WO2016055520A1 - Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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WO2016055520A1
WO2016055520A1 PCT/EP2015/073145 EP2015073145W WO2016055520A1 WO 2016055520 A1 WO2016055520 A1 WO 2016055520A1 EP 2015073145 W EP2015073145 W EP 2015073145W WO 2016055520 A1 WO2016055520 A1 WO 2016055520A1
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cavity
laser
carrier
reflective
side wall
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Dominik Scholz
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC

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 10.
  • Laser devices with semiconductor laser chips are well known in the art.
  • Laserbauelemen- th of the laser chip is arranged in a housing which serves to encapsulate the laser chip hermetically sealed in order to prevent an excessive aging of a laser facet of the laser chip to ver ⁇ .
  • the housing also serves to dissipate 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.
  • a further object of the present invention is to specify a method for producing a laser component. This object is achieved by a method having the features of claim 10.
  • a laser device includes a housing that includes a carrier having a cavity with a bottom surface and a sidewall. The cavity expands starting from the bottom surface.
  • a laser chip is arranged on the bottom surface, whose emission direction is oriented parallel to the bottom surface.
  • a re ⁇ inflecting element is arranged, which abuts an edge between the bottom surface and the side wall.
  • a reflec ⁇ Rende surface of the reflecting element includes with the bottom surface of the cavity at an angle of 45 °.
  • the emission direction also includes an angle of 45 ° with the reflective surface of the reflective element.
  • a laser beam emitted by the laser chip can be reflected on the reflective surface of the reflective element in a direction perpendicular to the bottom surface of the cavity.
  • the laser beam reflected on the reflective element can thereby emerge from the cavity of the carrier of the laser component and be emitted by the laser component.
  • a further Strahlable ⁇ effect of the laser beam is advantageously not required.
  • the reflective element at the edge between the bottom surface and the side wall of the cavity advantageously a position and orientation of the reflecting element in the cavity of the support of the housing of the laser device is set with high accuracy, without that during assembly of the reflective element additional adjustment steps are required. This allows a simple and cost-effective production of the laser component.
  • the abutment of the reflective member on the edge between the bottom surface and the side wall of the cavity is also advantageously a space-saving arrangement of the reflective element, allowing the housing of the laser device results in form with compact outer dimen ⁇ solutions.
  • the arrangement of the laser chip with parallel to the bottom surface of Kavi ⁇ ity emission direction allows advantageously to arrange the laser chip in large-area contact with the bottom surface of the cavity, which advantageously results in a thermally well conductive connection between the support of the housing of the laser component and the laser chip , What allows effective removal of waste heat generated during operation of the laser device in the laser chip.
  • the reflecting element bears against the side wall.
  • this results in a particularly space-saving arrangement of the reflective element in the cavity of the carrier of the laser device, whereby the housing of the laser device can have compact outer dimensions.
  • the reflecting element bears against the bottom surface of the cavity. Before ⁇ geous enough, this also results in a space-saving and stable arrangement of the reflective element in the cavity of the carrier of the housing.
  • the cavity is closed by means of a lid. Since no beam deflection of the laser beam emitted by the laser ⁇ chip of the laser component laser beam must be done on the cover of the housing of the laser device, the lid can advantageously be designed simply and cost ⁇ low . Since the lid no ⁇ must have the structures strahlablenken, during assembly of the laser device also no special adjustment of the lid is erfor ⁇ sary, whereby the manufacture of the laser device simplified.
  • the reflecting element has a glass.
  • the reflective surface of the reflective element can thereby have a particularly high reflectivity.
  • the reflective element is designed as a prism. This allows a simple and cost-effective production of the reflective element and a simple and cost-effective installation of the reflective element in the cavity of the carrier of the Ge ⁇ housing of the laser device.
  • the side wall of the cavity against the bottom surface of the cavity is inclined by ei ⁇ NEN of 45 ° different angle. The deviation of the angle between the side wall and the bottom surface of 45 ° is advantageously compensated for by the reflective element from ⁇ .
  • the carrier has an at least partially crystalline semiconductor material.
  • this allows a simple and cost-effective production of the carrier with the methods of semiconductor technology.
  • the laser device has the Trä ⁇ ger silicon.
  • the bottom surface is formed by a ⁇ 100 ⁇ plane of the carrier.
  • the sidewall is formed by a ⁇ 111 ⁇ plane of the carrier.
  • this light made ⁇ a preparation of the cavity of the carrier by means of an etching process.
  • the side wall and the Bo ⁇ denfiguration can be formed by different etch rates in different crystallographic directions of the carrier, wherein an angle defined between the side wall and the bottom surface of the cavity is obtained.
  • a method of manufacturing a laser device includes steps of providing a carrier having a cavity having a bottom surface and a sidewall, the cavity expanding from the bottom surface, for disposing a laser chip on the bottom surface in the cavity such that an emission direction of the laser Laser chips is oriented parallel to the bottom surface, and for arranging a re flexivating element in the cavity such that the re ⁇ inflecting element abuts an edge between the bottom surface and the side wall, a reflective surface of the reflective element with the bottom surface of the cavity a Angle of 45 ° and includes the emission direction also includes an angle of 45 ° with the reflective surface of the reflective element.
  • the position and orientation of the reflective element in the cavity in this method are determined by the arrangement of the reflective element in contact with the edge between the bottom surface and the side wall of the Ka ⁇ vity with high accuracy, without the need for a separate adjustment step is required.
  • This makes the method can be advantageously simple and hereby güns ⁇ tig perform.
  • the support is inclined during the placement of the reflective element, that is the edge between the bottom surface and the side wall below the bottom surface and below the side wall is arranged ⁇ .
  • the provision of the carrier comprises applying the cavity by means of a
  • Etching process advantageousously, this enables a cost-effective deployment and simp ⁇ surface of the carrier.
  • Insbeson ⁇ particular can be done applying the cavity in the support by well-established methods of semiconductor technology.
  • the reflec ⁇ Rende element is secured by means of a soldered connection or an adhesive connection in the cavity.
  • a soldered connection or an adhesive connection in the cavity.
  • this comprises a further step for closing the cavity by means of a Cover.
  • the cover can for example be attached to the carrier bonding method of the housing member of the laser ⁇ component by means of a wafer. Since in the laser component obtainable by the method on the cover of the housing of the laser device no beam deflection must be made, a special adjustment of the lid is advantageously not required. As a result, the process can be carried out simply, quickly and inexpensively.
  • the support is provided with a plurality of cavities, each having a Bodenflä ⁇ surface and a side wall.
  • each Kavi- ty a respective laser chip arranged so that an emission direction of the laser chip ⁇ ty parallel to the bottom surface of the Kavi- is oriented.
  • a reflective element is arranged so that the reflective element abuts ei ⁇ ner edge between the bottom surface and the side wall of the Ka ⁇ tivity, a reflective surface of the reflec ⁇ leaders element with the bottom surface of the cavity makes an angle of 45 ° and the emission direction with the reflective surface of the reflective element also includes an angle of 45 °.
  • the method characterized made ⁇ light a parallel manufacture of a plurality of laser devices in common machining steps. As a result, the production costs per individual laser component advantageously can be significantly reduced. In addition, this can be significantly reduced advantageous ⁇ as required per manufactured laser device processing time.
  • Figure 1 is a sectional side view of a first laser ⁇ device
  • FIG. 2 shows a sectional side view of a second laser component
  • Figure 3 is a sectional side view of a third laser ⁇ device.
  • the first laser component 10 includes a housing 100 in which a semiconductor-based laser chip 400 is arranged.
  • the housing 100 of the first laser device 10 comprises a carrier 200.
  • the carrier 200 is made of a supporting substrate ⁇ forth, preferably a crystalline or of semi-crystalline ⁇ linen semiconductor substrate.
  • the carrier 200 may be made from a semiconductor wafer, for example, a silicon wafer, in particular, for example, egg ⁇ nem ⁇ 100 ⁇ silicon wafer.
  • the carrier 200 includes a top surface 201 and one of the upper ⁇ side 201 opposite bottom 202. On the upper side 201 of the carrier 200, a cavity 210 is formed.
  • the cavity 210 extends from the top 201 in Rich ⁇ tion to the bottom 202 into the carrier 200 inside.
  • the cavity 210 has a bottom surface 220, which is oriented substantially parallel to the upper side 201 and to the lower side 202 of the carrier 200.
  • the cavity 210 has an opening on the upper side 201 of the carrier 200 and is closed in the region of the bottom surface 220.
  • a side wall 230 extends from the bottom surface 220 of the cavity 210 to the top 201 of the carrier 200. Between the bottom surface 220 and the side wall 230, an edge 240 is formed.
  • the side wall 230 is inclined against the bottom surface 220 by an angle 250 which is between 0 ° and 90 ° and in particular may have a value other than 45 °. Due to the inclination of the side wall 230, the cavity 210 widens starting from the bottom surface 220 in the direction of the upper side 201 of the carrier 200, ie in the direction of the opening of the cavity 210.
  • the cavity 210 may be created for example by means of a ⁇ tzverfah ⁇ proceedings at the top 201 of the carrier 200th
  • the carrier 200 comprises a crystalline or semi-crystalline semiconductor material, so in this case an anisotropy of etching rate can be used to the bottom surface 220 and the angle 250 inclined against the bottom surface 220 pages ⁇ wall 230 forming the cavity 210th
  • the carrier 200 is a silicon wafer
  • the upper side 201 is formed by a ⁇ 100 ⁇ plane
  • the bottom surface 220 may also ⁇ by a ⁇ 100 ⁇ plane
  • the side wall 230 by a ⁇ ⁇ 111 ⁇ Plane of the carrier 200 formed who ⁇ the.
  • the angle 250 between the side wall 230 and the bottom surface 220 of the cavity 210 is about 54.74 °.
  • the bottom surface 220 and / or the side wall 230 of the cavity 210 may also be formed by other crystal planes.
  • the carrier 200 may also comprise a material other than silicon.
  • the cavity 210 may also be formed by other than an etching process.
  • the carrier 200 of the first laser component 10 has a first contact 260 and a second contact 270.
  • the through contacts 260, 270 each extend from the bottom surface 220 of the cavity 210 to the bottom 202 of the carrier 200.
  • a first contact element 261 and a second contact element 271 are arranged on the bottom surface 220 of the cavity 210.
  • a first solder pad 262 and a second solder pad 272 are arranged.
  • the first contact element 261 is electrically conductive via the first contact 260 with the first
  • the Solder contact surface 262 connected.
  • the second contact element 271 is electrically conductive via the second through-contact 270 the second solder pad 272 connected.
  • the Kunststoffele ⁇ elements 261, 271 and the solder pads 262, 272 may be formed, for example, as planar metallizations.
  • the vias 260, 270 may be formed, for example, as arranged in the carrier 200 openings which are filled with an electrically conductive material.
  • the first solder contact surface 262 and the second Lötumbleflä ⁇ che 272 on the underside 202 of the carrier 200 may be used for electrical contacting of the first laser device 10.
  • the first laser component 10 may, for example, be provided as an SMT component for surface mounting, for example for surface mounting by reflow soldering.
  • the laser chip 400 is arranged in the cavity 210 of the carrier 200 on the bottom surface 220 of the cavity 210.
  • a lower side 410 of the laser chip 400 faces the bottom surface 220.
  • a first contact surface 411 and a second contact surface 412 of the laser chip 400 are in electrically lei ⁇ tender connection to the first contact element 261 and the second contact element 271 on the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200.
  • the contact surfaces 411, 412 of the laser chip 400 arranged on the underside 410 of the laser chip 400 and, for example via
  • solder joints with the contact elements 261, 271 connected to the bottom surface 220 of the cavity 210.
  • the contact surfaces 411, 412 could also be arranged at other locations of the laser chip 400 and / or be connected in a different manner, for example via bond connections, to the contact elements 261, 271 of the carrier 200.
  • the carrier 200 of the first laser device 10 may be adjacent to the first via 260 and the second via 270 WEI tere vias have provided to dissipate from ⁇ heat from the laser chip 400 and the bottom 202 of the carrier 200 of the housing 100 to be transported. These further vias can be used with other contact elements 1
  • the further vias may be connected to further solder pads on the underside 202 of the carrier 200, which serve to discharge the waste heat from the first laser device 10.
  • the laser chip 400 has a laser facet 420 which is perpendicular ⁇ right oriented to the bottom 410 of the laser chip 400th
  • the laser chip 400 is formed to radiate at its Laserfa ⁇ cette 420 a laser beam 440 in an emission direction 430 that is oriented perpendicular to the laser facet 420th
  • the emission direction 430 thus runs substantially parallel to the bottom 410 of the laser chip 400 and thus also substantially parallel to the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200.
  • the emission direction 430 of the laser chip 400 is ⁇ orien advantage toward the side wall 230 of the cavity 210th
  • the laser beam 440 emitted by the laser chip 400 must be deflected by 90 °.
  • the first laser component 10 has a first reflective element 500.
  • the first reflecting element 500 has the geometric shape of a prism with a triangular base, preferably the geometric shape of a cylinder.
  • the first reflective element 500 is wedge-shaped.
  • the first reflective element 500 may be, for example, are made of glass ⁇ .
  • the first reflecting element 500 has a reflecting surface 510 and a contact surface 520.
  • the angle 530 between the reflective surface 510 and the abutment surface 520 of the first reflective element 500 is dimensioned such that the Diffe ⁇ rence between the angle 250 by which the side wall 230 of the cavity is inclined 210 against the bottom surface 220 of the cavity 210 and the angle 530 between the reflecting surface-surface 510 and the abutment surface 520 of the first reflective element 500 has a value of 45 °.
  • the angle 250 by which the side wall is inclined 230 against the bottom surface 220 of the cavity 210 is, for example, 54.74 °, so does the angle 530 between the reflecting surface 510 and the abutment surface 520 of the first reflective Ele ⁇ ments 500 a value of 9.74 °.
  • the first reflecting element 500 is arranged in the cavity 210 of the carrier 200.
  • the contact surface 520 of the first reflecting element 500 rests against the side wall 230 of the cavity 210.
  • the first reflec ⁇ Rende member 500 is also present at the edge 240 between the bottom surface 220 and the side wall 230 of the cavity 210th
  • ⁇ is ensured by a fixed position and orientation of the ERS th reflecting element 500 in the cavity 210 of the Trä ⁇ gers 200th
  • the reflective surface 510 of the first reflective element 500 is orien ⁇ advantage to the laser facet 420 disposed in the cavity 210 laser chip 400th
  • the reflecting surface 510 of the first reflecting element 500 is inclined towards the bottom face 220 of the cavity 210 by an angle 540 of 45 °.
  • the emission direction 430 of the laser chip 400 with the reflective surface 510 of the first reflective element 500 includes an angle 550 also of 45 °.
  • the orientation of the first reflecting element 500 in the cavity 210 of the carrier 200 can also be expressed by the existence of a plane perpendicular to the bottom surface 220 of the cavity 210, perpendicular to the laser facet 420 of the laser chip 400 and perpendicular to the plane. inflecting surface 510 of the first reflective element 500 is oriented. Depending certain tolerances and deviations may result from the production Exactly ⁇ accuracy of course.
  • the first laser device 10 of the light emitted from the laser chip 400 on its laser facet 420 in the emission ⁇ device 430 laser beam 440 is incident at the angle 550 of 45 ° to the reflecting surface 510 of the first re- inflecting element 500 and is thereby in the emission ⁇ Direction 430 vertical direction, ie also in the Bodenflä ⁇ surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200 vertical direction, deflected.
  • the thus deflected laser beam 440 exits at the top 201 of the carrier 200 from the cavity 210 of the carrier 200 and is thus emitted by the first laser component 10 from ⁇ .
  • the cavity 210 of the carrier 200 may be closed at the top 201 of the carrier 200 by means of a lid 300. Be ⁇ vorzugt the cavity is hermetically sealed by the cover 300 210 to avoid excessive aging of the laser facet 420 of the laser ⁇ chips 400 during operation of the first laser device as the tenth
  • the lid 300 comprises an optically transparent material, for example a glass.
  • the De ⁇ ckel 300 can be oriented ⁇ forms, for example, as a plane-parallel plate.
  • the reflected at the reflecting surface 510 of the first reflective element 500 laser beam 440 passes through the cover 300 from the cavity 210 of the Trä ⁇ gers 200 and is preferably not or only slightly deflected.
  • the cavity is initially sets ⁇ at the top 201 of the carrier 200 210th Subsequently, the prefabricated first reflecting element 500 is disposed in the cavity 210 and secured in such a manner on the side wall 230 of the cavity 210 that the first reflective element 500 at the edge 240 between the Bo ⁇ denology 220 and the side wall 230 of the cavity 210 abuts ,
  • the attachment of the abutment surface 520 of the first reflective element 500 on the side wall 230 of the cavity 210 can be done for example by gluing or by soldering.
  • the support 200 for arranging the first reflective element 500 in the cavity 210 of the carrier 200 such that the edge 240 between the bottom surface 220 and the side wall 230 of the cavity 210 below the Bo ⁇ denology 220 and below the side wall 230 is arranged.
  • the laser chip 400 is arranged on the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200.
  • the arrangement of the laser chip 400 in the cavity 210 can also be carried out before arranging the first reflecting element 500 in the cavity 210 of the carrier 200.
  • a desired position and orientation of the laser chip 400 in the cavity 210 of the carrier 200 may be for example by an automatic alignment of the laser chip 400 currency ⁇ rend of producing soldered joints between the contact surfaces 411, 412 of the laser chip 400 and the Kunststoffele ⁇ elements 261, 271 to the bottom surface 220 of the cavity 210 a ⁇ ask.
  • the cavity 210 of the carrier 200 may be closed with the De ⁇ ckel 300th
  • the carrier 200 may be formed, for example, as a wafer. Then, in all cavities 210 of the carrier 200, laser chips 400 and first inflecting elements 500 angeord ⁇ net in the manner described. Subsequently, the carrier 200 can be divided to separate the plurality of first laser devices 10 thus produced.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional side view of a second laser component 20.
  • the second laser component 20 and the production method used for producing the second laser component 20 have great similarities with the first laser component 10 described with reference to FIG. 1 and the method for producing the first laser component 10. Corresponding components are therefore designated in the illustrations of Figures 1 and 2 with the same reference numerals. In the following, only the deviations between the second laser component 20 and the first laser component 10 will be described.
  • the second laser device 20 includes, instead of the first re ⁇ inflecting element 500, a second reflective ele- ment 600.
  • the second reflecting element 600 has the geometric shape of a prism or a cylinder with a triangular base.
  • the second reflecting element 600 can also be made of glass, for example.
  • the second reflective element 600 has a reflec ⁇ Rende surface 610 and an abutment surface 620th
  • the Appendices ⁇ ge Formation 620 of the second reflective member 600 abuts against the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200 of the second laser device 20th
  • the second reflective animal element 600 is also in contact with the edge 240 Zvi ⁇ rule the bottom surface 220 and the side wall 230 of the cavity 210, whereby the position and orientation of the second reflective element is fixed 600th
  • the reflective surface 610 of the second reflective element 600 faces the laser facet 420 of the laser chip 400 of the second laser component 20.
  • the reflective surface 610 of the second reflective element 600 closes with the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200 an angle 640 of 45 °. Thereby closing the emis sion ⁇ direction 430 of the laser chip 400 having the reflecting surface 610 of the second reflective member 600 form an angle 650 a, which is also 45 °.
  • the abutment surface 620 of the second reflective element 600 is fastened to the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200, for example by means of an adhesive bond or a solder joint.
  • the carrier 200 may be inclined to orient the second reflective element 600 such that the edge 240 is disposed between the bottom surface 220 and the side wall 230 of the cavity 210 below the bottom surface 220 and below the side wall 230, so that the second reflectors ⁇ animal element 600 by gravity toward the edge 240 between the bottom surface 220 and the side wall is pulled 230th
  • FIG. 3 shows a schematic sectional side view of a third laser component 30.
  • the third laser component 30 and the method used to produce the third laser component 30 have great agreement with the first laser component 10 explained with reference to FIG. 1 and the method for producing the first laser component 10 on. Therefore, in Figure 3, the ⁇ same reference numerals are used for corresponding components as in Figure 1. In the following, only the differences between the third laser device 30 and the first laser device 10 will be explained.
  • the third laser device 30 comprises a third reflective Ele ⁇ element 700 instead of the first re ⁇ inflecting element 500th
  • the third reflective element 700 has the geometric shape of a prism having a trapezoidal cross-sectional area ⁇ , preferably, the geometric shape of a ⁇ Zy Linders. Also, the third reflective member 700 may be composed game at ⁇ glass.
  • the third reflective element 700 has a reflec ⁇ Rende surface 710, a first abutment surface 720 and a second abutment surface 730 on. The first contact surface 720 of the third reflecting element 700 bears against the side wall 230 of the cavity 210 of the carrier 200.
  • the second huiflä ⁇ surface 730 of the third reflecting member 700 abuts against the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200th
  • the third reflective member 700 is also present at the edge 240 between the bottom surface 220 and the side wall 230 of the Kavi ⁇ ty 210, whereby the orientation and position of the third reflective member 700 with high accuracy is fixed.
  • the reflective surface 710 of the third reflective element 700 is the laser facet 420 of the laser chip faces 400 to ⁇ .
  • the reflecting surface 710 encloses an angle 740 of 45 ° with the bottom surface 220 of the cavity 210 of the carrier 200.
  • the emission direction 430 of the laser chip 400 with the reflective surface 710 of the third reflective element 700 includes an angle 750, which is also 45 °.
  • the mounting of the third reflecting element 700 in the cavity 210 of the carrier 200 of the third laser component 30 can also be done with slight tilting of the carrier 200, so that the edge 240 between the bottom surface 220 and the side wall 230 below the bottom surface 220 and under ⁇ half of the side wall 230 of the cavity 210 is arranged.

Abstract

Ein Laserbauelement weist ein Gehäuse auf, das einen Träger (200) umfasst, der eine Kavität mit einer Bodenfläche (220) und einer Seitenwand (230) aufweist. Die Kavität weitet sich ausgehend von der Bodenfläche auf. In der Kavität ist ein Laserchip (400) an der Bodenfläche angeordnet, dessen Emissionsrichtung (430) parallel zu der Bodenfläche orientiert ist. In der Kavität ist außerdem ein reflektierendes Element (500) angeordnet, das an einer Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand anliegt. Eine reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements schließt mit der Bodenfläche der Kavität einen Winkel von 45° ein. Die Emissionsrichtung schließt mit der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements ebenfalls einen Winkel von 45° ein.

Description

Beschreibung
Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements gemäß Patentanspruch 10.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 114 618.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Laserbauelemente mit halbleiterbasierten Laserchips sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Laserbauelemen- ten wird der Laserchip in einem Gehäuse angeordnet, das dazu dient, den Laserchip hermetisch dicht zu kapseln, um eine übermäßige Alterung einer Laserfacette des Laserchips zu ver¬ hindern. Das Gehäuse dient außerdem zur Ableitung von Abwärme aus dem Laserchip.
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 Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben. Ein Laserbauelement weist ein Gehäuse auf, das einen Träger umfasst, der eine Kavität mit einer Bodenfläche und einer Seitenwand aufweist. Die Kavität weitet sich ausgehend von der Bodenfläche auf. In der Kavität ist ein Laserchip an der Bodenfläche angeordnet, dessen Emissionsrichtung parallel zu der Bodenfläche orientiert ist. In der Kavität ist ein re¬ flektierendes Element angeordnet, das an einer Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand anliegt. Eine reflektie¬ rende Oberfläche des reflektierenden Elements schließt mit der Bodenfläche der Kavität einen Winkel von 45° ein. Die Emissionsrichtung schließt mit der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements ebenfalls einen Winkel von 45° ein .
Durch diese Anordnung der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements kann ein von dem Laserchip emittierter Laserstrahl an der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements in eine zur Bodenfläche der Kavität senk- rechte Richtung reflektiert werden. Der an dem reflektierenden Element reflektierte Laserstrahl kann dadurch aus der Kavität des Trägers des Laserbauelements austreten und von dem Laserbauelement abgestrahlt werden. Eine weitere Strahlablen¬ kung des Laserstrahls ist dabei vorteilhafterweise nicht er- forderlich.
Durch die Anlage des reflektierenden Elements an der Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand der Kavität wird vorteilhafterweise eine Position und Orientierung des reflek- tierenden Elements in der Kavität des Trägers des Gehäuses des Laserbauelements mit hoher Genauigkeit festgelegt, ohne dass bei der Montage des reflektierenden Elements zusätzliche Justageschritte erforderlich sind. Dies ermöglicht eine ein¬ fache und kostengünstige Herstellung des Laserbauelements.
Durch die Anlage des reflektierenden Elements an der Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand der Kavität ergibt sich außerdem vorteilhafterweise eine platzsparende Anordnung des reflektierenden Elements, was es ermöglicht, das Gehäuse des Laserbauelements mit kompakten äußeren Abmes¬ sungen auszubilden.
Die Anordnung des Laserchips mit zu der Bodenfläche der Kavi¬ tät paralleler Emissionsrichtung erlaubt es vorteilhafter- weise, den Laserchip in großflächigem Kontakt zur Bodenfläche der Kavität anzuordnen, wodurch sich vorteilhafterweise eine thermisch gut leitende Verbindung zwischen dem Träger des Gehäuses des Laserbauelements und dem Laserchip ergibt, was eine wirksame Abfuhr von im Betrieb des Laserbauelements in dem Laserchip anfallender Abwärme ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements liegt das re¬ flektierende Element an der Seitenwand an. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine besonders platzsparende Anordnung des reflektierenden Elements in der Kavität des Trägers des Laserbauelements, wodurch das Gehäuse des Laserbauelements kompakte äußere Abmessungen aufweisen kann.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements liegt das re¬ flektierende Element an der Bodenfläche der Kavität an. Vor¬ teilhafterweise ergibt sich auch hierdurch eine platzsparende und stabile Anordnung des reflektierenden Elements in der Kavität des Trägers des Gehäuses.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Kavität mittels eines Deckels verschlossen. Da am Deckel des Gehäuses des Laserbauelements keine Strahlablenkung des von dem Laser¬ chip des Laserbauelements emittierten Laserstrahls erfolgen muss, kann der Deckel vorteilhafterweise einfach und kosten¬ günstig ausgebildet sein. Da der Deckel keine strahlablenken¬ den Strukturen aufweisen muss, ist bei der Montage des Laserbauelements auch keine besondere Justage des Deckels erfor¬ derlich, wodurch sich die Herstellung des Laserbauelements vereinfacht .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist das re¬ flektierende Element ein Glas auf. Vorteilhafterweise kann die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements dadurch ein besonders hohes Reflexionsvermögen aufweisen.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist das reflektierende Element als Prisma ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des reflektierenden Elements sowie eine einfache und kostengünstige Montage des reflektierenden Elements in der Kavität des Trägers des Ge¬ häuses des Laserbauelements. In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Seitenwand der Kavität gegenüber der Bodenfläche der Kavität um ei¬ nen von 45° verschiedenen Winkel geneigt. Die Abweichung des Winkels zwischen der Seitenwand und der Bodenfläche von 45° wird vorteilhafterweise durch das reflektierende Element aus¬ geglichen .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der Trä- ger ein zumindest teilweise kristallines Halbleitermaterial auf. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfache und kostengünstige Herstellung des Trägers mit den Methoden der Halbleitertechnologie . In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist der Trä¬ ger Silicium auf. Dabei ist die Bodenfläche durch eine {100}- Ebene des Trägers gebildet. Die Seitenwand ist durch eine {111} -Ebene des Trägers gebildet. Vorteilhafterweise ermög¬ licht dies eine Herstellung der Kavität des Trägers mittels eines Ätzverfahrens. Dabei können die Seitenwand und die Bo¬ denfläche durch unterschiedliche Ätzraten in unterschiedliche Kristallrichtungen des Trägers gebildet werden, wobei sich ein definierter Winkel zwischen der Seitenwand und der Bodenfläche der Kavität ergibt.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers, der eine Kavität mit einer Bodenfläche und einer Seitenwand aufweist, wobei sich die Kavität ausgehend von der Bodenfläche aufweitet, zum Anordnen eines Laserchips an der Bodenfläche in der Kavität derart, dass eine Emissionsrichtung des Laserchips parallel zu der Bodenfläche orientiert ist, und zum Anordnen eines re¬ flektierenden Elements in der Kavität derart, dass das re¬ flektierende Element an einer Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand anliegt, eine reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements mit der Bodenfläche der Kavität einen Winkel von 45° einschließt und die Emissionsrichtung mit der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements ebenfalls einen Winkel von 45° einschließt.
Vorteilhafterweise werden die Position und Orientierung des reflektierenden Elements in der Kavität bei diesem Verfahren durch die Anordnung des reflektierenden Elements in Anlage an der Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand der Ka¬ vität mit hoher Genauigkeit festgelegt, ohne dass hierfür ein gesonderter Justageschritt erforderlich ist. Dadurch lässt sich das Verfahren vorteilhafterweise einfach und kostengüns¬ tig durchführen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger während des Anordnens des reflektierenden Elements so geneigt, dass die Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand unterhalb der Bodenfläche und unterhalb der Seitenwand ange¬ ordnet ist. Dadurch wird das reflektierende Element während des Anordnens des reflektierenden Elements in der Kavität des Trägers durch die Schwerkraft automatisch in Anlage mit der Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand der Kavität gebracht und/oder gehalten, wodurch sich die Durchführung des Verfahrens vorteilhafterweise noch weiter vereinfacht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereit- stellen des Trägers ein Anlegen der Kavität mittels eines
Ätzprozesses. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfa¬ che und kostengünstige Bereitstellung des Trägers. Insbeson¬ dere kann das Anlegen der Kavität in dem Träger durch etablierte Methoden der Halbleitertechnologie erfolgen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das reflektie¬ rende Element mittels einer Lötverbindung oder einer Klebeverbindung in der Kavität befestigt. Vorteilhafterweise er¬ möglicht dies eine einfache, robuste und kostengünstige Be- festigung des reflektierenden Elements in der Kavität.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Verschließen der Kavität mittels eines Deckels. Der Deckel kann beispielsweise mittels eines Wafer- bondverfahrens an dem Träger des Gehäuseelements des Laser¬ bauelements befestigt werden. Da bei dem durch das Verfahren erhältlichen Laserbauelement an dem Deckel des Gehäuses des Laserbauelements keine Strahlablenkung erfolgen muss, ist eine besondere Justage des Deckels vorteilhafterweise nicht erforderlich. Dadurch kann das Verfahren einfach, schnell und kostengünstig durchgeführt werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger mit mehreren Kavitäten bereitgestellt, die jeweils eine Bodenflä¬ che und eine Seitenwand aufweisen. Dabei wird in jeder Kavi- tät jeweils ein Laserchip so angeordnet, dass eine Emissions¬ richtung des Laserchips parallel zu der Bodenfläche der Kavi- tät orientiert ist. In jeder Kavität wird ein reflektierendes Element so angeordnet, dass das reflektierende Element an ei¬ ner Kante zwischen der Bodenfläche und der Seitenwand der Ka¬ vität anliegt, eine reflektierende Oberfläche des reflektie¬ renden Elements mit der Bodenfläche der Kavität einen Winkel von 45° einschließt und die Emissionsrichtung mit der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements ebenfalls einen Winkel von 45° einschließt. Vorteilhafterweise ermög¬ licht das Verfahren dadurch eine parallele Herstellung einer Mehrzahl von Laserbauelementen in gemeinsamen Bearbeitungs- schritten. Dadurch können die Herstellungskosten pro einzelnem Laserbauelement vorteilhafterweise deutlich reduziert werden. Außerdem lässt sich dadurch die pro hergestelltem Laserbauelement erforderliche Bearbeitungszeit vorteilhafter¬ weise deutlich reduzieren.
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 Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung Figur 1 eine geschnittene Seitenansicht eines ersten Laser¬ bauelements;
Figur 2 eine geschnittene Seitenansicht eines zweiten Laser- bauelements ; und
Figur 3 eine geschnittene Seitenansicht eines dritten Laser¬ bauelements . Figur 1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines ersten Laserbauelements 10. Das erste Laserbauelement 10 umfasst ein Gehäuse 100, in dem ein halbleiterbasierter Laserchip 400 angeordnet ist. Das Gehäuse 100 des ersten Laserbauelements 10 umfasst einen Träger 200. Der Träger 200 ist aus einem Trägersubstrat her¬ gestellt, bevorzugt aus einem kristallinen oder teilkristal¬ linen Halbleitersubstrat. Beispielsweise kann der Träger 200 aus einem Halbleiterwafer hergestellt sein, beispielsweise aus einem Siliciumwafer, insbesondere beispielsweise aus ei¬ nem { 100 } -Siliciumwafer .
Der Träger 200 weist eine Oberseite 201 und eine der Ober¬ seite 201 gegenüberliegende Unterseite 202 auf. An der Ober- seite 201 des Trägers 200 ist eine Kavität 210 ausgebildet.
Die Kavität 210 erstreckt sich von der Oberseite 201 in Rich¬ tung zur Unterseite 202 in den Träger 200 hinein. Dabei weist die Kavität 210 eine Bodenfläche 220 auf, die im Wesentlichen parallel zur Oberseite 201 und zur Unterseite 202 des Trägers 200 orientiert ist. Die Kavität 210 weist an der Oberseite 201 des Trägers 200 eine Öffnung auf und ist im Bereich der Bodenfläche 220 geschlossen.
Eine Seitenwand 230 erstreckt sich von der Bodenfläche 220 der Kavität 210 zur Oberseite 201 des Trägers 200. Zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 ist eine Kante 240 ausgebildet. Die Seitenwand 230 ist gegen die Bodenfläche 220 um einen Winkel 250 geneigt, der zwischen 0° und 90° liegt und insbesondere einen von 45° verschiedenen Wert aufweisen kann. Durch die Neigung der Seitenwand 230 weitet sich die Kavität 210 ausgehend von der Bodenfläche 220 in Richtung zur Oberseite 201 des Trägers 200, also in Richtung zur Öffnung der Kavität 210, auf.
Die Kavität 210 kann beispielsweise mittels eines Ätzverfah¬ rens an der Oberseite 201 des Trägers 200 angelegt werden. Falls der Träger 200 ein kristallines oder teilkristallines Halbleitermaterial aufweist, so kann hierbei eine Anisotropie einer Ätzrate genutzt werden, um die Bodenfläche 220 und die um den Winkel 250 gegen die Bodenfläche 220 geneigte Seiten¬ wand 230 der Kavität 210 auszubilden. Falls es sich bei dem Träger 200 um einen Siliciumwafer handelt, dessen Oberseite 201 durch eine {100}-Ebene gebildet ist, so kann die Boden¬ fläche 220 ebenfalls durch eine {100} -Ebene und die Seiten¬ wand 230 durch eine {111} -Ebene des Trägers 200 gebildet wer¬ den. In diesem Fall beträgt der Winkel 250 zwischen der Seitenwand 230 und der Bodenfläche 220 der Kavität 210 etwa 54,74°. Die Bodenfläche 220 und/oder die Seitenwand 230 der Kavität 210 können aber auch durch andere Kristallebenen gebildet sein. Der Träger 200 kann auch ein anderes Material als Silicium aufweisen. Die Kavität 210 kann auch durch ein anderes als ein Ätzverfahren ausgebildet werden.
Der Träger 200 des ersten Laserbauelements 10 weist einen ersten Durchkontakt 260 und einen zweiten Durchkontakt 270 auf. Die Durchkontakte 260, 270 erstrecken sich jeweils von der Bodenfläche 220 der Kavität 210 zur Unterseite 202 des Trägers 200. An der Bodenfläche 220 der Kavität 210 sind ein erstes Kontaktelement 261 und ein zweites Kontaktelement 271 angeordnet. An der Unterseite 202 des Trägers 200 sind eine erste Lötkontaktfläche 262 und eine zweite Lötkontaktfläche 272 angeordnet. Das erste Kontaktelement 261 ist über den ersten Durchkontakt 260 elektrisch leitend mit der ersten
Lötkontaktfläche 262 verbunden. Das zweite Kontaktelement 271 ist über den zweiten Durchkontakt 270 elektrisch leitend mit der zweiten Lötkontaktfläche 272 verbunden. Die Kontaktele¬ mente 261, 271 und die Lötkontaktflächen 262, 272 können beispielsweise als planare Metallisierungen ausgebildet sein. Die Durchkontakte 260, 270 können beispielsweise als in dem Träger 200 angeordnete Öffnungen ausgebildet sein, die mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt sind.
Die erste Lötkontaktfläche 262 und die zweite Lötkontaktflä¬ che 272 an der Unterseite 202 des Trägers 200 können zur elektrischen Kontaktierung des ersten Laserbauelements 10 dienen. Das erste Laserbauelement 10 kann beispielsweise als SMT-Bauelement für eine Oberflächenmontage vorgesehen sein, beispielsweise für eine Oberflächenmontage durch Wiederauf- schmelzlöten (Reflow-Löten) .
Der Laserchip 400 ist in der Kavität 210 des Trägers 200 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 angeordnet. Dabei ist eine Unterseite 410 des Laserchips 400 der Bodenfläche 220 zugewandt. Eine erste Kontaktfläche 411 und eine zweite Kon- taktfläche 412 des Laserchips 400 stehen in elektrisch lei¬ tender Verbindung zum ersten Kontaktelement 261 und zum zweiten Kontaktelement 271 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200. Im in Figur 1 gezeigten Beispiel sind die Kontaktflächen 411, 412 des Laserchips 400 an der Unterseite 410 des Laserchips 400 angeordnet und, beispielsweise über
Lötverbindungen, mit den Kontaktelementen 261, 271 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 verbunden. Die Kontaktflächen 411, 412 könnten aber auch an anderen Stellen des Laserchips 400 angeordnet und/oder auf andere Weise, beispielsweise über Bondverbindungen, mit den Kontaktelementen 261, 271 des Trägers 200 verbunden sein.
Der Träger 200 des ersten Laserbauelements 10 kann neben dem ersten Durchkontakt 260 und dem zweiten Durchkontakt 270 wei- tere Durchkontakte aufweisen, die dazu vorgesehen sind, Ab¬ wärme von dem Laserchip 400 abzuführen und zur Unterseite 202 des Trägers 200 des Gehäuses 100 zu transportieren. Diese weiteren Durchkontakte können mit weiteren Kontaktelementen 1
an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 verbunden sein, die dazu dienen, thermisch gut leitende Verbindungen zu den Laserchip 400 herzustellen. Außerdem können die weiteren Durchkontakte mit weiteren Lötkontaktflächen an der Unterseite 202 des Trägers 200 verbunden sein, die dazu dienen, die Abwärme aus dem ersten Laserbauelement 10 auszuleiten.
Der Laserchip 400 weist eine Laserfacette 420 auf, die senk¬ recht zur Unterseite 410 des Laserchips 400 orientiert ist. Der Laserchip 400 ist dazu ausgebildet, an seiner Laserfa¬ cette 420 einen Laserstrahl 440 in eine Emissionsrichtung 430 abzustrahlen, die senkrecht zur Laserfacette 420 orientiert ist. Die Emissionsrichtung 430 verläuft damit im Wesentlichen parallel zur Unterseite 410 des Laserchips 400 und damit auch im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200. Die Emissionsrichtung 430 des Laserchips 400 ist in Richtung zu der Seitenwand 230 der Kavität 210 orien¬ tiert .
Der von dem Laserchip 400 emittierte Laserstrahl 440 soll von dem ersten Laserbauelement 10 in zur Oberseite 201 des Trä¬ gers 200 senkrechte Richtung abgestrahlt werden. Dazu muss der von dem Laserchip 400 emittierte Laserstrahl 440 um 90° abgelenkt werden. Hierzu weist das erste Laserbauelement 10 ein erstes reflektierendes Element 500 auf.
Das erste reflektierende Element 500 weist die geometrische Form eines Prismas mit dreieckiger Grundfläche auf, bevorzugt die geometrische Form eines Zylinders. Damit ist das erste reflektierende Element 500 keilförmig ausgebildet. Das erste reflektierende Element 500 kann beispielsweise aus Glas be¬ stehen .
Das erste reflektierende Element 500 weist eine reflektie- rende Oberfläche 510 und eine Anlagefläche 520 auf. Die re¬ flektierende Oberfläche 510 und die Anlagefläche 520 schlie¬ ßen einen Winkel 530 ein. Der Winkel 530 zwischen der reflektierenden Oberfläche 510 und der Anlagefläche 520 des ersten reflektierenden Elements 500 ist so bemessen, dass die Diffe¬ renz zwischen dem Winkel 250, um den die Seitenwand 230 der Kavität 210 gegen die Bodenfläche 220 der Kavität 210 geneigt ist, und dem Winkel 530 zwischen der reflektierenden Oberflä- che 510 und der Anlagefläche 520 des ersten reflektierenden Elements 500 einen Wert von 45° aufweist. Falls der Winkel 250, um den die Seitenwand 230 gegen die Bodenfläche 220 der Kavität 210 geneigt ist, beispielsweise 54,74° beträgt, so weist der Winkel 530 zwischen der reflektierenden Oberfläche 510 und der Anlagefläche 520 des ersten reflektierenden Ele¬ ments 500 einen Wert von 9,74° auf.
Das erste reflektierende Element 500 ist in der Kavität 210 des Trägers 200 angeordnet. Dabei liegt die Anlagefläche 520 des ersten reflektierenden Elements 500 an der Seitenwand 230 der Kavität 210 an. Gleichzeitig liegt das erste reflektie¬ rende Element 500 auch an der Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210 an. Hier¬ durch ist eine festgelegte Position und Orientierung des ers- ten reflektierenden Elements 500 in der Kavität 210 des Trä¬ gers 200 sichergestellt. Die reflektierende Oberfläche 510 des ersten reflektierenden Elements 500 ist zur Laserfacette 420 des in der Kavität 210 angeordneten Laserchips 400 orien¬ tiert .
Aus der beschriebenen Anordnung des ersten reflektierenden Elements 500 ergibt sich, dass die reflektierende Oberfläche 510 des ersten reflektierenden Elements 500 gegen die Bodenfläche 220 der Kavität 210 um einen Winkel 540 von 45° ge- neigt ist. Außerdem schließt die Emissionsrichtung 430 des Laserchips 400 mit der reflektierenden Oberfläche 510 des ersten reflektierenden Elements 500 einen Winkel 550 von ebenfalls 45° ein. Die Orientierung des ersten reflektierenden Elements 500 in der Kavität 210 des Trägers 200 lässt sich auch dadurch ausdrücken, dass eine Ebene existiert, die senkrecht zu der Bodenfläche 220 der Kavität 210, senkrecht zur Laserfacette 420 des Laserchips 400 und senkrecht zur re- flektierenden Oberfläche 510 des ersten reflektierenden Elements 500 orientiert ist. Abhängig von der Herstellungsgenau¬ igkeit können sich natürlich gewisse Toleranzen und Abweichungen ergeben.
Im Betrieb des ersten Laserbauelements 10 trifft der von dem Laserchip 400 an seiner Laserfacette 420 in die Emissions¬ richtung 430 emittierte Laserstrahl 440 unter dem Winkel 550 von 45° auf die reflektierende Oberfläche 510 des ersten re- flektierenden Elements 500 und wird dadurch in zur Emissions¬ richtung 430 senkrechte Richtung, also auch in zur Bodenflä¬ che 220 der Kavität 210 des Trägers 200 senkrechte Richtung, abgelenkt. Der so abgelenkte Laserstrahl 440 tritt an der Oberseite 201 des Trägers 200 aus der Kavität 210 des Trägers 200 aus und wird somit durch das erste Laserbauelement 10 ab¬ gestrahlt .
Die Kavität 210 des Trägers 200 kann an der Oberseite 201 des Trägers 200 mittels eines Deckels 300 verschlossen sein. Be¬ vorzugt ist die Kavität 210 durch den Deckel 300 hermetisch dicht verschlossen, um im Betrieb des ersten Laserbauelements 10 eine übermäßige Alterung der Laserfacette 420 des Laser¬ chips 400 zu vermeiden. Der Deckel 300 weist ein optisch transparentes Material auf, beispielsweise ein Glas. Der De¬ ckel 300 kann beispielsweise als planparallele Platte ausge¬ bildet sein. Der an der reflektierenden Oberfläche 510 des ersten reflektierenden Elements 500 reflektierte Laserstrahl 440 tritt durch den Deckel 300 aus der Kavität 210 des Trä¬ gers 200 aus und wird dabei bevorzugt nicht oder nur wenig abgelenkt .
Zur Herstellung des ersten Laserbauelements 10 wird zunächst die Kavität 210 an der Oberseite 201 des Trägers 200 ange¬ legt. Anschließend wird das vorgefertigte erste reflektie- rende Element 500 in der Kavität 210 angeordnet und derart an der Seitenwand 230 der Kavität 210 befestigt, dass das erste reflektierende Element 500 an der Kante 240 zwischen der Bo¬ denfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210 anliegt. Das Befestigen der Anlagefläche 520 des ersten reflektierenden Elements 500 an der Seitenwand 230 der Kavität 210 kann beispielsweise durch Kleben oder durch Löten erfolgen. Es ist möglich, den Träger 200 zum Anordnen des ersten reflektierenden Elements 500 in der Kavität 210 des Trägers 200 derart zu neigen, dass die Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210 unterhalb der Bo¬ denfläche 220 und unterhalb der Seitenwand 230 angeordnet ist. Dadurch rutscht das erste reflektierende Element 500 un¬ ter dem Einfluss der Schwerkraft an der Seitenwand 230 der Kavität 210 von selbst bis zur Kante 240 zwischen der Seiten¬ wand 230 und der Bodenfläche 220, wodurch sichergestellt wird, dass das erste reflektierende Element 500 in der Kavi- tät 210 des Trägers 200 die gewünschte Position und Orientie¬ rung einnimmt.
In einem weiteren Herstellungsschritt wird der Laserchip 400 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 ange- ordnet. Das Anordnen des Laserchips 400 in der Kavität 210 kann auch vor dem Anordnen des ersten reflektierenden Elements 500 in der Kavität 210 des Trägers 200 erfolgen. Eine gewünschte Position und Orientierung des Laserchips 400 in der Kavität 210 des Trägers 200 kann sich beispielsweise durch eine selbsttätige Ausrichtung des Laserchips 400 wäh¬ rend der Herstellung von Lötverbindungen zwischen den Kontaktflächen 411, 412 des Laserchips 400 und den Kontaktele¬ menten 261, 271 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 ein¬ stellen .
Anschließend kann die Kavität 210 des Trägers 200 mit dem De¬ ckel 300 verschlossen werden.
Es ist möglich, an der Oberseite 201 des Trägers 200 mehrere Kavitäten 210 auszubilden. Hierbei kann der Träger 200 beispielsweise als Wafer ausgebildet sein. Dann können in allen Kavitäten 210 des Trägers 200 Laserchips 400 und erste re- flektierende Elemente 500 in der beschriebenen Weise angeord¬ net werden. Anschließend kann der Träger 200 zerteilt werden, um die so hergestellten mehreren ersten Laserbauelemente 10 zu vereinzeln.
Figur 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines zweiten Laserbauelements 20. Das zweite Laserbauelement 20 und das zur Herstellung des zweiten Laserbauelements 20 genutzte Herstellungsverfahren weisen große Übereinstimmungen mit dem anhand der Figur 1 beschriebenen ersten Laserbauelement 10 und dem Verfahren zur Herstellung des ersten Laserbauelements 10 auf. Einander entsprechende Komponenten sind daher in den Darstellungen der Figuren 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nachfolgend werden lediglich die Abweichungen zwischen dem zweiten Laserbauelement 20 und dem ersten Laserbauelement 10 beschrieben.
Das zweite Laserbauelement 20 weist anstelle des ersten re¬ flektierenden Elements 500 ein zweites reflektierendes Ele- ment 600 auf. Das zweite reflektierende Element 600 weist die geometrische Form eines Prismas oder eines Zylinders mit dreieckiger Grundfläche auf. Auch das zweite reflektierende Element 600 kann beispielsweise aus Glas bestehen. Das zweite reflektierende Element 600 weist eine reflektie¬ rende Oberfläche 610 und eine Anlagefläche 620 auf. Die Anla¬ gefläche 620 des zweiten reflektierenden Elements 600 liegt an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 des zweiten Laserbauelements 20 an. Dabei ist das zweite reflek- tierende Element 600 auch in Anlage mit der Kante 240 zwi¬ schen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210, wodurch die Position und Orientierung des zweiten reflektierenden Elements 600 festgelegt ist. Die reflektierende Oberfläche 610 des zweiten reflektierenden Elements 600 ist der Laserfacette 420 des Laserchips 400 des zweiten Laserbauelements 20 zugewandt. Die reflektierende Oberfläche 610 des zweiten reflektierenden Elements 600 schließt mit der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 einen Winkel 640 von 45° ein. Dadurch schließt die Emis¬ sionsrichtung 430 des Laserchips 400 mit der reflektierenden Oberfläche 610 des zweiten reflektierenden Elements 600 einen Winkel 650 ein, der ebenfalls 45° beträgt.
Bei der Herstellung des zweiten Laserbauelements 20 wird die Anlagefläche 620 des zweiten reflektierenden Elements 600 an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 befes- tigt, beispielsweise mittels einer Klebeverbindung oder einer Lötverbindung. Auch bei der Herstellung des zweiten Laserbauelements 20 kann der Träger 200 zur Ausrichtung des zweiten reflektierenden Elements 600 derart geneigt werden, dass die Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210 unterhalb der Bodenfläche 220 und unterhalb der Seitenwand 230 angeordnet ist, sodass das zweite reflek¬ tierende Element 600 durch die Schwerkraft in Richtung zu der Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 gezogen wird.
Figur 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines dritten Laserbauelements 30. Das dritte Laserbauelement 30 und das zur Herstellung des dritten Laserbauelements 30 dienende Verfahren weisen große Übereinstimmung mit dem an- hand der Figur 1 erläuterten ersten Laserbauelement 10 und dem Verfahren zur Herstellung des ersten Laserbauelements 10 auf. In Figur 3 sind daher für entsprechende Komponenten die¬ selben Bezugszeichen verwendet wie in Figur 1. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zwischen dem dritten Laser- bauelement 30 und dem ersten Laserbauelement 10 erläutert.
Das dritte Laserbauelement 30 weist anstelle des ersten re¬ flektierenden Elements 500 ein drittes reflektierendes Ele¬ ment 700 auf. Das dritte reflektierende Element 700 weist die geometrische Form eines Prismas mit trapezförmiger Quer¬ schnittsfläche auf, bevorzugt die geometrische Form eines Zy¬ linders. Auch das dritte reflektierende Element 700 kann bei¬ spielsweise aus Glas bestehen. Das dritte reflektierende Element 700 weist eine reflektie¬ rende Oberfläche 710, eine erste Anlagefläche 720 und eine zweite Anlagefläche 730 auf. Die erste Anlagefläche 720 des dritten reflektierenden Elements 700 liegt an der Seitenwand 230 der Kavität 210 des Trägers 200 an. Die zweite Anlageflä¬ che 730 des dritten reflektierenden Elements 700 liegt an der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 an. Das dritte reflektierende Element 700 liegt auch an der Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavi¬ tät 210 an, wodurch die Orientierung und Position des dritten reflektierenden Elements 700 mit hoher Genauigkeit festgelegt ist . Die reflektierende Oberfläche 710 des dritten reflektierenden Elements 700 ist der Laserfacette 420 des Laserchips 400 zu¬ gewandt. Die reflektierende Oberfläche 710 schließt mit der Bodenfläche 220 der Kavität 210 des Trägers 200 einen Winkel 740 von 45° ein. Dadurch schließt die Emissionsrichtung 430 des Laserchips 400 mit der reflektierenden Oberfläche 710 des dritten reflektierenden Elements 700 einen Winkel 750 ein, der ebenfalls 45° beträgt.
Die Montage des dritten reflektierenden Elements 700 in der Kavität 210 des Trägers 200 des dritten Laserbauelements 30 kann ebenfalls unter leichter Verkippung des Trägers 200 erfolgen, sodass die Kante 240 zwischen der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 unterhalb der Bodenfläche 220 und unter¬ halb der Seitenwand 230 der Kavität 210 angeordnet ist.
Dadurch hält die Schwerkraft das dritte reflektierende Ele¬ ment 700 in Anlage mit der Bodenfläche 220 und der Seitenwand 230 der Kavität 210.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei- spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Er¬ findung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
, 0
Bezugs zeichenliste
10 erstes Laserbauelement
20 zweites Laserbauelement
30 drittes Laserbauelement
100 Gehäuse
200 Träger
201 Oberseite
202 Unterseite
210 Kavität
220 Bodenfläche
230 Seitenwand
240 Kante
250 Winkel
260 erster Durchkontakt
261 erstes Kontaktelement
262 erste Lötkontaktfläche
270 zweiter Durchkontakt
271 zweites Kontaktelement
272 zweite Lötkontaktfläche
300 Deckel
400 Laserchip
410 Unterseite
411 erste Kontaktfläche
412 zweite Kontaktfläche
420 Laserfacette
430 Emissionsrichtung
440 Laserstrahl
500 erstes reflektierendes Element 510 reflektierende Oberfläche
520 Anlagefläche
530 Winkel
540 Winkel , n
550 Winkel
600 zweites reflektierendes Element
610 reflektierende Oberfläche
620 Anlagefläche
640 Winkel
650 Winkel
700 drittes reflektierendes Element
710 reflektierende Oberfläche
720 erste Anlagefläche
730 zweite Anlagefläche
740 Winkel
750 Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Laserbauelement (10, 20, 30)
mit einem Gehäuse (100), das einen Träger (200) umfasst, der eine Kavität (210) mit einer Bodenfläche (220) und einer Seitenwand (230) aufweist,
wobei sich die Kavität (210) ausgehend von der Bodenflä¬ che (220) aufweitet,
wobei in der Kavität (210) an der Bodenfläche (220) ein Laserchip (400) angeordnet ist, dessen Emissionsrichtung
(430) parallel zu der Bodenfläche (220) orientiert ist, wobei in der Kavität (210) ein reflektierendes Element (500, 600, 700) angeordnet ist und an einer Kante (240) zwischen der Bodenfläche (220) und der Seitenwand (230) anliegt,
wobei eine reflektierende Oberfläche (510, 610, 710) des reflektierenden Elements (500, 600, 700) mit der Boden¬ fläche (220) der Kavität (210) einen Winkel (540, 640, 740) von 45° einschließt,
wobei die Emissionsrichtung (430) mit der reflektierenden
Oberfläche (510, 610, 710) des reflektierenden Elements (500, 600, 700) einen Winkel (550, 650, 750) von 45° ein¬ schließt . 2. Laserbauelement (10, 30) gemäß Anspruch 1,
wobei das reflektierende Element (500, 700) an der Sei¬ tenwand (230) anliegt.
3. Laserbauelement (20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das reflektierende Element (600, 700) an der Boden¬ fläche (220) anliegt.
4. Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehen- den Ansprüche,
wobei die Kavität (210) mittels eines Deckels (300) ver¬ schlossen ist. Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehen¬ den Ansprüche,
wobei das reflektierende Element (500, 600, 700) ein Glas aufweist .
Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehen¬ den Ansprüche,
wobei das reflektierende Element (500, 600, 700) als Prisma ausgebildet ist.
Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehen¬ den Ansprüche,
wobei die Seitenwand (230) gegenüber der Bodenfläche (220) um einen von 45° verschiedenen Winkel (250) geneigt ist .
Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehen¬ den Ansprüche,
wobei der Träger (200) ein zumindest teilweise kristalli¬ nes Halbleitermaterial aufweist.
Laserbauelement (10, 20, 30) gemäß Anspruch 8,
wobei der Träger (200) Silicium aufweist,
wobei die Bodenfläche (220) durch eine {100} -Ebene des
Trägers (200) gebildet ist,
wobei die Seitenwand (230) durch eine {111} -Ebene des Trägers (200) gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Laserbauelements (10, 20, 30)
mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Trägers (200), der eine Kavität (210) mit einer Bodenfläche (220) und einer Seitenwand (230) aufweist, wobei sich die Kavität (210) ausgehend von der Bodenfläche (220) aufweitet;
- Anordnen eines Laserchips (400) an der Bodenfläche (220) in der Kavität (210) derart, dass eine Emissions- richtung (430) des Laserchips (400) parallel zu der Bo¬ denfläche (220) orientiert ist;
- Anordnen eines reflektierenden Elements (500, 600, 700) in der Kavität (210) derart, dass das reflektierende Ele¬ ment (500, 600, 700) an einer Kante (240) zwischen der Bodenfläche (220) und der Seitenwand (230) anliegt, eine reflektierende Oberfläche (510, 610, 710) des reflektie¬ renden Elements (500, 600, 700) mit der Bodenfläche (220) der Kavität (210) einen Winkel (540, 640, 740) von 45° einschließt und die Emissionsrichtung (430) mit der re¬ flektierenden Oberfläche (510, 610, 710) des reflektie¬ renden Elements (500, 600, 700) einen Winkel (550, 650, 750) von 45° einschließt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10,
wobei der Träger (200) während des Anordnens des reflek¬ tierenden Elements (500, 600, 700) so geneigt wird, dass die Kante (240) zwischen der Bodenfläche (220) und der Seitenwand (230) unterhalb der Bodenfläche (220) und un¬ terhalb der Seitenwand (230) angeordnet ist.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 und 11,
wobei das Bereitstellen des Trägers (200) ein Anlegen der Kavität (210) mittels eines Ätzprozesses umfasst.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei das reflektierende Element (500, 600, 700) mittels einer Lötverbindung oder einer Klebeverbindung in der Kavität (210) befestigt wird.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13,
wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst :
- Verschließen der Kavität (210) mittels eines Deckels (300) .
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Träger (200) mit mehreren Kavitäten (210) bereitgestellt wird, die jeweils eine Bodenfläche (220) und eine Seitenwand (230) aufweisen,
wobei in jeder Kavität (210) jeweils ein Laserchip (400) so angeordnet wird, dass eine Emissionsrichtung (430) des Laserchips (400) parallel zu der Bodenfläche (220) der Kavität (210) orientiert ist,
wobei in jeder Kavität (210) ein reflektierendes Element (500, 600, 700) so angeordnet wird, dass das reflektie¬ rende Element (500, 600, 700) an einer Kante (240) zwi¬ schen der Bodenfläche (220) und der Seitenwand (230) der Kavität (210) anliegt, eine reflektierende Oberfläche (510, 610, 710) des reflektierenden Elements (500, 600, 700) mit der Bodenfläche (220) der Kavität (210) einen Winkel (540, 640, 740) von 45° einschließt und die Emis¬ sionsrichtung (430) mit der reflektierenden Oberfläche (510, 610, 710) des reflektierenden Elements (500, 600, 700) einen Winkel (550, 650, 750) von 45° einschließt.
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