des Halbleiterkörpers und damit der aktiven Zone zu erreichen. Insofern sind die hier in diesen Ausführungsbeispielen dargestellten Formen und Anschlüsse lediglich beispielhaft zu verstehen. Wesentlich ist jedoch dabei, dass die Anschlüsse im Gegensatz zu konventionellen Technologien nicht von der Hauptseite, sondern von der Seitenfläche her erfolgen.
  • In 7 ist ein der in Figure 2 gestapelten Laseranordnung um 90° gedreht und mit ihren Seitenflächen auf einen Träger 5 aufgesetzt. Im Einzelnen sind die Kontakte 220 auf den Seitenflächen mit entsprechenden Kontaktbereichen 52, 53 und 54 elektrisch leitend verbunden. Die Kontakte 220' auf der jeweils anderen Seitenfläche sind über Bonddrähte 520, 530 und 540 an weitere Kontakte auf der Oberfläche des Trägers 5 geführt. Durch diese senkrechte Anordnung wird auch in einem Betrieb die schnelle Achse des jeweils abgegebenen Lichtprofils um 90° gedreht und verläuft daher im Wesentlichen parallel zur Trägeroberfläche. Bei einer geeigneten Ausgestaltung des Lichtprofils übersteigt damit die langsame Achse nicht die Breite der jeweiligen Laservorrichtung, sodass die gestapelte Laseranordnung ohne weiteren Submount wie dargestellt direkt auf dem Träger platzierbar und elektrisch kontaktierbar ist.
  • Die 8A und 8B zeigen eine Seiten- bzw. perspektivische Darstellung einer Ausführungsform ähnlich der Darstellung der 7. Auch hier sind, Stegkontakte 221 und 221' entlang der gesamten Seitenfläche der jeweiligen Laservorrichtungen 2, 3 oder 4 angeordnet. Die Stegkontakte 221 sind durch die Drehung um 90° der gestapelten Laservorrichtung direkt auf die Kontakte 52, 53 und 54 auf dem Träger 5 platzierbar. Die Stegkontakte 221' werden über Bonddrähte nach au-ßen auf die entsprechenden Kontaktflächen auf dem Träger 5 geführt. Dies ist auch in der 6B gezeigten, perspektivischen Darstellung zu erkennen. Vorteil einer derartigen Ausgestaltung mit über die Seitenflächen reichenden Kontaktflächen 210 ist zum einen ein geringer spezifischer Widerstand bei der Zuführung von Ladungsträgern an die jeweilige aktive Zone als auch die größere Flexibilität, die Bonddrähte je nach Ausgestaltungswunsch und Anordnung der Kontakte 52, 53 und 54 auf der Oberfläche des Trägers ausgestalten zu können. Eine metallische Schicht 51 auf dem Träger 5 bildet einen gemeinsamen Kontakt, auf dem die gestapelte Laseranordnung mit den Seitenflächen der einzelnen Laservorrichtungen aufgebracht ist.
  • 9 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der die gestapelte Laseranordnung entlang ihrer Hauptseiten auf einem Träger 5 angeordnet ist. in dieser Ausgestaltung ist die Laservorrichtung 2 die dem Träger 50 nächste Laservorrichtung der Anordnung. Die Stegkontakte 221 und 221' sind über jeweilige Bonddrähte 520, 530 und 540 bzw. 521, 531 und 541 an die jeweilige Kontaktflächen auf der Oberfläche des Trägers 5 geführt. Da sich die Stegkontakte 221 und 221' entlang der gesamten Seitenfläche der jeweiligen Laservorrichtungen erstrecken, erlaubt dieser Ausgestaltung eine flexible Anordnung der Bonddrähte über die gesamte Länge der Laseranordnung hinweg. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bonddrähte sich nicht berühren und so zu einem Kurzschluss führen können.
  • Die 10 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung. In diesen Darstellungen ist besonders gut der vertikal versetzte Durchbruch durch das isolierende Material der Seitenflächen zur Kontaktierung der jeweiligen elektrisch leitenden Bereiche der Laservorrichtungen zu erkennen. Die Durchbrüche 251 und 252 sind vertikal zueinander versetzt und erstrecken sich durch die isolierende Seitenwand bzw. Seitenfläche.
  • Die 11 und 12 sowie 13 bis 15 zeigen verschiedene Aspekte eines Herstellungsverfahrens für eine gestapelte Laseranordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip, insbesondere wie sie in den vorangegangenen Ausführungen gezeigt ist. In 11 sind die ersten Schritte eines derartigen Prozessierungsverfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt des Herstellungsverfahrens wird eine Laserstruktur erzeugt, indem beispielsweise unterschiedlich dotierten Halbleitermaterialien mit einer dazwischen liegenden aktiven Zone epitaktisch hergestellt werden. Der sich daraus ergebende Halbleiterkörper ist in der rechten Teildarstellung in perspektivische Ansicht dargestellt.
  • Er umfasst ein Substrat, ein auf der Rückseite liegenden n-Kontakt sowie einen auf der Oberseite liegenden p-Kontakt. Ein zusätzlicher Laserkamm ist durch eine entsprechende Strukturierung vorgesehen, bildet gleichzeitig die aktive Zone 25 und dient als Resonator für die Laservorrichtung. Im linken Teilbereich der Figur sind n-Kontakt und p-Kontakt durch die metallischen Bereiche 251 bzw. 252 schematisch dargestellt. Diese vereinfachte Darstellung dient der anschaulichen Verdeutlichung der wesentlichen Aspekte der Laservorrichtung, ist jedoch nicht als geometrische oder strukturelle genaue Ausgestaltung der Laservorrichtung zu verstehen. Alternative Gestaltungen und Herstellungsmöglichkeiten sind dem Fachmann bekannt. Wesentlich jedoch ist, dass wie im linken Teilbild dargestellt, die elektrisch leitfähigen Bereiche 251 und 252 bis zur Seitenfläche des Halbleiterkörpers 20 ausgeführt sind, sodass eine Kontaktierung der aktiven Zone sowohl von oben oder unten als auch von der Seite her erfolgen kann. In einem nachfolgenden Schritt wird die Oberseite bzw. die Unterseite, d. h. die jeweilige metallischen Kontaktierung mit einem dielektrischen Material versehen. Diese bilden die beiden Hauptseiten der Laservorrichtung. In dem rechten Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens wird lediglich die dem Laserkamm zugewandte Seite mit einem dielektrischen Material bedeckt, die untere Seite mit der n-Kontaktierung 252 bleibt hingegen frei.
  • In einem weiteren Prozessschritt in 11 werden die einzelnen Laservorrichtungen aufeinander gestapelt. Dabei ist es möglich, die Laservorrichtungen vor dem Stapel zu vereinzeln, es lassen sich aber auch Gruppen von Laservorrichtungen aufeinanderstapeln und weiter prozessieren. Insbesondere ist eine sogenanntes Wafer-stacking möglich, indem auf Waferebene die einzelnen Laservorrichtungen zueinander ausgerichtet und anschließend die Wafer aufeinandergestapelt werden. Die Stapelung erfolgt in beiden Ausführungsbeispielen durch eine hier dargestellte zusätzliche Klebeschicht, die zwischen dem dielektrischen Material im linken Teilbild bzw. zwischen dem dielektrischen Material und dem n-Kontakt dem rechten Teilbild angeordnet wird. Die Klebeschicht 8 ist ebenfalls dielektrisch, so dass gemeinsam mit dem Material der Hauptseite der darunterliegenden Laseranordnung eine ausreichende elektrische Isolierung gegeben ist. Vorteil der rechten Ausgestaltung ist einen deutlich kleineren vertikalen Aufbau, da jeweils die die elektrisch isolierende Unterseite einer jeden der Laservorrichtung eingespart werden kann. Zudem erlaubt dieser Ausgestaltung eine direkte Platzierung des n-Kontaktes der untersten Laservorrichtung auf einem entsprechenden Kontaktbereich eines Trägers.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt in 12 werden nun die Seitenflächen der gestapelten Laservorrichtungen mit einem dielektrischen Material versehen, indem Durchbrüche angeordnet sind. Diese Durchbrüche 251 und 252 sind mit einem leitfähigen Material verfüllt, sodass sie die an den Rand geführten leitfähigen Bereiche 251 und 252 kontaktieren. Auf der Seitenfläche sind wiederum metallische Schichten 220 bzw. 220' aufgebracht, die mit dem elektrisch leitfähigen Material in den Durchbrüchen in Kontakt stehen. Eine Kontaktierung erfolgt auf diese Weise von den Seitenflächen der Laseranordnung her.
  • In der rechten Teilfigur der 12 wird in gleicher Weise eine Kontaktierung durchgeführt. Lediglich für die unterste Laservorrichtung ist die eigentliche Seitenkontaktierung in gewisser Weise überflüssig, da der leitende n-Kontakt bereits freiliegt und eine Kontaktierung auch direkt über diesen erfolgen kann.
  • Die Art und Weise dieses letzten Herstellungsschrittes insbesondere eines Erzeugens von dielektrischen Seitenflächen mit einer entsprechenden Kontaktierung sowie Durchbrüchen auf der Höhe der elektrischen Bereiche ist flexibel und kann auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen.
  • Die 13 und 14 zeigen hierzu ein Ausführungsbeispiel, bei der die Seitenflächen separat und unabhängig von der gestapelten Laservorrichtung erzeugt wird. In dem Ausführungsbeispiel dargestellt in 13 wird eine dielektrische Fläche bereitgestellt, die mehrere mit Metall verfüllte Durchbrüche aufweist. Der Abstand, die Form und die Art dieser Durchbrüche ist so gewählt, dass sie, wenn ausgerichtet mit den elektrischen Bereichen 251 und 252 der gestapelten Laservorrichtungen übereinstimmt. Die Seitenflächen können dabei selbstklebend ausgestaltet sein, sodass sie nach einem Ausrichten auf den Seiten der Laservorrichtung festkleben und so die elektrischen Bereiche 251 und 252 kontaktiert werden. Mit einem entsprechenden weiteren Temperatur- und Druck Schritt lassen sich die elektrischen Bereiche mit dem in den Durchbrüchen verfüllten Material sicher kontaktieren. Zu diesem Zweck kann das beispielsweise in den Durchbrüchen vorhandene Material ein Lot oder ein anderes metallisches Material mit niedrigem Schmelzpunkt sein.
  • In einer alternativen Ausgestaltung, dargestellt in 14 ist es auch möglich, ein zusätzliches dünnes Lotmaterial auf der Innenseite der Seitenflächen im Bereich der Durchbrüche vorzusehen. Das zusätzliche Material erlaubt es, in einem weiteren Temperaturschritt eine innige Verbindung zwischen dem Material der Durchbrüche und den Bereichen 251 und 252 der gestapelten Laservorrichtung vorzusehen.
  • Vorteil dieser Ausgestaltung ist die separate und damit getrennte Herstellung der späteren Seitenflächen von der gestapelten Laservorrichtung, wodurch eine unabhängige Prozessoptimierung beider Herstellungsprozesse erreicht wird. Durch geeignete epitaktische Maßnahmen lässt sich im Bereich der Seitenkanten der Laservorrichtungen die Fläche der elektrisch leitenden Bereiche erhöhen und so eine größere Toleranz für die Ausrichtung der Seitenflächen an die Seitenkante der Laservorrichtungen ermöglichen.
  • Ein anderer Ausgestaltungsform zur Erzeugung von Seitenflächen mit einer Kontaktierung nach dem vorgeschlagenen Prinzip zeigen die 15A bis 15C.
  • Bei diesem werden die gestapelten Laservorrichtungen von einem dielektrischen Material umgeben. Insbesondere werden die Seitenkanten mit einem dielektrischen Material überzogen. Dass dielektrische Material kann, anschließend strukturiert und mehrere Durchbrüche in diesem erzeugt werden. Die Position der Durchbrüche ist dabei derart gewählt, dass die Kanten der Bereiche 251 bzw. 252 auf den unterschiedlichen Seitenflächen freilegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Bereiche 251 durch Durchbrüche in der rechten Seitenfläche freigelegt, die elektrischen Bereiche 252 der Laservorrichtungen durch Durchbrüche in der linken Seitenfläche. Natürlich ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, beide Kontaktierungen auf einer Seitenfläche oder auch abwechselnd je nach Bedürfnis und Anwendungsfall vorzusehen. Die Durchbrüche können dabei größer ausgeführt sein als die Dicke der kontaktierenden Bereiche 251, 252 innerhalb der Laservorrichtung, um damit eine sichere Kontaktierung mit einem späteren verfüllten leitfähigen Material sicherzustellen. In einem weiteren letzten Schritt wird ein Material in die Durchbrüche verfüllt und eine elektrisch leitfähige Schicht auf die Außenseite der Seitenflächen aufgetragen.
  • 16 zeigt diesbezüglich eine weitere ergänzende Ausführungsform, die auf eine andere Weise verschiedene Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips verwirklicht. Bei dieser Ausgestaltung sind anstatt von Kontaktstegen, 62, 63 und 64 entsprechende Durchbrüche oder Via durch den hinteren Bereich der jeweiligen Laservorrichtungen vorgesehen. Wie bei den Kontaktstegen in ähnlicher Weise umfasst jedes Via ein isolierendes Material an seinem umgebenden Rand, in das eine leitfähige Komponente eingebracht ist. Der Kontaktvia 62' durchbricht somit isoliert die Laservorrichtungen 4 und 3 und kontaktiert die aktive Zone der Laservorrichtung 2 elektrisch. Entsprechend kontaktiert der Via 63' die Laservorrichtung 3, der letzte Kontaktvia 64' reicht lediglich durch einen Teil des Materials der Laservorrichtung 4 und kontaktiert dort eine elektrisch leitfähige Schicht zu der aktiven Zone.
  • In diesem Zusammenhang ist es zudem denkbar, dass die einzelnen Kontaktvia oder Durchbrüche nicht nur eine Schicht in einer einzelnen Laservorrichtung kontaktieren, sondern auch als gemeinsamer Kontakt für eine Laservorrichtung und die darauf gestapelte Laservorrichtung dienen. So kann beispielsweise der Kontaktdurchbruch 64' sowohl einen elektrisch leitfähigen Bereich zur aktiven Zone der Laservorrichtung 4 als auch einen weiteren elektrisch leitfähigen Bereich zur aktiven Zone der Laservorrichtung 3 als gemeinsamer Kontakt kontaktieren. Ebenso ist auch eine Kontaktierung zwischen den elektrisch leitfähigen Bereichen zur jeweiligen aktiven Zone der Laservorrichtungen 3 und 2 mit dem Kontaktvia 63' gegeben. Die Laservorrichtung 4 liegt zudem auf einer Kontaktfläche 51 des Trägers 5. Eine elektrische Ansteuerung erfolgt beispielsweise durch einen Strom über die Kontaktfläche 51 und den gemeinsamen Kontaktdurchbruch 64'. In gleicher Weise können auch die Laservorrichtungen 2 und 3 einzeln, d.h. getrennt bzw. gemeinsam angesteuert werden.
  • Eine weitere Ausgestaltungsform einer gestapelten Laseranordnung zeigt 17 in einer Querschnittsdarstellung. In dieser Ausführungsform besitzen die einzelnen Laservorrichtungen 2, 3 und 4 die gleiche Länge und sind wie in den anderen Ausgestaltungen auch übereinandergestapelt angeordnet. Die unterste Laservorrichtung 4 ist gleichzeitig an dem Träger 5 befestigt. In dem Ausführungsbeispiel in 18 und 19 ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht dargestellt erfolgt eine Kontaktierung der einzelnen Laservorrichtungen über innerhalb der Laservorrichtungen angeordnete Durchbrüche. Die Durchbrüche umfassen ein dielektrisches Material am Rand eines jeden Durchbruchs und einen innen liegenden metallischen Kern. Damit erzeugen die einzelnen Durchbrüche eine elektrische Durchführung von der Unterseite einer jeden Laservorrichtung zu der entsprechenden Oberseite her
  • In 17 sind derartige Durchführungen 82, 83, 84 und 81 gezeigt Die Durchführung 81 ist nun derart ausgestaltet, dass sie eine entsprechende metallische Schicht 81' an der Unterseite einer jeden Laservorrichtung kontaktiert und somit die untere Hauptseite der Laservorrichtungen 2, 3 und 4 mit der Kontaktfläche 51 auf dem Träger verbindet. Die Durchbrüche durch die einzelnen Laservorrichtungen sind derart ausgestaltet, dass das darin vorhandene elektrisch leitfähige Material eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen dem untersten Kontaktbereich auf dem Träger 5 und der obersten Schicht 81 für die Laservorrichtung 2 ermöglicht.
  • Die Durchkontaktierungen 82, 83 und 84 sind hingegen so ausgeführt, dass sie lediglich eine obere Hauptseite einer jeden Laservorrichtung einzelnen kontaktieren. Im Einzelnen führen die Durchbrüche 82 von dem Träger 5 durch die erste und zweite Laservorrichtung 4 und 3 sowie die dritte Laservorrichtung 2. Auf der oberen Hauptseite umfasst die Laservorrichtung 2 nun eine Kontaktfahne 82', welche den Kontakt für die Laservorrichtung auf der oberen Hauptseite bildet. In gleicher Weise ist die Durchkontaktierung 83 so ausgeführt, dass sie elektrisch den Kontaktbereich 83' auf der Hauptseite der Laservorrichtung 3 kontaktiert. Dieser Kontaktbereich ist zudem durch eine elektrische Isolierung 8 von der unteren Hauptseite der Laservorrichtung 2 getrennt. Der dritte Durchbruch 84 führt von dem Träger 5 durch das Material der Laservorrichtung 4 bis zu den Kontaktbereich 34', der die Oberseite der Laservorrichtung 4 kontaktiert.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der 17, 18 und 19 sind die einzelnen Durchbrüche derart ausgeführt, dass sie jeweils vollständig durch die Laservorrichtungen 2, 3 und 4 hindurchreichen. Die Kontaktefahnen 82', 83' und 84' dienen zur Kontaktierung der entsprechenden Laservorrichtung und sind von der unteren Hauptseite der folgenden Laservorrichtung durch eine isolierende Zwischenschicht 8 getrennt. Lediglich die Durchführung 81 ist als gemeinsamer Kontakt ausgebildet und verbindet die jeweiligen Unterseiten der Laservorrichtungen mit dem Kontakt auf dem Träger 5. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Laservorrichtungen 2, 3 und 4 auf beliebige Weise aufeinander zu stapeln und dennoch jede einzelne ansteuern zu können.
  • 18 und 19 zeigen in perspektivische Darstellung die gestapelte Laseranordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. In 19 deutlich zu erkennen sind die innerhalb eines gewissen Bereichs einer jeden Laservorrichtung angeordneten Durchführungen. Dabei ist zusätzlich ein leitfähiger Zwischenbereich vorgesehen, die durch die Isolationsschicht 8 verläuft und so die Durchführungen miteinander elektrisch verbindet. An der Unterseite zu erkennen sind die einzelnen Kontaktfahnen, die an die Unterseite der jeweiligen Laservorrichtungen führen.
  • 19 zeigt die perspektivische Darstellung auf dem Träger. Auf diesem sind die einzelnen Kontaktbereiche 51, 52, 53 und 54 ausgeführt. Der Kontaktbereich 50 bildet dabei wiederum den gemeinsamen Kontaktbereich zur Zuführung eines gemeinsamen Potenzials an die einzelnen Laservorrichtungen. Die anderen Kontaktbereich 52, 53 und 54 sind mit der metallischen Durchkontaktierung verbunden. Auf der Oberseite der Laservorrichtung 2 ist zudem die Stromverteilungsschicht 210 dargestellt. Diese ist elektrisch leitend mit der Durchkontaktierung 81 verbunden und läuft anschließend entlang der Seitenfläche über die Oberseite der Laservorrichtung 2. In gleicher Weise befindet sich auch eine Stromverteilungsschicht 210 auf der Oberseite der Laservorrichtung 3, wobei diese jedoch wie in 19 dargestellt die Durchkontaktierung 82 verbindet. 20 zeigt diesbezüglich die Draufsicht, aus der die verschiedenen Durchführungen 81, 82, 83 und 84 sichtbar sind. Nicht jede dieser Durchführung ist auch angeschlossen.
  • Die Stromverteilungsschicht auf der obersten Laservorrichtung 2 ist mit der Durchkontaktierung 81 verbunden. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Laser unterschiedlicher Farbe übereinander stapeln und separat ansteuern. Laservorrichtungen gleicher Farbe können gleich ausgestaltet sein, sodass sie gemeinsam durch entsprechende Durchführungen ansteuerbar sind.
  • Die Durchbrüche sind in der 21 nochmals im Detail dargestellt. Jeder Durchbruch ist kreisförmig ausgestaltet und umfasst einen isolierenden Rand 811. Der Rand besteht aus einem dielektrischen Material, sodass ein Kurzschluss bei den Durchführungen vermieden wird. Der Kern eines jeden Durchbruchs umfasst ein Metall 810, welches den Durchbruch isoliert von der jeweiligen Laservorrichtung auffüllt. Für eine Kontaktierung der Laservorrichtung mittels dieses Durchbruchs ist die Stromverteilungsschicht 210 vorgesehen, die um den jeweiligen Durchbruch herum angeordnet ist und den elektrischen Kern verbindet
  • Eine wiederum andere, leicht einfachere Ausführungsform zeigt die 22. Bei dieser umfassen die Laservorrichtung 2, 3 und 4 im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen nicht die gleiche Resonatorlänge, sondern diese ist unterschiedlich gewählt. Die Laservorrichtungen sind auch hier entlang ihrer Hauptseiten aufeinandergestapelt und gemeinsam miteinander befestigt, wobei die Seitenflächen ebenfalls bündig abschließen. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind jedoch hier Bonddrähte 510, 520 und 530 vorgesehen, die an einem der Lichtaustrittsfläche abgewandten Bereich die oben liegenden Hauptseiten kontaktieren. Die Bonddrähte sind an entsprechende Kontakte 52, 53, 54 auf dem Träger 5 geführt. Wie in ähnlicher Weise in der 16 dargestellt, können auch hier die einzelnen Kontaktierungen bzw. die Bonddrähte 510 und 520 zur gemeinsamen Kontaktierung der Laservorrichtungen 3 und 4 bzw. 2 und 3 dienen.
  • 23 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer gestapelten Laseranordnung gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips. Bei dieser Laseranordnung sind die einzelnen Laservorrichtungen mit unterschiedlich langer Resonatorlänge ausgeführt und so übereinander gestapelt, dass die Laservorrichtung mit der längsten Resonatorlänge dem Träger 50 zugewandt ist. Die einzelnen Laservorrichtungen 2, 3 und 4 dabei derart ausgestaltet, dass eine erste Kontaktfläche auf der Unterseite einer jeder Laservorrichtung und eine zweite Kontaktfläche auf ihrer entsprechenden Oberseite angeordnet sind. Dabei ist die zweite Kontaktfläche auf der Oberseite an dem der Lichtaustrittsseite abgewandten Ende der jeweiligen Laservorrichtung vorgesehen. Wie in der Ausführungsform der 23 dargestellt, sind die Kontaktflächen auf der Oberseite der jeweiligen Laservorrichtung 234 über Bonddrähte an entsprechende Kontaktbereich auf dem Träger 5 geführt.
  • Die 24 zeigt hierzu eine perspektivische Ausführungsform, bei der die Kontaktflächen 52, 53 und 54 auf dem Träger 5 dargestellt sind. Im Einzelnen führt ein Bonddraht 520 über eine Kontaktfläche 52 auf die Oberseite 210 der Laservorrichtung 2. Die Oberseite besitzt eine im Wesentlichen vollständig die Hauptseite bedeckende Metallisierungsschicht 210, sodass ein der Bonddraht 520 flexibel über die gesamte Hauptseite der Laservorrichtung 2 angebracht werden kann.
  • Der Bonddraht 530 führt von der Kontaktfläche 53 auf dem Träger 5 zu einem Kontaktbereich 210 der Laservorrichtung 3 an dem abgewandten Ende der Lichtaustrittsseite. Entsprechend kontaktiert der Bonddraht 540 die Kontaktfläche 54 auf dem Träger mit einem Kontaktbereich der Laservorrichtung 4 ebenfalls an dem der Lichtaustrittsseite abgewandten Ende.
  • Wieder zurückverweisend auf die 23 umfasst die hier dargestellte gestapelte Laseranordnung zudem mehrere isolierende Plättchen 300 zwischen einer Oberseite einer Laservorrichtung und der Unterseite der darauf gestapelten Laservorrichtung. Das Plättchen oder auch die Isolierschicht 300 besteht aus einem isolierenden Material und besitzt auf der einer Unterseite der Laservorrichtung zugewandten Seite eine metallische Schicht 210. Die metallische Schicht 210 kontaktiert den auf der unteren Hauptseite der jeweiligen Laservorrichtung befindlichen Kontakt. Im Ausführungsbeispiel der 23 sind zwei Isolationsschichten 300 dargestellt, nämlich zwischen der Laservorrichtung 4 und 3 und der Laservorrichtung 3 und 2. Die Isolationsschicht 300 umfasst ein keramisches oder ein anderes isolierendes Material und auf ihrer Oberfläche eine Metallisierungsschicht 310. Diese Metallisierungsschicht reicht im Ausführungsbeispiel über die gesamte Oberseite der Isolationsschicht 300 und kontaktiert somit den auf der unteren Hauptseite liegenden Kontakt der Laservorrichtungen 3 bzw. 2. In 24 dargestellt ist der untere Kontakt der Laservorrichtung 4 mit der elektrisch leitfähigen Kontaktfläche 51 auf dem Träger 5 verbunden.
  • Aufgrund der unterschiedlichen Resonatorlängen der Laservorrichtungen 2 und 3 liegt ein Bereich der metallischen Schicht 310 der jeweiligen Isolationsschichten 300 frei. Dieser ist über einen Bonddraht mit der Kontaktfläche 51 auf dem Träger verbunden. Die Metallisierungsschichten 310 der einzelnen Isolationsschichten 300 liegen somit auf dem gleichen Potenzial wie die elektrisch leitfähige Kontaktfläche 51 des Trägers. Insofern ist jeder Kontakt auf der unteren Hauptseite der Laservorrichtungen auf das gleiche Potenzial gelegt.
  • Mit dieser Ausgestaltung lassen sich auch Laservorrichtung übereinander stapeln, die zum einen eine unterschiedliche Resonanzlänge aufweisen und deren Kontakte zum anderen auf den gegenüberliegenden Hauptseiten angeordnet sind. Die zusätzliche Isolationsschicht 300 ermöglicht somit eine Kontaktierung des Kontakts der unteren Hauptseite mit der auf der Oberfläche aufgebrachte Metallisierung bei einer gleichzeitigen Isolierung zwischen den einzelnen Laservorrichtungen. Je nach Ausgestaltungsform ist es zudem möglich, dass die Isolationsschichten einen gewissen Wärmetransport erlauben und zur Kühlung der Laservorrichtungen verwendet werden können.
  • In einer weiteren hier nicht dargestellten Ausgestaltungsform lassen sich die auch in den vorangegangenen Ausführungsbeispiel metallische Kontaktstege entlang der Seitenflächen ausbilden, die mit den freiliegenden Kontaktbereichen auf der oberen Hauptseite der jeweiligen Laservorrichtung bzw. mit der Metallisierungsschicht 310 der einzelnen Isolationsschichten in Kontakt stehen. Dies erlaubt es, auch Laservorrichtungen aufeinander zu stapeln, deren Kontakte auf den gegenüberliegenden Hauptseiten liegen und dennoch diese über die in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen gezeigten über die Seitenfläche verlaufenden Stege zu kontaktieren.
  • Die hier dargestellten Ausführungsformen der 3, 16 und 22, sowie ihre Abwandlungen in den anderen Figuren zeigen gestapelte Laseranordnungen, die besonders platzsparend auf einem Träger anordenbar sind. Dabei lassen sich die gestapelten Laseranordnungen separat herstellen, testen und für die spätere Anwendung vorbereiten.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    gestapelte Laseranordnung
    2, 3, 4
    Laservorrichtung
    5
    Träger
    8
    Kleber
    20
    Halbleiterkörper
    21, 31, 41
    Lichtaustrittsseite
    22, 23
    Hauptseiten
    24, 24'
    Seitenfläche
    25
    aktive Zone
    51, 52, 53, 54
    Kontaktfläche
    52', 53', 54'
    Kontaktfläche
    61
    Kontaktsteg
    62, 63, 64
    Kontaktsteg
    81
    Durchführung
    82, 83, 84
    Durchführung
    81'
    Kontaktschicht
    82', 83', 84'
    Kontaktschicht
    210
    metallische Schicht
    220, 220'
    Kontakt
    221, 221'
    Stegkontakt
    241
    Durchbruch
    251, 252 300
    Isolationsschicht
    310
    Metallisierungsschicht
    520, 530, 540
    Bonddraht
    520', 530', 540'
    Bonddraht

Claims (19)

  1. Gestapelte Laseranordnung, aufweisend: - eine erste Laservorrichtung (2) mit einer Lichtaustrittsseite (21) und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper (20) mit einer aktiven Zone (25) und mit zwei Hauptseiten (22, 23) und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen (24, 24'), die Seitenflächen umfassend ein isolierendes Material; - wenigstens eine zweite Laservorrichtung (3, 4) mit Lichtaustrittsseite (31, 41) und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper (2) mit einer aktiven Zone (25) und mit zwei Hauptseiten (22, 23) und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen (24, 24'), die Seitenflächen umfassend ein isolierendes Material; wobei - die Lichtaustrittsseiten (21, 31, 41) der ersten Laservorrichtung (2) und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung (3, 4) in die gleiche Richtung zeigen und die wenigstens eine zweite Laservorrichtung (3, 4) auf einer der Hauptseiten (22, 23) der ersten Laservorrichtung (2) angeordnet ist; - wobei eine elektrische Kontaktierung an die aktive Zone (25) der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung (2, 3, 4) über zumindest eine ihrer jeweiligen Seitenflächen (24, 24') erfolgt, indem das isolierende Material stellenweise durchbrochen (241) ist.
  2. Gestapelte Laseranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste und/oder die wenigstens eine zweite Laservorrichtung (2, 3, 4) jeweils einen ersten elektrischen Kontakt (220) auf einer ersten Seitenfläche (24) und einen zweiten elektrischen Kontakt (220') auf einer zweiten Seitenfläche (24') aufweist; oder bei der die erste und/oder die wenigstens eine zweite Laservorrichtung (2, 3, 4) jeweils einen ersten und zweite elektrischen Kontakt (220, 220') auf einer ersten Seitenfläche (24) aufweist, wobei der erste und zweite elektrische Kontakt (220, 220') lateral voneinander beabstandet sind.
  3. Gestapelte Laseranordnung nach Anspruch 1 oder 2 bei der auf den Seitenflächen (24) eine metallische Schicht angeordnet ist, welche jeweils eine Kontaktfläche (220) bildet; wobei optional die metallische Schicht über zumindest 50% einer Länge der Seitenfläche ausgedehnt ist.
  4. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Sicht auf die Lichtaustrittseite (21, 31, 41) und bezüglich einer der Hauptseiten (23, 23) ein Durchbruch (241) durch das isolierende Material auf einer Seitenfläche (24) vertikal versetzt zu einem Durchbruch durch das isolierende Material auf der anderen Seitenfläche (24') ist.
  5. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eine der einander zugewandten Hauptseiten der ersten und wenigstens einen zweiten Hauptseite (22, 23) ein elektrisch isolierendes Material umfasst.
  6. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kontaktierung über einen zumindest teilweise entlang der Seitenfläche der jeweiligen Laservorrichtung verlaufende leitfähiger Steg (62, 63, 64) erfolgt, wobei der leitfähige Steg (62, 63, 64) sich optional teilweise über eine Seitenfläche der jeweils anderen Laservorrichtung erstreckt.
  7. Gestapelte Laseranordnung nach Anspruch 6, wobei der leitfähige Steg () auf einer Seitenfläche (24, 24') der ersten Laservorrichtung (2) und der leitfähige Steg auf einer Seitenfläche der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung (3, 4) als gemeinsame metallische Schicht ausgebildet ist.
  8. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten Laservorrichtung und der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung eine Klebeschicht (8) angeordnet ist.
  9. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Laservorrichtung (2) eine Resonatorlänge aufweist, die sich von einer Resonatorlänge der wenigsten einen zweiten Laservorrichtung (3, 4) unterscheidet.
  10. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: einen Träger mit einer Anzahl von Kontaktflächen (51, 52, 53, 54), insbesondere von in einer Reihe angeordneter Kontaktflächen; wobei die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung derart angeordnet ist, dass die elektrische Kontaktierung der Seitenfläche wenigstens einer aus der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung auf den Kontaktflächen angeordnet ist.
  11. Gestapelte Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kontaktierung auf der den Kontaktflächen abgewandten Seitenfläche über eine Bonddrahtverbindung auf eine Kontaktfläche auf dem Träger geführt ist.
  12. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend: einen Träger mit einer Anzahl von Kontaktflächen (51, 52, 53, 54), insbesondere von in einer Reihe angeordneter Kontaktflächen; wobei eine Hauptseite der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung dem Träger zugewandt angeordnet ist und ein leitfähiger Steg (62, 63, 64) entlang der Seitenfläche der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung (2, 3, 4) elektrisch leitend mit einer der Kontaktflächen verbunden ist.
  13. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend: einen Träger mit einer Anzahl von Kontaktflächen, insbesondere von in einer Reihe angeordneter Kontaktflächen; wobei eine Hauptseite der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung dem Träger zugewandt angeordnet ist und eine Kontaktfläche auf einer der Seitenflächen der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung über einen Bonddraht elektrisch leitend mit einer der Kontaktflächen verbunden ist.
  14. Gestapelte Laseranordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei der Kontaktfläche auf der anderen der Seitenflächen der ersten oder wenigstens einen zweiten Laservorrichtung über einen Bonddraht elektrisch leitend mit einer der Kontaktflächen verbunden ist.
  15. Verfahren zum Erzeugen einer gestapelten Laseranordnung umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer ersten Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen; wobei die Seitenflächen zumindest einen elektrisch leitfähigen Bereich umfassen, welche die aktive Zone elektrisch kontaktiert; - Bereitstellen wenigstens einer zweiten Laservorrichtung mit einer Lichtaustrittsseite und einem einen Resonator bildenden Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone und mit zwei Hauptseiten und dazu im Wesentlichen senkrecht angeordneten Seitenflächen; wobei die Seitenflächen zumindest einen elektrisch leitfähigen Bereich umfassen, welche die aktive Zone elektrisch kontaktiert; - Gegeneinander ausgerichtetes Befestigen einer Hauptseite der wenigstens einen zweiten Laservorrichtung an einer Hauptseite der ersten Laservorrichtung; - Erzeugen einer elektrischen Kontaktierung an wenigstens einen der elektrisch leitfähigen Bereiche der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung über zumindest eine ihrer jeweiligen Seitenflächen, wobei auf den Seitenflächen ein im Bereich der Kontaktierung durchbrochenes isolierendes Material aufgebracht ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt des gegeneinander ausgerichteten Befestigens ein Befestigen mittels eines elektrisch isolierenden Materials, insbesondere eines Klebstoffes umfasst.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, bei dem der Schritt des Erzeugens einer elektrischen Kontaktierung umfasst: - Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht auf den Seitenflächen; - Strukturieren der elektrisch isolierenden Schicht; - Erzeugen eines Durchbruchs in der elektrisch isolierenden Schicht, um den zumindest einen elektrisch leitfähigen Bereich freizulegen; und - Verfüllen eines elektrisch leitfähigen Materials in dem Durchbruch zur Kontaktierung des elektrisch leitfähigen Bereichs; - Ausbilden eines elektrischen Kontakts auf der Seitenfläche.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Ausbildens eines Kontaktes ein Ausbilden eines elektrisch leitfähigen Stegs umfasst, der optional sich entlang der Seitenfläche einer angrenzenden Laservorrichtung erstreckt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem der Schritt des Erzeugens einer elektrischen Kontaktierung umfasst: - Ausbilden einer Schichtenfolge mit einem isolierenden Material aufweisend ein oder mehrere Durchbrüche, die mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt sind; - Anbringen der Schichtenfolge an den Seitenflächen der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung.
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