WO2020025626A1 - Laserdiodenchip - Google Patents

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WO2020025626A1
WO2020025626A1 PCT/EP2019/070523 EP2019070523W WO2020025626A1 WO 2020025626 A1 WO2020025626 A1 WO 2020025626A1 EP 2019070523 W EP2019070523 W EP 2019070523W WO 2020025626 A1 WO2020025626 A1 WO 2020025626A1
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WO
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laser diode
heating element
diode chip
contact
layer
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PCT/EP2019/070523
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Peter Jander
Michael Roth
Tomasz Swietlik
Clemens VIERHEILIG
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Osram Oled Gmbh
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    • H01S5/2214—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides
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    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode

Definitions

  • the invention relates to a laser diode chip, which is characterized in particular by improved stability of the
  • Laser diode chips usually have a temperature-dependent emission wavelength. Furthermore, a production-related spread of the emission wavelength at a given
  • Temperature occur. This can be particularly undesirable for applications in measurement technology, e.g. if ambient light is to be filtered out by spectrally narrow-band filters in order to increase the signal / noise ratio of the measured value.
  • these narrow-band filters there is a risk that the wavelength of the laser light lies outside the transmission window of the filter, at least at certain temperatures, and therefore the light cannot reach the detector. This risk is particularly great if the
  • Laser diode chip e.g. not in one due to the application
  • temperature-controlled environment can be used, or if the laser is to be operated at different powers (and thus also at different levels of self-heating).
  • a possible solution is to temper the area around the laser.
  • a larger mass must be heated for this, which requires high (peak) heating outputs, especially if the target wavelength is to be reached in a short time.
  • it is difficult to keep the temperature stable at the target value since both the self-heating of the laser during operation and any rapid changes in the outside temperature have to be compensated for.
  • One problem to be solved is to provide an improved laser diode chip, which is particularly characterized by an improved stability of the emission wavelength.
  • the laser diode chip comprises
  • Embodiment an n-type semiconductor region, a p-type semiconductor region and one between the n-type
  • the semiconductor region and / or the active layer can each comprise one or more semiconductor layers.
  • Laser diode chip has, for example, a p-contact for electrical contacting of the p-type semiconductor region and an n-contact for electrical contacting of the n-type semiconductor region.
  • the p-contact and / or the n-contact can in particular be a metal, a metal alloy and / or a layer made of a transparent conductive oxide
  • the laser diode chip can in particular have a III-V semiconductor material.
  • the semiconductor material for example, an arsenide compound semiconductor material, a phosphide compound semiconductor material or
  • Be nitride compound semiconductor material Be nitride compound semiconductor material.
  • the laser diode chip comprises
  • Embodiment a heating element, which is preferably on a side facing the p-type semiconductor region of the
  • the heating element follows the p-type semiconductor region.
  • the heating element can, for example, be arranged directly on the p-type semiconductor region or preferably on an electrically insulating layer which is arranged on the p-type semiconductor region.
  • Layer or the other element is arranged. Further layers and / or elements can then be arranged between the one and the other layer or between the one and the other element.
  • Laser diode chip at least one metallic
  • Seed layer wherein the heating element comprises part of the growth layer, and wherein the p-contact is arranged on a further part of the growth layer.
  • the heating element is formed at least in regions by the metallic growth layer, the p-contact being deposited in regions on the metallic growth layer.
  • the metallic growth layer can be any metallic growth layer.
  • the heating element is advantageously through a region of the growth layer
  • the growth layer anyway for producing the p-contact on the semiconductor layer sequence of
  • Laser diode chips are applied and structured.
  • the growth layer can have one or more metallic layers, for example a Ti / Pd / Au layer sequence or a Ti / Pt / Au layer sequence.
  • the heating element is preferably a conductor track which functions as resistance heating during operation of the laser diode chip.
  • Laser diode chips are advantageously specifically heated to a predetermined temperature at which the laser diode chip has a predetermined emission wavelength. In this way it is advantageously achieved that the laser diode chip has a stabilized emission wavelength.
  • the laser diode chip is arranged on a heat sink, the active layer being arranged between the heating element and the heat sink.
  • the heating element lies with this
  • the n-type semiconductor region of the laser diode chip faces the heat sink, for example the n-type semiconductor region can be formed by means of a
  • Connection layer such as a solder layer may be connected to the heat sink.
  • the heating element is arranged in particular on the side of the laser diode chip facing the surrounding medium.
  • the heat sink is advantageously formed from a thermally highly conductive material such as copper.
  • the heating element and the p-contact of the laser diode chip have the same material.
  • the manufacturing cost of the heating element is advantageously low in this case, since no layer from one
  • the same can be used to manufacture the heating element Coating method and / or the same
  • Heating element at least one of the metals gold, titanium, platinum and palladium.
  • the heating element is not for injecting an operating current into the active one
  • the heating element differs in particular from the p-contact of the laser diode chip, which can be made of the same material as the heating element.
  • the heating element is connected to electrical contacts which are not connected to a p-contact or an n-contact of the laser diode chip.
  • the heating element has a common contact with the laser diode chip.
  • the common contact is preferably the p-contact of the
  • Laser diode chip This common contact can be used to independently control the flow of current through the laser diode chip and the heating element when the
  • Laser diode chip and the heating element are operated simultaneously. To simplify the regulation, it is also possible to operate the laser diode chip and the heating element only alternately and not at the same time.
  • the heating element is arranged over a p-contact of the laser diode chip, one between the heating element and the p-contact
  • Passivation layer for example a silicon oxide layer or a silicon nitride layer, is arranged.
  • the laser diode chip has one
  • the length of the heating element preferably corresponds essentially to the length of the
  • the p-type semiconductor region is partially covered with a passivation layer, the heating element being arranged on the passivation layer.
  • the heating element is advantageous only through the passivation layer of the p-type semiconductor region
  • the heating element is a galvanic layer, at least in some areas.
  • the heating element is advantageously produced by galvanic deposition. So it will be described
  • a current path is formed through the p-type semiconductor region between the heating element and the p-contact of the laser diode chip.
  • the heating current can be supplied via a heating contact, which is electrically conductively connected to the p-type semiconductor region, and flows from there to the p-contact. In this way, in the p-type semiconductor region
  • Semiconductor area acts as a heating element.
  • An advantage of this configuration is that the semiconductor material itself is heated directly.
  • the laser diode chip and the heating element are preferably not in this embodiment
  • the heating element can be operated alternately, for example.
  • the heating element is connected to a control device which is set up to regulate the heating power of the heating element.
  • Control device can in particular regulate a current flow through the heating element in order to adjust the heating power in this way.
  • the control device can in particular be set up to regulate the heating power in such a way that the emission wavelength of the laser diode chip lies within a predetermined tolerance in a target value range.
  • the regulation can take place, for example, in that at least part of the emitted radiation is applied to one
  • optical filter is directed at the desired
  • the heating power of the heating element can be such be regulated that a detector element behind the
  • optical filter detects a maximum intensity. If the wavelength of the emitted radiation changes, the heating power can be regulated in such a way that the intensity detected by the detector element is maximized.
  • the laser diode chip is described below using
  • Figure 1A is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to a first
  • Figure 1B is a schematic representation of a
  • FIG. IC shows a detailed view of the laser diode chip according to the first example
  • FIGS. 2A and 2B each show exemplary representations of the
  • Figure 3A is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to a second
  • Figure 3B is a schematic representation of a
  • FIG. 3C shows a detailed view of the laser diode chip according to the second example
  • FIG. 3D shows a further detailed view of the laser diode chip
  • Figure 4A is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to a third
  • FIG. 4B shows a schematic illustration of a top view of the laser diode chip according to a fourth example
  • Figure 5 is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to a fifth
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a cross section through the laser diode chip according to a sixth example
  • Figure 7 is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to a seventh
  • Figure 8 is a schematic representation of a cross section through the laser diode chip according to an eighth
  • FIGS. 1A, 1B and IC show an exemplary embodiment of the laser diode chip in cross section, in a top view and in a detailed view of the top view.
  • Laser diode chip has a semiconductor layer sequence 2 with an n-type semiconductor region 3, an active layer 4 and a p-type semiconductor region 5.
  • the active layer 4 can be designed, for example, as a pn junction, as a double heterostructure, as a single quantum well structure or as a multiple quantum well structure.
  • Designation quantum well structure includes any
  • Quantum well structure no information about the dimensionality of the quantization. It includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
  • the semiconductor layer sequence 2 of the laser diode chip is preferably based on a III-V compound semiconductor material, in particular on an arsenide, nitride or
  • III-V compound semiconductor material does not necessarily have to be one
  • the above formulas only contain the essential constituents of the crystal lattice, even if these can be replaced in part by small amounts of other substances.
  • the material selection is based on the desired emission wavelengths of the laser diode chip.
  • a ridge waveguide 13 is formed in the p-type semiconductor region 5.
  • the ribbed waveguide 13 can be structured by structuring the p-type semiconductor region 5,
  • the laser diode chip has an n-contact 9 and a p-contact 8, which are designed, for example, as metal layers.
  • the p-contact 8 arranged on the p-type semiconductor region 5 can be a gold layer, for example.
  • the p-contact 8 can be produced in particular by electrodeposition on a growth layer 7.
  • the thickness of the p-contact can be, for example, between 1 ⁇ m and 10 ⁇ m, in particular approximately 5 ⁇ m.
  • the growth layer 7 can be, for example, a titanium-palladium-gold layer sequence.
  • Growth layer 7 can be, for example, approximately 470 nm.
  • the p-contact 8 is only on the upper side of the ribbed waveguide 13 with the p-type
  • the laser diode chip has one of the p-type
  • Heating element 14 designed as a conductor track over the
  • Rib waveguide 13 and the p-contact 8 is arranged.
  • the heating element 14 is not electrically conductively connected to the p-contact 8, but by means of
  • the passivation layer 13 can be, for example, an oxide layer or nitride layer, in particular one
  • Silicon oxide layer or silicon nitride layer That as
  • the heating element 14 can be produced by electrodeposition of a metal layer 10 on a growth layer 11.
  • the metal layer 10 can be a gold layer, for example. Because the heating element 14 can be formed from the same material as the p-contact 8 and in particular with the
  • the heating element 14 can be comparatively small
  • Heating element 14 can be designed as a conductor track, the length of which is preferably substantially the same as the length of the
  • Ribbed waveguide 13 matches. In this way it can be achieved that the active layer 4 by the
  • Heating element 14 is heated uniformly.
  • the heating element 14 has an ohmic resistance, which results in particular from the length and the cross-sectional area of the heating element 14. Ohmic resistance, and with that
  • the heating power or the current / voltage operating point can be set in particular by the material, the layer thickness, the width and / or the length of the heating element 14 become.
  • the layer thickness of the heating element 14 can be, for example, between 1 ⁇ m and 10 ⁇ m, in particular approximately 5 ⁇ m.
  • the width of the heating element 14 is preferably between 5 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the heating element 14 can have contact surfaces for electrical contacting at its ends. By energizing the heating element, a heating power is generated, by means of which the semiconductor layer sequence 2, including the active layer 4, can be heated.
  • Laser diode chips can be influenced in a targeted manner. It is advantageous here that the heating element 14 directly above the
  • Semiconductor layer sequence 2 of the laser diode chip is arranged, in particular not on a carrier or a heat sink 1 of the laser diode chip. In this way, direct thermal contact can advantageously
  • the laser diode chip is advantageously connected to a heat sink 1 at the n-contact 9.
  • the light-emitting active layer 4 is located between the
  • FIGS. 2A and 2B Two variants are conceivable for the electrical connection of the heating element 14, which are shown in FIGS. 2A and 2B.
  • FIG. 2A shows a variant in which the circuits for the laser diode chip and the
  • Heating element 14 are completely separate.
  • the heating element 14 has two contacts h +, h-, which of
  • FIGS. 1A to IC shows such a variant.
  • a contact h of the heating element 14 can alternatively be connected to a contact p of the laser diode chip, preferably the p-contact.
  • This common contact can be used to regulate the current flow through the laser diode chip and the heating element 14 independently of one another when the laser diode chip and the heating element 14 are operated simultaneously. To simplify the regulation, it is also conceivable to operate the laser diode chip and the heating element 14 only alternately and not at the same time.
  • FIGS. 3A to 3D An embodiment of the laser diode chip, in which the heating element 14 and the laser diode chip have a common contact, is shown in FIGS. 3A to 3D.
  • the heating element 14 is a part of a metal layer 8, 10 which is designed as a conductor track and which can in particular have gold.
  • the metal layer 8, 10 forms both the heating element 14 and the p-contact 8. This has the advantage that for
  • FIG. 3A shows a cross section through the Laser diode chip.
  • FIG. 3B shows how the heating element 14 is implemented as a conductor track by cutting out the metal layer.
  • the detailed view in FIG. 3C shows a contact surface 14a for the heating element 14.
  • one end of the conductor track which forms the heating element 14 is connected to the p-contact 8.
  • FIG. 4A shows a modification of the previous embodiment in cross section.
  • the heating element 14 is formed by the structured growth layer 11. Since the
  • Growth layer 11 is thinner and has a higher specific resistance than the metal layer which forms the p-contact 8, the ohmic resistance is otherwise
  • the two cross sections shown in the examples in FIGS. 3A and 4A can also be arranged alternately parallel to the longitudinal axis of the rib waveguide 13.
  • Such an example is shown schematically in plan view in FIG. 4B.
  • the cross section along the line AB in this example corresponds to FIG. 4A and the cross section along the line CD corresponds to the example in FIG. 3A.
  • the heating element 14 alternately comprises first areas in the longitudinal direction, in which only the growth layer 11 is present, and second areas, in which an additional metal layer 10 is on the
  • the metal layer 10 is, for example, a gold layer with a thickness of approximately 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, in particular approximately 5 ⁇ m, which is preferred
  • the metal layer 10 has in particular the same material as the p-contact 8 and can be produced simultaneously with the p-contact 8 be structured. Through the first areas of the heating element 14 with the metal layer 10, the current can flow with less resistance, while in the second
  • Heating element 14 can be adjusted.
  • FIGS. 5 and 6 show further modifications of the
  • the heating element 14 is arranged directly above the rib waveguide 13, but in contrast to FIG. 1 not above the p-contact 8.
  • the operating current for the laser diode chip is supplied from the laterally arranged p-contact 8 via the growth layer 7 to the rib waveguide 13.
  • the growth layer 7 is in regions of the p-type semiconductor region 5 through a passivation layer 6, for example a silicon oxide layer or a
  • Silicon nitride layer electrically insulated.
  • Growth layer 7 is a further passivation layer 12 in the area of the rib waveguide 13 as an electrical one
  • a growth layer 11 is arranged on the passivation layer 12.
  • the growth layer 11 can, for example, titanium, platinum, palladium and / or gold
  • the growth layer 11 may have a Ti-Pd-Au or Ti-Pt-Au layer sequence.
  • the heating element is
  • Heating element 14 is thus arranged close to the fin waveguide 13 and on the side facing away from the heat sink 1. In comparison to FIG. 1, the heat spread through the p-contact 8 and the associated losses are eliminated
  • the metal layer 10 is, for example, a gold layer with a thickness of approximately 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, in particular approximately 5 ⁇ m, which is preferably galvanic
  • the metal layer 10 has in particular the same material as the p-contact 8 and can
  • Growth layer 11 is applied, conceivable.
  • FIG. 7 shows a further possibility of placing the heating element 14 close to the fin waveguide 13.
  • a passivation layer 12 is applied to the growth layer 7, which is used to grow the p-contact 8.
  • conductive growth layer 11 arranged as a heating element 14.
  • the growth layer 11 is, for example, a titanium-platinum-gold layer sequence.
  • trained heating elements 14 extend on both sides into the recess next to the ribbed waveguide 13. The heating power is thus brought closer to the ribbed waveguide 13 than in the embodiment according to FIG. 4A.
  • the heating elements 14 can advantageously be attached on both sides and symmetrically to the rib waveguide 13.
  • the advantage is that a symmetrical temperature distribution in the fin waveguide 13 can be achieved in this way. In this way it is prevented that the beam profile or the distribution of the laser modes of the
  • Figure 8 shows a further embodiment of the
  • the heating element 14 is not a structure on the semiconductor material
  • the heating current is via a heating contact
  • a metal layer 10 is supplied and flows from there to the p-contact 8. In this way, the p-type
  • the semiconductor region 5 In addition to the current path 16, which leads through the active layer 4 to the n-contact 9, the semiconductor region 5 generates a further current path 15, which does not lead to the n-contact.
  • the semiconductor material heats up due to the current flow along this current path 15, so that the p-type semiconductor region 5 functions as a heating element.
  • the advantage of this configuration is, on the one hand, that the semiconductor material itself is heated directly, and, on the other hand, that it is not a fine one Structuring of the layers is necessary.
  • heating current should be prevented as far as possible from flowing on a parasitic current path to the n-contact 9.
  • One possibility is that the heating element 14 and the laser diode chip, as described above, are not operated simultaneously.
  • All of the exemplary embodiments described above are distinguished by the fact that the additional outlay in the production of the laser diode chip is only slight, since the heating elements 14 can each be realized with materials which are applied in any case during the production of the laser diode chip. In addition, the heating elements 14 do not influence the performance data of the laser diode chip, or only do so to a small extent, so that the laser diode chips have no disadvantages compared to identical laser diode chips without heating elements.
  • the heating element 14 of the laser diode chip is used to regulate the emission wavelength, the regulation can take place, for example, by directing at least part of the emitted radiation onto an optical filter that is at the desired emission wavelength
  • the optical filter is a narrow-band filter that only works in a narrow wavelength range around the desired one
  • the heating power of the heating element can be regulated in such a way that a detector element behind the narrow-band optical
  • Filter detected a maximum intensity. If the wavelength of the emitted radiation changes, the
  • Heating output can be regulated so that the
  • Detector element detected intensity is maximized.

Abstract

Es wird ein Laserdiodenchip beschrieben, umfassend - einen n-Typ Halbleiterbereich (3), einen p-Typ Halbleiterbereich (5) und eine zwischen dem n-Typ Halbleiterbereich (3) und dem p-Typ Halbleiterbereich (5) angeordnete aktive Schicht (4), einen n-Kontakt (9) und einen p-Kontakt (8), - mindestens ein Heizelement (14), das an einer dem p-Typ Halbleiterbereich (5) zugewandten Seite des Laserdiodenchips angeordnet sind, wobei das Heizelement (14) als Widerstandsheizung fungiert, und - mindestens eine metallische Anwachsschicht (7, 11), wobei das Heizelement einen Teil (11) der Anwachsschicht umfasst, und wobei der p-Kontakt (8) auf einem weiteren Teil (7) der Anwachsschicht (7, 11) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
LASERDIODENCHIP
Die Erfindung betrifft einen Laserdiodenchip, der sich insbesondere durch eine verbesserte Stabilität der
Emissionswellenlänge auszeichnet .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 118 694.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Laserdiodenchips haben normalerweise eine temperaturabhängige Emissionswellenlänge. Weiterhin kann eine produktionsbedingte Streuung der Emissionswellenlänge bei einer gegebenen
Temperatur auftreten. Dies kann speziell für Anwendungen in der Messtechnik unerwünscht sein, wenn z.B. durch spektral schmalbandige Filter Umgebungslicht ausgefiltert werden soll, um das Signal/Rauschverhältnis des Messwerts zu erhöhen. Bei Verwendung dieser schmalbandigen Filter besteht die Gefahr, dass die Wellenlänge des Laserlichts zumindest bei gewissen Temperaturen außerhalb des Transmissionsfensters des Filters liegt und daher das Licht den Detektor nicht erreichen kann. Diese Gefahr ist insbesondere dann groß, wenn der
Laserdiodenchip z.B. anwendungsbedingt nicht in einer
temperaturkontrollierten Umgebung eingesetzt werden kann, oder wenn der Laser bei unterschiedlichen Leistungen (und damit auch unterschiedlich starker Eigenerwärmung) betrieben werden soll.
Eine mögliche Lösung ist eine Temperierung der Umgebung des Lasers. Allerdings muss dafür eine größere Masse geheizt werden, was hohe (Spitzen-) Heizleistungen erfordert, insbesondere wenn die Zielwellenlänge in kurzer Zeit erreicht werden soll. Außerdem ist es bei großem beheizten Massen schwierig, die Temperatur stabil auf dem Zielwert zu halten, da sowohl die Eigenerwärmung des Lasers im Betrieb als auch ggf. schnelle Änderungen der Außentemperatur kompensiert werden müssen.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen verbesserten Laserdiodenchip anzugeben, der sich insbesondere durch eine verbesserte Stabilität der Emissionswellenlänge auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch einen Laserdiodenchip gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
Der Laserdiodenchip umfasst gemäß zumindest einer
Ausführungsform einen n-Typ Halbleiterbereich, einen p-Typ Halbleiterbereich und eine zwischen dem n-Typ
Halbleiterbereich und dem p-Typ Halbleiterbereich angeordnete aktive Schicht. Der n-Typ Halbleiterbereich, der p-Typ
Halbleiterbereich und/oder die aktive Schicht können jeweils eine oder mehrere Halbleiterschichten umfassen. Der
Laserdiodenchip weist beispielsweise einen p-Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des p-Typ Halbleiterbereichs und einen n-Kontakt zur elektrischen Kontaktierung des n-Typ Halbleiterbereichs auf. Der p-Kontakt und/oder der n-Kontakt können insbesondere ein Metall, eine Metalllegierung und/oder eine Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid
aufweisen .
Der Laserdiodenchip kann insbesondere ein III-V- Halbleitermaterial aufweisen. In Abhängigkeit von der Emissionswellenlänge kann das Halbleitermaterial beispielsweise ein Arsenidverbindungshalbleitermaterial , ein Phosphidverbindungshalbleitermaterial oder ein
Nitridverbindungshalbleitermaterial sein .
Der Laserdiodenchip umfasst gemäß zumindest einer
Ausführungsform ein Heizelement, das vorzugsweise an einer dem p-Typ Halbleiterbereich zugewandten Seite des
Laserdiodenchips angeordnet ist. Insbesondere folgt das Heizelement von der aktiven Schicht aus gesehen dem p-Typ Halbleiterbereich nach. Das Heizelement kann beispielsweise unmittelbar auf dem p-Typ Halbleiterbereich oder vorzugsweise auf einer elektrisch isolierenden Schicht, die auf dem p-Typ Halbleiterbereich angeordnet ist, angeordnet sein.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf" oder „über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die Schicht oder das Element unmittelbar in direktem
mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen
Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen und dem anderen Element angeordnet sein.
Dass eine Schicht oder ein Element „zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine
Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zur einen der zwei anderen Schichten oder Elemente und in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in
mittelbarem Kontakt zur anderen der zwei anderen Schichten oder Elemente angeordnet ist. Dabei können bei einem
mittelbaren Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen
Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elementen angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der
Laserdiodenchip mindestens eine metallische
Anwachsschicht (engl . seed layer) , wobei das Heizelement einen Teil der Anwachsschicht umfasst, und wobei der p-Kontakt auf einem weiteren Teil der Anwachsschicht angeordnet ist.
Insbesondere ist das Heizelement zumindest bereichsweise durch die metallische Anwachsschicht gebildet, wobei auf der metallischen Anwachsschicht bereichsweise der p-Kontakt abgeschieden ist. Die metallische Anwachsschicht kann
Bereiche aufweisen, die zur Abscheidung des p-Kontakts vorgesehen sind. Mit Vorteil ist das Heizelement bei dieser Ausgestaltung durch einen Bereich der Anwachsschicht
gebildet, wobei die Anwachsschicht ohnehin zur Herstellung des p-Kontakts auf die Halbleiterschichtenfolge des
Laserdiodenchips aufgebracht und strukturiert wird. Der
Herstellungsaufwand zur Herstellung des Heizelements ist deshalb vorteilhaft gering. Die Anwachsschicht kann eine oder mehrere metallische Schichten, beispielsweise eine Ti/Pd/Au- Schichtenfolge oder eine Ti/Pt/Au-Schichtenfolge aufweisen.
Das Heizelement ist bevorzugt eine Leiterbahn, die im Betrieb des Laserdiodenchips als Widerstandsheizung fungiert.
Insbesondere wird in dem Heizelement elektrische Energie in Wärme umgesetzt und der Laserdiodenchip auf diese Weise gezielt erwärmt. Durch das Heizelement kann der
Laserdiodenchip vorteilhaft gezielt auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden, bei der der Laserdiodenchip eine vorgegebene Emissionswellenlänge aufweist. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass der Laserdiodenchip eine stabilisierte Emissionswellenlänge aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Laserdiodenchip auf einer Wärmesenke angeordnet, wobei die aktive Schicht zwischen dem Heizelement und der Wärmesenke angeordnet ist. Mit anderen Worten liegt das Heizelement bei dieser
Ausgestaltung von der aktiven Schicht aus gesehen der
Wärmesenke gegenüber. Dies ermöglicht eine besonders
effiziente Heizung der aktiven Schicht durch das Heizelement, da die Wärmepfade zwischen dem Heizelement und der Wärmesenke in diesem Fall durch aktive Schicht verlaufen und vorteilhaft keine parasitären Wärmepfade existieren. Bei dieser
Ausgestaltung ist insbesondere der n-Typ Halbleiterbereich des Laserdiodenchips der Wärmesenke zugewandt, beispielsweise kann der n-Typ Halbleiterbereich mittels einer
Verbindungschicht wie zum Beispiel einer Lotschicht mit der Wärmesenke verbunden sein. Das Heizelement ist in diesem Fall insbesondere an der dem Umgebungsmedium zugewandten Seite des Laserdiodenchips angeordnet. Die Wärmesenke ist vorteilhaft aus einem thermisch gut leitenden Material wie zum Beispiel Kupfer gebildet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen das Heizelement und der p-Kontakt des Laserdiodenchips das gleiche Material auf. Der Herstellungsaufwand des Heizelements ist in diesem Fall vorteilhaft gering, da keine Schicht aus einem
zusätzlichen Material aufgebracht werden muss. Insbesondere kann zur Herstellung des Heizelements das gleiche Beschichtungsverfahren und/oder das gleiche
Strukturierungsverfahren eingesetzt werden wie zur
Herstellung des p-Kontakts. Vorzugsweise weist das
Heizelement zumindest eines der Metalle Gold, Titan, Platin und Palladium auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Heizelement nicht zur Injektion eines Betriebsstroms in die aktive
Schicht des Laserdiodenchips vorgesehen. Hierdurch
unterscheidet sich das Heizelement insbesondere von dem p- Kontakt des Laserdiodenchips, der aus dem gleichen Material wie das Heizelement bestehen kann.
Das Heizelement ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung mit elektrischen Kontakten verbunden, die nicht mit einem p- Kontakt oder einem n-Kontakt des Laserdiodenchips verbunden sind. Die Stromkreise für das Heizelement und den
Laserdiodenchip sind in diesem Fall vollständig getrennt. Der Stromfluss durch das Heizelement kann somit unabhängig vom Stromfluss durch die aktive Schicht geregelt werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist das Heizelement einen gemeinsamen Kontakt mit dem Laserdiodenchip auf. Der gemeinsame Kontakt ist vorzugsweise der p-Kontakt des
Laserdiodenchips. Dieser gemeinsame Kontakt kann verwendet werden, um den Stromfluss durch den Laserdiodenchip und das Heizelement unabhängig voneinander zu regeln, wenn der
Laserdiodenchip und das Heizelement gleichzeitig betrieben werden. Zur Vereinfachung der Regelung ist es auch möglich, den Laserdiodenchip und das Heizelement nur abwechselnd und nicht gleichzeitig zu betreiben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Heizelement über einem p-Kontakt des Laserdiodenchips angeordnet, wobei zwischen dem Heizelement und dem p-Kontakt eine
Passivierungsschicht, beispielsweise eine Siliziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht, angeordnet ist.
Bei einer Ausgestaltung weist der Laserdiodenchip einen
Rippenwellenleiter (Ridge) auf, wobei das Heizelement
parallel zum Rippenwellenleiter angeordnet ist. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, den durch den
Rippenwellenleiter definierten optisch aktiven Bereich gleichmäßig zu beheizen. Vorzugsweise entspricht die Länge des Heizelements im Wesentlichen der Länge des
Rippenwellenleiters .
Bei einer Ausgestaltung ist der p-Typ Halbleiterbereich bereichsweise mit einer Passivierungsschicht bedeckt, wobei das Heizelement auf der Passivierungsschicht angeordnet ist. In diesem Fall ist das Heizelement vorteilhaft nur durch die Passivierungsschicht von dem p-Typ Halbleiterbereich
getrennt, so dass das Halbleitermaterial effektiv beheizt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Heizelement zumindest bereichsweise eine galvanische Schicht. Bei dieser Ausgestaltung wird das Heizelement vorteilhaft durch eine galvanische Abscheidung hergestellt. Es wird somit
vorteilhaft ein Prozess zur Herstellung des Heizelements verwendet, der vorteilhaft auch zur Herstellung des p- Kontakts des Laserdiodenchips verwendet wird. Dadurch
vermindert sich der Herstellungsaufwand vorteilhaft. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Strompfad durch den p-Typ Halbleiterbereich zwischen dem Heizelement und dem p-Kontakt des Laserdiodenchips ausgebildet. Bei dieser
Ausgestaltung kann der Heizstrom über einen Heizkontakt, der mit dem p-Typ Halbleiterbereich elektrisch leitend verbunden ist, zugeführt werden und fließt von dort zum p-Kontakt. Auf diese Weise wird in dem p-Typ Halbleiterbereich ein
zusätzlicher Strompfad erzeugt, der nicht zum n-Kontakt führt. Durch den Stromfluss entlang dieses Strompfads erwärmt sich das Halbleitermaterial, so dass der p-Typ
Halbleiterbereich als Heizelement fungiert. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Halbleitermaterial selbst direkt geheizt wird. Vorzugsweise werden der Laserdiodenchip und das Heizelement bei dieser Ausgestaltung nicht
gleichzeitig betrieben. Der Laserdiodenchip und das
Heizelement können beispielsweise abwechselnd betrieben werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Heizelement an eine Steuervorrichtung angeschlossen, die dazu eingerichtet ist, die Heizleistung des Heizelements zu regeln. Die
Steuervorrichtung kann insbesondere einen Stromfluss durch das Heizelement regeln, um auf diese Weise die Heizleistung einzustellen. Die Steuervorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Heizleistung derart zu regeln, dass die Emissionswellenlänge des Laserdiodenchips innerhalb einer vorgegebenen Toleranz in einem Sollwertbereich liegt.
Die Regelung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zumindest ein Teil der emittierten Strahlung auf ein
optisches Filter gelenkt wird, das bei der gewünschten
Emissionswellenlänge ein Transmissionsfenster aufweist. Die Heizleistung des Heizelements kann in diesem Fall derart geregelt werden, dass ein Detektorelement hinter dem
optischen Filter eine maximale Intensität detektiert. Wenn sich die Wellenlänge der emittierten Strahlung ändert, kann die Heizleistung derart geregelt werden, dass die von dem Detektorelement detektierte Intensität maximiert wird.
Der Laserdiodenchip wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 8 näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem ersten
Beispiel ,
Figur 1B eine schematische Darstellung einer
perspektivischen Ansicht eines Laserdiodenchips gemäß dem ersten Beispiel,
Figur IC eine Detailansicht des Laserdiodenchips gemäß dem ersten Beispiel,
Figuren 2A und 2B jeweils beispielhafte Darstellungen der
Stromkreise des Heizelements und des
Laserdiodenchips ,
Figur 3A eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem zweiten
Beispiel ,
Figur 3B eine schematische Darstellung einer
perspektivischen Ansicht eines Laserdiodenchips gemäß dem zweiten Beispiel,
Figur 3C eine Detailansicht des Laserdiodenchips gemäß dem zweiten Beispiel,
Figur 3D eine weitere Detailansicht des Laserdiodenchips
gemäß dem zweiten Beispiel,
Figur 4A eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem dritten
Beispiel ,
Figur 4B eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf den Laserdiodenchip gemäß einem vierten Beispiel,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem fünften
Beispiel ,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem sechsten Beispiel ,
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem siebten
Beispiel ,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Laserdiodenchip gemäß einem achten
Beispiel .
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen .
In den Figuren 1A, 1B und IC ist ein Ausführungsbeispiel des Laserdiodenchips im Querschnitt, in einer Draufsicht und in einer Detailansicht der Draufsicht dargestellt. Der
Laserdiodenchip weist eine Halbleiterschichtenfolge 2 mit einem n-Typ Halbleiterbereich 3, einer aktiven Schicht 4 und einem p-Typ Halbleiterbereich 5 auf.
Die aktive Schicht 4 kann zum Beispiel als pn-Übergang, als Doppelheterostruktur, als Einfach-QuantentopfStruktur oder Mehrfach-QuantentopfStruktur ausgebildet sein. Die
Bezeichnung QuantentopfStruktur umfasst dabei jegliche
Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss
(Confinement ) eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung
QuantentopfStruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen .
Die Halbleiterschichtenfolge 2 des Laserdiodenchips basiert vorzugsweise auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere auf einem Arsenid-, Nitrid- oder
Phosphidverbindungshalbleitermaterial . Beispielsweise kann die Halbleiterschichtenfolge 2 InxAlyGa]__x_yN, InxAlyGa]__x_yP oder InxAlyGa]__x_yAs, jeweils mit 0 d c < 1, 0 d y < 1 und x
+ y < 1, enthalten. Dabei muss das III-V- Verbindungshalbleitermaterial nicht zwingend eine
mathematisch exakte Zusammensetzung nach einer der obigen Formeln aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhalten obige Formeln jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Die Materialauswahl erfolgt dabei anhand der gewünschten Emissionswellenlängen des Laserdiodenchips.
In dem p-Typ Halbleiterbereich 5 ist ein Rippenwellenleiter 13 (ridge) ausgebildet. Der Rippenwellenleiter 13 kann durch eine Strukturierung des p-Typ Halbleiterbereichs 5,
beispielsweise durch ein fotolithografisches Verfahren, hergestellt werden. Zur elektrischen Kontaktierung weist der Laserdiodenchip einen n-Kontakt 9 und einen p-Kontakt 8 auf, die beispielsweise als Metallschichten ausgeführt sind.
Der auf dem p-Typ Halbleiterbereich 5 angeordnete p-Kontakt 8 kann beispielsweise eine Goldschicht sein. Der p-Kontakt 8 kann insbesondere durch galvanische Abscheidung auf einer Anwachsschicht 7 hergestellt werden. Die Dicke des p-Kontakts kann beispielsweise zwischen 1 ym und 10 ym, insbesondere etwa 5 ym betragen.
Die Anwachsschicht 7 kann beispielsweise eine Titan- Palladium-Gold-Schichtenfolge sein. Die Dicke der
Anwachsschicht 7 kann beispielsweise etwa 470 nm betragen.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist der p-Kontakt 8 nur an der Oberseite des Rippenwellenleiters 13 mit dem p-Typ
Halbleiterbereich 5 elektrisch leitend verbunden. Außerhalb des Rippenwellenleiters 13 ist der p-Kontakt 8 durch eine Passivierungsschicht 6 von dem p-Typ Halbleiterbereich 5 elektrisch isoliert. Der Laserdiodenchip weist an einer dem p-Typ
Halbleiterbereich 5 zugewandten Seite ein Heizelement 14 auf. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
Heizelement 14 als Leiterbahn ausgeführt, die über dem
Rippenwellenleiter 13 und dem p-Kontakt 8 angeordnet ist. Das Heizelement 14 ist vorliegend nicht elektrisch leitend mit dem p-Kontakt 8 verbunden, sondern durch eine
Passivierungsschicht 12 von dem p-Kontakt 8 isoliert. Die Passivierungsschicht 13 kann beispielsweise eine Oxidschicht oder Nitridschicht sein, insbesondere eine
Siliziumoxidschicht oder Siliziumnitridschicht. Das als
Leiterbahn ausgeführte Heizelement 14 kann wie der p-Kontakt 8 durch galvanische Abscheidung einer Metallschicht 10 auf einer Anwachsschicht 11 hergestellt werden. Die Metallschicht 10 kann beispielsweise eine Goldschicht sein. Dadurch, dass das Heizelement 14 aus dem gleichen Material wie der p- Kontakt 8 gebildet sein kann und insbesondere mit den
gleichem Herstellungsverfahren hergestellt sein kann, kann das Heizelement 14 mit vergleichsweise geringem
Herstellungsaufwand realisiert werden.
Wie in der Draufsicht in Figur 1B zu sehen, kann das
Heizelement 14 als Leiterbahn ausgeführt sein, deren Länge vorzugsweise im Wesentlichen mit der Länge des
Rippenwellenleiters 13 übereinstimmt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die aktive Schicht 4 durch das
Heizelement 14 gleichmäßig erwärmt wird. Das Heizelement 14 weist einen Ohmschen Widerstand auf, der sich insbesondere aus der Länge und der Querschnittsfläche des Heizelements 14 ergibt. Der ohmsche Widerstand, und damit
die Heizleistung bzw. der Strom-/Spannungs-Arbeitspunkt, kann durch insbesondere durch das Material, die Schichtdicke, die Breite und/oder die Länge des Heizelements 14 eingestellt werden. Die Schichtdicke des Heizelements 14 kann beispielsweise zwischen 1 ym und 10 ym, insbesondere etwa 5 ym, betragen. Die Breite des Heizelements 14 beträgt vorzugsweise zwischen 5 ym und 30 ym.
Das Heizelement 14 kann an seinen Enden Kontaktflachen zur elektrischen Kontaktierung aufweisen. Durch Bestromung des Heizelements wird eine Heizleistung erzeugt, durch die die Halbleiterschichtenfolge 2 inklusive der aktiven Schicht 4 erwärmt werden kann. Durch eine Einstellung der Heizleistung kann die temperaturabhängige Emissionswellenlänge des
Laserdiodenchips gezielt beeinflusst werden. Hierbei ist es von Vorteil, dass das Heizelement 14 direkt über der
Halbleiterschichtenfolge 2 des Laserdiodenchips angeordnet ist, insbesondere also nicht auf einem Träger oder einer Wärmesenke 1 des Laserdiodenchips. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein direkter thermischer Kontakt zur
Halbleiterschichtenfolge erzielt werden. Die zu heizende Masse ist deshalb vorteilhaft gering. Mit dem hier
beschriebenen Heizelement 14 kann deshalb eine schnelle und effektive Regelung der Temperatur der
Halbleiterschichtenfolge und der von der Temperatur
abhängigen Emissionswellenlänge erfolgen.
Der Laserdiodenchip ist vorteilhaft an dem n-Kontakt 9 mit einer Wärmesenke 1 verbunden. In diesem Fall befindet sich die lichtemittierende aktive Schicht 4 zwischen dem
Heizelement 14 und der Wärmesenke 1. Die ermöglicht eine effiziente Heizung der aktiven Schicht 4, da keine
parasitären Wärmepfade zwischen dem Heizelement 14 und der Wärmesenke 1 existieren. Zur elektrischen Verschaltung des Heizelements 14 sind grundsätzlich zwei Varianten denkbar, die in den Figuren 2A und 2B dargestellt sind. Figur 2A zeigt eine Variante, bei der die Stromkreise für den Laserdiodenchip und das
Heizelement 14 komplett getrennt sind. Beispielsweise weist das Heizelement 14 zwei Kontakte h+, h- auf, die von
Kontakten p, n des Laserdiodenchips getrennt sind. Das macht die Regelung der Ansteuerung einfach, erfordert aber vier elektrische Kontakte mit entsprechendem Aufwand bei der
Kontaktierung. Das zuvor gezeigte Ausführungsbeispiel der Figuren 1A bis IC zeigt eine solche Variante.
Wie in Figur 2B dargestellt, kann alternativ ein Kontakt h des Heizelements 14 verbunden sein mit einem Kontakt p des Laserdiodenchip, bevorzugt dem p-Kontakt. Dieser gemeinsame Kontakt kann verwendet werden, um den Stromfluss durch den Laserdiodenchip und das Heizelement 14 unabhängig voneinander zu regeln, wenn der Laserdiodenchip und das Heizelement 14 gleichzeitig betrieben werden. Zur Vereinfachung der Regelung ist es auch denkbar, den Laserdiodenchip und das Heizelement 14 nur abwechselnd und nicht gleichzeitig zu betreiben.
Ein Ausführungsbeispiel des Laserdiodenchips, bei dem das Heizelement 14 und der Laserdiodenchip einen gemeinsamen Kontakt aufweisen, ist in den Figuren 3A bis 3D gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 14 ein als Leiterbahn ausgeführter Teil einer Metallschicht 8, 10, die insbesondere Gold aufweisen kann. Die Metallschicht 8, 10 bildet bei diesem Beispiel sowohl das Heizelement 14 als auch den p-Kontakt 8 aus. Dies hat den Vorteil, dass zur
Herstellung des Heizelements 14 keine weiteren Schichten aufgebracht werden müssen und somit der Herstellungsaufwand gering ist. Figur 3A zeigt einen Querschnitt durch den Laserdiodenchip. Figur 3B zeigt, wie das Heizelement 14 durch Aussparen der Metallschicht als Leiterbahn ausgeführt wird. Die Detailansicht in Figur 3C zeigt eine Kontaktflache 14a für das Heizelement 14. Wie in der weiteren Detailansicht in Figur 3D zu sehen, ist ein Ende der Leiterbahn, welche das Heizelement 14 bildet, mit dem p-Kontakt 8 verbunden.
Figur 4A zeigt im Querschnitt eine Abwandlung der vorherigen Ausführung. Das Heizelement 14 wird bei diesem Beispiel durch die strukturierte Anwachsschicht 11 gebildet. Da die
Anwachsschicht 11 dünner ist und einen höheren spezifischen Widerstand aufweist als die Metallschicht, die den p-Kontakt 8 ausbildet, ist der ohmsche Widerstand bei ansonsten
gleichen Dimensionen höher als im Beispiel der Figur 3. Damit lassen sich andere Heizleistungen und/oder andere
Strom/Spannungs-Arbeitspunkte realisieren.
Die beiden in den Beispielen der Figuren 3A und 4A gezeigten Querschnitte lassen sich auch alternierend parallel zur der Längsachse des Rippenwellenleiters 13 anordnen. Ein solches Beispiel ist in Figur 4B schematisch in der Draufsicht gezeigt. Der Querschnitt entlang der Linie AB entspricht bei diesem Beispiel der Figur 4A und der Querschnitt entlang der Linie CD dem Beispiel der Figur 3A. Das Heizelement 14 umfasst in Längsrichtung abwechselnd erste Bereiche, in denen nur die Anwachsschicht 11 vorliegt, und zweite Bereiche, in denen eine zusätzliche Metallschicht 10 auf der
Anwachsschicht 11 aufgebracht ist. Die Metallschicht 10 ist beispielsweise eine Goldschicht mit einer Dicke von etwa 1 ym bis 20 ym, insbesondere etwa 5 ym, die vorzugsweise
galvanisch hergestellt ist. Die Metallschicht 10 weist insbesondere das gleiche Material auf wie der p-Kontakt 8 und kann gleichzeitig mit dem p-Kontakt 8 hergestellt und strukturiert werden. Durch die ersten Bereiche des Heizelements 14 mit der Metallschicht 10 kann der Strom mit geringerem Widerstand fließen, während in den zweiten
Bereichen ohne Metallschicht über der Anwachsschicht 11 der Widerstand höher ist. Das Verhältnis zwischen den ersten Bereichen und den zweiten Bereichen ist ein weiterer
Designparameter, mit dem der ohmsche Widerstand des
Heizelements 14 eingestellt werden kann.
Die Figuren 5 und 6 zeigen weitere Abwandlungen der
vorherigen Beispiele. Bei diesen Beispielen ist das
Heizelement 14 direkt oberhalb des Rippenwellenleiters 13 angeordnet, allerdings im Unterschied zur Figur 1 nicht oberhalb des p-Kontakts 8. Die Zuführung des Betriebsstroms für den Laserdiodenchip erfolgt vom seitlich angeordneten p- Kontakt 8 über die Anwachsschicht 7 zum Rippenwellenleiter 13. Die Anwachsschicht 7 ist bereichsweise von dem p-Typ Halbleiterbereich 5 durch eine Passivierungsschicht 6, beispielsweise eine Siliziumoxidschicht oder eine
Siliziumnitridschicht, elektrisch isoliert. Auf dieser
Anwachsschicht 7 ist im Bereich des Rippenwellenleiters 13 eine weitere Passivierungsschicht 12 als elektrische
Isolation aufgebracht. Auf der Passivierungsschicht 12 ist eine Anwachsschicht 11 angeordnet. Die Anwachsschicht 11 kann beispielsweise Titan, Platin, Palladium und/oder Gold
umfassen, insbesondere kann die Anwachsschicht 11 eine Ti-Pd- Au oder Ti-Pt-Au-Schichtenfolge aufweisen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 fungiert die
Anwachsschicht 11 selbst als Heizelement 14. Bei diesem
Beispiel ist insbesondere keine weitere Metallschicht über der Anwachsschicht angeordnet. Das Heizelement ist
vorteilhaft über dem Rippenwellenleiter 13 angeordnet, so dass die Heizleistung besonders effektiv die
strahlungsemittierende aktive Schicht erreicht. Das
Heizelement 14 ist somit nahe am Rippenwellenleiter 13 und auf der der Wärmesenke 1 abgewandten Seite angeordnet. Im Vergleich zur Figur 1 entfällt die Wärmespreizung durch den p-Kontakt 8 und die damit verbundenen Verluste an
Heizleistung. Im Vergleich zu den Beispielen der Figuren 3 und 4 entfallen parasitäre Wärmepfade durch das
Halbleitermaterial und die damit verbundenen Verluste an Heizleistung .
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 fungiert die
Anwachsschicht 11 mit einer aufgebrachten Metallschicht 10 als Heizelement 14. Die Metallschicht 10 ist beispielsweise eine Goldschicht mit einer Dicke von etwa 1 ym bis 20 ym, insbesondere etwa 5 ym, die vorzugsweise galvanisch
hergestellt ist. Die Metallschicht 10 weist insbesondere das gleiche Material auf wie der p-Kontakt 8 und kann
gleichzeitig mit dem p-Kontakt 8 hergestellt und strukturiert werden .
Wie bei dem vorherigen Beispiel der Figur 4B ist auch bei den Beispielen der Figuren 5 und 6 eine in Längsrichtung des Heizelements 14 alternierende Anordnung von ersten Bereichen, in den nur die Anwachsschicht 11 vorliegt, und zweiten
Bereichen, in denen eine Metallschicht 10 auf die
Anwachsschicht 11 aufgebracht ist, denkbar.
Figur 7 zeigt eine weitere Möglichkeit, das Heizelement 14 nahe am Rippenwellenleiter 13 zu platzieren. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist auf die Anwachsschicht 7, die zum Aufwachsen des p-Kontakts 8 dient, eine Passivierungsschicht 12 aufgebracht. Auf der Passivierungsschicht 12 ist eine strukturierte, leitende Anwachsschicht 11 als Heizelement 14 angeordnet. Die Anwachsschicht 11 ist beispielsweise eine Titan-Platin-Gold-Schichtenfolge . Auf diese Weise
ausgebildete Heizelemente 14 erstrecken sich beidseitig in die Vertiefung neben dem Rippenwellenleiter 13. Damit wird die Heizleistung näher am Rippenwellenleiter 13 eingebracht als bei der Ausführung nach Figur 4A.
Außerdem wird in Figur 7 gezeigt, dass die Heizelemente 14 vorteilhaft beidseitig und symmetrisch zum Rippenwellenleiter 13 angebracht werden können. Der Vorteil ist, dass so eine symmetrische Temperaturverteilung im Rippenwellenleiter 13 erzielt werden kann. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Strahlprofil bzw. die Verteilung der Lasermoden des
Laserdiodenchips unsymmetrisch werden. Die symmetrische
Anordnung der Heizelemente 14 ist ebenso denkbar bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 3 und 4A.
Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Laserdiodenchips. In diesem Beispiel ist das Heizelement 14 nicht eine Struktur der auf das Halbleitermaterial
aufgebrachten Schichten, sondern das Halbleitermaterial selbst. Der Heizstrom wird über einen Heizkontakt,
insbesondere eine Metallschicht 10, zugeführt und fließt von dort zum p-Kontakt 8. Auf diese Weise wird in dem p-Typ
Halbleiterbereich 5 zusätzlich zum Strompfad 16, der durch die aktive Schicht 4 zum n-Kontakt 9 führt, ein weiterer Strompfad 15 erzeugt, der nicht zum n-Kontakt führt. Durch den Stromfluss entlang dieses Strompfads 15 erwärmt sich das Halbleitermaterial, so dass der p-Typ Halbleiterbereich 5 als Heizelement fungiert. Der Vorteil bei dieser Ausgestaltung ist zum einen, dass das Halbleitermaterial selbst direkt geheizt wird, und zum anderen, dass keine feine Strukturierung der Schichten notwendig ist Allerdings sollte bei dieser Ausgestaltung möglichst verhindert werden, dass Heizstrom auf einem parasitären Strompfad zum n-Kontakt 9 fließt. Eine Möglichkeit ist, dass das Heizelement 14 und der Laserdiodenchip, wie oben beschrieben, nicht gleichzeitig betrieben werden.
Alle zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, dass der zusätzliche Aufwand bei der Herstellung des Laserdiodenchips nur gering ist, da die Heizelemente 14 jeweils mit Materialien realisiert werden können, die ohnehin bei der Herstellung des Laserdiodenchips aufgebracht werden. Außerdem beeinflussen die Heizelemente 14 die Leistungsdaten des Laserdiodenchips nicht oder nur in geringem Maße, so dass die Laserdiodenchips keine Nachteile gegenüber baugleichen Laserdiodenchips ohne Heizelementen haben.
Durch die geringe zu heizende Masse sind geringe
Heizleistungen notwendig, um die aktive Schicht 4 auf die Zieltemperatur zu bringen und so die Wellenlänge zu
stabilisieren. Damit sind auch hohe Heizraten möglich, um eine schnelle Anpassung der Wellenlänge zu erreichen. Durch die geringe Masse werden auch schnellere Kühlraten erreicht, wenn der Laserdiodenchip thermisch an eine Wärmesenke 1 angebunden wird. Das ermöglicht eine agile Regelung der
Temperatur und damit der Emissionswellenlänge.
Eine Regelung der Emissionswellenlänge kann auch dazu
verwendet werden, eine eventuelle produktionsbedingte
Streuung der Wellenlänge mehrerer Laserdiodenchips zu
kompensieren, indem die Temperatur des Laserdiodenchips in Abhängigkeit von der Wellenlänge so geregelt wird, dass der Laser bei der gewünschten Wellenlänge emittiert. Wenn das Heizelement 14 des Laserdiodenchips zur Regelung der Emissionswellenlänge verwendet wird, kann die Regelung beispielsweise dadurch erfolgen, dass zumindest ein Teil der emittierten Strahlung auf ein optisches Filter gelenkt wird, das bei der gewünschten Emissionswellenlänge ein
Transmissionsfenster aufweist. Mit anderen Worten ist das optische Filter ein schmalbandiges Filter, das nur in einem engen Wellenlängenbereich um die gewünschte
Emissionswellenlänge transparent ist. Die Heizleistung des Heizelements kann in diesem Fall derart geregelt werden, dass ein Detektorelement hinter dem schmalbandigen optischen
Filter eine maximale Intensität detektiert. Wenn sich die Wellenlänge der emittierten Strahlung ändert, kann die
Heizleistung derart geregelt werden, dass die von dem
Detektorelement detektierte Intensität maximiert wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 Wärmesenke
2 Halbleiterschichtenfolge
3 n-Typ Halbleiterbereich
4 aktive Schicht
5 p-Typ Halbleiterbereich
6 Passivierungsschicht
7 Anwachsschicht
8 p-Kontakt
9 n-Kontakt
10 Metallschicht
11 Anwachsschicht
12 Passivierungsschicht
13 Rippenwellenleiter
14 Heizelement
14a Kontaktflache
15 Strompfad
16 Strompfad

Claims

Patentansprüche
1. Laserdiodenchip, umfassend
- einen n-Typ Halbleiterbereich (3) , einen p-Typ
Halbleiterbereich (5) und eine zwischen dem n-Typ
Halbleiterbereich (3) und dem p-Typ Halbleiterbereich (5) angeordnete aktive Schicht (4),
einen n-Kontakt (9) und einen p-Kontakt (8),
- mindestens ein Heizelement (14), das an einer dem p- Typ Halbleiterbereich (5) zugewandten Seite des
Laserdiodenchips angeordnet sind, wobei das Heizelement (14) als Widerstandsheizung fungiert, und
- mindestens eine metallische Anwachsschicht (7,11), wobei das Heizelement einen Teil (11) der Anwachsschicht umfasst, und wobei der p-Kontakt (8) auf einem weiteren Teil (7) der Anwachsschicht (7, 11) angeordnet ist.
2. Laserdiodenchip nach Anspruch 1,
wobei das Heizelement (14) eine Leiterbahn (10, 11) ist.
3. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laserdiodenchip auf einer Wärmesenke (1) angeordnet ist, und wobei die aktive Schicht (4)
zwischen dem Heizelement (14) und der Wärmesenke (1) angeordnet ist.
4. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (14) und der p-Kontakt (8) das gleiche Material aufweisen.
5. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (14) mindestens eines der Metalle Gold, Titan, Platin oder Palladium aufweist.
6. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (14) mit elektrischen Kontakten verbunden ist, die nicht mit dem p-Kontakt (8) oder dem n-Kontakt (9) des Laserdiodenchips verbunden sind.
7. Laserdiodenchip nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei das Heizelement (14) einen gemeinsamen Kontakt mit dem Laserdiodenchip aufweist.
8. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (14) über dem p-Kontakt (8) des Laserdiodenchips angeordnet ist, wobei zwischen dem Heizelement (14) und dem p-Kontakt (8) eine
Passivierungsschicht (12) angeordnet ist.
9. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laserdiodenchip einen Rippenwellenleiter (13) aufweist, und wobei das Heizelement (14) parallel zum Rippenwellenleiter (13) angeordnet ist.
10. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der p-Typ Halbleiterbereich (5) bereichsweise mit einer Passivierungsschicht (6) bedeckt ist, und wobei das Heizelement (14) auf der Passivierungsschicht (6) angeordnet ist.
11. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizelement (14) eine galvanische Schicht aufweist .
12. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Strompfad durch den p-Halbleiterbereich (5) zwischen dem Heizelement (14) und dem p-Kontakt (8) ausgebildet ist.
13. Laserdiodenchip nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Heizelement (14) an eine Steuervorrichtung angeschlossen ist, die dazu eingerichtet ist, die
Heizleistung des Heizelements (14) zu regeln.
14. Laserdiodenchip nach Anspruch 13,
bei dem die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Heizleistung derart zu regeln, dass eine
Emissionswellenlänge innerhalb einer vorgegeben Toleranz in einem Sollwertebereich liegt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341391A (en) * 1992-05-11 1994-08-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable wavelength semiconductor laser
US5751754A (en) * 1995-09-07 1998-05-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser including tunnel diode for reducing contact resistance
US20050180481A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-18 Seiko Epson Corporation Surface-emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same
US20160111856A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-21 Futurewei Technologies, Inc. Thermal Compensation for Burst-Mode Laser Wavelength Drift

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59146069A (ja) * 1983-02-08 1984-08-21 Canon Inc 光源安定化装置
JP3152424B2 (ja) * 1990-07-13 2001-04-03 株式会社日立製作所 波長可変半導体レーザ
US5140605A (en) * 1991-06-27 1992-08-18 Xerox Corporation Thermally stabilized diode laser structure
WO2002058197A2 (en) * 2000-10-30 2002-07-25 Santur Corporation Laser thermal tuning
US7224708B2 (en) * 2004-08-30 2007-05-29 The Aerospace Corporation Focused ion beam heater thermally tunable laser
US7486709B2 (en) * 2006-07-26 2009-02-03 Corning Incorporated Semiconductor laser micro-heating element structure
DE102007039219B4 (de) * 2007-08-20 2010-04-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Spektral abstimmbares Lasermodul
EP2849294B1 (de) * 2013-09-13 2019-07-31 Alpes Lasers S.A. Abstimmbarer Laser
CN112838472B (zh) * 2015-03-06 2023-12-26 苹果公司 半导体激光器的发射波长和输出功率的独立控制

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341391A (en) * 1992-05-11 1994-08-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable wavelength semiconductor laser
US5751754A (en) * 1995-09-07 1998-05-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser including tunnel diode for reducing contact resistance
US20050180481A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-18 Seiko Epson Corporation Surface-emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same
US20160111856A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-21 Futurewei Technologies, Inc. Thermal Compensation for Burst-Mode Laser Wavelength Drift

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAN ZHANG ET AL: "Widely tunable dual-mode distributed feedback laser fabricated by selective area growth technology integrated with Ti heaters", OPTICS LETTERS, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, US, vol. 38, no. 16, 15 August 2013 (2013-08-15), pages 3050 - 3053, XP001583819, ISSN: 0146-9592, DOI: HTTP://DX.DOI.ORG/10.1364/OL.38.003050 *

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