DE4315581A1 - Laserdioden mit Kühlsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hochleistungslaserdioden (HLD) mit einem Kühlsystem. Solche Anordnungen kommen insbesondere für die Steigerung der Laserleistung bzw. der -Leistungsdichte der HLD zum Einsatz.

Hochleistungslaserdioden bestehen vorzugsweise aus einer Anordnung epitaktisch gebildeter Halbleiterschichten - wie z. B. GaAs/AlxGa_1-xAs-Systemen -, die einen pn-Übergang sowie einen Resonator aufweisen. Wird ein hinreichend starkes äußeres elektrisches Feld am pn-Übergang angelegt, so setzt Elektron-Loch Rekombination ein und Strahlung wird emittiert. Die Laserwellenlänge ist abhängig von der Bandstruktur des Halbleitermaterials sowie von der Dimensionierung des Resonators.

HLD haben gegenüber herkömmlichen Lasern viele Vorteile. Sie sind klein in der Bauform, haben einen hohen elektrischen/optischen Wirkungsgrad (zwischen 30 und 50%) und sind gegenüber herkömmlichen Lasern bereits zu relativ niedrigen Preisen verfügbar. Hochleistungslaserdioden kommen für die verschiedensten Anwendungen zum Einsatz, z. B. in der Materialbearbeitung und zum Pumpen von Festkörperlasern.

Stand der Technik

Die Verlustleistung der Hochleistungslaserdioden (in Höhe von 50 bis 70%) muß als Wärme aus einem sehr kleinen Bereich der laseraktiven Halbleiter­ schicht abgeführt werden. Eine gute Kühlung ist daher Grundvoraussetzung für den Betrieb von Laserdioden, da eine Temperaturerhöhung mit Effekten wie Wellenlängenverschiebung, reduziertem Wirkungsgrad, verkürzter Lebens­ dauer und im Extremfall mit einer Zerstörung der Laserdiode verbunden ist. Die Wärmeabfuhr erfolgt bei dem Großteil der derzeit üblichen HLD-Bauelementen durch Wärmeleitung in gut thermisch leitendes Material (z. B. in einen Kupfer­ block). Das die Laserdiode und Wärmesenke umfassende Bauelement wird dann üblicherweise auf eine wassergekühlte Grundplatte montiert. Hierbei tritt ein großer thermischer Widerstand (Wärmeleitung, Übergangswiderstand, konvektiver Wärmewiderstand) von der laseraktiven Zone bis zum Kühlwasser auf.

Für eine Reduzierung dieses Widerstandes ist zum einen eine Verkleinerung des Wärmeleitweges und zum anderen eine große Oberfläche der Kühlkanäle erforderlich. Für eine effizientere Kühlung der Hochleistungslaserdioden existieren diverse Weiterentwicklungen. Diese Weiterentwicklungen basieren auf der Anordnung einer Vielzahl schmaler Kanäle (Mikrokanäle) in der Wärmesenke, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Die Integration der Kühlkanäle in das Bauelement trägt zu einer Reduzierung der Übergangswiderstände bei. Eine derartige Anordnung wird im folgenden als Mikrokanalwärmesenke (MKWS) bezeichnet. Durch den Einsatz einer derartigen Wärmesenke kann der Wärmewiderstand vom aktiven Medium bis zur Kühlflüssigkeit um das 2- bis 5-fache im Vergleich zu konventionellen Bauteilen reduziert werden.

Gegenwärtig bestehen diese Mikrokanalwärmesenken ausnahmslos aus einer Folge strukturierter, von der LD baulich getrennter Schichten. Die Anordnungen aus Hochleistungslaserdioden und MKWS zeichnen sich dadurch aus, daß auf der Deckschicht der abgeschlossenen MKWS jeweils eine Laserdiode aufgeklebt oder aufgelötet ist. Die einzelnen Module, bestehend aus MKWS und Laserdioden, sind dabei aus drei und mehr MKWS-Schichten und dem LD- Barren aufgebaut.

Im Konferenzbericht "Test Results of Wafer Thin Coolers at Heat Fluxes from 5 to 125 W/cm²" (M. G. Grote et al; SAE Paper *880997, 18th Intersociety Conference of Environment Systems; 1988) sind wassergekühlte MKWS aus Kupfer und Beryllium-Oxid für HLD-Arrays vorgestellt. MKWS aus Kupfer zeichnen sich durch ihre hohe thermische Leitfähigkeit und somit einen effektiven Abtransport der Verlustleistung aus der LD aus. Beryllium-Oxid hat einen wesentlich schlechteren thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten als Kupfer, weist jedoch den Vorteil auf, daß es besser an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von GaAs angepaßt ist. Es besteht somit nicht die Gefahr des Abplatzens der LD von der MKWS bei einem Temperaturanstieg während des Betriebs. Die wassergekühlten Kanäle in den inzwischen weitverbreiteten Strukturen werden derzeit mittels mechanischer Mikrofräser oder Mikrotrennscheiben herausgearbeitet.

Weitere Ausführungsformen für MKWS sind in den amerikanischen Patentschriften US 5105429 und US 5105430 aufgeführt. Die MKWS bestehen hierbei entweder aus einer dreilagigen Schichtstruktur mit Deck-, Mittel-, und Grundschicht (US 5105429) oder aus einer Vielschichtstruktur, in der eine Vielzahl von Zu-, Abfuhr- und Verteilkanälen die Kühlflüssigkeit den Mikro­ kanälen zuführt (US 5105430). Die letztgenannte Ausführungsform kommt insbesondere für Laserdiodenarrays zum Einsatz. Die Laserdiodenarrays bestehen dabei aus einer Vielzahl von vertikal gestapelten Modulen aus jeweils einer Laserdiode und MKWS. Die HLD sind dabei als Horizontalemitter (Kantenemitter) ausgeführt, bei denen die Laserstrahlung seitlich aus der HLD austritt. Die Herstellung dieser Anordnung aus Laserdioden und MKWS ist aufgrund der großen Zahl der einzelnen Bauelemente bzw. Schichten aufwendig.

Diese MKWS sind überwiegend aus Halbleitermaterialien, insbesondere Si aufgebaut. Si besitzt zwar einen schlechteren thermischen Leitfähigkeits­ koeffizienten als Kupfer (Faktor 5), kann jedoch durch chemisches Ätzen relativ einfach strukturiert werden.

Die oben beschriebenen Anordnungen aus MKWS und Laserdiode haben weiterhin einen erhöhten thermischen Widerstand zwischen der laseraktiven Zone und dem Kühlmedium zur Folge. Die Kühleigenschaften sind somit noch nicht optimal ausgenützt und der Laserleistungsbereich wird hierdurch nach oben eingeschränkt.

Ein weiterer Nachteil der Anordnungen nach dem Stand der Technik besteht in der großen Anzahl von Schichten der einzelnen Modulen was insbesondere bei der Stapelung von Modulen für Laserdiodenarrays zu Abdichtungsproblemen führt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bessere Wärmeabfuhr der Hochleistungslaserdioden sowie eine Minimierung der Abmessungen der MKWS zu realisieren. Insbesondere soll die Erfindung eine einfache und preiswerte Anordnung aus Laserdioden und MKWS ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 16 aufgeführt.

Die Erfindung basiert auf der Idee, die Laserdiode und die MKWS in einer Einheit zu integrieren, insbesondere so, daß das Kühlmedium in direktem Kontakt zur Laserdiode steht. Dazu wird ein Chip mit einer oder mehreren Laserdioden als Schicht der MKWS ausgeführt, vorzugsweise als Deckschicht.

Das erfindungsgemäße Bauelement aus Laserdiode/en mit Mikrokanalwärme­ senke besteht aus 2, 3 und mehr Schichten. Die einzelnen Schichten können hierbei mittels 2-dimensionaler und/oder 3-dimensionaler Verfahren strukturiert beziehungsweise angefertigt sein. Unter 2-dimensional sind Prozesse zu verstehen, bei denen sich die Reliefstruktur in den einzelnen Schichten durch die jeweilige Schicht erstreckt. Ein Beispiele hierfür ist das Durchätzen. Die Kanäle sind derart in den Schichten angeordnet, daß durch das Aufeinanderfügen der einzelnen Schichten, die die Funktionen Abdeckung, Zufuhr, Abfuhr und Mikrokanalkühlung beinhalten, ein Kanalsystem entsteht. Die Verbindung der einzelnen Schichten erfolgt durch Verfahren wie Bonden, Schweißen, Löten, Kleben und ähnliches.

Als Material für die Wärmesenke eignen sich alle Stoffe die gut wärmeleitend sind. Bevorzugt kommen Werkstoffe hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer, T- cBN, Diamant, etc. oder Halbleitermaterialien, insbesondere Si, zum Einsatz. Die Kanäle sind mittels Laserstrahlbearbeitung und/oder Stanzen und/oder Galvanotechnik und/oder Ätzen zu realisieren. Detaillierte Ausführungen hierzu sind in der am selben Tag eingereichten Patentanmeldung (Anm. Nr. 92130262-I : "Anordnung aus Laserdioden und einem Kühlsystem sowie Verfahren zu deren Herstellung") zu entnehmen.

So lassen sich speziell mittels Ätzen, Laserstrahlbearbeitung und Galvano­ technik Mikrokanalbreiten im 10 µm-Bereich erzeugen. Die herausgearbeiteten Kanalwände bei den beiden letztgenannten Verfahren können dabei sowohl rechtwinklig als auch unter einem beliebigen Winkel zur Oberfläche angeordnet sein. Dadurch können beispielsweise auch v-förmige Kühlkanäle erzeugt werden.

Insbesondere sind in Verbindung mit der Laserstrahlbearbeitung Prozesse wie Bohren, Schneiden, Abtragen und Oberflächenbehandlungen möglich. Die 2- oder 3-dimensionale Struktur der einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Bauelements wird bei diesem Verfahren durch Laserschneiden, -abtragen und/oder -bohren realisiert. Hierfür wird der Fokus des Laserstrahls und das Werkstück relativ zueinander bewegt.

Beim galvanotechnischen Verfahren kommt vorzugsweise die LIGA Technik (Lithographie, Galvanik und Abformen) zum Einsatz. Hierbei wird zunächst eine Form erzeugt, indem aus einem strahlungsempfindlichen Kunstoff mit energiereicher Strahlung mikrometerfeine reliefartige Strukturen herausge­ arbeitet werden. Durch Auffüllen dieser Urform wird dann eine Negativkopie - üblicherwiese aus Metall - angefertigt. Die Hohlräume der Kunststoffstruktur werden dabei auf galvanischem Weg aufgefüllt. Man erhält mit diesem Verfahren eine komplementäre Mikrostruktur aus Metall, die bereits das gewünschte Endprodukt sein kann oder als Formeinsatz für einen Mikrogießprozeß (beispielsweise für Stanzformen) dienen kann.

Die Ätztechnologie kommt insbesondere bei den Schichten aus Halbleiter­ materialien zum Einsatz.

Ein bevorzugtes Verfahren besteht in der Kombination der unterschiedlichen Herstellungstechniken. So werden vorzugsweise in metallischen Schichten (z. B. aus Kupfer) die feinen Mikrokanäle durch Laserbearbeitung und die Kanäle mit größeren Querschnitten - wie beispielsweise Zu- und Ableitungskanäle - durch Stanzen, Galvanotechnik oder auch durch Ätzen herausgearbeitet bzw. angefertigt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Bauelements besteht darin, daß durch den direkten Kontakt des Kühlmediums mit dem Laserdioden-Chip der thermische Widerstand von der laseraktiven Zone bis zum Kühlmedium stark reduziert ist. So ermöglicht insbesondere eine rückseitige 3-dimensionale Strukturierung des LD-Chips mit Mikrokanälen (sowie eventuell Zulauf- und Ablaufkanäle) eine weitere Reduktion des thermischen Widerstandes und somit eine bessere Wärmeabfuhr. Zudem kann durch die Integration des Laserdioden-Chips in die MKWS die Anzahl der notwendigen Schichten verringert werden. Durch Verlagerung der Mikrokanäle in das rückseitige Substrat des LD-Chips kann unter Zuhilfenahme von 3D-Bearbeitungsverfahren eine Minimierung auf nur zwei Lagen erfolgen - eine Grundplatte und einen LD-Chip als Deckschicht. Dabei können entweder der LD-Chip und/oder die Grundplatte strukturiert sein.

Die HLD auf dem LD-Chip können als Horizontalemitter (Kantenemitter) und/oder Vertikalemitter (Oberflächenemitter) ausgeführt sein. Während bei den Horizontalemittern die Laserstrahlung seitlich aus der Laserdiode austritt, tritt bei den Vertikalemittern die Strahlung senkrecht zur epitaxierten Fläche der Laserdiode aus.

Durch die Integration einer Vielzahl von Laserdioden auf einem Chip lassen sich zudem auf einfachste Weise Hochleistungslaserdioden-Arrays realisieren. Die Laserdioden sind hierbei entweder als Vertikalemitter ausgeführt, oder als Horizonalemitter. Bei den Ausführungsformen mit Horizontalemittern sind zur Umlenkung der Strahlung zusätzliche Optiken (z. B. Spiegel und Prismen) auf dem Laserdiodenchip integriert. Durch diesen Aufbau lassen sich die Anzahl der Komponenten, insbesondere für Laserdiodenarrays, die üblicherweise aus einer Vielzahl von Modulen bestehen, stark reduzieren, was die Fertigung vereinfacht und zudem Leckprobleme für das Kühlmedium reduziert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bauelements, insbesondere bei MKWS auf Si-Basis, besteht darin, einen Wärmetauscher sowie eine Mikropumpe, die das Kühlmedium zirkulieren läßt, in der Anordnung zu integrieren. Hierzu bieten sich insbesondere Mikropumpen nach dem elektrohydrodynamischen Prinzip an, da diese ebenfalls aus zwei- und mehrlagigen Halbleiterschichten bestehen. Hiermit lassen sich einfach und preiswert miniaturisierte Hochleistungslaserdioden oder -Arrays mit integrierter Kühlvorrichtung samt Pumpe realisieren.

Ausführungsbeispiele

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Abb. 1 bis 4 bevorzugte Ausführungsbeispiele dargelegt. Der Einfachheit halber sind - ohne Einschrän­ kung des allgemeinen Erfindungsgedankens - nur Ausführungsbeispiele darge­ stellt, bei denen der Laserdiodenchip die Deckschicht der MKWS darstellt.

Es zeigen:

Fig. 1: Ausführungsform für eine zweilagige MKWS, bei der der LD- Chip nicht strukturiert ist.

Fig. 2: Ausführungsform für eine zweilagige MKWS, bei der der LD- Chip strukturiert ist.

Fig. 3 a-e: Querschnittsdarstellungen für 2D- und 3D-strukturierte mehrlagige MKWS, bei der der LD-Chip keine Strukturierung aufweist.

Fig. 4 a-f: Querschnittsdarstellungen für 2D- und 3D-strukturierte mehrlagige MKWS, bei der der LD-Chip eine Strukturierung aufweist.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bau­ elements, bestehend aus zwei Schichten. Das Bauelement besteht hierbei aus einer 3D-strukturierten Grundplatte (2) - z. B. einer dünnen Si- oder Kupfer- Schicht - und dem Laserdioden-Chip (1) als Deckschicht. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Mikrokanäle (3) sowie der Zu- (4) und Ablaufkanal (5) in der Grundplatte (2). Der Montagebereich des LD-Chips (1) befindet sich direkt über den Mikrokanälen (3), wodurch eine effiziente Kühlung gewährleistet ist. Der LD-Chip kann bei dieser Ausführungsform unstrukturiert bleiben. Im LD-Chip (1) sind, wie hier beispielshaft dargestellt, eine Vielzahl von horizontalen Oberflächenemittern (6) integriert. Die Mikrokanäle können dabei beliebig in der Grundplatte (2) angeordnet sein, insbesondere längs zu den LD-Emittern - wie hier dargestellt -, diagonal oder quer. Zur vertikalen Umlenkung der Strahlung sind auf dem LD-Chip zusätzlich Prismen oder Spiegel (7) angeordnet. Die Grundplatte (2) ist dabei so strukturiert, daß durch das Aufeinanderfügen mit dem LD-Chip (1) ein abgeschlossenes Kühlsystem entsteht. Die beiden Lagen (1) und (2) sind je nach Materialzusammensetzung durch Kleben, Bonden, Löten oder Schweißen zusammengefügt.

In Fig. 2 ist eine zweites Beispiel für eine zweilagige Ausführung des erfindungsgemäßen Bauelements dargestellt. Hierbei ist sowohl der LD-Chip (1) als auch die anschließende Grundschicht (2) 3D-strukturiert. Die Mikrokanäle (3) sind bei dieser Ausführungsform im LD-Chip, die Zu- (4) und Ablaufkanäle (5) in der Grundschicht (2) integriert. Hier ist der LD-Chip (1) mit vertikal abstrahlenden Laserdioden ausgestattet.

Zur Veranschaulichung der Flexibilität des erfindungsgemäßen Bauelements gibt Fig. 3 a-e die Querschnittsdarstellungen weiterer Ausführungsformen für die Anordnung aus LD-Chip (1) und einem Kühlsystem wieder, bestehend aus zwei und mehr Schichten. Der LD-Chip (1) ist dabei unstrukturiert, so daß die eigentliche Wärmesenke mit den Mikrokanälen (3), die im einzelnen in den Figuren nicht dargestellt sind, vom LD-Chip baulich getrennt ist. Zur Vermeidung von thermischen Spannungen in der laseraktiven Zone (1a) ist der LD-Chip (1) mit der Substratseite auf der Wärmesenke aufgebracht. Die Querschnittsdarstellung in Fig. 3a entspricht dabei der Ausführungsform nach Fig. 1.

Fig. 3b zeigt eine dreilagige Ausführungsform der Anordnung aus dem LD- Chip (1) und der Mikrokanalwärmesenke (2, 10). Das Bauelement umfaßt die unstrukturierte Grundschicht (2), eine 3-dimensional strukturierte Zwischen­ schicht (10) mit Mikro- (3), Zulauf- (4) und Ablaufkanälen (5) sowie als Deckschicht den Laserdiodenchip (1). Eine weitere Möglichkeit, hier nicht dargestellt, besteht darin, die Mikro- (3), Zulauf- (4) und Ablaufkanäle (5) in der Zwischenschicht (10) mittels 2-dimensionaler Strukturierungsverfahren auszubilden. Die Kanäle erstrecken sich dann vom LD-Chip (1) bis zur Grundschicht (2).

Alternativen bestehen darin die Zu/Ablaufkanäle und die Mikrokanäle in verschiedenen Schichten anzuordnen (Fig. 3 c, d). Auch hier kann bei der Realisierung des Bauelements auf 2-dimensionale und/oder 3-dimensionale Herstellungsverfahren zurückgegriffen werden. Fig. 3c zeigt eine vierlagige Ausführungsform, bei der zwischen dem LD-Chip (1) und der unstrukturierten Grundplatte (2) zwei 2D-strukturierte Zwischenschichten (10 und 11) eingefügt sind. Es besteht auch die Möglichkeit die Zulauf- (4) und Ablaufkanälen (5) in der Grundplatte (2) anzuordnen, wie in Fig. 3d mit einer dreilagigen Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind die Mikrokanäle (3) in der Zwischenschicht (10) mittels 2-dimensionaler und die Zu/Ablaufkanäle (4,5) in der Grundplatte mittels 3-dimensionaler Verfahrensprozesse angefertigt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das durch Kombination von 2- und 3- dimensionalen Verfahren herstellbar ist, ist in Fig. 3e wiedergegeben. Bei dieser vierlagigen Ausführungsform ist die Grundplatte (2) unstrukturiert.

Fig. 4 a-f zeigen die Querschnittsdarstellungen weiterer Ausführungsformen einer Anordnung aus einem LD-Chip und einem Kühlsystem, bestehend aus zwei und mehr Schichten. Der LD-Chip (1) ist dabei rückseitig so strukturiert - d. h. dessen Substrat -, daß das eigentliche Kühlsystem, insbesondere die Mikrokanäle, teilweise oder vollständig im LD-Chip (1) integriert ist.

Fig. 4a zeigt eine zweilagige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelements. Bei dieser Variante sind die Mikro- (3), Zulauf- (4) und Ablaufkanäle (5) vollständig in der rückseitigen Substratschicht des LD-Chips (1) integriert. Die Höhe der Kanäle ist somit auf die Stärke des Substrats limitiert. Die unstrukturierte Grundplatte (2) dient lediglich zum Abschluß der Kühlanordnung.

Wie bereits anhand der oben dargestellten Beispiele in den Fig. 3a-e veranschaulicht, können auch bei den Ausführungsformen mit rückseitig strukturiertem LD-Chip die einzelnen Kanäle in unterschiedlichen Schichten angeordnet sein. Ebenfalls kann bei der Anfertigung einzelner Schichten (abgesehen vom LD-Chip) eine Kombination mit 2D-Bearbeitungsverfahren vorgenommen werden. Eine schematische Zusammenstellung der unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten für die Anordnung und Gestaltung der Kanäle ist in den Fig. 4 b-f veranschaulicht (Fig. 4b entspricht dabei der Ausführungsform in Fig. 2).

Claims (16)

1. Diode mit Kühlsystem in Schichtbauweise bei welcher eine Schicht ein Substrat ist, das eine oder mehrere Dioden beinhaltet und bei welcher wenigstens eine Schicht derart strukturiert ist, daß durch Aufeinanderfügen der Schichten abgeschlossene Kanäle entstehen, durch die ein Kühlmedium strömt wobei das Substrat in unmittelbarem Kontakt zum Kühlmedium steht.

2. Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem

• - einen oder mehrere Mikrokanäle,
• - mindestens einen Zulaufkanal für das Kühlmedium und
• - mindestens einen Ablaufkanal für das Kühlmedium beinhaltet.

3. Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem

• - einen oder mehrere Verteilkanäle,die den Mikrokanälen Kühlmedium zuführen und
• - einen oder mehrere Sammelkanäle, die Kühlmedium aus den Mikrokanälen abführen, beinhaltet.

4. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels 2-dimensionaler und/oder 3-dimensionaler Strukturierung der einzelnen Schichten herstellbar ist.

5. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanäle diagonal und/oder längs und/oder quer zu dem/den Dioden-Emittern ausgerichtet sind.

6. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten des Kühlsystems durch Schweißen und/oder Bonden und/oder Löten und/oder Kleben miteinander verbunden sind.

7. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das Kühlsystem zumindest teilweise aus Silizium, Diamant oder Kupfer besteht.

8. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden Horizontal- (Kanten-) und/oder Vertikalemitter sind.

9. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanäle durch Ätzen und/oder Laserbearbeitung und/oder Stanzen und/oder Galvanotechnik herausgearbeitet sind.

10. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Substrats strukturiert ist.

11. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat unstrukturiert ist.

12. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat als Deckschicht des Kühlsystems ausgebildet ist.

13. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung eine Mikro-Pumpe integriert ist.

14. Diode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikro-Pumpe aus einer Vielschichtstruktur besteht.

15. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrooptik (Spiegel und/oder Prismen) zum Umlenken der Strahlung vorgesehen ist.

16. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrooptik auf dem Substrat integriert ist.