WO2020020893A1 - Optoelektronische halbleitervorrichtung mit ersten und zweiten optoelektronischen elementen - Google Patents

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    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements

Definitions

  • Lasers in which the laser light generated is emitted over a surface of a semiconductor layer arrangement.
  • the present invention has for its object to provide an improved optoelectronic semiconductor device.
  • An optoelectronic semiconductor device has a first arrangement of first optoelectronic components and a second arrangement of second optoelectronic components which are arranged in a substrate.
  • the first optoelectronic components each comprise a first resonator mirror with a first main surface, an active region suitable for generating radiation, and a second resonator mirror, each along a first Direction are arranged one above the other, radiation emitted by the optoelectronic component being emitted via the first main surface.
  • the first optoelectronic components are suitable for emitting electromagnetic radiation.
  • the second optoelectronic components each comprise an active region suitable for generating radiation and are suitable for receiving electromagnetic radiation.
  • the first optoelectronic components form surface-emitting laser diodes.
  • the active area of each of the first optoelectronic components can be identical to the active area of each of the second optoelectronic components.
  • the first arrangement takes up a larger area than the second arrangement.
  • the second arrangement can be arranged in a central area within the first arrangement.
  • the second arrangement can also be arranged in an edge region of the first arrangement.
  • the optoelectronic semiconductor device can furthermore have an optical element which is arranged above the first and above the second arrangement of first and second optoelectronic components.
  • the optical element can be an array of microlenses.
  • the optical element can contain additional deflecting elements which are suitable for directing incident radiation onto a predetermined region of the second arrangement.
  • the optical element can directly adjoin the surface of the optoelectronic components.
  • the second optoelectronic components can be suitable for detecting electromagnetic radiation emitted by the first optoelectronic components.
  • the first optoelectronic components can each be electrically connected to one another via at least part of the common substrate.
  • the second optoelectronic components can each be electrically connected to one another via at least part of the common substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device may further comprise an isolation element that isolates the first arrangement from the second arrangement.
  • the first and the second optoelectronic component can each contain a first connection area and a second connection area, via which the active area can be electrically contacted.
  • the first and the second optoelectronic component can each contain a first connection area and furthermore a second connection area, via which the active area can be electrically contacted.
  • an optoelectronic semiconductor device comprises an arrangement of optoelectronic components, each having an identical layer structure. At least a part of the optoelectronic components is suitable to act as a surface emitting diode laser, and at least another part of the optoelectronic components is suitable to act as an electromagnetic radiation absorbing device.
  • a mobile terminal or an optical device comprises the optoelectronic semiconductor device as described above.
  • the mobile device can be selected from a smartphone, a laptop, a tablet or a phablet.
  • the optical device can be selected from a distance measuring device, a 2D and / or 3D sensor or 2D and / or 3D scanner, an illumination device, a proximity sensor, a spectrometer or a reflection light barrier.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an optoelectronic semiconductor device according to embodiments.
  • FIG. 2A shows a schematic cross-sectional view of part of a first optoelectronic component in accordance with embodiments.
  • FIG. 2B shows a schematic cross-sectional view of part of a second optoelectronic component in accordance with further embodiments.
  • FIG. 2C shows a transition region between the first and second optical element according to embodiments.
  • FIG. 2D shows a schematic cross-sectional view of an optoelectronic semiconductor device according to embodiments.
  • FIG. 2E shows a schematic cross-sectional view of an optoelectronic semiconductor device according to further embodiments.
  • FIG. 3A shows a schematic top view of an optoelectronic semiconductor device according to embodiments.
  • FIG. 3B shows a schematic top view of an optoelectronic semiconductor device according to further embodiments.
  • FIG. 3C shows a schematic top view of an optoelectronic semiconductor device according to further embodiments
  • FIG. 4A shows a circuit diagram of the optoelectronic device according to embodiments.
  • FIG. 4B shows a schematic top view of a second
  • FIG. 4C shows a circuit diagram of the optoelectronic device according to further embodiments.
  • FIG. 5A shows a cross-sectional view of an optoelectronic semiconductor device according to further embodiments.
  • FIG. 5B shows a cross-sectional view of an optoelectronic semiconductor device according to further embodiments.
  • FIG. 6A shows a schematic view of a mobile terminal.
  • FIG. 6B shows a schematic view of an optical device.
  • Wafer or “semiconductor substrate” used in the following description may include any semiconductor-based structure that has a semiconductor surface. Wafers and structures are to be understood to include doped and undoped semiconductors, epitaxial semiconductor layers, optionally supported by a base, and other semiconductor structures. For example, a layer of a first semiconductor material can be grown on a growth substrate made of a second semiconductor material or of an insulating material, for example on a sapphire substrate. Depending on the intended use, the semiconductor can be based on a direct or an indirect semiconductor material.
  • semiconductor materials which are particularly suitable for generating electromagnetic radiation include, in particular, nitride semiconductor compounds, by means of which, for example, ultraviolet, blue or longer-wave light can be generated, such as, for example, GaN, InGaN, A1N, AlGaN, AlGalnN, phosphide semiconductor compounds, by means of, for example Green or long-wave light can be generated, such as GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, and other semiconductor materials such as AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga 2 0 3 , diamond, hexag- nales BN and combinations of the materials mentioned.
  • the stoichiometric ratio of the ternary compounds can vary.
  • semiconductor materials can include silicon, silicon germanium and germanium.
  • the term “semiconductor” also includes organic semiconductor materials.
  • lateral and horizontal are intended to describe an orientation or alignment that is essentially parallel to a first surface of a substrate or semiconductor body. This can be the surface of a wafer or a chip (die), for example.
  • the horizontal direction can lie, for example, in a plane perpendicular to a growth direction when layers are grown.
  • vertical is intended to describe an orientation which is essentially perpendicular to the first surface of a substrate or semiconductor body.
  • the vertical direction can, for example, correspond to a growth direction when layers are grown.
  • the terms “have”, “contain”, “comprise”, “have” and the like are open terms that indicate the presence of said elements or features, the presence of further elements or features but do not rule it out.
  • the undefined articles and the certain articles include both the plural and the singular, unless the context clearly indicates otherwise.
  • the term “electrically connected” means a low-resistance electrical connection between the connected elements.
  • the electrically connected elements do not necessarily have to be connected directly to one another. Further elements can be arranged between electrically connected elements.
  • FIG. 1 shows an example of an optoelectronic semiconductor device 10 with a first arrangement 140 of first optoelectronic components 15 and a second arrangement 150 of second optoelectronic components 16.
  • the first optoelectronic components 15 and the second optoelectronic components 16 are arranged in a common substrate 100 .
  • the common substrate 100 can be, for example, a single-crystal semiconductor substrate on which semiconductor layers can be grown epitaxially. The exact structure of the respective optoelectronic components and of the substrate 100 is described below with reference to FIG. 2A will be described.
  • the first optoelectronic components 15 can be designed, for example, as surface-emitting laser diodes (V C SEL, “vertical-cavity surface-emitting laser).
  • the second optoelectronic components 16 can, for example, have a similar or identical layer structure to the first optoelectronic components 15. They can be connected in such a way that they act as detectors.
  • the second optoelectronic components 16 can receive the electromagnetic radiation 20 emitted by the first optoelectronic components 15, which, for example, has been reflected by a reflecting component.
  • the substrate 100 can represent a common electrode of the first and the second optoelectronic components 15, 16 or can be connected to this common electrode.
  • a substrate area within the first array 140 may be one Substrate area within the second arrangement 150 to be isolated by insulation elements 107.
  • the type of insulation elements 107 can be trenches which are filled with insulating, conductive or suitably doped semiconductor material.
  • the trenches can extend to different depths. For example, they can extend so deep that adjacent substrate areas can be isolated from one another. According to further embodiments, they can each extend as deep as the individual optoelectronic components into the substrate, as shown, for example, in FIG. 5A is indicated.
  • both the first optoelectronic components 15 and the second optoelectronic components 16 can each be suitable for emitting or detecting electromagnetic radiation.
  • the substrate 100 may be placed on a suitable carrier 105.
  • the carrier 105 can, for example, be part of a housing of a mobile terminal 30, an optical device 35 or a lead frame.
  • the optoelectronic device 10 can furthermore have an optical element 200.
  • the optical element 200 can be an arrangement of microlenses 205.
  • the optical element 200 can be arranged above the first and above the second arrangement 140, 150 of optoelectronic components.
  • the optical element 200 can completely cover both the first and the second arrangement 140, 150 laterally along their direction of extension or overlap with them.
  • radiation 20 emitted by the first optoelectronic components 15 is reflected on the microlenses 205.
  • the reflected radiation 25 is absorbed by the second optoelectronic components 16.
  • An air gap can exist between the surface of the optoelectronic components 15, 16 and the optical element 200.
  • an optically transparent material such as silicone or glass can be arranged between the surface of the optoelectronic components 15, 16 and the optical element 200.
  • the optical element 200 can be provided in order to reflect a part of the radiation 20 emitted by the first optoelectronic components 15.
  • the radiation is reflected in the direction of the second optoelectronic components 16.
  • FIG. 2A shows a cross-sectional view of part of a first optoelectronic component 15 according to embodiments.
  • a first resonator mirror 120, an active region 125 suitable for generating radiation and a second resonator mirror 110 are arranged over a first main surface 101 of a substrate.
  • the first and second resonator mirrors 120, 110 can each have alternately stacked first layers of a first composition and second layers of a second composition.
  • the layers can alternately have a high refractive index (n> 1.7) and a low refractive index (n ⁇ 1.7) and can be designed as a Bragg reflector.
  • the layer thickness may be 1/4 or a multiple of 1/4, where 1 indicates the wavelength of the light to be reflected.
  • the first or the second resonator mirror 120, 110 can have, for example, 2 to 50 different layers.
  • a typical layer thickness of the individual layers can be approximately 30 to 90 nm, for example approximately 50 nm.
  • the layer stack can furthermore contain one or two or more layers which are thicker than approximately 180 nm, for example thicker than 200 nm.
  • the second resonator mirror 110 can have a total reflectivity of 99.8% or more for the laser radiation.
  • the active region 125 can have an active layer 126 provided for generating radiation.
  • the active layer 126 of the active region 125 can be, for example, a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation exhibit.
  • Quantum well structure has no meaning with regard to the dimensionality of the quantization. It therefore includes, among other things, quantum wells, quantum wires and quantum dots as well as any combination of these layers.
  • the active region 125 can be based on a nitride, a phosphide or an arsenide compound semiconductor.
  • substrate 100 may contain GaN, GaP, or GaAs
  • active region 125 may each include semiconductor materials that contain GaN, GaP, or GaAs.
  • Cladding or cladding layers for example made of n- or p-doped semiconductor layers, can adjoin the active layer 126.
  • the layer thickness of the active region 125 is at least equal to the effective emitted wavelength (l / h, where n corresponds to the refractive index of the active region), so that standing waves can form within the resonator.
  • a layer thickness of the active layer 126 is several 10 nm, and the layer thickness of the cladding layers can be approximately 10 to 20 nm in each case.
  • the second resonator mirror 110 is arranged between the active region 125 and the substrate 100.
  • the first resonator mirror 120 and the second resonator mirror 110 form an optical resonator for those in the active region 125 generated electromagnetic radiation 20.
  • the first resonator mirror 120 and the second resonator mirror 110 are integrated together with the active region 125 into the semiconductor body 109 of the optoelectronic semiconductor device 10.
  • the first resonator mirror 120 is designed as a coupling mirror of the laser radiation generated in the resonator by means of induced emission and has, for example, a lower reflectivity than the second resonator mirror 110.
  • Electromagnetic radiation 20 generated in the active region 125 is emitted in the vertical direction from the optoelectronic component.
  • the second resonator mirror 110 has a plurality of semiconductor layer pairs, each with a high refractive index difference, for example.
  • the layers of the first resonator mirror 120 and the layers of the second resonator mirror 110 can, for example, be produced epitaxially.
  • the first and / or the second resonator mirror can be constructed from dielectric layers.
  • a second contact element 130 can be arranged adjacent to a second main surface 102 of the substrate.
  • the second contact element 130 can be electrically connected to a second connection region 132 and to the second resonator mirror 110.
  • a first contact element 135 can be arranged adjacent to a first main surface 121 of the first resonator mirror 120 and can be electrically connected to it.
  • the first contact element 135 can be connected, for example, to a first connection region 137 of the first optoelectronic component.
  • the first and second contact elements 130, 135 can contain an electrically conductive material, for example. If the resonator mirrors are each made of dielectric material, then the first contact element 135 and the second contact element 130 can each be electrically connected to the active region 125 his.
  • the first contact element 135 can be connected to the first cladding layer, for example of the first conductivity type, of the active region 125.
  • the second contact element 130 can be connected to the second cladding layer, for example of the second conductivity type, of the active region 125.
  • the first optoelectronic component 15 is a semiconductor laser which is pumped electrically, for example, via the first contact element 135 and the second contact element 130.
  • the first contact element 135 can be spared from a central region of the first optoelectronic component.
  • the first contact element 135 can run in a ring-like manner over an edge region of the first optoelectronic component. In this way, absorption of the emitted laser radiation in the first contact element 135 can be avoided or reduced.
  • the layers of the first resonator mirror 120 can be doped with dopants of a first conductivity type, for example p- or n-type.
  • the layers of the second resonator mirror 110 can be doped with a second conductivity type, for example n-type or p-type.
  • only selected layers of the layer sequence of the resonator mirrors 110, 120 can be appropriately doped.
  • the substrate 100 can be doped, for example with dopants of the second conductivity type.
  • FIG. 2B shows a schematic cross-sectional view of an example of a second optoelectronic component 16.
  • the second optoelectronic component 16 have the same layer structure as the first optoelectronic component 15.
  • certain areas may alternatively be formed.
  • the first and second resonator mirrors can be omitted, and the second optoelectronic component 16 only has the active region 125.
  • the active region 125 of the second optoelectronic component 16 can be configured identically to the active region 125 of the first optoelectronic component 15.
  • the second optoelectronic component 16 is suitable for receiving electromagnetic radiation 25.
  • this can be achieved in that the first contact element 135 and the second contact element 130 are suitably connected to potentials in that the second optoelectronic component 16 is operated in the reverse direction.
  • the first contact element 135 is connected to a first connection area 138.
  • the second contact element 130 is connected to a second connection area 133 of the second optoelectronic component.
  • the first connection region 137 of the first optoelectronic component can be connected to the second connection region 133 of the second optoelectronic component.
  • the second connection area 132 of the first optoelectronic component 15 can also be connected to the first connection area 133 of the second optoelectronic component 16. It is also conceivable that the first connection area 137 of the first optoelectronic component is connected to the first connection area 138 of the second optoelectronic component. In addition, the second connection area 132 of the first optoelectronic semiconductor component can be connected to the second connection area 133 of the second optoelectronic semiconductor component.
  • FIG. 2C shows a connection area between a first optoelectronic component 15 and a second optoelectronic component 16 according to embodiments.
  • an insulating layer 127 and a conductive material 129 can be introduced between the second resonator mirror 110 and substrate 100 in the region of the first optoelectronic component 15.
  • the layer stack with the second resonator mirror is electrically connected to the conductive material 129.
  • the conductive material 129 is, as shown in FIG. FIG. 2C furthermore leads to the surface of the layer stack or semiconductor body 109 and is electrically connected to the first contact element 135 of the second optoelectronic component 16.
  • the second connection area 132 of the first optoelectronic component 15 can be connected to the first connection area 138 of the second optoelectronic component 16.
  • the first and second optoelectronic components can also be interchanged. In this way, it is possible to connect the second connection region 133 of the second optoelectronic component to the first connection region 137 of the first optoelectronic component 15.
  • the optoelectronic semiconductor device 10 can be configured as a flip chip component.
  • the optoelectronic semiconductor device 10 comprises a first optoelectronic component 15 and a second optoelectronic component 16, which are formed on a common substrate 100.
  • the first and second optoelectronic components are each formed similarly to the components shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the second contact element 130 is via a via contact 113 is connected to a common connection area 134, which is arranged in the area of a light emission surface 106 of the optoelectronic semiconductor device 10.
  • the optoelectronic semiconductor device 10 is finally arranged via connection areas 134, 137, 138 in the area of the light emission surface 106 of the optoelectronic semiconductor device 10.
  • the generated electromagnetic radiation is emitted via the light emission surface 106.
  • the via contact 113 extends from the common substrate 100 to a light emission surface 106 of the optoelectronic semiconductor device 10.
  • the optoelectronic components have a first and a second cladding layer 114, 115.
  • An active layer 126 which may contain a multiple quantum well structure, for example, is arranged between the first and second cladding layers.
  • the active region 125 may also have a third cladding layer 116 and an opening (aperture) 117.
  • the insulation elements 107 can furthermore be isolated from the active region by an insulating material 104, which contains silicon oxide, for example.
  • the common substrate 100 can be conductive or coated with a conductive material.
  • the active region 125 can in each case be connected to the associated connection regions 137, 138 of the first or second optoelectronic component via first contact elements 135.
  • the active region 125 can also be connected to the second contact element 130 via a contact layer 131.
  • FIG. 2E shows the optoelectronic semiconductor device 10 shown in FIG. 2D, for example, which is mounted on a suitable carrier 105, for example a printed circuit board or a housing.
  • a suitable carrier 105 for example a printed circuit board or a housing.
  • emitted radiation 20 can be reflected by the optical element 200 and can be absorbed or absorbed by the second optoelectronic component.
  • conductor tracks can be provided in the carrier 105, so that a corresponding voltage can be applied to the connection areas of the first and second optoelectronic components.
  • an optoelectronic semiconductor device 10 comprises an arrangement of optoelectronic components 15, 16, each of which has an identical layer structure. At least a part of the optoelectronic components 15 is suitable to act as a surface emitting diode laser, and at least another part of the optoelectronic components 16 is suitable to act as a device which absorbs electromagnetic radiation.
  • FIG. 3A shows a top view of an optoelectronic semiconductor device according to embodiments.
  • the optoelectronic semiconductor device has a first arrangement 140 of first optoelectronic components 15.
  • a second arrangement 150 of second optoelectronic components 16 is arranged in the central region of the arrangement.
  • the second arrangement 150 is spatially separated by isolation elements 107, so that, for example, the first contact element 135 of the first optoelectronic component 15 is in each case isolated from the first contact element 135 of the second optoelectronic component 16.
  • the first contact elements 135 of the second optoelectronic component 16 can be connected to a first connection region 138, which is arranged at the edge of the optoelectronic device.
  • the second assembly 150 occupies a significantly smaller area than the first assembly 140.
  • the two- te arrangement 150 comprise less than 20, for example less than 10 second optoelectronic components 16.
  • the large part of the first arrangement 140 can be used, for example, as a light source for applications, while the small area 150 is used as a photo detector.
  • the optoelectronic device can also be operated in a pulsed mode in a time-division multiplex method. In this case, light can be emitted for a short time through the first region 140, in the other periods the second arrangement can be switched as a photodiode. In this case, for example, the second arrangement can take up a larger area than the first arrangement.
  • FIG. 3B shows a further possible embodiment of the optoelectronic semiconductor device 10.
  • the second arrangement 150 is arranged in an edge region.
  • the second arrangement 150 can only adjoin the first arrangement 140 on one or two sides.
  • the in FIG. 3A arrangement can, for example, the second region 150 be almost completely surrounded by the first arrangement 140.
  • FIG. 3C shows a schematic illustration, in which the second arrangement 150 borders on two sides on the first arrangement 140.
  • FIG. 4A shows a circuit diagram of the optoelectronic device according to embodiments. As can be seen, the second connection area 132 of the first optoelectronic component 15 is short-circuited to the first connection area 138 of the second optoelectronic component 16. Furthermore, the first optoelectronic component 15 is operated in the forward direction, while the second optoelectronic component 16 is connected upstream in the reverse direction.
  • FIG. 4B shows a schematic plan view of a second main surface 102 of the substrate 100.
  • the second connection region 132 of the first optoelectronic component 15 and the first connection region 138 of the second optoelectronic component 16 are connected to one another by a common electrode.
  • the first connection area 137 of the first optoelectronic component is isolated from this common connection.
  • the second connection area 133 of the second optoelectronic component 16 is isolated from the common connection.
  • a photo current generated in the second optoelectronic component 16 can, as shown in FIG. 4B, measurements are taken by the measuring device 155 to determine whether the optical element 200 is attached as intended and reflects light.
  • the optoelectronic device 10 can be switched off by the control device 160.
  • the level of the detected photocurrent can depend, for example, on the size of the second arrangement 150, that is to say for example the number of second optoelectronic components 16 within the second arrangement 150.
  • FIG. 4C shows a circuit diagram of the optoelectronic device according to further embodiments.
  • the second connection area 132 of the first optoelectronic see component 15 short-circuited to the second connection region 133 of the second optoelectronic component 16.
  • the first optoelectronic component 15 is operated in the forward direction, while the second optoelectronic component 16 is connected upstream in the reverse direction.
  • FIG. 5A shows an optoelectronic device 10 in which the optical element 200 is directly adjacent to the arrangement of first and second optoelectronic components.
  • the optical element 200 can directly adjoin the first contact element 135.
  • concave areas of the array of microlenses 205 can be arranged on the side of the optical element facing away from the substrate 100.
  • the electromagnetic radiation emitted by the first optoelectronic components is reflected on the first main surface 201 of the optical element 200.
  • the other elements of FIG. 5A are as with reference to FIG. 1 described.
  • the isolation trenches can only extend to a depth of extension of the optoelectronic components.
  • the in FIG. 5A ge arrangement shown is particularly compact.
  • the optoelectronic device 10 may further include a deflection element 207, which may be built into the optical element 200.
  • a deflection element 207 can be installed or integrated in the optical element 200.
  • To order steering elements can for example have two mutually inclined totally reflecting surfaces. These can be arranged in such a way that light beams from parts of the first arrangement 140 from first optoelectronic components 15 are directed to the second arrangement 150 from second optoelectronic components 16. In this way, the photo To current can be increased or the size of the second arrangement 150 can be reduced with an approximately constant photo current.
  • the arrangement described makes the size of the optoelectronic semiconductor device more compact.
  • An optoelectronic semiconductor device is described in which it is possible to emit electromagnetic radiation and, for example, measure light reflected by the optical element and which can be constructed in a particularly compact construction.
  • the wiring of the corresponding connections can be implemented in a simple manner without special wiring elements.
  • first and second optoelectronic components can be produced by common manufacturing processes, as a result of which the device is inexpensive.
  • FIG. 6A shows a mobile terminal 30 with the described optoelectronic device 10.
  • the mobile terminal 30 can be, for example, a notebook, a smartphone, a tablet or another device that is suitable, for example, for mobile communication.
  • the laser light source of the first arrangement 140 with first optoelectronic components 15 can be used for applications of the mobile terminal 30 such as for example distance measurement and others.
  • FIG. 6B shows an optical device 35 with the optoelectronic device 10 according to embodiments.
  • the laser light source of the first arrangement 140 with first optoelectronic components 15 can perform numerous functions of the optical device 35. Examples include distance measurement, 2D and / or 3D sensing / scanning, lighting, proximity sensors, spectrometry, retro-reflective sensors and others.
  • the optical device can be part of a larger component, for example for automotive applications. Be smart home applications, industrial applications and others.

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Abstract

Eine optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) weist eine erste Anordnung (140) von ersten optoelektronischen Bauelementen (15) und eine zweite Anordnung (150) von zweiten optoelektronischen Bauelementen(16), die in einem Substrat (100) angeordnet sind, auf. Die ersten optoelektronischen Bauelemente (15) umfassen jeweils einen ersten Resonatorspiegel (120) mit einer ersten Hauptoberfläche (121), einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich (125) sowie einen zweiten Resonatorspiegel (110), die jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, wobei von dem optoelektronischen Bauelement (15) emittierte Strahlung (20) über die erste Hauptoberfläche (121) emittiert wird. Die ersten optoelektronischen Bauelemente (15) sind geeignet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Die zweiten optoelektronischen Bauelemente (16) umfassen jeweils einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich (125) und sind geeignet, elektromagnetische Strahlung (25) aufzunehmen.

Description

OPTOELEKTRONISCHE HALBLEITERVORRICHTUNG MIT ERSTEN UND ZWEITEN
OPTOELEKTRONISCHEN ELEMENTEN
HINTERGRUND
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldungen DE 10 2018 117 907 und DE 10 2018 124 040, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen ist .
Mobile Vorrichtungen der Unterhaltungselektronik enthalten häufig Laserlichtquellen. Beispielsweise sind diese als ober flächenemittierende Laser, d.h. Laser, bei denen das erzeugte Laserlicht über eine Oberfläche einer Halbleiterschichtanord nung emittiert wird, ausgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte optoelektronische Halbleitervorrichtung zur Verfü gung zu stellen.
Gemäß Ausführungsformen wird die Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiter entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine optoelektronische Halbleitervorrichtung weist eine erste Anordnung von ersten optoelektronischen Bauelementen und eine zweite Anordnung von zweiten optoelektronischen Bauelementen, die in einem Substrat angeordnet sind, auf. Die ersten opto elektronischen Bauelemente umfassen jeweils einen ersten Re sonatorspiegel mit einer ersten Hauptoberfläche, einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich sowie einen zweiten Resonatorspiegel, die jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, wobei von dem opto elektronischen Bauelement emittierte Strahlung über die erste Hauptoberfläche emittiert wird. Die ersten optoelektronischen Bauelemente sind geeignet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Die zweiten optoelektronischen Bauelemente umfas sen jeweils einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich und sind geeignet, elektromagnetische Strahlung aufzu nehmen .
Beispielsweise bilden die ersten optoelektronischen Bauelemen te oberflächenemittierende Laserdioden aus. Der aktive Bereich jeweils der ersten optoelektronischen Bauelemente kann iden tisch zu dem aktiven Bereich jeweils der zweiten optoelektro nischen Bauelemente sein.
Beispielsweise nimmt die erste Anordnung eine größere Fläche als die zweite Anordnung ein. Die zweite Anordnung kann in ei nem zentralen Bereich innerhalb der ersten Anordnung angeord net sein. Alternativ kann die zweite Anordnung auch in einem Randbereich der ersten Anordnung angeordnet sein.
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung kann ferner ein optisches Element, das über der ersten und über der zweiten Anordnung von ersten und von zweiten optoelektronischen Bau elementen angeordnet ist, aufweisen. Beispielsweise kann das optische Element ein Array aus Mikrolinsen sein. Gemäß Ausfüh rungsformen kann das optische Element zusätzliche Umlenkele mente enthalten, die geeignet sind, auftreffende Strahlung auf einen vorbestimmten Bereich der zweiten Anordnung zu lenken.
Das optische Element kann direkt an die Oberfläche der opto elektronischen Bauelemente angrenzen. Beispielsweise können die zweiten optoelektronischen Bauele mente geeignet sein, von den ersten optoelektronischen Bauele menten emittierte elektromagnetische Strahlung nachzuweisen.
Beispielsweise können die ersten optoelektronischen Bauelemen te jeweils über mindestens einen Teil des gemeinsamen Sub strats miteinander elektrisch verbunden sein. Gemäß Ausfüh rungsformen können die zweiten optoelektronischen Bauelemente jeweils über mindestens einen Teil des gemeinsamen Substrats miteinander elektrisch verbunden sein.
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung kann ferner ein Isolationselement, das die erste Anordnung von der zweiten An ordnung isoliert, umfassen.
Das erste und das zweite optoelektronische Bauelement können jeweils einen ersten Anschlussbereich und eine zweiten An schlussbereich, über die jeweils der aktive Bereich elektrisch kontaktierbar ist, enthalten.
Das erste und das zweite optoelektronische Bauelement können jeweils einen ersten Anschlussbereich sowie weiterhin einen zweiten Anschlussbereich enthalten, über die jeweils der akti ve Bereich elektrisch kontaktierbar ist.
Beispielsweise kann der erste Anschlussbereich von jeweils dem ersten und dem zweiten optoelektronischen Bauelement sowie ein gemeinsamer Anschlussbereich im Bereich einer Lichtemissions oberfläche der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ange ordnet sein. Der gemeinsame Anschlussbereich kann beispiels weise über einen Via-Kontakt mit dem gemeinsamen leitenden Substrat verbunden sein. Gemäß Ausführungsformen umfasst eine optoelektronische Halb leitervorrichtung eine Anordnung von optoelektronischen Bau elementen, die jeweils einen identischen Schichtaufbau haben. Mindestens ein Teil der optoelektronischen Bauelemente ist ge eignet, als oberflächenemittierender Diodenlaser zu wirken, und mindestens ein anderer Teil der optoelektronischen Bauele mente ist geeignet, als elektromagnetische Strahlung aufneh mende Vorrichtung zu wirken.
Gemäß weiteren Ausführungsformen umfasst ein mobiles Endgerät oder eine optische Einrichtung die optoelektronische Halb leitervorrichtung wie vorstehend beschrieben.
Das mobile Endgerät kann aus einem Smartphone, einem Laptop, einem Tablet oder einem Phablet ausgewählt sein.
Die optische Einrichtung kann aus einer Abstandsmesseinrich tung, einem 2D und/oder 3D Sensor oder 2D und/oder 3D-Scanner, einer Beleuchtungseinrichtung, einem Näherungssensor, einem Spektrometer oder einer Reflexionslichtschranke ausgewählt sern .
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Aus führungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschau lichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Be schreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittel bar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht not wendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechen de Elemente und Strukturen. FIG. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer optoelektro nischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen.
FIG. 2A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines ersten optoelektronischen Bauelements gemäß Aus führungsformen .
FIG. 2B zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines zweiten optoelektronischen Bauelements gemäß wei teren Ausführungsformen.
FIG. 2C zeigt einen Übergangsbereich zwischen erstem und zwei ten optischen Element gemäß Ausführungsformen.
FIG. 2D zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsfor men .
FIG. 2E zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß weiteren Aus führungsformen .
FIG. 3A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine optoelekt ronische Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen.
FIG. 3B zeigt eine schematische Draufsicht auf eine optoelekt ronische Halbleitervorrichtung gemäß weiteren Ausführungsfor men .
FIG. 3C zeigt eine schematische Draufsicht auf eine optoelekt ronische Halbleitervorrichtung gemäß weiteren Ausführungsfor men FIG. 4A zeigt ein Schaltdiagramm der optoelektronischen Vor richtung gemäß Ausführungsformen.
FIG. 4B zeigt eine schematische Draufsicht auf eine zweite
Hauptoberfläche einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen.
FIG. 4C zeigt ein Schaltdiagramm der optoelektronischen Vor richtung gemäß weiteren Ausführungsformen.
FIG. 5A zeigt eine Querschnittsansicht einer optoelektroni schen Halbleitervorrichtung gemäß weiteren Ausführungsformen.
FIG. 5B zeigt eine Querschnittsansicht einer optoelektroni schen Halbleitervorrichtung gemäß weiteren Ausführungsformen.
FIG. 6A zeigt eine schematische Ansicht eines mobilen Endge räts .
FIG. 6B zeigt eine schematische Ansicht einer optischen Ein richtung .
DETAILBESCHREIBUNG
In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie "Oberseite", "Boden", "Vorder seite", "Rückseite", "über", "auf", "vor", "hinter", "vorne", "hinten" usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Fi- guren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.
Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschrän kend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Be reich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
Die Begriffe "Wafer" oder "Halbleitersubstrat", die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halb leiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basis unterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Bei spielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermate rial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleiter material oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein. Je nach Verwendungs zweck kann der Halbleiter auf einem direkten oder einem indi rekten Halbleitermaterial basieren. Beispiele für zur Erzeu gung elektromagnetischer Strahlung besonders geeignete Halb leitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid- Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultraviolet tes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, A1N, AlGaN, AlGalnN, Phosphid- Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGalnP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermateria lien wie AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga203, Diamant, hexago- nales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stö chiometrische Verhältnis der ternären Verbindungen kann vari ieren. Weitere Beispiele für Halbleitermaterialien können Si lizium, Silizium-Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halblei ter" auch organische Halbleitermaterialien ein.
Die Begriffe "lateral" und "horizontal", wie in dieser Be schreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrich tung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder ei nes Chips (Die) sein.
Die horizontale Richtung kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten liegen.
Der Begriff "vertikal", wie er in dieser Beschreibung verwen det wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentli chen senkrecht zu der ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Die vertikale Richtung kann bei spielsweise einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten entsprechen.
Soweit hier die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weite ren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die un bestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusam menhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt. Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden" eine niederohmige elektrische Verbin dung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch ver bundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt mitei nander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein.
FIG. 1 zeigt ein Beispiel einer optoelektronischen Halbleiter vorrichtung 10 mit einer ersten Anordnung 140 von ersten opto elektronischen Bauelementen 15 sowie einer zweiten Anordnung 150 von zweiten optoelektronischen Bauelementen 16. Die ersten optoelektronischen Bauelemente 15 und die zweiten optoelektro nischen Bauelemente 16 sind in einem gemeinsamen Substrat 100 angeordnet. Das gemeinsame Substrat 100 kann beispielsweise ein einkristallines Halbleitersubstrat sein, auf dem Halb leiterschichten epitaktisch aufgewachsen werden können. Der genaue Aufbau der jeweiligen optoelektronischen Bauelemente sowie des Substrats 100 wird nachstehend unter Bezugnahme auf FIG. 2A beschrieben werden. Die ersten optoelektronischen Bau elemente 15 können beispielsweise als oberflächenemittierende Laserdioden (VCSEL, „vertical-cavity surface-emitting laser) ausgeführt sein. Die zweiten optoelektronischen Bauelemente 16 können beispielsweise einen ähnlichen oder identischen Schichtaufbau wie die ersten optoelektronischen Bauelemente 15 haben. Sie können derart verschaltet sein, dass sie als Detek toren wirken. Beispielsweise können die zweiten optoelektroni schen Bauelemente 16 die von den ersten optoelektronischen Bauelementen 15 emittierte elektromagnetische Strahlung 20, die beispielsweise von einem reflektierenden Bauelement re flektiert worden ist, aufnehmen. Das Substrat 100 kann eine gemeinsame Elektrode jeweils der ersten und der zweiten opto elektronischen Bauelemente 15, 16 darstellen oder mit dieser gemeinsamen Elektrode verbunden sein. Beispielsweise kann ein Substratbereich innerhalb der ersten Anordnung 140 von einem Substratbereich innerhalb der zweiten Anordnung 150 durch Iso lationselemente 107 isoliert sein. Beispielsweise können der artige Isolationselemente 107 Gräben sein, die mit isolieren dem, leitfähigem oder geeignet dotiertem Halbleitermaterial gefüllt sind. Je nach Verschaltung der optoelektronischen Bau elemente können sich die Gräben unterschiedlich tief erstre cken. Beispielsweise können sie sich so tief erstrecken, dass benachbarte Substratbereiche voneinander isolierbar sind. Ge mäß weiteren Ausführungsformen können sie sich jeweils so tief wie die einzelnen optoelektronischen Bauelemente in das Sub strat hinein erstrecken, wie beispielsweise in FIG. 5A ange deutet ist. Beispielsweise können sowohl die ersten optoelekt ronischen Bauelemente 15 als auch die zweiten optoelektroni schen Bauelemente 16 jeweils geeignet sein, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren.
Das Substrat 100 kann auf einem geeigneten Träger 105 aufge bracht sein. Der Träger 105 kann beispielsweise Teil eines Ge häuses eines mobilen Endgeräts 30, einer optischen Einrichtung 35 oder ein Leadframe sein. Die optoelektronische Vorrichtung 10 kann weiterhin ein optisches Element 200 aufweisen. Bei spielsweise kann das optische Element 200 eine Anordnung von Mikrolinsen 205 sein. Beispielsweise kann das optische Element 200 über der ersten und über der zweiten Anordnung 140, 150 von optoelektronischen Bauelementen angeordnet sein. Bei spielsweise kann das optische Element 200 sowohl die erste als auch die zweite Anordnung 140, 150 lateral entlang ihrer Er streckungsrichtung vollständig bedecken oder mit ihnen über lappen. Beispielsweise kann wie in FIG. 1 veranschaulicht ist, von den ersten optoelektronischen Bauelementen 15 emittierte Strahlung 20 an den Mikrolinsen 205 reflektiert werden. Die reflektierte Strahlung 25 wird von den zweiten optoelektroni schen Bauelementen 16 absorbiert. Ein Luftspalt kann zwischen der Oberfläche der optoelektronischen Bauelemente 15, 16 und dem optischen Element 200 angeordnet sein. Gemäß weiteren Aus führungsformen kann ein optisch transparentes Material wie beispielsweise Silikon oder Glas zwischen der Oberfläche der optoelektronischen Bauelemente 15, 16 und dem optischen Ele ment 200 angeordnet sein. Beispielsweise kann das optische Element 200 vorgesehen sein, um einen Teil von der von den ersten optoelektronischen Bauelementen 15 emittierte Strahlung 20 zu reflektieren. Beispielsweise wird die Strahlung in Rich tung der zweiten optoelektronischen Bauelemente 16 reflek tiert. Diese können die reflektierte Strahlung 25 aufnehmen und anhand eines nachgewiesenen Fotostroms feststellen, ob beispielsweise das optische Bauelement 200 ordnungsgemäß an dem mobilen Endgerät befestigt ist.
FIG. 2A zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines ers ten optoelektronischen Bauelements 15 gemäß Ausführungsformen. Über einer ersten Hauptoberfläche 101 eines Substrats sind ein erster Resonatorspiegel 120, ein zur Strahlungserzeugung ge eigneter aktiver Bereich 125 sowie ein zweiter Resonatorspie gel 110 angeordnet. Der erste und der zweite Resonatorspiegel 120, 110 können jeweils alternierend gestapelte erste Schich ten einer ersten Zusammensetzung und zweite Schichten einer zweiten Zusammensetzung aufweisen. Beispielsweise können die Schichten abwechselnd einen hohen Brechungsindex (n>l,7) und einen niedrigen Brechungsindex (n<l,7) haben und als Bragg- Reflektor ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Schichtdi cke l/4 oder ein Mehrfaches von l/4 betragen, wobei l die Wel lenlänge des zu reflektierenden Lichts angibt. Der erste oder der zweite Resonatorspiegel 120, 110 kann beispielsweise 2 bis 50 unterschiedliche Schichten aufweisen. Eine typische Schichtdicke der einzelnen Schichten kann etwa 30 bis 90 nm, beispielsweise etwa 50 nm betragen. Der Schichtstapel kann weiterhin eine oder zwei oder mehrere Schichten enthalten, die dicker als etwa 180 nm, beispielsweise dicker als 200 nm sind. Beispielsweise kann der zweite Resonatorspiegel 110 ein Gesam treflexionsvermögen von 99, 8% oder mehr für die Laserstrahlung haben .
Beispielsweise kann der aktive Bereich 125 eine zur Strah lungserzeugung vorgesehene aktive Schicht 126 aufweisen. Die aktive Schicht 126 des aktiven Bereiches 125 kann beispiels weise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Ein- fach-Quantentopf-Struktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfach-Quantentopf-Struktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die Bezeichnung "Quantentopf- Struktur" entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter an derem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Schichten. Beispielsweise kann der aktive Bereich 125 auf einem Nitrid-, einem Phosphid- oder einem Ar- senid-Verbindungshalbleiter basieren. Beispielsweise kann das Substrat 100 GaN, GaP oder GaAs enthalten, und der aktive Be reich 125 kann jeweils Halbleitermaterialien, die GaN, GaP o- der GaAs enthalten, aufweisen. Mantel- oder Cladding Schich ten, beispielsweise aus n- oder p-dotierten Halbleiterschich ten können an die aktive Schicht 126 angrenzen. Insgesamt ist die Schichtdicke des aktiven Bereichs 125 insgesamt mindestens gleich der effektiven emittierten Wellenlänge (l/h, wobei n der Brechzahl des aktiven Bereichs entspricht) , so dass sich ste hende Wellen innerhalb des Resonators ausbilden können. Bei spielsweise beträgt eine Schichtdicke der aktiven Schicht 126 mehrere 10 nm, und die Schichtdicke der Mantelschichten kann jeweils etwa 10 bis 20 nm betragen.
Der zweite Resonatorspiegel 110 ist zwischen dem aktiven Be reich 125 und dem Substrat 100 angeordnet. Der erste Resona torspiegel 120 und der zweite Resonatorspiegel 110 bilden ei nen optischen Resonator für die in dem aktiven Bereich 125 er- zeugte elektromagnetische Strahlung 20. Beispielsweise sind der erste Resonatorspiegel 120 und der zweite Resonatorspiegel 110 zusammen mit dem aktiven Bereich 125 in den Halbleiterkör per 109 der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 10 inte griert. Der erste Resonatorspiegel 120 ist als Auskoppelspie gel der im Resonator mittels induzierter Emission erzeugten Laserstrahlung ausgebildet und besitzt beispielsweise ein ge ringeres Reflexionsvermögen als der zweite Resonatorspiegel 110. In dem aktiven Bereich 125 erzeugte elektromagnetische Strahlung 20 wird in vertikaler Richtung aus dem optoelektro nischen Bauelement emittiert. Beispielsweise weist der zweite Resonatorspiegel 110 eine Mehrzahl von Halbleiterschichtpaaren mit beispielsweise jeweils hohem Brechungsindexunterschied auf. Die Schichten des ersten Resonatorspiegels 120 sowie die Schichten des zweiten Resonatorspiegels 110 können beispiels weise epitaktisch hergestellt werden. Gemäß weiteren Ausfüh rungsformen können der erste und/oder der zweite Resonator spiegel aus dielektrischen Schichten aufgebaut sein.
Beispielsweise kann ein zweites Kontaktelement 130 angrenzend an eine zweite Hauptoberfläche 102 des Substrats angeordnet sein. Das zweite Kontaktelement 130 kann mit einem zweiten An schlussbereich 132 und mit dem zweiten Resonatorspiegel 110 elektrisch verbunden sein. Weiterhin kann ein erstes Kontakte lement 135 angrenzend an eine erste Hauptoberfläche 121 des ersten Resonatorspiegels 120 angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden sein. Das erste Kontaktelement 135 kann beispielsweise mit einem ersten Anschlussbereich 137 des ers ten optoelektronischen Bauelements verbunden sein. Das erste und zweite Kontaktelement 130, 135 können beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material enthalten. Sind die Resonator spiegel jeweils aus dielektrischem Material aufgebaut, so kön nen das erste Kontaktelement 135 und das zweite Kontaktelement 130 jeweils mit dem aktiven Bereich 125 elektrisch verbunden sein. Beispielsweise kann das erste Kontaktelement 135 mit der ersten Mantelschicht, beispielsweise vom ersten Leitfähig keitstyp, des aktiven Bereichs 125 verbunden sein. Das zweite Kontaktelement 130 kann mit der zweiten Mantelschicht, bei spielsweise vom zweiten Leitfähigkeitstyp, des aktiven Be reichs 125 verbunden sein.
Das erste optoelektronische Bauelement 15 stellt einen Halb leiterlaser dar, der beispielsweise über das erste Kontaktele ment 135 und das zweite Kontaktelement 130 elektrisch gepumpt wird .
Beispielsweise kann das erste Kontaktelement 135 über einem Zentralbereich des ersten optoelektronischen Bauelements aus gespart sein. Beispielsweise kann das erste Kontaktelement 135 ringartig über einen Randbereich des ersten optoelektronischen Bauelements verlaufen. Auf diese Weise kann eine Absorption der emittierten Laserstrahlung in dem ersten Kontaktelement 135 vermieden oder reduziert werden.
Gemäß Ausführungsformen können die Schichten des ersten Re sonatorspiegels 120 mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähig keitstyps, beispielsweise p- oder n-Typ dotiert sein. Bei spielsweise können die Schichten des zweiten Resonatorspiegels 110 mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ oder p-Typ dotiert sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kön nen auch jeweils nur ausgewählte Schichten der Schichtenfolge der Resonatorspiegel 110, 120 entsprechend dotiert sein. Das Substrat 100 kann dotiert sein, beispielsweise mit Dotierstof fen des zweiten Leitfähigkeitstyps .
FIG. 2B zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Bei spiels eines zweiten optoelektronischen Bauelements 16. Gemäß Ausführungsformen kann das zweite optoelektronische Bauelement 16 denselben Schichtaufbau wie das erste optoelektronische Bauelement 15 aufweisen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kön nen bestimmte Bereiche alternativ ausgebildet sein. Beispiels weise können der erste und der zweite Resonatorspiegel wegge lassen sein, und das zweite optoelektronische Bauelement 16 weist lediglich den aktiven Bereich 125 auf. Beispielsweise kann der aktive Bereich 125 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 identisch zu dem aktiven Bereich 125 des ersten optoelektronischen Bauelements 15 ausgebildet sein.
Das zweite optoelektronische Bauelement 16 ist geeignet, elektromagnetische Strahlung 25 aufzunehmen. Beispielsweise kann dies dadurch erzielt werden, dass das erste Kontaktele ment 135 und das zweite Kontaktelement 130 in geeigneter Weise mit Potentialen verbunden sind, dass das zweite optoelektroni sche Bauelement 16 in Sperrrichtung betrieben wird. Das erste Kontaktelement 135 ist mit einem ersten Anschlussbereich 138 verbunden. Das zweite Kontaktelement 130 ist mit einem zweiten Anschlussbereich 133 des zweiten optoelektronischen Bauele ments verbunden. Beispielsweise kann der erste Anschlussbe reich 137 des ersten optoelektronischen Bauelements mit dem zweiten Anschlussbereich 133 des zweiten optoelektronischen Bauelements verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann auch der zweite Anschlussbereich 132 des ersten opto elektronischen Bauelements 15 mit dem ersten Anschlussbereich 133 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 verbunden sein. Weiterhin ist denkbar, dass der erste Anschlussbereich 137 des ersten optoelektronischen Bauelements mit dem ersten Anschlussbereich 138 des zweiten optoelektronischen Bauele ments verbunden ist. Darüber hinaus kann der zweite Anschluss bereich 132 des ersten optoelektronischen Halbleiterbauele ments mit dem zweiten Anschlussbereich 133 des zweiten opto elektronischen Halbleiterbauelements verbunden sein. FIG. 2C zeigt einen Verbindungsbereich zwischen einem ersten optoelektronischen Bauelement 15 und einem zweiten optoelekt ronischen Bauelement 16 gemäß Ausführungsformen. Beispielswei se kann im Bereich des ersten optoelektronischen Bauelements 15 eine isolierende Schicht 127 sowie ein leitfähiges Material 129 zwischen zweitem Resonatorspiegel 110 und Substrat 100 eingebracht sein. Auf diese Weise ist der Schichtstapel mit dem zweiten Resonatorspiegel elektrisch mit dem leitfähigen Material 129 verbunden. Das leitfähige Material 129 wird, wie in FIG. 2C weiterhin veranschaulicht auf die Oberfläche des Schichtstapels oder Halbleiterkörpers 109 geführt und mit dem ersten Kontaktelement 135 des zweiten optoelektronischen Bau elements 16 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann bei spielsweise der zweite Anschlussbereich 132 des ersten opto elektronischen Bauelements 15 mit dem ersten Anschlussbereich 138 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 verbunden werden. Selbstverständlich können erstes und zweites opto elektronisches Bauelement auch miteinander vertauscht werden. Es ist auf diese Weise als möglich, den zweiten Anschlussbe reich 133 des zweiten optoelektronischen Bauelements mit dem ersten Anschlussbereich 137 des ersten optoelektronischen Bau elements 15 zu verbinden.
Fig. 2D zeigt eine Querschnittsansicht einer optoelektroni schen Halbleitervorrichtung 10 gemäß weiteren Ausführungsfor men. Gemäß diesen Ausführungsformen kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung 10 als Flip-Chip-Bauelement ausgestaltet sein. Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 10 umfasst ein erstes optoelektronisches Bauelement 15 und ein zweites optoelektronisches Bauelement 16, die auf einem gemeinsamen Substrat 100 ausgebildet sind. Das erste und zweite optoelekt ronische Bauelement sind jeweils ähnlich wie die in den Figu ren 2A und 2B dargestellten Bauelemente ausgebildet. Aller dings ist das zweite Kontaktelement 130 über einen Via-Kontakt 113 mit einem gemeinsamen Anschlussbereich 134 verbunden, der im Bereich einer Lichtemissionsoberfläche 106 der optoelektro nischen Halbleitervorrichtung 10 angeordnet ist. Auf diese Weise ist die optoelektronische Halbleitervorrichtung 10 aus schließlich über Anschlussbereiche 134, 137, 138 im Bereich der Lichtemissionsoberfläche 106 der optoelektronischen Halb leitervorrichtung 10 angeordnet. Die erzeugte elektromagneti sche Strahlung wird über die Lichtemissionsoberfläche 106 emittiert. Beispielsweise erstreckt sich der Via-Kontakt 113 von dem gemeinsamen Substrat 100 bis zu einer Lichtemissions oberfläche 106 der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 10.
Die optoelektronischen Bauelemente weisen eine erste und zwei te Mantelschicht 114, 115 auf. Eine aktive Schicht 126, die beispielsweise eine Mehrfach-QuantentopfStruktur enthalten kann, ist zwischen erster und zweiter Mantelschicht angeord net. Der aktive Bereich 125 kann darüber hinaus noch eine dritte Mantelschicht 116 sowie jeweils eine Öffnung (Apertur) 117 aufweisen. Die Isolationselemente 107 können weiterhin durch ein isolierendes Material 104, das beispielsweise Sili ziumoxid enthält, von dem aktiven Bereich isoliert sein. Das gemeinsame Substrat 100 kann leitend sein oder mit einem lei tenden Material beschichtet sein. Der aktive Bereich 125 kann jeweils über erste Kontaktelemente 135 mit den zugehörigen An schlussbereichen 137, 138 des ersten oder zweiten optoelektro nischen Bauelements verbunden sein. Der aktive Bereich 125 kann weiterhin über eine Kontaktschicht 131 mit dem zweiten Kontaktelement 130 verbunden sein.
Fig. 2E zeigt die beispielsweise in Fig. 2D dargestellte opto elektronische Halbleitervorrichtung 10, die auf einen geeigne ten Träger 105, beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Ge häuse montiert ist. Von dem ersten optoelektronischen Bauele- ment 15 emittierte Strahlung 20 kann von dem optischen Element 200 reflektiert und von dem zweiten optoelektronischen Bauele ment absorbiert oder aufgenommen werden. Beispielsweise können Leiterbahnen in dem Träger 105 vorgesehen sein, so dass eine entsprechende Spannung an die Anschlussbereiche des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements angelegt werden kann.
Gemäß einer alternativen Interpretationsweise umfasst eine optoelektronische Halbleitervorrichtung 10 eine Anordnung von optoelektronischen Bauelementen 15, 16, die jeweils einen identischen Schichtaufbau haben. Mindestens ein Teil der opto elektronischen Bauelemente 15 ist geeignet, als oberflächen emittierender Diodenlaser zu wirken, und mindestens ein ande rer Teil der optoelektronischen Bauelemente 16 ist geeignet, als elektromagnetische Strahlung aufnehmende Vorrichtung zu wirken .
FIG. 3A zeigt eine Draufsicht auf eine optoelektronische Halb leitervorrichtung gemäß Ausführungsformen. Wie zu sehen ist, weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine erste Anordnung 140 von ersten optoelektronischen Bauelementen 15 auf. Im mittleren Bereich der Anordnung ist eine zweite Anord nung 150 von zweiten optoelektronischen Bauelementen 16 ange ordnet. Die zweite Anordnung 150 ist räumlich durch Isolati onselemente 107 getrennt, so dass beispielsweise das erste Kontaktelement 135 des ersten optoelektronischen Bauelements 15 jeweils von dem ersten Kontaktelement 135 des zweiten opto elektronischen Bauelements 16 isoliert ist. Beispielsweise können die ersten Kontaktelemente 135 des zweiten optoelektro nischen Bauelements 16 mit einem ersten Anschlussbereich 138, der am Rand der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist, verbunden sein. Wie in FIG. 3A weiterhin veranschaulicht ist, nimmt die zweite Anordnung 150 eine wesentlich kleinere Fläche als die erste Anordnung 140 ein. Beispielsweise kann die zwei- te Anordnung 150 weniger als 20, beispielsweise weniger als 10 zweite optoelektronische Bauelemente 16 umfassen. Der große Teil der ersten Anordnung 140 kann beispielsweise als eine Lichtquelle für Applikationen benutzt werden, während der kleine Bereich 150 als Fotodetektor genutzt wird.
Wird die von den ersten optoelektronischen Bauelementen 15 emittierte elektromagnetische Strahlung vom optischen Element 200, das in FIG. 1 gezeigt ist, reflektiert, kann in den zwei ten optoelektronischen Bauelementen ein Fotostrom erzeugt wer den. Dieser Fotostrom kann verwendet werden, um zu überprüfen, dass das optische Element 200 noch ordnungsgemäß angebracht ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die optoelektroni sche Vorrichtung auch in einem gepulsten Modus in einem Zeit- multiplex-Verfahren betrieben werden. In diesem Fall kann durch den ersten Bereich 140 kurzzeitig Licht emittiert wer den, in den anderen Zeitabschnitten kann die zweite Anordnung als Fotodiode geschaltet werden. In diesem Fall kann bei spielsweise die zweite Anordnung eine größere Fläche einnehmen als die erste Anordnung.
FIG. 3B zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der opto elektronischen Halbleitervorrichtung 10. Anders als in FIG. 3A dargestellt, ist hier die zweite Anordnung 150 in einem Rand bereich angeordnet. Entsprechend kann beispielsweise die zwei te Anordnung 150 nur an einer oder zwei Seiten an die erste Anordnung 140 angrenzen. Gemäß der in FIG. 3A gezeigten Anord nung kann beispielsweise der zweite Bereich 150 fast vollstän dig von der ersten Anordnung 140 umgeben sein.
FIG. 3C zeigt eine schematische Darstellung, bei der die zwei te Anordnung 150 an zwei Seiten an die erste Anordnung 140 an grenzt . FIG. 4A zeigt ein Schaltdiagramm der optoelektronischen Vor richtung gemäß Ausführungsformen. Wie zu sehen ist, ist der zweite Anschlussbereich 132 des ersten optoelektronischen Bau elements 15 mit dem ersten Anschlussbereich 138 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 kurzgeschlossen. Weiterhin ist das erste optoelektronische Bauelement 15 in Vorwärtsrich tung betrieben, während das zweite optoelektronische Bauele ment 16 in Rückwärtsrichtung vorgeschaltet ist.
FIG. 4B zeigt eine schematische Draufsicht auf eine zweite Hauptoberfläche 102 des Substrats 100. Wie zu sehen ist, sind der zweite Anschlussbereich 132 des ersten optoelektronischen Bauelements 15 und der erste Anschlussbereich 138 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 durch eine gemeinsame Elekt rode miteinander verbunden. Der erste Anschlussbereich 137 des ersten optoelektronischen Bauelements ist von diesem gemeinsa men Anschluss isoliert. Weiterhin ist der zweite Anschlussbe reich 133 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 von dem gemeinsamen Anschluss isoliert. Ein in dem zweiten opto elektronischen Bauelement 16 erzeugter Fotostrom kann, wie in FIG. 4B weiterhin dargestellt ist, durch die Messeinrichtung 155 gemessen werden, um festzustellen ob das optische Element 200 wie vorgesehen befestigt ist und Licht reflektiert. Sobald nachgewiesen wird, dass der Fotostrom unter eine vorgeschrie bene Schwelle sinkt, kann die optoelektronische Vorrichtung 10 durch die Steuervorrichtung 160 abgeschaltet werden. Die Höhe des nachgewiesenen Fotostroms kann beispielsweise von der Grö ße der zweiten Anordnung 150, also beispielsweise der Anzahl der zweiten optoelektronischen Bauelemente 16 innerhalb der zweiten Anordnung 150 abhängen.
FIG. 4C zeigt ein Schaltdiagramm der optoelektronischen Vor richtung gemäß weiteren Ausführungsformen. Wie zu sehen ist, ist der zweite Anschlussbereich 132 des ersten optoelektroni- sehen Bauelements 15 mit dem zweiten Anschlussbereich 133 des zweiten optoelektronischen Bauelements 16 kurzgeschlossen. Weiterhin ist das erste optoelektronische Bauelement 15 in Vorwärtsrichtung betrieben, während das zweite optoelektroni sche Bauelement 16 in Rückwärtsrichtung vorgeschaltet ist.
FIG. 5A zeigt eine optoelektronische Vorrichtung 10, bei der das optische Element 200 direkt an die Anordnung aus ersten und zweiten optoelektronischen Bauelementen angrenzt. Bei spielsweise kann das optische Element 200 direkt an das erste Kontaktelement 135 angrenzen. Beispielsweise können konkave Bereiche des Arrays aus Mikrolinsen 205 auf der von dem Sub strat 100 abgewandten Seite des optischen Elements angeordnet sein. In diesem Fall wird die von den ersten optoelektroni schen Bauelementen emittierte elektromagnetische Strahlung an der ersten Hauptoberfläche 201 des optischen Elements 200 re flektiert. Die weiteren Elemente der FIG. 5A sind wie unter Bezugnahme auf FIG. 1 beschrieben. Gemäß FIG. 5A können sich die Isolationsgräben nur bis zu einer Erstreckungstiefe der optoelektronischen Bauelemente erstrecken. Die in FIG. 5A ge zeigte Anordnung ist besonders kompakt.
Gemäß in FIG. 5B gezeigten Ausführungsformen kann die opto elektronische Vorrichtung 10 weiterhin ein Umlenkelement 207 enthalten, das in das optische Element 200 eingebaut sein kann. Beispielsweise können mehrere Umlenkelemente 207 in das optische Element 200 eingebaut oder integriert sein. Diese Um lenkelemente können beispielsweise zwei gegeneinander geneigte totalreflektierende Flächen aufweisen. Diese können derart an geordnet sein, dass Lichtstrahlen aus Teilen der ersten Anord nung 140 aus ersten optoelektronischen Bauelementen 15 gezielt auf die zweite Anordnung 150 aus zweiten optoelektronischen Bauelementen 16 geleitet werden. Auf diese Weise kann der Fo- tostrom erhöht werden oder bei annähernd gleichbleibendem Fo tostrom die Größe der zweiten Anordnung 150 verringert werden.
Durch die beschriebene Anordnung wird die Größe der optoelekt ronischen Halbleitervorrichtung kompakter gestaltet. Es wird eine optoelektronische Halbleitervorrichtung beschrieben, bei der es möglich ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und beispielsweise von dem optischen Element reflektiertes Licht zu messen und die in einer besonders kompakten Bauweise aufgebaut sein kann. Weiterhin ist die Verdrahtung der ent sprechenden Anschlüsse in einfacher Weise ohne besondere Ver drahtungselemente realisierbar. Weiterhin können erste und zweite optoelektronische Bauelemente durch gemeinsame Ferti gungsprozesse hergestellt werden, wodurch die Vorrichtung kos tengünstig wird.
FIG. 6A zeigt ein mobiles Endgerät 30 mit der beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung 10. Das mobile Endgerät 30 kann beispielsweise ein Notebook, ein Smartphone, ein Tablet oder ein anderes Gerät, das beispielsweise für mobile Kommunikation geeignet ist, sein. Beispielsweise kann die Laserlichtquelle der ersten Anordnung 140 mit ersten optoelektronischen Bauele menten 15 für Applikationen des mobilen Endgeräts 30 wie bei spielsweise Abstandsmessung und andere verwendet werden.
FIG. 6B zeigt eine optische Einrichtung 35 mit der optoelekt ronischen Vorrichtung 10 gemäß Ausführungsformen. Beispiels weise kann die Laserlichtquelle der ersten Anordnung 140 mit ersten optoelektronischen Bauelementen 15 zahlreiche Funktio nen der optischen Einrichtung 35 ausführen. Beispiele umfassen Abstandsmessung, 2D und/oder 3D Sensing/Scanning, Beleuchtung, Näherungssensor, Spektrometrie, Reflexionslichtschranke und andere. Die optische Einrichtung kann Bestandteil eines größe ren Bauelements, beispielsweise für Automobilanwendungen, Smart-Home-Anwendungen, industrielle Anwendungen und andere sein .
Generell besteht bei derartigen Geräten die Gefahr, dass sich das beispielsweise in den Fig. 1, 5A und 5B dargestellte opti sche Element 200 ablöst und die Laserstrahlung direkt den Be nutzer schädigen kann. Durch die beschriebene optoelektroni sche Vorrichtung kann ein Ablösen des optischen Element 200 überwacht werden, ohne dass die Größe des mobilen Endgeräts 30 oder der optischen Einrichtung vergrößert werden muss oder ei ne aufwändige Verdrahtung bereitgestellt werden muss. Als Fol ge kann bei einem mobilen Endgerät die Augensicherheit vergrö ßert werden. Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpas sungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Optoelektronische Halbleitervorrichtung
15 erstes optoelektronisches Bauelement
1 6 zweites optoelektronisches Bauelement
20 emittierte Strahlung
25 aufzunehmende Strahlung
30 mobiles Endgerät
35 optische Einrichtung
100 Substrat
101 erste Hauptoberfläche des Substrats
102 zweite Hauptoberfläche des Substrats
1 04 isolierendes Material
1 05 Träger
1 0 6 Lichtemissionsoberfläche
1 07 Isolationselernent
1 0 9 Halbleiterkörper
110 zweiter Resonatorspiegel
1 13 Via-Kontakt
1 14 erste Mantelschicht
1 15 zweite Mantelschicht
1 1 6 dritte Mantelschicht
1 17 Öffnung
120 erster Resonatorspiegel
121 erste Hauptoberfläche des ersten Resonatorspiegels
125 aktiver Bereich
12 6 aktive Schicht
127 IsolationsSchicht
12 8 Seitenwandisolation
12 9 leitende Schicht
130 zweites Kontaktelement
131 KontaktSchicht
132 zweiter Anschlussbereich des ersten optoelektronischen
Bauelements 133 zweiter Anschlussbereich des zweiter optoelektronischen Bauelements
134 gemeinsamer Anschlussbereich
135 erstes Kontaktelement
137 erster Anschlussbereich des ersten optoelektronischen
Bauelements
138 erster Anschlussbereich des zweiten optoelektronischen
Bauelements
140 erste Anordnung
150 zweite Anordnung
155 Messeinrichtung
160 Steuervorrichtung
200 optisches Element
201 erste Hauptoberfläche des optischen Elements
205 Mikrolinse
207 Umlenkelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) mit einer ersten Anordnung (140) von ersten optoelektronischen Bauele menten (15) und einer zweiten Anordnung (150) von zweiten optoelektronischen Bauelementen (16), die in einem Substrat (100) angeordnet sind,
wobei die ersten optoelektronischen Bauelemente (15) jeweils einen ersten Resonatorspiegel (120) mit einer ersten Hauptoberfläche (121), einen zur Strahlungserzeugung geeigne ten aktiven Bereich (125) sowie einen zweiten Resonatorspiegel (110), die jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, wobei von dem optoelektronischen Bauelement (15) emittierte Strahlung (20) über die erste Hauptoberfläche (121) emittiert wird, umfassen und geeignet sind, elektromag netische Strahlung (20) zu emittieren, und
die zweiten optoelektronischen Bauelemente (16) jeweils einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich (125) umfassen und geeignet sind, elektromagnetische Strahlung (25) aufzunehmen .
2. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 1, bei der die ersten optoelektronischen Bauelemente (15) oberflächenemittierende Laserdioden ausbilden.
3. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 1 oder 2, bei der der aktive Bereich (125) jeweils der ersten optoelektronischen Bauelemente (15) identisch zu dem aktiven Bereich jeweils der zweiten optoelektronischen Bauele mente (16) ist.
4. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die erste Anordnung (140) eine größere Fläche einnimmt als die zweite Anordnung (150) .
5. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 4, bei dem die zweite Anordnung (150) in einem zentra len Bereich innerhalb der ersten Anordnung (140) angeordnet ist .
6. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 4, bei dem die zweite Anordnung (150) in einem Randbe reich der ersten Anordnung (140) angeordnet ist.
7. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem optischen Ele ment (200), das über der ersten und über der zweiten Anordnung (140, 150) von ersten und von zweiten optoelektronischen Bau elementen (15, 16) angeordnet ist.
8. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 7, bei dem das optische Element (200) ein Array aus Mikrolinsen (205) ist.
9. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 8, bei der das optische Element (200) zusätzliche Um lenkelemente (207) enthält, die geeignet sind, auftreffende Strahlung auf einen vorbestimmten Bereich der zweiten Anord nung (150) zu lenken.
10. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der das optische Element (200) di rekt an eine Oberfläche der optoelektronischen Bauelemente an grenzt .
11. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die zweiten optoelektronischen Bauelemente (16) geeignet sind, von den ersten optoelektroni- sehen Bauelementen (15) emittierte elektromagnetische Strah lung nachzuweisen.
12. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die ersten optoelektro nischen Bauelemente (15) jeweils über mindestens einen Teil des gemeinsamen Substrats (100) miteinander elektrisch verbun den sind.
13. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zweiten optoelektro nischen Bauelemente (16) jeweils über mindestens einen Teil des gemeinsamen Substrats (100) miteinander elektrisch verbun den sind.
14. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Isolationsele ment (107), das die erste Anordnung (140) von der zweiten An ordnung (150) isoliert.
15. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste und das zweite optoelektronische Bauelement (15, 16) jeweils einen ersten An schlussbereich (137, 138) sowie weiterhin einen zweiten An schlussbereich (132, 133, 134) enthalten, über die jeweils der aktive Bereich elektrisch kontaktierbar ist.
16. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) nach An spruch 15, bei der der erste Anschlussbereich (137, 138) von jeweils dem ersten und dem zweiten optoelektronischen Bauele ment (15, 16) sowie ein gemeinsamer Anschlussbereich (134) im Bereich einer Lichtemissionsoberfläche (106) der optoelektro nischen Halbleitervorrichtung (10) angeordnet sind.
17. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (10) mit einer Anordnung von optoelektronischen Bauelementen (15, 16), die jeweils einen identischen Schichtaufbau haben,
von denen jeweils mindestens ein Teil der optoelektro nischen Bauelemente (15) geeignet ist, als oberflächenemittie render Diodenlaser zu wirken, und
mindestens ein anderer Teil der optoelektronischen Bau elemente (16) geeignet ist, als elektromagnetische Strahlung aufnehmende Vorrichtung zu wirken.
18. Mobiles Endgerät (30) oder optische Einrichtung (35) mit der optoelektronischen Halbleitervorrichtung (10) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 17.
19. Mobiles Endgerät (30) nach Anspruch 18, das ausgewählt ist aus einem Smartphone, einem Laptop, einem Tablet oder ei nem Phablet.
20. Optische Einrichtung (35) nach Anspruch 18, die ausge wählt ist aus einer Abstandsmesseinrichtung, einem 2D und/oder 3D Sensor oder 2D und/oder 3D-Scanner, einer Beleuchtungsein richtung, einem Näherungssensor, einem Spektrometer oder einer Reflexionslichtschranke .
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