WO2015071305A1 - Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2015071305A1
WO2015071305A1 PCT/EP2014/074370 EP2014074370W WO2015071305A1 WO 2015071305 A1 WO2015071305 A1 WO 2015071305A1 EP 2014074370 W EP2014074370 W EP 2014074370W WO 2015071305 A1 WO2015071305 A1 WO 2015071305A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carrier
laser
laser chip
recess
upper side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/074370
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Knoerr
Gerhard Holzapfel
Markus Horn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of WO2015071305A1 publication Critical patent/WO2015071305A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02375—Positioning of the laser chips
    • H01S5/02385—Positioning of the laser chips using laser light as reference
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02375—Positioning of the laser chips

Definitions

  • the present invention relates to a laser component according to claim 1 and to a method for producing a laser component according to claim 9.
  • Laser devices with semiconductor laser chips are well known in the art. It is customary to arrange the laser chip on a carrier which serves for the electrical contacting of the laser chip and for the dissipation of waste heat from the laser chip.
  • a carrier which serves for the electrical contacting of the laser chip and for the dissipation of waste heat from the laser chip.
  • an active region of the laser chip is arranged closer to an upper side than to a lower side of the laser chip.
  • the laser chip is arranged on the carrier such that the underside of the laser chip faces the carrier.
  • An An ⁇ order of the laser chip with the carrier facing top would allow an improved dissipation of waste heat from the laser ⁇ chip.
  • An object of the present invention is to provide a laser device. This object is achieved by a laser component with the features of claim 1. Another object of the present invention is as ⁇ rin to provide a method of manufacturing a laser device. This object is achieved by a method with the features of claim 9.
  • a laser device comprises a laser chip having a TERMS ⁇ onsfacette and a carrier having a top surface and a vertically oriented toward the top end side.
  • the laser chip ⁇ is arranged on the upper side of the carrier.
  • the carrier has in a transition region between the top and the end face on a recess which extends over the entire width of the end face.
  • the Emissionsfa ⁇ cette of the laser chip is at least partially over the recess.
  • the recess results in the transitional region between the
  • the Ausspa ⁇ tion is formed as a chamfer.
  • the recess can thereby create particularly easy.
  • the recess is formed as a step.
  • the recess can also be produced easily in this variant.
  • the laser device has the off ⁇ savings in the direction perpendicular to the end face a depth Zvi ⁇ rule 10 ym and 100 ym on. Such a depth has proven to be sufficient to prevent shading and contamina ⁇ tion of the emission facet of the laser chip of the laser device.
  • the recess has a metallization.
  • the recess in the transition region between the top and the front side of the carrier can be wetted by the Metalli ⁇ tion of solder, whereby a penetration of solder to the emission facet of the laser chip of the laser device can be prevented.
  • the metallization of the recess of the carrier of the laser component leads to the connection of the laser chip ⁇ with the carrier used Lot thus away from the zu ⁇ zuenden emission facet of the laser chip.
  • the laser device has the Trä ⁇ ger a ceramic material.
  • the support of the laser device can be electrically isolie ⁇ formed rend and good thermal conductivity in this case.
  • the Emis ⁇ sionsfacette of the laser chip does not protrude beyond the face of the wearer.
  • the emission facet is thereby protected against mechanical damage.
  • the arrangement of the emission facet of the laser chip that does not protrude beyond the end face of the carrier is advantageously made possible by the fact that the emission facet of the laser chip is already protected from contamination and shading by the recess provided on the carrier. As a result, a projection of the emission facet of the laser chip over the front side of the carrier in this laser device is not required.
  • the laser serchip a top and a top surface of the termelie ⁇ constricting underside.
  • An active region of the laser chip is positioned closer to the top than at the bottom ⁇ page.
  • the top of the laser chip faces the top of the carrier.
  • this arrangement of the laser chip on the carrier of the laser component enables effective dissipation of waste heat accumulating in the laser chip during operation of the laser component.
  • the active area of the laser Chips generated waste heat has to overcome only the small Ab ⁇ stand between the active region of the laser chip and the top of the laser chip.
  • the laser device is a p-doped region of the laser chip to the top of the laser chips ⁇ borders.
  • the laser chip can thereby be produced by growing on an n-doped substrate.
  • a method of manufacturing a laser device comprises a step of providing a backing having a top and a vertically oriented to the top end ⁇ page, wherein the support has in a transition region between the top and the end face of a recess, which extends over the entire width of the front face extends, and a step for arranging a laser chip on the upper side of the carrier such that an emission facet of the La ⁇ serchips at least partially beyond the recess.
  • this method only one overall rings risk that the emission facet of the laser chip ⁇ of positioning of the laser chip is contaminated at the top of Trä ⁇ gers by solder currency rend.
  • the providing ⁇ comprising provide the wearer steps of providing a support plate having a surface for applying a trench on the surface, and for dividing the carrier plate along a plane which is oriented perpendicular to the surface and through the base of the trench runs to obtain at least two carriers.
  • this method enables a simple and inexpensive production of the carrier. This results in particular from the fact that the method allows a pa ⁇ rallele producing a plurality of carriers in common steps.
  • the trench is applied with a V-shaped cross-section.
  • the process made ⁇ light thereby producing a support having an opening formed as a bevel recess in a transition area between a top and a front side of the carrier.
  • a further step is performed for placing the metallization in the trench.
  • the metallization can thereby be provided in a simple and cost-effective manner at a plurality of carriers at the same time.
  • the metallization may advantageously be applied simultaneously with a metallization on the surface of the carrier plate.
  • Figure 1 is a perspective view of a carrier
  • Figure 2 is a plan view of a first laser device with the carrier and a laser chip
  • Figure 3 is a sectional side view of the first laser ⁇ device
  • Figure 4 is a sectional side view of a carrier plate for the preparation of the carrier; and Figure 5 is a perspective view of another Trä ⁇ gers.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a carrier 100 of a first laser device 10.
  • the Trä ⁇ ger 100 may also be referred to as submount.
  • the carrier 100 is intended to carry a laser chip (not shown in FIG. 1) of the first laser component 10, to provide electrical contacts for electrical contacting of the laser chip and to serve as a heat sink for dissipating waste heat produced in the laser chip.
  • the carrier 100 is formed as a substantially cuboid Plscht ⁇ Chen and may for example comprise a ceramic ma- TERIAL.
  • the carrier 100 has a front side 110 and a to the end face 110 substantially perpendicular orien ⁇ oriented top 120. In parallel to the end face 110 and the upper ⁇ side 120 direction, the carrier 100 has a width 111.
  • a transition region 130 between the end face 110 and the upper side 120 of the carrier 100 is not formed as a rectangular edge, as would be the case with a complete cuboid ⁇ form of the carrier 100.
  • the carrier 100 has a recess 140 in the transition region 130 between the end face 110 and the upper side 120. From the saving ⁇ 140 extends across the entire width 111 of the carrier 100.
  • the recess 140 is formed as a chamfer.
  • ⁇ with the transition between the end face 110 and the top 120 of the carrier 100 is chamfered.
  • two obtuse-angled edges with a ⁇ as arranged between tapered portion are provided.
  • the bevelled area may, for example, have an angle of approximately 45 ° with respect to the front side 110 and the upper side 120.
  • the beveled portion of the recess 140 may also be arranged steeper or flatter.
  • a depth 141 on the direction of the end face 110 of the carrier 100 and parallel to the top 120 of the carrier 100 direction has the recess 140 a depth 141 on.
  • the depth 141 is preferably Zvi ⁇ rule 10 ym and 100 ym.
  • a first metallization 150 is arranged on the upper side 120 of the carrier 100.
  • the first metallization 150 preferably completely covers the upper side 120 of the carrier 100.
  • ⁇ additionally to 120 of the carrier is in a laser chip-receiving portion 161 of the top 100 and ⁇ rich in a protective chipcountbe 162 of the top 120 of the carrier 100, a second metal metallization disposed 160th
  • the second metallization 160 is preferably arranged above the first metallization 150 in the laser chip receptacle area 161 and in the protective chip receptacle area 162.
  • the first metallization 150 may also have recesses in the laser chip receptacle area 161 and the protective chip receptacle area 162 in which the second metallization 160 is arranged.
  • the second metallization 160 comprises a metal suitable for making solder joints.
  • the second metallization 160 may comprise a different metal than the first metallization 150.
  • the laser chip receiving area 161 is provided for receiving a laser chip.
  • the protection chip-receiving portion 162 is for receiving a protection chips, such as a protective diode is provided, which serves to protect the laser chip of the first laser device 10 from being damaged by electrostatically ⁇ diagram discharges.
  • the protective chip receiving region 162 and the protective chip can also be omitted.
  • the laser chip receiving region 161 and the protective chip receiving region 162 preferably both directly adjoin the recess 140 in the transition region 130 between the upper side 120 and the front side 110 of the carrier 100.
  • a third metallization 170 is arranged.
  • the third metallization ⁇ tion 170 covers the tapered surface of the recess 140 in the transition region 130.
  • the third metallization 170 may extend over the entire width 111 of the recess 140 réellere ⁇ ck.
  • the third metallization 170 may also be arranged only in the parts of the recess 140 adjoining the laser chip receptacle area 161 and the protective chip receptacle area 162.
  • the third metallization 170 preferably comprises the same material as the second Metalli ⁇ tion 160th
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the first laser component 10.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view
  • the laser chip 200 is formed as a semiconductor-based laser diode made ⁇ and has a top surface 220, a top 220 of the opposite bottom side 230 and a oriented perpendicular to the top side 220 and bottom 230 ⁇ emission facet 210.
  • the emission facet 210 can also be referred to as a laser facet.
  • the laser chip 200 has a p-doped region 240 and an n-doped region 260.
  • the p-doped region 240 adjoins the upper side 220 of the laser chip 200.
  • the n-doped region 260 adjoins the underside 230 of the laser chip 200.
  • an active region 250 of the laser chip 200 is arranged on ⁇ .
  • the active region 250 is a laser-active region of the laser chip 200.
  • the active region 250 is arranged closer to the upper side 220 than to the lower side 230 of the laser chip 200.
  • the laser chip 200 is designed to emit a laser beam in a direction substantially perpendicular to the emission facet 210 on the emission cassette 210 at a position adjacent to the active region 250.
  • the emission region on the emission facet 210 of the laser chip 200 is thus arranged closer to the upper side 220 than to the underside 230 of the laser chip 200.
  • the laser beam emitted by the laser chip 200 at the emission facet 210 is radiated with a characteristic beam divergence.
  • the laser chip 200 has a first electrical contact surface and a second electrical contact surface, which are seen before ⁇ to apply an electrical voltage to the laser chip 200.
  • the first electrical contact surface of the laser chip 200 may, for example, on the upper side 220 of the laser chip
  • the second electrical contact surface of the laser chip 200 may be arranged, for example, on the underside 230 of the laser chip 200.
  • the laser chip 200 is arranged in the laser chip receiving region 161 on the upper side 120 of the carrier 100 on the second metallization 160. In this case, the upper side 220 of the laser chip 200 faces the upper side 120 of the carrier 100. It would ⁇ al lerdings also possible to arrange the laser chip 200 in such a manner at the top 120 of the carrier 100 that the bottom 230 of the laser chip 200 of the top 120 of the carrier 100 is supplied ⁇ Wandt.
  • the laser chip 200 is connected by means of bonding material of an electrically conducting encryption with the second metallization 160 La ⁇ serchip receiving portion 161 at the top 120 of the carrier 100th As a result, there is an electrically conductive connection between the second metallization 160 in the laser chip receiving region 161 of the carrier 100 and the first electrical contact surface of the laser chip 200 arranged on the upper side 220 of the laser chip 200.
  • the connecting material may be, for example, a solder, an electrically conductive adhesive or the like to be a sintered paste. Which is arranged at the bottom 230 of the laser chip 200 second electrical contact area of the laser chip 200 may be connected to a further metallization at ⁇ play, not shown in Figures 2 and 3 bonding wires.
  • the emission facet 210 of the laser chip 200 is oriented parallel to the end face 110 of the carrier 100 in Wesentli ⁇ chen.
  • the laser chip 200 is in the transition region 130 via the recess 140 via.
  • 220 of the laser chip 200 is formed a gap between the upper ⁇ page 220 and the carrier 100 through the recess 140 in a region adjacent to the emission facet 210 of the upper ⁇ page.
  • the emission facet 210 preferably does not overlap the end face 110 of the carrier 100, but lies in a common plane with the carrier
  • End face 110 of the carrier 100 or is set back relative to the front ⁇ side 110 of the carrier 100.
  • the projection of the laser chip 200 via the recess 140 in the transition region 130 is in the direction perpendicular to the emission facet 210 of the laser chip 200 and the end face 110 of the carrier 100 before ⁇ given to at most as large as the depth 141 of the recess 140th
  • the projection of the part of the laser chip 200 adjoining the emission facet 210 of the laser chip 200 via the recess 140 in the transition region 130 prevents a laser beam emitted at the emission facet 210 near the top 220 of the laser chip 200 from being shaded by the carrier 100.
  • the supernatant of the laser chip 200 through the recess 140 of the carrier 100 prevents such From ⁇ shading, despite the divergence of the light emitted at the emission facet 210 laser beam, despite the proximity of the active region 250 to the top 220 of the laser chip 200 and thus to the upper ⁇ page 120 of Support 100 and also in the case of a relative to the end face 110 of the carrier 100 set back arrangement of the emission facet 210 of the laser chip 200th
  • contamination of the emission facet 210 is prevented to that used for fastening the laser chip 200 on the top 120 of the carrier 100 connecting material
  • Connecting material arranged between the upper side 220 of the laser chip 200 and the second metallization 160 in the laser chip receiving area 161 on the upper side 120 of the carrier 100 can wet the third metallization 170 at the recess 140 and is thereby propagated
  • the laser chip 200 Since the emission facet 210 of the laser chip 200 does not protrude beyond the end face 110 of the carrier 100, the laser chip 200 is protected against damage by external mechanical influences.
  • the carrier 100 protects the La ⁇ serchip 200 from accidental damage during handling of the first laser device 10 Example ⁇ , during an assembly of the first laser device 10.
  • the carrier 100 with the in the transition area 130 between the End face 110 and the top 120 formed recess 140 is provided. Subsequently, the laser chip 200 is arranged in the described manner in the laser chip receiving area 161 on the upper side 120 of the carrier 100.
  • FIG. 4 shows a diagrammatic cross-sectional side view illustrating a possibility for producing the carrier 100 with the recess 140 formed in the transition region 130.
  • FIG. 4 shows a section through a carrier plate 300.
  • the carrier plate 300 has the same material as the carrier 100 support plate 300 is formed as in Wesentli ⁇ chen flat plate having a surface 320th
  • the Support plate 300 is provided for the production of at least two Trä ⁇ like 100.
  • a trench 330 is applied to the surface 320 of the carrier plate 300.
  • the trench 330 is applied essentially rectilinearly and has a cross section 332 oriented perpendicular to the direction of extension of the trench 330, which is approximately triangular or V-shaped.
  • the trench 330 In the direction parallel to the surface 320 of the carrier plate 300 and perpendicular to the direction of elongation of the trench 330, the trench 330 has a trench width 331.
  • the trench width 331 is selected approximately twice as large as the desired depth 141 of the recess 140 on the carrier 100.
  • the first metallization 150, the second metallization 160 and the third metallization 170 are applied to the surface 320 of the carrier plate 300.
  • the second metallization 160 extends in sections of the surface 320 of the carrier plate 300 outside the trench 330.
  • the third metallization 170 is arranged in the region of the trench 330 on the surface 320 of the carrier plate 300. If for the second metallization 160 and the third metal ⁇ capitalization 170 uses the same material as the second metallization blank 160 and applying the third metallization ⁇ tion 170 in a particularly simple manner in a common step.
  • the carrier plate 300 is divided at a parting plane 310 in order to obtain at least two carriers 100.
  • the parting plane 310 is oriented perpendicular to the surface 320 of the support plate 300 and extends parallel to the longitudinal extension direction of the trench 330 through the bottom of the trench 330.
  • the cutting of the support plate 300 at the parting plane 310 can be done, for example, by sawing.
  • the end faces 110 of the at least two carriers 100 are formed at the parting plane 310th
  • the surface 320 of the carrier plate 300 forms the upper sides 120 of the at least two carriers 100.
  • the support plate 300 may in addition to the division of the
  • Dividing plane 310 are divided at further to the longitudinal direction of the trench 330 perpendicular planes to form a larger number ⁇ of carriers 100 from the support plate 300.
  • the method described advantageously ⁇ example enables cost parallel production of a large number of carriers 100 in a common operation.
  • Figure 5 shows a schematic perspective view of a support 1000 of a second laser device 20.
  • the second laser device 20 and its support 1000 have large similarities with the first laser device 10 and the support 100 on ⁇ sen.
  • Corresponding components are provided in gur 5 Fi ⁇ by the same reference numerals as in Figures 1 to 4 and subsequently in detail again not be ⁇ written.
  • the support 1000 of the second laser device 20 has Un ⁇ ter Kunststoff to the carrier 100 of the first laser device 10 in the transition area 130 between the end face 110 and the top surface 120 instead of the recess 140 a recess 1140th
  • the recess 1140 of the carrier 1000 is not formed as a chamfer but as a step.
  • the recess 1140 of the carrier 1000 extends like the recess 140 of Trä ⁇ gers 100 over the entire width 111 of the carrier 1000.
  • the recess 1140 can be used as a rectangular step with two
  • the recess 1140 of the carrier 1000 also has a third metallization 170.
  • the third metallization 170 preferably extends over both surfaces of the recess 1140 formed as a step, but at least over the surface adjoining the upper side 120 of the carrier.
  • the carrier 1000 of the second laser component 20 can be produced in a manner analogous to the production of the carrier 100 of the first laser component 10.
  • the trench 330 is applied to the surface 320 of the support plate 300, however, with egg ⁇ nem cross section 332, which is not triangular relationship ⁇ V-shaped, but rectangular.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip (200) mit einer Emissionsfacette (201) und einen Träger mit einer Oberseite (120) und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirnseite (110). Der Laserchip ist an der Oberseite des Trägers angeordnet. Der Träger weist in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung (140) auf, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt. Die Emissionsfacette des Laserchips steht zumindest teilweise über die Aussparung über. Dadurch ergibt sich in der Umgebung der Emissionsfacette ein Abstand zwischen dem Laserchip und dem Träger, so dass eine Abschattung eines an der Emissionsfacette des Laserchips emittierten Laserstrahls verhindert werden kann. Die Aussparung weist eine Metallisierung (170) auf, die von Lot benetzt werden kann, wodurch ein Vordringen von Lot zur Emissionsfacette verhindert werden kann.

Description

Beschreibung
Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Laserbauelements gemäß Patentanspruch 9.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deut- sehen Patentanmeldung DE 10 2013 223 115.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Laserbauelemente mit halbleiterbasierten Laserchips sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei ist es üblich, den La- serchip auf einem Träger anzuordnen, der zur elektrischen Kontaktierung des Laserchips und zur Ableitung von Abwärme aus dem Laserchip dient. Bei bekannten Laserchips ist ein aktiver Bereich des Laserchips näher an einer Oberseite als an einer Unterseite des Laserchips angeordnet. Üblicherweise wird der Laserchip derart auf dem Träger angeordnet, dass die Unterseite des Laserchips dem Träger zugewandt ist. Eine An¬ ordnung des Laserchips mit dem Träger zugewandter Oberseite würde eine verbesserte Ableitung von Abwärme aus dem Laser¬ chip ermöglichen. Allerdings besteht bei dieser Anordnung die Gefahr einer Abschattung einer Laserfacette des Laserchips im aktiven Bereich oder einer Kontamination der Laserfacette im aktiven Bereich mit Lot.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laserbauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Laserbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht da¬ rin, ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merk- malen des Anspruchs 9 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben. Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip mit einer Emissi¬ onsfacette und einen Träger mit einer Oberseite und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirnseite. Der Laser¬ chip ist an der Oberseite des Trägers angeordnet. Der Träger weist in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung auf, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt. Dabei steht die Emissionsfa¬ cette des Laserchips zumindest teilweise über die Aussparung über. Vorteilhafterweise ergibt sich bei diesem Laserbauele- ment durch die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der
Oberseite und der Stirnseite des Trägers im Bereich der Emis¬ sionsfacette des Laserchips ein Abstand zwischen dem Laser¬ chip und der Oberseite des Trägers. Dadurch wird vorteilhaf¬ terweise eine Abschattung eines an der Emissionsfacette des Laserchips emittierten Laserstrahls verhindert. Der sich durch die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers ergebende Abstand zwi¬ schen dem Laserchip und dem Träger im Bereich der Emissionsfacette des Laserchips verhindert außerdem eine Kontamination der Emissionsfacette des Laserchips mit Lot oder anderem Ver¬ bindungsmaterial .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Ausspa¬ rung als Fase ausgebildet. Vorteilhafterweise lässt sich die Aussparung dadurch besonders einfach anlegen.
In einer anderen Ausführungsform des Laserbauelements ist die Aussparung als Stufe ausgebildet. Vorteilhafterweise lässt sich die Aussparung auch in dieser Variante einfach herstel- len.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist die Aus¬ sparung in Richtung senkrecht zur Stirnseite eine Tiefe zwi¬ schen 10 ym und 100 ym auf. Eine derartige Tiefe hat sich als ausreichend erwiesen, um eine Abschattung und eine Kontamina¬ tion der Emissionsfacette des Laserchips des Laserbauelements zu verhindern. Die Aussparung weist eine Metallisierung auf. Vorteilhafterweise kann die Aussparung im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers durch die Metalli¬ sierung von Lot benetzt werden, wodurch ein Vordringen von Lot zur Emissionsfacette des Laserchips des Laserbauelements verhindert werden kann. Die Metallisierung der Aussparung des Trägers des Laserbauelements leitet zur Verbindung des Laser¬ chips mit dem Träger verwendetes Lot damit von der zu schüt¬ zenden Emissionsfacette des Laserchips fort.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der Trä¬ ger ein keramisches Material auf. Vorteilhafterweise kann der Träger des Laserbauelements in diesem Fall elektrisch isolie¬ rend und thermisch gut leitend ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements steht die Emis¬ sionsfacette des Laserchips nicht über die Stirnseite des Trägers über. Vorteilhafterweise ist die Emissionsfacette dadurch vor einer mechanischen Beschädigung geschützt. Die nicht über die Stirnseite des Trägers überstehende Anordnung der Emissionsfacette des Laserchips wird vorteilhafterweise dadurch ermöglicht, dass die Emissionsfacette des Laserchips bereits durch die am Träger vorgesehene Aussparung vor einer Kontamination und einer Abschattung geschützt ist. Dadurch ist ein Überstand der Emissionsfacette des Laserchips über die Stirnseite des Trägers bei diesem Laserbauelement nicht erforderlich .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der La- serchip eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberlie¬ gende Unterseite auf. Ein aktiver Bereich des Laserchips ist dabei näher an der Oberseite angeordnet als an der Unter¬ seite. Die Oberseite des Laserchips ist der Oberseite des Trägers zugewandt. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Anord- nung des Laserchips auf dem Träger des Laserbauelements eine wirkungsvolle Abfuhr von im Betrieb des Laserbauelements im Laserchip anfallender Abwärme. Im aktiven Bereich des Laser- chips erzeugte Abwärme muss dabei lediglich den geringen Ab¬ stand zwischen dem aktiven Bereich des Laserchips und der Oberseite des Laserchips überwinden. In einer Ausführungsform des Laserbauelements grenzt ein p- dotierter Bereich des Laserchips an die Oberseite des Laser¬ chips an. Vorteilhafterweise kann der Laserchip dadurch durch Aufwachsen auf einem n-dotierten Substrat hergestellt werden. Ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements umfasst einen Schritt zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite und einer senkrecht zur Oberseite orientierten Stirn¬ seite, wobei der Träger in einem Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite eine Aussparung aufweist, die sich über die gesamte Breite der Stirnseite erstreckt, und einen Schritt zum Anordnen eines Laserchips an der Oberseite des Trägers derart, dass eine Emissionsfacette des La¬ serchips zumindest teilweise über die Aussparung übersteht. Vorteilhafterweise besteht bei diesem Verfahren nur eine ge- ringe Gefahr, dass die Emissionsfacette des Laserchips wäh¬ rend des Anordnens des Laserchips an der Oberseite des Trä¬ gers durch Lot verunreinigt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass sich durch die im Übergangsbereich zwischen der Oberseite und der Stirnseite des Trägers vorgesehene Aussparung ein Abstand zwischen dem Laserchip und der Oberseite des Trä¬ gers im Bereich der Emissionsfacette ergibt. Durch diesen Ab¬ stand reduziert sich vorteilhafterweise außerdem die Gefahr einer Abschattung eines durch den Laserchip emittierten Laserstrahls durch den Träger.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereit¬ stellen des Trägers Schritte zum Bereitstellen einer Trägerplatte mit einer Oberfläche, zum Anlegen eines Grabens an der Oberfläche, und zum Zerteilen der Trägerplatte entlang einer Ebene, die senkrecht zur Oberfläche orientiert ist und durch den Grund des Grabens verläuft, um mindestens zwei Träger zu erhalten. Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine einfache und kostengünstige Herstellung des Trägers. Dies ergibt sich insbesondere daraus, dass das Verfahren eine pa¬ rallele Herstellung einer Mehrzahl von Trägern in gemeinsamen Arbeitsschritten ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Graben mit einem V-förmigen Querschnitt angelegt. Das Verfahren ermög¬ licht dadurch die Herstellung eines Trägers mit einer als Fase ausgebildeten Aussparung in einem Übergangsbereich zwischen einer Oberseite und einer Stirnseite des Trägers.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Zerteilen der Trägerplatte ein weiterer Schritt durchgeführt zum Anordnen der Metallisierung in dem Graben. Vorteilhafterweise lässt sich die Metallisierung dadurch auf einfache und kos- tengünstige Weise an einer Mehrzahl von Trägern gleichzeitig vorsehen. Die Metallisierung kann vorteilhafterweise gleichzeitig mit einer Metallisierung an der Oberfläche der Trägerplatte angelegt werden. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Trägers; Figur 2 eine Aufsicht auf ein erstes Laserbauelement mit dem Träger und einem Laserchip;
Figur 3 eine geschnittene Seitenansicht des ersten Laser¬ bauelements;
Figur 4 eine geschnittene Seitenansicht einer Trägerplatte zur Herstellung des Trägers; und Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Trä¬ gers .
Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägers 100 eines ersten Laserbauelements 10. Der Trä¬ ger 100 kann auch als Submount bezeichnet werden. Der Träger 100 ist dazu vorgesehen, einen in Figur 1 nicht dargestellten Laserchip des ersten Laserbauelements 10 zu tragen, elektrische Kontakte zur elektrischen Kontaktierung des Laserchips bereitzustellen und als Wärmesenke zur Abfuhr von in dem Laserchip produzierter Abwärme zu dienen.
Der Träger 100 ist als im Wesentlichen quaderförmiges Plätt¬ chen ausgebildet und kann beispielsweise ein keramisches Ma- terial aufweisen. Der Träger 100 weist eine Stirnseite 110 und eine zur Stirnseite 110 im Wesentlichen senkrecht orien¬ tierte Oberseite 120 auf. In zur Stirnseite 110 und zur Ober¬ seite 120 parallele Richtung weist der Träger 100 eine Breite 111 auf.
Ein Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 des Trägers 100 ist nicht als rechtwinklige Kante ausgebildet, wie dies bei einer vollständigen Quader¬ form des Trägers 100 der Fall wäre. Stattdessen weist der Träger 100 im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 eine Aussparung 140 auf. Die Aus¬ sparung 140 erstreckt sich über die gesamte Breite 111 des Trägers 100. Die Aussparung 140 ist als Fase ausgebildet. So¬ mit ist der Übergang zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 des Trägers 100 abgeschrägt. Statt einer recht¬ winkligen Kante sind zwei stumpfwinklige Kanten mit einem da¬ zwischen angeordneten abgeschrägten Bereich vorhanden. Der abgeschrägte Bereich kann beispielsweise gegenüber der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 jeweils einen Winkel von etwa 45° aufweisen. Der abgeschrägte Bereich der Aussparung 140 kann aber auch steiler oder flacher angeordnet sein. In zur Stirnseite 110 des Trägers 100 senkrechte und zur Oberseite 120 des Trägers 100 parallele Richtung weist die Aussparung 140 eine Tiefe 141 auf. Die Tiefe 141 liegt bevorzugt zwi¬ schen 10 ym und 100 ym.
An der Oberseite 120 des Trägers 100 ist eine erste Metalli- sierung 150 angeordnet. Die erste Metallisierung 150 bedeckt die Oberseite 120 des Trägers 100 bevorzugt vollständig. Zu¬ sätzlich ist in einem Laserchip-Aufnahmebereich 161 der Oberseite 120 des Trägers 100 und in einem Schutzchip-Aufnahmebe¬ reich 162 der Oberseite 120 des Trägers 100 eine zweite Me- tallisierung 160 angeordnet. Die zweite Metallisierung 160 ist im Laserchip-Aufnahmebereich 161 und im Schutzchip-Auf- nahmebereich 162 bevorzugt über der ersten Metallisierung 150 angeordnet. Die erste Metallisierung 150 kann im Laserchip- Aufnahmebereich 161 und dem Schutzchip-Aufnahmebereich 162 jedoch auch Aussparungen aufweisen, in denen die zweite Metallisierung 160 angeordnet ist. Die zweite Metallisierung 160 weist ein Metall auf, das sich für eine Herstellung von Lötverbindungen eignet. Die zweite Metallisierung 160 kann ein anderes Metall aufweisen als die erste Metallisierung 150.
Der Laserchip-Aufnahmebereich 161 ist zur Aufnahme eines Laserchips vorgesehen. Der Schutzchip-Aufnahmebereich 162 ist zur Aufnahme eines Schutzchips, beispielsweise einer Schutz- diode, vorgesehen, die zum Schutz des Laserchips des ersten Laserbauelements 10 vor einer Beschädigung durch elektrosta¬ tische Entladungen dient. Der Schutzchip-Aufnahmebereich 162 und der Schutzchip können allerdings auch entfallen. Der Laserchip-Aufnahmebereich 161 und der Schutzchip-Aufnahmebe- reich 162 grenzen bevorzugt beide unmittelbar an die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 zwischen der Oberseite 120 und der Stirnseite 110 des Trägers 100 an.
An der Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 zwischen der Oberseite 120 und der Stirnseite 110 des Trägers 100 ist eine dritte Metallisierung 170 angeordnet. Die dritte Metallisie¬ rung 170 bedeckt die abgeschrägte Fläche der Aussparung 140 im Übergangsbereich 130. Die dritte Metallisierung 170 kann sich über die gesamte Breite 111 der Aussparung 140 erstre¬ cken. Die dritte Metallisierung 170 kann jedoch auch lediglich in den an den Laserchip-Aufnahmebereich 161 und den Schutzchip-Aufnahmebereich 162 angrenzenden Teilen der Aus- sparung 140 angeordnet sein. Die dritte Metallisierung 170 weist bevorzugt dasselbe Material auf wie die zweite Metalli¬ sierung 160.
Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht auf das erste Laser- bauelement 10. Figur 3 zeigt eine schematische geschnittene
Seitenansicht des ersten Laserbauelements 10. In den Darstel¬ lungen der Figuren 2 und 3 ist ein Laserchip 200 des ersten Laserbauelements 10 gezeigt. Der Laserchip 200 ist als halbleiterbasierte Laserdiode aus¬ gebildet und weist eine Oberseite 220, eine der Oberseite 220 gegenüberliegende Unterseite 230 und eine senkrecht zur Ober¬ seite 220 und Unterseite 230 orientierte Emissionsfacette 210 auf. Die Emissionsfacette 210 kann auch als Laserfacette be- zeichnet werden.
Der Laserchip 200 weist einen p-dotierten Bereich 240 und einen n-dotierten Bereich 260 auf. Im in Figuren 2 und 3 gezeigten Beispiel grenzt der p-dotierte Bereich 240 an die Oberseite 220 des Laserchips 200 an. Der n-dotierte Bereich 260 grenzt an die Unterseite 230 des Laserchips 200 an. Es ist aber auch möglich, den p-dotierten Bereich 240 an die Unterseite 230 und den n-dotierten Bereich 260 an die Oberseite 220 des Laserchips 200 angrenzend auszubilden.
Zwischen dem p-dotierten Bereich 240 und dem n-dotierten Bereich 260 ist ein aktiver Bereich 250 des Laserchips 200 an¬ geordnet. Der aktive Bereich 250 ist ein laseraktiver Bereich des Laserchips 200. Der aktive Bereich 250 ist näher an der Oberseite 220 als an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet . Der Laserchip 200 ist dazu ausgebildet, an der Emissionsfa¬ cette 210 an einer an den aktiven Bereich 250 angrenzenden Position einen Laserstrahl in zur Emissionsfacette 210 im Wesentlichen senkrechte Richtung zu emittieren. Der Emissions- bereich an der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 ist damit näher an der Oberseite 220 als an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet. Der an der Emissionsfacette 210 durch den Laserchip 200 emittierte Laserstrahl wird mit einer charakteristischen Strahldivergenz abgestrahlt.
Der Laserchip 200 weist eine erste elektrische Kontaktfläche und eine zweite elektrische Kontaktfläche auf, die dazu vor¬ gesehen sind, eine elektrische Spannung an den Laserchip 200 anzulegen. Die erste elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann beispielsweise an der Oberseite 220 des Laserchips
200 angeordnet sein. Die zweite elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann beispielsweise an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnet sein. Der Laserchip 200 ist im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 auf der zweiten Metallisierung 160 angeordnet. Dabei ist die Oberseite 220 des Laserchips 200 der Oberseite 120 des Trägers 100 zugewandt. Es wäre al¬ lerdings auch möglich, den Laserchip 200 derart an der Ober- seite 120 des Trägers 100 anzuordnen, dass die Unterseite 230 des Laserchips 200 der Oberseite 120 des Trägers 100 zuge¬ wandt ist.
Der Laserchip 200 ist mittels eines elektrisch leitenden Ver- bindungsmaterials mit der zweiten Metallisierung 160 im La¬ serchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Metallisierung 160 im Laserchip- Aufnahmebereich 161 des Trägers 100 und der an der Oberseite 220 des Laserchips 200 angeordneten ersten elektrischen Kontaktfläche des Laserchips 200. Das Verbindungsmaterial kann beispielsweise ein Lot, ein elektrisch leitender Klebstoff o- der eine Sinterpaste sein. Die an der Unterseite 230 des Laserchips 200 angeordnete zweite elektrische Kontaktfläche des Laserchips 200 kann bei¬ spielsweise über in Figuren 2 und 3 nicht dargestellte Bond- drähte mit einer weiteren Metallisierung verbunden werden.
Die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 ist im Wesentli¬ chen parallel zur Stirnseite 110 des Trägers 100 orientiert. Der Laserchip 200 steht im Übergangsbereich 130 über die Aus- sparung 140 über. Somit wird durch die Aussparung 140 in einem an die Emissionsfacette 210 angrenzenden Teil der Ober¬ seite 220 des Laserchips 200 eine Lücke zwischen der Ober¬ seite 220 und dem Träger 100 gebildet. Die Emissionsfacette 210 steht bevorzugt nicht über die Stirnseite 110 des Trägers 100 über, sondern liegt in einer gemeinsamen Ebene mit der
Stirnseite 110 des Trägers 100 oder ist gegenüber der Stirn¬ seite 110 des Trägers 100 zurückversetzt. Der Überstand des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 ist in Richtung senkrecht zur Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 und zur Stirnseite 110 des Trägers 100 bevor¬ zugt also höchstens so groß wie die Tiefe 141 der Aussparung 140.
Durch den Überstand des an die Emissionsfacette 210 des La- serchips 200 angrenzenden Teils des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 wird verhindert, dass ein an der Emissionsfacette 210 nahe der Oberseite 220 des Laserchips 200 emittierter Laserstrahl durch den Träger 100 abgeschattet wird. Der Überstand des Laserchips 200 über die Aussparung 140 des Trägers 100 verhindert eine solche Ab¬ schattung trotz der Divergenz des an der Emissionsfacette 210 emittierten Laserstrahls, trotz der Nähe des aktiven Bereichs 250 zur Oberseite 220 des Laserchips 200 und somit zur Ober¬ seite 120 des Trägers 100 und auch im Fall einer gegenüber der Stirnseite 110 des Trägers 100 zurückversetzten Anordnung der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200. Durch den Überstand des an die Emissionsfacette 210 angren¬ zenden Teils des Laserchips 200 über die Aussparung 140 im Übergangsbereich 130 des Trägers 100 wird eine Kontamination der Emissionsfacette 210 mit dem zur Befestigung des Laser- chips 200 an der Oberseite 120 des Trägers 100 verwendeten Verbindungsmaterial verhindert. Zwischen der Oberseite 220 des Laserchips 200 und der zweiten Metallisierung 160 im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 angeordnetes Verbindungsmaterial kann die dritte Metalli- sierung 170 an der Aussparung 140 benetzen und wird dadurch von der Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 fortgeleitet. Dadurch wird verhindert, dass überschüssiges Verbindungsmate¬ rial vor die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 gelangt und dort einen Kurzschluss verursacht oder den durch den La- serchip 200 emittierten Laserstrahl abschattet.
Dadurch, dass die Emissionsfacette 210 des Laserchips 200 nicht über die Stirnseite 110 des Trägers 100 hinausragt, ist der Laserchip 200 vor einer Beschädigung durch äußere mecha- nische Einwirkungen geschützt. Der Träger 100 schützt den La¬ serchip 200 vor einer versehentlichen Beschädigung während einer Handhabung des ersten Laserbauelements 10, beispiels¬ weise während einer Montage des ersten Laserbauelements 10. Zur Herstellung des ersten Laserbauelements 10 wird zunächst der Träger 100 mit der im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 ausgebildeten Aussparung 140 bereitgestellt. Anschließend wird der Laserchip 200 in der beschriebenen Weise im Laserchip-Aufnahmebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 100 angeordnet.
Figur 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht zur Illustration einer Möglichkeit zur Herstellung des Trägers 100 mit der im Übergangsbereich 130 ausgebildeten Aus- sparung 140. Figur 4 zeigt einen Schnitt durch eine Trägerplatte 300. Die Trägerplatte 300 weist dasselbe Material auf wie der Träger 100. Die Trägerplatte 300 ist als im Wesentli¬ chen flache Platte mit einer Oberfläche 320 ausgebildet. Die Trägerplatte 300 ist zur Herstellung von mindestens zwei Trä¬ gern 100 vorgesehen.
In einem ersten Bearbeitungsschritt wird an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 ein Graben 330 angelegt. Der Graben 330 wird im Wesentlichen geradlinig angelegt und weist einen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Grabens 330 orientierten Querschnitt 332 auf, der etwa dreieckig beziehungsweise V-förmig ausgebildet ist. In zur Oberfläche 320 der Träger- platte 300 parallele und zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 senkrechte Richtung weist der Graben 330 eine Grabenbreite 331 auf. Die Grabenbreite 331 wird etwa doppelt so groß gewählt wie die gewünschte Tiefe 141 der Aussparung 140 an dem Träger 100.
Anschließend werden an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 die erste Metallisierung 150, die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 angelegt. In der
Schnittdarstellung der Figur 4 sind lediglich die zweite Me- tallisierung 160 und die dritte Metallisierung 170 erkennbar. Die zweite Metallisierung 160 erstreckt sich in Abschnitten der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 außerhalb des Grabens 330. Die dritte Metallisierung 170 ist im Bereich des Grabens 330 an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 angeordnet. Falls für die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metal¬ lisierung 170 dasselbe Material verwendet wird, so lassen sich die zweite Metallisierung 160 und die dritte Metallisie¬ rung 170 in besonders einfacher Weise in einem gemeinsamen Arbeitsschritt anlegen.
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die Trägerplatte 300 an einer Trennebene 310 zerteilt, um mindestens zwei Träger 100 zu erhalten. Die Trennebene 310 ist senkrecht zur Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 orientiert und er- streckt sich parallel zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 durch den Grund des Grabens 330. Das Zerteilen der Trägerplatte 300 an der Trennebene 310 kann beispielsweise durch Sägen erfolgen. Bei den durch Zerteilen der Trägerplatte 300 an der Trennebene 310 gebildeten mindestens zwei Trägern 100 bildet je¬ weils eine Hälfte des Grabens 330 die Aussparung 140. Die Stirnseiten 110 der mindestens zwei Träger 100 werden an der Trennebene 310 gebildet. Die Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 bildet die Oberseiten 120 der mindestens zwei Träger 100.
Die Trägerplatte 300 kann zusätzlich zur Teilung an der
Trennebene 310 an weiteren zur Längserstreckungsrichtung des Grabens 330 senkrechten Ebenen zerteilt werden, um eine grö¬ ßere Zahl von Trägern 100 aus der Trägerplatte 300 zu bilden. Damit ermöglicht das beschriebene Verfahren vorteilhafter¬ weise eine kostengünstige parallele Herstellung einer Viel- zahl von Trägern 100 in einem gemeinsamen Arbeitsgang.
Figur 5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägers 1000 eines zweiten Laserbauelements 20. Das zweite Laserbauelement 20 und sein Träger 1000 weisen große Übereinstimmungen mit dem ersten Laserbauelement 10 und des¬ sen Träger 100 auf. Übereinstimmende Komponenten sind in Fi¬ gur 5 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Figuren 1 bis 4 und werden nachfolgend nicht erneut detailliert be¬ schrieben .
Der Träger 1000 des zweiten Laserbauelements 20 weist im Un¬ terschied zu dem Träger 100 des ersten Laserbauelements 10 im Übergangsbereich 130 zwischen der Stirnseite 110 und der Oberseite 120 anstelle der Aussparung 140 eine Aussparung 1140 auf. Die Aussparung 1140 des Trägers 1000 ist nicht als Fase sondern als Stufe ausgebildet. Die Aussparung 1140 des Trägers 1000 erstreckt sich wie die Aussparung 140 des Trä¬ gers 100 über die gesamte Breite 111 des Trägers 1000. Die Aussparung 1140 kann als rechtwinklige Stufe mit zwei
Flächen ausgebildet sein. Eine zur Oberseite 120 des Trägers 1000 parallele Fläche der als rechtwinklige Stufe ausgebilde- ten Aussparung 1140 ist gegenüber der Oberseite 120 nach unten versetzt und weist die Tiefe 141 auf. Eine zur Stirnseite 110 des Trägers 1000 parallele Fläche der als rechtwinklige Stufe ausgebildeten Aussparung 1140 ist gegenüber der Stirn- seite 110 um die Tiefe 141 zurückversetzt.
Auch die Aussparung 1140 des Trägers 1000 weist eine dritte Metallisierung 170 auf. Die dritte Metallisierung 170 erstreckt sich bevorzugt über beide Flächen der als Stufe aus- gebildeten Aussparung 1140, zumindest jedoch über die an die Oberseite 120 des Trägers angrenzende Fläche.
Auch bei dem zweiten Laserbauelement 20 wird der Laserchip 200 über die Aussparung 1140 überstehend im Laserchip-Aufnah- mebereich 161 an der Oberseite 120 des Trägers 1000 angeord¬ net. Diese Anordnung bietet beim zweiten Laserbauelement 20 dieselben Vorteile wie beim ersten Laserbauelement 10.
Der Träger 1000 des zweiten Laserbauelements 20 kann auf zur Herstellung des Trägers 100 des ersten Laserbauelements 10 analoge Weise hergestellt werden. Dabei wird der Graben 330 an der Oberfläche 320 der Trägerplatte 300 allerdings mit ei¬ nem Querschnitt 332 angelegt, der nicht dreieckig beziehungs¬ weise V-förmig, sondern rechteckig ausgebildet ist.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abge- leitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . . c
15
Bezugs zeichenliste
10 erstes Laserbauelement
20 zweites Laserbauelement
100 Träger
110 Stirnseite
111 Breite
120 Oberseite
130 Übergangsbereich
140 Aussparung
141 Tiefe
150 erste Metallisierung
160 zweite Metallisierung 161 Laserchip-Aufnahmebereich
162 Schutzchip-Aufnahmebereich
170 dritte Metallisierung
200 Laserchip
210 Emissionsfacette
220 Oberseite
230 Unterseite
240 p-dotierter Bereich
250 aktiver Bereich
260 n-dotierter Bereich
300 Trägerplatte
310 Trennebene
320 Oberfläche
330 Graben
331 Grabenbreite
332 Querschnitt
1000 Träger
1140 Aussparung

Claims

Patentansprüche
1. Laserbauelement (10, 20)
mit einem Laserchip (200) mit einer Emissionsfacette (210)
und einem Träger (100, 1000) mit einer Oberseite (120) und einer senkrecht zur Oberseite (120) orientierten Stirnseite (110),
wobei der Laserchip (200) an der Oberseite (120) des Trä- gers (100, 1000) angeordnet ist,
wobei der Träger (100, 1000) in einem Übergangsbereich (130) zwischen der Oberseite (120) und der Stirnseite (110) eine Aussparung (140, 1140) aufweist, die sich über die gesamte Breite (111) der Stirnseite (110) erstreckt, wobei die Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) zu¬ mindest teilweise über die Aussparung (140, 1140) über¬ steht,
wobei die Aussparung (140, 1140) eine Metallisierung (160) aufweist.
2. Laserbauelement (10) gemäß Anspruch 1,
wobei die Aussparung (140) als Fase ausgebildet ist.
3. Laserbauelement (20) gemäß Anspruch 1,
wobei die Aussparung (1140) als Stufe ausgebildet ist.
4. Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Aussparung (140, 1140) in Richtung senkrecht zur Stirnseite (110) eine Tiefe (141) zwischen 10 ym und
100 ym aufweist.
5. Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Träger (100, 1000) ein keramisches Material aufweist . Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) nicht über die Stirnseite (110) des Trägers (100, 1000) übersteht .
Laserbauelement (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Laserchip (200) eine Oberseite (120) und eine der Oberseite (220) gegenüberliegende Unterseite (230) aufweist,
wobei ein aktiver Bereich des Laserchips (200) näher an der Oberseite (220) angeordnet ist als an der Unterseite (230) ,
wobei die Oberseite (220) dem Träger (100, 1000) zuge¬ wandt ist.
Laserbauelement (10, 20) gemäß Anspruch 7,
wobei ein p-dotierter Bereich (240) des Laserchips (200) an die Oberseite (220) des Laserchips (200) angrenzt.
Verfahren zur Herstellung eines Laserbauelements (10, 20) mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Trägers (100, 1000) mit einer Ober¬ seite (120) und einer senkrecht zur Oberseite (120) ori¬ entierten Stirnseite (110),
wobei der Träger (100, 1000) in einem Übergangsbereich (130) zwischen der Oberseite (120) und der Stirnseite (110) eine Aussparung (140, 1140) aufweist, die sich über die gesamte Breite (111) der Stirnseite (110) erstreckt, wobei die Aussparung (140, 1140) eine Metallisierung (160) aufweist;
- Anordnen eines Laserchips (200) an der Oberseite (120) des Trägers (100) derart, dass eine Emissionsfacette (210) des Laserchips (200) zumindest teilweise über die Aussparung (140, 1140) übersteht.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9,
wobei das Bereitstellen des Trägers (100, 1000) die fol¬ genden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Trägerplatte (300) mit einer Oberfläche (320);
- Anlegen eines Grabens (330) an der Oberfläche (320);
- Zerteilen der Trägerplatte (300) entlang einer Ebene (310), die senkrecht zur Oberfläche (320) orientiert ist und durch den Grund des Grabens (330) verläuft, um min¬ destens zwei Träger (100, 1000) zu erhalten.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10,
wobei der Graben (330) mit einem V-förmigen Querschnitt (332) angelegt wird.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 und 11,
wobei vor der Zerteilen der Trägerplatte (300) der fol¬ gende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Anordnen der Metallisierung (160) in dem Graben (330) .
PCT/EP2014/074370 2013-11-13 2014-11-12 Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung Ceased WO2015071305A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013223115.6A DE102013223115A1 (de) 2013-11-13 2013-11-13 Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102013223115.6 2013-11-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015071305A1 true WO2015071305A1 (de) 2015-05-21

Family

ID=51932328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/074370 Ceased WO2015071305A1 (de) 2013-11-13 2014-11-12 Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013223115A1 (de)
WO (1) WO2015071305A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017050636A1 (de) * 2015-09-23 2017-03-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
CN111856654A (zh) * 2019-04-11 2020-10-30 联合微电子中心有限责任公司 一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准方法及装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015106712A1 (de) * 2015-04-30 2016-11-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung mit einem Substrat und einem Halbleiterlaser

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6063981A (ja) * 1984-07-27 1985-04-12 Hitachi Ltd 半導体発光装置
JPH04150086A (ja) * 1990-10-12 1992-05-22 Nec Corp レーザーダイオード用ヒートシンク
JP2003092450A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Sharp Corp 半導体発光装置
JP2005347590A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Hamamatsu Photonics Kk 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2006185931A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Tokuyama Corp 半導体レーザー装置およびその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4050865B2 (ja) * 1999-12-01 2008-02-20 シャープ株式会社 半導体レーザ装置及びその製造方法及びそれを用いた光ピックアップ
JP2002299739A (ja) * 2001-04-02 2002-10-11 Pioneer Electronic Corp 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
US6907054B2 (en) * 2001-06-29 2005-06-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
JP2009212179A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子の製造方法
DE102010009455B4 (de) * 2010-02-26 2021-07-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaservorrichtung mit einem Halbleiterlaserchip und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6063981A (ja) * 1984-07-27 1985-04-12 Hitachi Ltd 半導体発光装置
JPH04150086A (ja) * 1990-10-12 1992-05-22 Nec Corp レーザーダイオード用ヒートシンク
JP2003092450A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Sharp Corp 半導体発光装置
JP2005347590A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Hamamatsu Photonics Kk 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2006185931A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Tokuyama Corp 半導体レーザー装置およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017050636A1 (de) * 2015-09-23 2017-03-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
US10454240B2 (en) 2015-09-23 2019-10-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method of producing an optoelectronic component
CN111856654A (zh) * 2019-04-11 2020-10-30 联合微电子中心有限责任公司 一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准方法及装置
CN111856654B (zh) * 2019-04-11 2022-11-18 联合微电子中心有限责任公司 一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013223115A1 (de) 2015-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015000703B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE10122666A1 (de) Licht emittierendes Element vom rückseitig Licht emittierenden Chiptyp und isolierendes Substrat dafür
DE102008060615A1 (de) Licht aussendende Diode
DE102013216526A1 (de) Laserbauelement
DE102013103226A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE112018002439B4 (de) Abdeckung für ein optoelektronisches Bauelement und optoelektronisches Bauteil
WO2016174238A1 (de) Anordnung mit einem substrat und einem halbleiterlaser
WO2015040107A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102013205594A1 (de) Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102013204291A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
DE102004021175A1 (de) Halbleiterchip für die Optoelektronik und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008028886B4 (de) Strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements
WO2014170211A1 (de) Optoelektronisches bauelement
WO2015071305A1 (de) Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung
EP3036805A1 (de) Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements
WO2015071306A1 (de) Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102012207593A1 (de) Verfahren zum herstellen von bauteilen, bauteile und formwerkzeug
WO2015173031A1 (de) Oberflächenmontierbares optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen bauelements
DE102013220960A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2024165420A1 (de) Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements mit dual-chip und optoelektronisches bauelement mit dual-chip
WO2023180553A1 (de) Gestapelte laseranordnung und verfahren zum erzeugen derselben
DE10209204B4 (de) Elektronisches Bauteil mit einem Stapel aus Halbleiterchips und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102015100262A1 (de) Leiterrahmen und Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses sowie Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
DE112015000595B4 (de) Oberflächenmontierbares Multichip-Bauelement
DE102014116080A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14799999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14799999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1