WO2020109051A1 - Optoelektronisches halbleiterlaserbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterlaserbauelements - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterlaserbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterlaserbauelements Download PDF

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Harald KÖNIG
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    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

Definitions

  • the optoelectronic semiconductor laser component is set up, in particular, to generate coherent electromagnetic radiation, in particular light that is perceptible to the human eye.
  • One problem to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor laser component which has improved efficiency and an increased service life.
  • Another task to be solved is a
  • this comprises
  • Semiconductor body with a first main surface, a second main surface, and at least one between the first
  • Main area and the second main area formed active area are monolithic and is preferably produced by means of epitaxial deposition.
  • the active area is more coherent for emission
  • the semiconductor body has a coupling-out area extending from the first main area to the second main area.
  • the decoupling surface serves for at least a portion of the electromagnetic radiation which is generated during the operation of the optoelectronic
  • Semiconductor laser component is generated in the active region to be coupled out of the semiconductor body. Furthermore, the decoupling surface is in direct contact with a subordinate body, in particular an optical one
  • At least one region of the semiconductor body is based on a nitride compound semiconductor material.
  • Semiconductor layer sequence or at least a part thereof, particularly preferably at least the active zone and / or the growth substrate wafer, has or consists of a nitride compound semiconductor material, preferably Al n Ga m Ini nm N, where 0 dn ⁇ 1.0 dm ⁇ 1 and n + m ⁇ 1. This material does not necessarily have to be one
  • the above formula only includes the essential components of the crystal lattice (Al, Ga, In,
  • the optoelectronic semiconductor laser component comprises a first heat sink arranged on the first main surface and a second heat sink arranged on the second main surface.
  • a heat sink is particularly good from a thermal point of view
  • Heat sink is used to dissipate heat from a component and thus to lower an operating temperature
  • the first and the second heat sink preferably adjoin the first and the second main surface of the semiconductor body and thus enable very good heat transfer from the semiconductor body into the first and the second heat sink.
  • the first and second heat sinks are further preferably formed with a metal or a ceramic material.
  • first heat sink and the second one are identical to the first heat sink and the second one
  • Heat sink on the side opposite the coupling-out surface each have a recess on the semiconductor body
  • Such a first cavity is used, for example, to avoid solder short circuits when fastening the first and second heat sinks by means of a soldering process.
  • first and the second heat sink each have a further recess on the side facing the decoupling surface, which together has a second cavity form.
  • the second cavity is on the side of the first and second heat sinks facing the semiconductor body
  • the second cavity can be filled with a wavelength conversion material, for example, and preferably has a flank angle that corresponds to the divergence of the electromagnetic waves emerging from the coupling-out surface
  • the first and second heat sink there is a spacer between the first and second heat sink, which is designed to be electrically insulating.
  • the thickness of the spacer corresponds to the thickness of the semiconductor body and thus enables an exact adjustment of the first and second heat sink on the
  • this comprises
  • the first heat sink and / or the second heat sink form a mechanical support for the optical protective element.
  • the optical protective element is used to encapsulate the
  • the first and / or the second heat sink form a carrier for the optical protective element such that the optical
  • the optical protective element is mechanically fixed to the first and / or the second heat sink.
  • the optical protective element is designed to be permeable, in particular, to the electromagnetic radiation generated in the active region during operation.
  • the optical protective element is designed, for example, as a layer or layer stack, which is directly on the Auskoppelization and or the first and / or the second heat sink is deposited.
  • the optical protective element can be a wavelength conversion element and can be set up for converting electromagnetic radiation.
  • electromagnetic radiation is decoupled in a main emission direction.
  • the decoupled electromagnetic radiation can
  • an electrical one takes place
  • the first heat sink forms a cathode and the second heat sink forms an anode.
  • the first heat sink and the second heat sink have an electrical one, at least in some areas
  • the first heat sink According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor laser component, the first heat sink
  • Main surface opposite side mounting surfaces.
  • Mounting surfaces are used in particular for mechanical and electrical mounting of the optoelectronic
  • a mounting surface is particularly flat and preferably has an electrical conductivity suitable for making electrical contact with the semiconductor laser component.
  • this comprises
  • At least one active region formed between the first main surface and the second main surface and intended for the emission of coherent electromagnetic radiation
  • the coupling takes place in a main emission direction
  • the semiconductor body is electrically contacted by means of the first heat sink and the second heat sink, and
  • Semiconductor laser component are based among other things on the following considerations: When operating a
  • Optoelectronic semiconductor laser device with large currents for generating a high optical output power over a longer period of time can generate a large amount of waste heat.
  • Laser bars include one
  • External environmental influences such as moisture or mechanical stress, can be a problem
  • Semiconductor laser component makes use of the idea, among other things, by means of two heat sinks that the
  • the optical Protective element for example in the form of a dielectric encapsulation on the coupling-out surface, prevents impairment due to environmental influences.
  • the optical Protective element can also be set up to improve heat dissipation from the semiconductor body and the coupling-out area.
  • the semiconductor body has a plurality of active regions which are arranged laterally spaced apart.
  • the semiconductor body preferably has 2 to 100, particularly preferably 2 to 10 or 10 to 100 active regions. Such an arrangement is called a laser bar.
  • the active regions run parallel to each other.
  • the active regions are arranged at a distance from one another in a direction transverse to the main emission direction and parallel to the main extension direction of the semiconductor body.
  • Semiconductor bodies can be used for power scaling.
  • the lateral spacing of the active regions from one another starts from the center of the
  • the lateral spacing of the active regions from one another starts from the center of the
  • the optical protective element is in direct contact with the decoupling surface, the first
  • the optical protective element is in direct contact with at least one of the three components mentioned (first heat sink, second heat sink, coupling-out surface), but can also be in direct contact with two components or else with all three components.
  • the decoupling surface is completely covered by the optical protective element. The decoupling surface is thus protected from the effects of moisture and mechanical damage from the outside.
  • the optical protective element preferably has a thickness of at least 5 nm to 1000 nm, particularly preferably 10 nm to 200 nm.
  • the optical protective element is formed with a dielectric material.
  • the optical protective element is formed with one or more of the following materials: Si0 2 , Al 2 O 3 , ZrÜ 2 , Hf0 2 , Ti0 2 , Ta 2 0 5 , SisN 4 , Nb 2 0 5 , Y 2 O 3 , H0 2 O 3 , CeÜ 2 , LU 2 O 3 , V 2 O 5 , HfZrO, MgO, TaC, ZnO, CuO, In 2 C> 3 , Yb 2 Cg, S11 2 O 3 , Nd 2 Cg, SC 2 O 3 , B 2 O 3 , Er 2 C> 3 , Dy 2 0 3 , Tm 2 0 3 , SrTi0 3 , BaTi0 3 , PbTi0 3 , PbZr0 3 , Ga 2 Cg, HfAlO,
  • the optical protective element has one
  • the materials of the different layers can also be different, for example Procedures are applied.
  • the optical protective element preferably has a multilayer structure with alternating layers, different materials with different lattice constants being used in each case in order to achieve the densest possible layer
  • the optical protective element is formed with a material with a very high thermal conductivity, such as SiC, DLC, A1N or AlGaN, it can advantageously also perform a heat-dissipating function.
  • a material with a very high thermal conductivity such as SiC, DLC, A1N or AlGaN
  • Layer can, for example, result in an even better heat dissipation from the semiconductor body due to the integral connection with the decoupling surface. Cooling of the particularly sensitive decoupling surface can thus be improved.
  • the optical protective element is formed with a glass or a sapphire.
  • a glass or a sapphire is particularly characterized by a high
  • such an optical protective element for example a glass or sapphire plate
  • a coating layer is, for example, an anti-reflective layer that is permeable to a
  • the optical protective element can further advantageously on the
  • Decoupling surface facing side have a heat-conducting layer.
  • a heat-conducting layer can discharge heat from the decoupling surface and introduce heat into the first and / or advantageously increase the second heat sink. This allows the semiconductor body and in particular the decoupling surface of the semiconductor body to be cooled particularly well.
  • the optical protective element is integrally connected to the first heat sink and / or the second heat sink by means of a connecting layer.
  • the connection layer can, for example, be an adhesive or solder layer and comprise silicone or epoxy resin.
  • the connecting layer connects the optical protective element to the first and / or the second in a mechanically stable manner
  • Protective element are in direct contact with the first heat sink and / or the second heat sink and / or the decoupling surface.
  • connection layer completely covers the coupling-out area.
  • Covering the decoupling surface advantageously provides good protection against external environmental influences. Furthermore, complete coverage can be particularly good
  • the protective element has the shape of a lens.
  • a lens is permeable to electromagnetic radiation and is set up to
  • Affect radiation as it passes through the lens can be used for focusing or for example Collimation of radiation can be used.
  • optical protective element in the form of a lens can advantageously dispense with a further external lens.
  • the optical protective element for collimation is in operation of the optoelectronic semiconductor laser component
  • emerging electromagnetic radiation is provided in at least one axis transverse to the main emission direction.
  • collimation serves to guide the
  • collimation of the electromagnetic radiation can also advantageously reduce the penetration of particles from the environment on the decoupling surface.
  • Particles migrate to the location of the highest intensity due to an interaction with an electromagnetic field. As a result, particles preferentially adhere to the
  • Burn-in is disadvantageously favored by a divergent beam. The expansion and the
  • a widened and collimated beam advantageously reduces the penetration of particles on the decoupling surface.
  • the optical protective element comprises a wavelength conversion element.
  • a Wavelength conversion element is for converting from
  • electromagnetic radiation of a first wavelength set up to electromagnetic radiation of a second wavelength.
  • electromagnetic radiation of the second wavelength has a wider spectral distribution than the exciting one
  • Radiation of the second wavelength has a spectral width that is equal to, similar to or less than the spectral width of the electromagnetic radiation of the first wavelength.
  • a wavelength conversion element comprises, for example, a radiation-transmissive matrix with particles of a wavelength conversion material or a ceramic converter material embedded therein, for example in the form of a plate.
  • a wavelength conversion element can
  • the wavelength conversion element can the optical
  • Protective element and the decoupling surface can be arranged or completely embedded in the optical protective element. Is the wavelength conversion element in the optical
  • the optical protective element surrounds the wavelength conversion element and thus ensures a sufficiently good encapsulation and protection of the
  • An optical filter element can be arranged between the wavelength conversion element and the optical protective element.
  • the optical filter element can be, for example, a dichromatic filter which is used to reflect radiation of a specific electromagnetic wavelength and to Transmission of radiation of a different electromagnetic wavelength is set up.
  • the dichroic filter is such as
  • Wavelength conversion element an optical crystal, for example a laser crystal, such as titanium sapphire or
  • Nd YAG.
  • An optical crystal can be obtained from the
  • Coupling surface emerging coherent radiation of a first wavelength are optically pumped and thus excited to emit coherent radiation of a second wavelength, the second wavelength from the first
  • Wavelength is different.
  • the first heat sink and / or the second heat sink is equipped with at least one of the following
  • the materials mentioned have a high thermal thermal conductivity and are also electrically conductive.
  • the first and the second heat sink can thus remove the heat from the semiconductor body
  • the first heat sink has and / or the wide heat sink has an electrically conductive contact structure. If the electrical conductivity of the heat sinks is not yet sufficient as a solid material, a sufficiently high electrical conductivity can be produced using an electrically conductive contact structure.
  • An electrically conductive contact structure is with a
  • the contact structure can run inside a heat sink or be attached to one of its outer sides.
  • the first heat sink and the second heat sink protrude beyond the optical protection element in a direction parallel to the main emission direction.
  • This provides a mechanical protective effect for the optical protective element.
  • An adjustment for the optical protective element with respect to the first and the second heat sink can thus advantageously be made in advance.
  • Heat sink can be in a plane that is transverse to the
  • Main emission direction is a lateral boundary for the optical protective element.
  • the first heat sink and the second heat sink can form a lateral guide for the optical protective element.
  • the assembly of the optical protective element on the first and the second heat sink is thus facilitated. Furthermore, the mechanical stability of the optical protective element can be improved in this way.
  • the semiconductor body has a cross or perpendicular to the coupling-out surface
  • the optoelectronic semiconductor laser component there is between the semiconductor body and the first heat sink and / or between the
  • a compensation layer arranged.
  • a compensation layer can in particular be a layer which is used to compensate for
  • the coefficient of thermal expansion of the compensating layer is thus between the coefficient of thermal expansion of the semiconductor body and the coefficient of thermal expansion of the first and second heat sinks.
  • the compensating layer preferably has a high thermal and electrical
  • the leveling layer can be any suitable material on.
  • a hard solder can be arranged.
  • An alloy of gold and tin is suitable as a hard solder.
  • a hard solder is particularly characterized by high mechanical stability and
  • the first heat sink and the second heat sink protrude beyond the at least one compensation layer in the main radiation direction and the coupling-out area
  • Shading of the decoupling surface by the leveling layer can be avoided. Furthermore, the first and second heat sinks protrude beyond the decoupling surface, with which the decoupling surface is protected against mechanical damage, for example when the optical protective element is put on.
  • Leveling layer with at least one of the following
  • the compensating layer is formed with an electrically conductive material and / or comprises an electrically conductive layer. Should the leveling layer itself not have sufficient electrical conductivity
  • the electrically conductive layer is made with at least one of the following materials
  • an optoelectronic semiconductor laser component described here can be produced with the method. That is, all for the optoelectronic
  • the method comprises the following steps:
  • Main surface a second main surface and at least one formed between the first main surface and the second main surface and for the emission of coherent
  • the semiconductor body further comprises a one that extends from the first main surface to the second main surface
  • Semiconductor laser components are used to arrange a first heat sink on the first main surface and to arrange a second heat sink on the second main surface. Placing the first and second heat sinks on the
  • Semiconductor body takes place, for example, by means of a
  • an optical protective element is arranged on the first heat sink and the second heat sink in such a way that the optical protective element is arranged downstream of the decoupling surface.
  • the optical protective element is formed with a dielectric material and is produced using one or a combination of the following methods:
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • CVD Chemical Vapor
  • IBD Ion Beam Deposition
  • IP Ion Plating
  • sputtering vapor deposition
  • MVD Molecular Vapor Deposition
  • the optical protective element can also be made of a multilayer structure and a combination of the aforementioned methods. Alternatively, the optical protective element can also be made in advance
  • cut glass or sapphire platelet which is arranged by means of a connecting layer on one of the first and second heat sink.
  • the optical protective element is formed with a glass and is by melting in a second cavity of the first heat sink and the second
  • Heat sink arranged.
  • a liquid glass material can be introduced into a second cavity of the first and second heat sink in such a way that the optical
  • Protective element is arranged downstream of the coupling-out area and completely encapsulates the semiconductor body on its side facing the coupling-out area. If a glass is used
  • Figures 1A and 1B are schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIGS. 2A and 2B are schematic representations of an optoelectronic described here
  • Figures 3A and 3B are schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIGS. 4A and 4B are schematic representations of an optoelectronic described here
  • Figure 5 is a schematic sectional view of one here
  • Figure 6 is a schematic sectional view of one here
  • Figure 7 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 8 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 9 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 10 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 11 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 12 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here
  • Figure 13 is a schematic sectional view of an optoelectronic described here Semiconductor laser component according to a 13th
  • Figure 14 is a schematic sectional view of one here
  • FIGS 15 to 17 are schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Figure 18 is a schematic sectional view of one here
  • Figures 19 to 21 are schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Figures 22A and 22B are schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIG. 22A Exemplary embodiment in a sectional view (FIG. 22A) and a perspective view (FIG. 22B), Figures 23 to 25 are schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Figure 26 is a schematic sectional view of a plurality
  • Figures 27A and 27B are schematic representations of one here
  • Figure 28 is a schematic sectional view of one here
  • Figure 29 is a schematic sectional view of one here
  • Figure 30 is a schematic sectional view of one here
  • FIGS. 1A and 1B show schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIG. 1A shows a sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1
  • Optoelectronic semiconductor laser component 1 comprises a semiconductor body 10 with a first main surface A, a second main surface B and one between the first
  • the active area 100 is set up to emit coherent electromagnetic radiation and preferably has a pn junction.
  • the semiconductor body 10 has a plurality of active regions 100 which are arranged laterally spaced apart from one another.
  • the optoelectronic semiconductor component 1 can thus represent a laser bar.
  • a coupling-out surface E extends from the first main surface A to the second main surface B, through which at least a part of the electromagnetic
  • Semiconductor laser component 1 is generated in the active region 100, is coupled out. The emission of the
  • Main emission direction Y which is parallel to one
  • the Coupling surface (E) is in direct contact with the optical protective element (30).
  • a first heat sink 21 is arranged on the first main surface A.
  • a second heat sink 22 is arranged on the second main surface B.
  • the first heat sink 21 and the second heat sink 22 are formed with a material that has a high thermal conductivity.
  • the first and second heat sinks 21, 22 are formed, for example, with copper, an alloy of copper and steel, an alloy of copper and tungsten, gold, an alloy of copper and molybdenum or a copper-diamond composite. These materials advantageously have a high thermal conductivity and also a high electrical conductivity.
  • Semiconductor laser component 1 takes place via the first
  • Heat sink 21 and second heat sink 22 are illustrated.
  • first heat sink 21 functions as an anode and second heat sink 22 functions as a cathode.
  • the first heat sink 21 and the second heat sink 22 each have a mounting surface M on their side opposite the coupling-out surface E. By means of the mounting surface M, the optoelectronic
  • Substrate 2 are applied.
  • the decoupling surface E is located downstream
  • the optical protection element 30 completely covers the coupling-out surface E and extends in the lateral direction up to the first and second
  • the optical protective element 30 is integral with the first and second heat sink 21, 22 connected.
  • the optical protection element 30 is formed with a dielectric material and for which from the
  • the optical protective element 30 is formed with one of the following or a combination of the following materials: SiCy, AI2O3, ZrCy, HfCy, TiCg, Ta20s, Si3N4, Nb20s, Y2O3, H02O3, CeCy, Lu 2 0 3 , V 2 0 5 , HfZrO, MgO, TaC, ZnO, CuO, ln 2 0 3 , Yb 2 0 3 , Sm 2 0 3 , Nd 2 0 3 , Sc 2 0 3 , B 2 0 3 , Er 2 0 3 , Dy 2 0 3 , Tm 2 0 3 , SrTi0 3 , BaTi0 3 , PbTi0 3 , PbZr0 3 , Ga 2 0 3 , HfAlO, HfTaO.
  • the optical protective element 30 serves to encapsulate the semiconductor body 10.
  • the materials of the semiconductor body can be affected by external environmental influences, such as, for example
  • Protective element 30 has a thickness of at least 5 nm to 1000 nm, preferably from 10 nm to 200 nm. It can therefore advantageously be used for a further hermetic housing for the entire
  • the optical protective element 30 is applied, for example, to the first and second heat sinks 21, 22 and the semiconductor body 10 using one of the following methods or a combination of the following methods: atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), ion beam deposition ( IBD), ion plating (IP), sputtering, vapor deposition or molecular vapor deposition (MVD).
  • ALD atomic layer deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • IBD ion beam deposition
  • IP ion plating
  • sputtering vapor deposition or molecular vapor deposition (MVD).
  • the optical protective element 30 is formed with a multilayer structure. Different layers are formed with different materials, and produced with one or more of the methods mentioned. This allows a particularly dense one to be used
  • Manufacture optical protective element 30 that has a high
  • FIG. 1B shows a perspective view of the optoelectronic semiconductor laser component 1 shown in FIG. 1A according to the first exemplary embodiment.
  • a side surface S of the semiconductor body 10 is shown in the perspective view.
  • the side surface S extends transversely to the first and the second main surface of the semiconductor body 10.
  • the side surface S is not covered by the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • FIGS. 2A and 2B show schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIG. 2A shows a sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1.
  • the second exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment according to FIGS. 1A and 1B. In contrast to the first shown in Figure 1A
  • the second embodiment shown in FIG. 2A has a different embodiment
  • optical protective element 30 The one shown here
  • optical protective element 30 serves in addition to a
  • Semiconductor body 10 is formed with one or more of the following materials: silicon carbide, DLC, A1N or AlGaN. On the one hand, these materials serve one purpose
  • Encapsulation of the semiconductor body and on the other hand have a particularly high thermal conductivity.
  • the thickness that is, the extent towards the
  • the main emission direction Y of the optical protective element 30 is at least 100 nm to 1000 ⁇ m in order to ensure adequate heat dissipation.
  • the coupling-out surface E is in direct contact with the optical one
  • Protective element 30, the first heat sink 21 and the second heat sink 22 This forms a thermally conductive path between the decoupling surface E and the first and second heat sink 21, 22.
  • the sensitive decoupling surface E of the semiconductor body 10 can thus advantageously be particularly well heated. Effective cooling of the
  • Coupling surface E contributes to a particularly long service life of the optoelectronic semiconductor laser component 1.
  • FIG. 2B shows a perspective view of the optoelectronic device shown in FIG. 2A
  • a side surface S of the semiconductor body 10 is shown in the perspective view.
  • the side surface S extends transversely to the first and the second main surface of the semiconductor body 10
  • FIGS. 3A and 3B show schematic representations of an optoelectronic described here
  • Figure 3A shows a sectional view of an optoelectronic
  • Semiconductor laser component 1 In contrast to the optoelectronic shown in FIG. 2A Semiconductor laser component 1 comprises this in FIG. 3A
  • the illustrated optoelectronic semiconductor laser component 1 is a different optical protection element 30.
  • the optical protection element 30 is in the form of a glass or sapphire plate
  • connection layer 40 with the first heat sink 21 and the second heat sink 22nd
  • optical protective element 30 for the from the coupling-out surface E is cohesively connected. Furthermore, the optical protective element 30 for the from the coupling-out surface E.
  • the connecting layer 40 can be coated with a glass solder, a metallic solder material or with an adhesive,
  • the optical protective element 30 can have an optical coating layer on its side facing the coupling-out surface E.
  • a coating layer is, for example, an anti-reflective layer, the one
  • Protective element 30 enables and reduces or avoids unwanted reflections. Furthermore, the optical
  • Protective element on its side facing the coupling-out surface E have a highly thermally conductive layer. This highly thermally conductive layer can dissipate the heat from the semiconductor body 10 in direct contact with the
  • FIG. 3B shows a perspective view of the optoelectronic semiconductor laser component 1 shown in FIG. 3A according to the third exemplary embodiment.
  • the side surface S is not covered by the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • FIGS. 4A and 4B show schematic representations of an optoelectronic semiconductor component described here in accordance with a fourth exemplary embodiment.
  • FIG. 4A shows a sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1. In contrast to the optoelectronic one shown in FIG. 3A
  • semiconductor laser component 1 has the optical protective element 30 in the form of a lens.
  • the optical protective element 30 is mounted on the first and second heat sink 21, 22 by means of a connecting layer 40.
  • the connection layer 40 is formed with a siloxane or a silicone adhesive.
  • the connection layer 40 is opposite to that of FIG. 4A
  • Coupling surface E emitting electromagnetic radiation is designed to be sufficiently stable and transparent to radiation.
  • the decoupling surface (E) is in direct contact with the
  • the connecting layer 40 completely covers the coupling-out surface E and protects the coupling-out surface from external ones
  • connection layer 40 is in direct Contact with the coupling-out surface (E) and the first and second heat sinks 21, 22.
  • the optical protective element 30 in the form of a lens is designed such that it collimates the coherent electromagnetic radiation emerging from the coupling-out surface E in at least one of the spatial directions transverse to Main radiation direction Y is used.
  • the collimation homogenizes the intensity of the
  • FIG. 4B shows a perspective view of the optoelectronic device shown in FIG. 4A
  • a side surface S of the semiconductor body 10 is shown in the perspective view.
  • the side surface S extends transversely to the first and the second main surface of the semiconductor body 10
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a fifth exemplary embodiment.
  • the embodiment corresponds in substantial parts to the fourth embodiment according to FIGS. 4A and 4B. In contrast to that shown in FIG. 4A
  • the first heat sink 21 and the second heat sink 22 each have recesses on their side facing the mounting surface M, which form a first cavity 81.
  • This first cavity 81 increases the distance between the first heat sink 21 and the second heat sink 22 on their mounting surfaces M. An increased distance between the mounting surfaces M makes it easier to do this
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a sixth exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the fifth embodiment according to FIG. 5.1m.
  • the embodiment shown in FIG. 6 has one
  • Spacers 90 between the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • the spacer 90 serves to mechanically stabilize the optoelectronic
  • the spacer 90 is arranged on the side of the heat sink 21, 22 facing the mounting surface and is used for improved adjustment and mechanical stabilization of the optoelectronic
  • Spacers 90 are designed to be electrically insulating in order to avoid a short circuit between the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • the spacer is formed with a ceramic that has a high thermal conductivity.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a seventh exemplary embodiment. The seventh
  • Embodiment essentially corresponds to the sixth embodiment shown in Figure 6.
  • Semiconductor laser device 1 is between the first
  • Heat sink 21 and the semiconductor body 10 and between the second heat sink 22 and the semiconductor body 10 each have a compensating layer 60 arranged.
  • the leveling layer 60 serves a different purpose
  • the compensation layer 60 is formed with one of the following materials: copper, molybdenum, diamond, tungsten.
  • the leveling layers 60 advantageously also increase the
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with an eighth exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the seventh embodiment according to FIG. 7. In contrast to the seventh embodiment from that in FIG. 7
  • Semiconductor laser component 1 shows this in FIG. 8
  • shown eighth embodiment a different positioning of the first heat sink 21 and the second Heat sink 22 relative to the compensation layers 60 and the semiconductor body 10.
  • the first heat sink 21 and the second heat sink 22 protrude beyond the compensation layers 60 and the semiconductor body 10 on their side facing the coupling-out surface E in the direction of the main radiation direction Y and the coupling-out surface E projects beyond the compensation layers 60 in the main radiation direction Y.
  • the connection layer 40 extends as far as the semiconductor body 10 and his
  • Outcoupling surface E and completely covers both outcoupling surface E and compensating layers 60 in a direction transverse to main emission direction Y. Because the first and second heat sinks 21, 22 protrude beyond the coupling-out surface E in the main emission direction Y, any damage to the coupling-out surface E during the assembly of the optical protective element 30 can advantageously be avoided. Furthermore, the fact that the coupling-out surface E
  • a structure in which a divergent radiation from the coupling-out surface E is thus particularly advantageous
  • coherent electromagnetic radiation can take place unhindered and the decoupling surface E before mechanical
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a ninth exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 9 has a first heat sink 21 and a second heat sink 22, which are formed with a ceramic, electrically non-conductive material.
  • the first and second heat sinks 21, 22 each comprise a contact structure 50 which is electrically conductive.
  • the heat sinks 21 and 22 are for example with
  • Aluminum nitride, silicon carbide or direct bonded copper are formed.
  • the contact structures 50 are formed with an electrically highly conductive metal and serve both for
  • the ceramic base bodies of the first and second heat sinks 21, 22 advantageously have a very high thermal conductivity and a low coefficient of thermal expansion
  • FIG. 10 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a tenth exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the ninth embodiment according to FIG. 9.
  • the tenth embodiment has a first cavity 81 on the side of the first heat sink 21 and the second heat sink 22 facing the mounting surface M.
  • the contact structures 50 each run directly against the first and second heat sinks 21 and 22.
  • FIG. 11 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with an eleventh exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the tenth embodiment according to Figure 10.
  • the eleventh exemplary embodiment shown in FIG. 11 has a different contact.
  • the Electrical contact structures 50 extend up to the mounting surfaces M. As a result, a larger surface stands for the electrical contacting of the optoelectronic
  • Semiconductor laser component 1 facilitated.
  • FIG. 12 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component described here in accordance with a twelfth exemplary embodiment.
  • the twelfth is a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component described here in accordance with a twelfth exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the eleventh embodiment according to FIG. 11.
  • the twelfth embodiment does not have a first cavity 81.
  • the electrical contact metallization 50 extends completely over the mounting areas M, which results in a further enlarged area for contacting.
  • FIG. 13 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 13th exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the eighth embodiment according to FIG. 8.
  • the 13th embodiment only shows one of the first
  • Heat sink 21 facing side of the semiconductor body 10 on a compensating layer 60 The semiconductor body 10 is connected directly to the second heat sink 22 on its second main surface.
  • the connection between the second heat sink 22 and the semiconductor body 10 takes place, for example, by means of a soft solder.
  • a soft solder transmits only a small proportion of shear forces and can therefore connect bodies with different ones Thermal expansion coefficients are used.
  • Compensation layer 60 takes place, for example, by means of a hard solder, such as a gold / tin alloy.
  • FIG. 14 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component described here in accordance with a 14th exemplary embodiment.
  • the embodiment corresponds in substantial parts to the 13th embodiment according to FIG. 13.
  • the 14th embodiment shown here differs from the 13th embodiment shown in FIG.
  • the mounting surface M runs parallel to the main emission direction Y and parallel to the first and second main surfaces A and B of the
  • the second heat sink 22 is formed with a ceramic such as A1N or silicon carbide.
  • a ceramic such as A1N or silicon carbide.
  • Semiconductor laser component 1 thus takes place in a side-looker configuration.
  • the electrical contacting and the thermal contacting of the first heat sink 21 takes place, for example, by means of a bonding wire.
  • FIGS. 15 to 17 show schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Embodiments of an optical protective element 30 and a wavelength conversion layer 31 Embodiments of an optical protective element 30 and a wavelength conversion layer 31.
  • FIG. 15 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 according to the 15th exemplary embodiment described here.
  • the first and second heat sinks 21 and 22 project beyond the semiconductor body 10 in a direction parallel to the main emission direction Y on the side opposite the mounting surface M.
  • Wavelength conversion element 31 are arranged downstream of the coupling-out area E in the main emission direction Y.
  • the optical protective element is connected to the first heat sink 21 and the second heat sink 22 by means of a connecting layer 40.
  • Wavelength conversion element 31 and the connection layer 40 are surrounded in a direction transverse to the main emission direction Y by the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • the coupling-out surface (E) is in direct contact with the wavelength conversion element (31). Due to the good thermal connection of the wavelength conversion element 31 to the first and second heat sink 21, 22, the wavelength conversion element 31 can be cooled particularly efficiently. Good cooling can include
  • connection layer 40 can be formed by means of a metallic solder connection or by means of an adhesive.
  • the optical protective element 30 is formed with sapphire or glass and for the electromagnetic radiation which is generated in the active region 100 during operation
  • the optical protective element 30 can also be formed from a glass that is in liquid form on the first and second heat sink 21, 22 is applied.
  • the liquid glass solidifies in the space between the first and second heat sinks 21, 22 and forms a particularly dense one
  • the wavelength conversion element 31 includes a
  • Ce YAG-formed ceramic plate which is designed to convert electromagnetic radiation of a first wavelength to electromagnetic radiation of a second wavelength.
  • an optoelectronic manufactured in this way for example, an optoelectronic manufactured in this way
  • FIG. 16 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with the 15th exemplary embodiment.
  • wavelength conversion element 31 is arranged between the optical protection element 30 and the semiconductor body 10.
  • the optical protective element 30 is by means of a
  • connection of the wavelength conversion element 31 to the first and second heat sinks 21, 22 can result in particularly efficient cooling of the wavelength conversion element 31.
  • the wavelength conversion element 31 is protected from external environmental influences by the optical protective element 30.
  • FIG. 17 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with the 15th exemplary embodiment.
  • Wavelength conversion element 31 is arranged within the optical protection element 30.
  • Wavelength conversion element 31 is completely surrounded by the optical protective element 30 and is therefore protected from external environmental influences.
  • the optical protection element 30 is connected to the first and the second heat sink 21, 22 by means of a connecting layer 40.
  • Thermal connection of the wavelength conversion element 31 to the first and second heat sink 21, 22 can result in particularly efficient cooling of the wavelength conversion element 31.
  • FIG. 18 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 16th exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the 15th embodiment according to FIGS. 15 to 17.
  • the optical protective element 30 in the exemplary embodiment shown in FIG. 18 itself is designed as a wavelength conversion element.
  • the optical protective element 30 has particles
  • Wavelength conversion material which are embedded in the material of the optical protective element 30.
  • the optical protective element 30 fulfills both an optical and a protective effect.
  • the optical effect consists in a wavelength converting effect and the protective
  • the wavelength conversion material introduced into the optical protective element 30 is cooled.
  • An external wavelength conversion element 31 can thus advantageously be dispensed with.
  • Electromagnetic radiation can lead to the generation of light in the blue, red or green spectral range or also mixed-colored, in particular white, light.
  • FIGS 19 to 21 show schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Embodiments of a connecting layer 40 and an optical protective element 30 Embodiments of a connecting layer 40 and an optical protective element 30.
  • the 17th embodiment corresponds in substantial parts to the eighth
  • Figure 19 shows a schematic sectional view of one described here
  • Embodiment has a different expansion of the first and second heat sinks 21, 22.
  • the first and second heat sinks 21 and 22 protrude both
  • Protective layer 40 and the optical protective element 30 in a direction parallel to the main radiation direction Y.
  • the first and second heat sinks 21, 22 thus form a lateral guide for the optical protective element 30 and
  • connection layer 40 extends from the first heat sink 21 to the second heat sink 22 and completely covers the coupling-out area E of the semiconductor body 10.
  • the optical protective element 30 is arranged directly on the connection layer 40.
  • FIG. 20 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component described here according to the 17th exemplary embodiment, which, in contrast to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • connection layer 40 different expansion of the connection layer 40
  • the connecting layer 40 is designed in such a way that the optical protective element 30 also on its
  • FIG. 21 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 according to the 17th exemplary embodiment, which, in contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 20, is an optical one
  • Protective element 30 in the form of a lens with a larger one
  • connection layer 40 may be mechanically connected in a particularly stable manner to the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • FIGS. 22A and 22B show schematic representations of an optoelectronic described here
  • the 18th embodiment essentially corresponds to the fourth embodiment according to FIGS. 4A and 4B.
  • Figure 22A shows one
  • Contact surfaces 51 is arranged on a substrate 2.
  • the optoelectronic semiconductor laser component 1 is arranged with the mounting surfaces M on the contact surfaces 51.
  • the main emission direction Y runs in the direction of a
  • the substrate 2 is a thermally highly conductive ceramic, which ensures efficient heat dissipation from the optoelectronic
  • Semiconductor laser component 1 is provided. A further electrical contacting of the contact surfaces 51 can
  • Figure 22B shows a perspective view of the optoelectronic shown in Figure 22A
  • a side surface S of the semiconductor body 10 is shown in the perspective view.
  • the side surface S extends transversely to the first and the second main surface of the semiconductor body 10
  • Side surface S is not covered by the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • FIGS 23 to 25 show schematic sectional views of an optoelectronic described here
  • Embodiments of an electrical contact essentially corresponds to the 18th embodiment according to FIGS. 22A and 22B.
  • Figure 23 shows a schematic sectional view of a
  • Embodiment is arranged on an electrically conductive substrate 2.
  • the substrate is formed with copper.
  • the substrate 2 has both a high electrical and a high thermal conductivity and is used for electrical contacting and the dissipation of waste heat from the optoelectronic semiconductor laser component 1
  • an insulating layer 4 is arranged between one of the contact surfaces 51.
  • FIG. 24 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component according to the 19th exemplary embodiment described here, which, in contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 24
  • Optoelectronic semiconductor laser component 1 is arranged on an electrically non-conductive substrate 2, which is formed, for example, with a ceramic. Through contacts 3 and contact surfaces 51 are used for contacting Commitment. The contact can thus advantageously be made on the back and can be carried out in a particularly space-saving manner.
  • FIG. 25 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 according to the 19th exemplary embodiment described here, which, in contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 24, does not
  • the substrate 2, on which the optoelectronic semiconductor laser component 1 is arranged, is an electrically non-conductive ceramic substrate. On the substrate 2 there are contact surfaces 51 which are caused by a first cavity 81 of the optoelectronic
  • Semiconductor laser component 1 have a sufficiently high distance to a simple solder contact
  • FIG. 26 shows a schematic sectional view of optoelectronic semiconductor laser components 1 described here in accordance with a 20th exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the 18th embodiment according to FIGS. 22A and 22B.
  • a plurality of optoelectronic semiconductor laser components 1 is next to one another on a common substrate 2
  • the optoelectronic semiconductor laser components 1 all have a coupling-out direction in one
  • Each optoelectronic semiconductor component 1 shown here has a plurality of active regions 100 and is therefore a laser bar. This creates a two-dimensional matrix of light-emitting areas.
  • the heat is removed from the optoelectronic semiconductor laser components 1 by means of the bilateral, first and second heat sinks 21, 22.
  • FIGS. 27A and 27B show schematic representations of an optoelectronic described here
  • FIG. 71A shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1, which is different from that shown in FIG.
  • Embodiment has a first cavity 81 and a second cavity 82 and only one compensation layer 60 is arranged between the first and second heat sink 21, 22 and the semiconductor body 10.
  • the second cavity 82 is formed on the sides of the first and second heat sinks 21, 22 opposite the mounting surfaces M.
  • the connecting layer 40 is arranged in the second cavity 82 and the optical protective element 30 is arranged downstream of the second cavity 82.
  • the second cavity 82 enables
  • Cavity 82 is adapted to the divergence angle of the electromagnetic radiation emerging from the coupling-out surface E.
  • the first cavity 81 lies opposite the second cavity 82 and advantageously prevents a solder short circuit between the first and the second heat sink 21, 22 when it is applied to the contact surfaces 51 which are arranged on the substrate 2.
  • FIG. 27B shows a perspective view of the optoelectronic semiconductor laser component shown in FIG. 27A 1.
  • a side surface S of the semiconductor body 10 is shown in the perspective view.
  • the side surface S extends transversely to the first and the second main surface of the semiconductor body 10.
  • the side surface S is not covered by the first heat sink 21 and the second heat sink 22.
  • FIG. 28 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 22nd exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the fourth embodiment according to Figures 4A and 4B. In contrast to the fourth shown in Figure 4A
  • the 22nd exemplary embodiment has a second cavity 82 on which the mounting surfaces M
  • the second cavity 82 is filled with a wavelength conversion material 31 and is arranged downstream of the coupling-out surface E.
  • the coupling-out surface (E) is in direct contact with the wavelength conversion material (31).
  • a connection layer 40 and the optical protective element 30 are arranged downstream of the wavelength conversion element 31.
  • the connection layer 40 covers this
  • Wavelength conversion element 31 completely and integrally connects the first and second heat sinks 21, 22
  • Wavelength conversion material 31 A good cooling of the wavelength conversion material 31 advantageously increases the life and the wavelength stability of the
  • Wavelength conversion material 31 has one
  • the flank angle of the second cavity 82 is at the far field divergence of the optoelectronic
  • Semiconductor laser component 1 adapted.
  • Wavelength conversion element 31 can, for example, convert the one emerging from the coupling-out surface E.
  • FIG. 29 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 23rd exemplary embodiment.
  • the 23rd is a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 23rd exemplary embodiment.
  • Embodiment essentially corresponds to the 17th embodiment according to FIG. 20.
  • the embodiment shown in FIG. 29 has a larger one
  • the optical protection element 30 is followed by an optical filter element 32, which in turn is followed by a wavelength conversion element 31.
  • the first and second heat sinks 21 and 22 are formed to be the optical one
  • Protect element 30 protrude in the main emission direction Y.
  • optical filter element 32 and that
  • Wavelength conversion element 31 are surrounded by the first and second heat sinks 21, 22 transversely to the main radiation direction.
  • the optical filter element 32 comprises one
  • wavelength conversion element 31 reflects for the electromagnetic radiation from the coupling-out area E. is permeable. A particularly efficient conversion of those emerging from the decoupling surface E can thus take place
  • Wavelength conversion material 31 through the direct
  • Heat sink 22 The side faces of the first heat sink 21 and the second heat sink 22 adjoining the wavelength conversion material 31 are coated with a highly reflective material.
  • the side surfaces of the first and second heat sinks 21 and 22 are coated with silver in this area.
  • FIG. 30 shows a schematic sectional view of an optoelectronic semiconductor laser component 1 described here in accordance with a 24th exemplary embodiment. In contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 29, this is
  • Wavelength conversion material 31 replaced by an optical crystal 33.
  • the optical crystal 33 is
  • a titanium sapphire crystal that can be excited to emit coherent radiation.
  • This allows a microchip laser to be implemented in a particularly simple manner, which has simple adjustment and a robust resonator.

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement angegeben. Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement umfasst, einen Halbleiterkörper mit einer ersten Hauptfläche, einer zweiten Hauptfläche, zumindest einem zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche ausgebildeten aktiven Bereich, eine sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche erstreckenden Auskoppelfläche, durch die zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung ausgekoppelt wird, eine auf der ersten Hauptfläche angeordnete erste Wärmesenke und eine auf der zweiten Hauptfläche angeordnete zweite Wärmesenke, und ein der Auskoppelfläche nachgeordnetes optisches Schutzelement, für das die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke einen Träger bilden. Die Auskopplung erfolgt in einer Hauptabstrahlrichtung. Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers erfolgt mittels der ersten Wärmesenke und der zweiten Wärmesenke. Die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke weisen auf einer der Auskoppelfläche gegenüberliegenden Seite, auf einer der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite und/oder einer der zweiten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite Montageflächen auf. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERLASERBAUELEMENT UND VERFAHREN
ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN
HALBLEITERLASERBAUELEMENTS
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements angegeben. Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement ist insbesondere zur Erzeugung von kohärenter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht eingerichtet.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement anzugeben, das eine verbesserte Effizienz und eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein
vereinfachtes Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements mit einer erhöhten Lebensdauer und Effizienz anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement einen
Halbleiterkörper mit einer ersten Hauptfläche, einer zweiten Hauptfläche, und zumindest einem zwischen der ersten
Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche ausgebildeten aktiven Bereich. Der Halbleiterkörper ist monolithisch ausgeführt und bevorzugt mittels epitaktischer Abscheidung hergestellt. Der aktive Bereich ist zur Emission von kohärenter
elektromagnetischer Strahlung vorgesehen und umfasst
bevorzugt einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine EinfachquantentopfStruktur (SQW, single quantum well) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung. Weiter weist der Halbleiterkörper eine sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche erstreckende Auskoppelfläche auf. Die Auskoppelfläche dient dazu, zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung, welche im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements in dem aktiven Bereich generiert wird, aus dem Halbleiterkörper auszukoppeln. Weitergehend steht die Auskoppelfläche in direktem Kontakt zu einem nachgeordneten Körper, insbesondere einem optische
Schutzelement, einem Wellenlängenkonversionselement oder einer Verbindungsschicht. Hiermit kann eine verbesserte Abfuhr der Wärme erreicht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements basiert zumindest ein Bereich des Halbleiterkörpers auf einem Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial .
„Auf Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die
Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest die aktive Zone und/oder der Aufwachssubstratwafer, ein Nitrid-Verbindungs- Halbleitermaterial , vorzugsweise AlnGamIni-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 d n < 1, 0 d m < 1 und n+m < 1 ist. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine
mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In,
N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement eine auf der ersten Hauptfläche angeordnete erste Wärmesenke und eine auf der zweiten Hauptfläche angeordnete zweite Wärmesenke. Eine Wärmesenke ist insbesondere aus einem thermisch gut
leitfähigen Material gebildet. Bedingt durch einen
elektrischen Widerstand und durch optische Absorptionen erwärmt sich der Halbleiterkörper im Betrieb. Eine übermäßige Erwärmung kann zu einer nachteilig verminderten Effizienz des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements führen und letztendlich zu einer vollständigen Zerstörung. Eine
Wärmesenke dient zur Ableitung von Wärme aus einem Bauelement und somit zur Absenkung einer Betriebstemperatur
beziehungsweise der Vermeidung einer übermäßigen Erwärmung des Bauelements. Die erste und die zweite Wärmesenke grenzen bevorzugt direkt an die erste und die zweite Hauptfläche des Halbleiterkörpers an und ermöglichen somit einen sehr guten Wärmeübertrag aus dem Halbleiterkörper in die erste und die zweite Wärmesenke. Die erste und die zweite Wärmesenke sind weiter bevorzugt mit einem Metall oder einem keramischen Material gebildet.
Insbesondere weisen die erste Wärmesenke und die zweite
Wärmesenke an der der Auskoppelfläche entgegengesetzten Seite jeweils eine Ausnehmung auf der dem Halbleiterkörper
zugewandten Seite auf, die zusammen eine erste Kavität bilden. Eine derartige erste Kavität dient beispielsweise zur Vermeidung von Lötkurzschlüssen bei der Befestigung der ersten und zweiten Wärmesenke mittels eines Lötprozesses.
Beispielsweise weisen die erste und die zweite Wärmesenke an der der Auskoppelfläche zugewandten Seite jeweils eine weitere Ausnehmung auf, die zusammen eine zweite Kavität bilden. Die zweite Kavität ist auf der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite der ersten und zweiten Wärmesenke
angeordnet. Die zweite Kavität kann beispielsweise mit einem Wellenlängenkonversionsmaterial befällt sein und weist bevorzugt einen Flankenwinkel auf, der der Divergenz der aus der Auskoppelfläche austretenden elektromagnetischen
Strahlung entspricht.
Beispielsweise befindet sich zwischen der ersten und zweiten Wärmesenke ein Abstandshalter, der elektrisch isolierend ausgeführt ist. Die Dicke des Abstandshalters entspricht der Dicke des Halbleiterkörpers und ermöglicht so eine exakte Justage der ersten und zweiten Wärmesenke auf dem
Halbleiterkörper .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement ein der
Auskoppelfläche nachgeordnetes optisches Schutzelement. Die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke bilden für das optische Schutzelement einen mechanischen Träger. Das optische Schutzelement dient zur Verkapselung des
Halbleiterkörpers und somit als Schutz vor äußeren
Umwelteinflüssen. Beispielsweise ist ein äußerer
Feuchteeintrag oder eine mechanische Beschädigung des
Halbleiterkörpers für seine Funktionsweise nachteilig. Die erste und/oder die zweite Wärmesenke bilden einen Träger für das optische Schutzelement derart, dass das optische
Schutzelement mechanisch fest mit der ersten und/oder der zweiten Wärmesenke verbunden ist. Das optische Schutzelement ist insbesondere für die in dem aktiven Bereich im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgeführt. Das optische Schutzelement ist beispielsweise als Schicht oder Schichtenstapel ausgeführt, der direkt auf der Auskoppelfläche und oder der ersten und/oder der zweiten Wärmesenke abgeschieden ist. Weiterhin kann das optische Schutzelement ein Wellenlängenkonversionselement sein und zur Konversion von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements erfolgt die Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung in einer Hauptabstrahlrichtung . Die ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung kann
insbesondere in der Hauptabstrahlrichtung eine Divergenz aufweisen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements erfolgt eine elektrische
Kontaktierung des Halbleiterkörpers mittels der ersten
Wärmesenke und der zweiten Wärmesenke. Beispielsweise bildet die erste Wärmesenke eine Kathode und die zweite Wärmesenke eine Anode. Die erste Wärmesenke und die zweite Wärmesenke weisen dazu zumindest bereichsweise eine elektrische
Leitfähigkeit auf und bilden so einen elektrisch leitfähigen Pfad zum Halbleiterkörper.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement weisen die erste Wärmesenke
und/oder die zweite Wärmesenke auf der der Auskoppelfläche gegenüberliegenden Seite, auf der der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite und/oder auf einer der zweiten
Hauptfläche gegenüberliegenden Seite Montageflächen auf.
Montageflächen dienen insbesondere zur mechanischen und elektrischen Montage des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements auf einem dafür vorgesehenen
Substrat. Eine Montagefläche ist insbesondere plan ausgeführt und weist vorzugsweise eine für eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterlaserbauelements geeignete elektrische Leitfähigkeit auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelernent
- einen Halbleiterkörper mit
-- einer ersten Hauptfläche,
-- einer zweiten Hauptfläche,
-- zumindest einem zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche ausgebildeten und zur Emission von kohärenter elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich,
-- eine sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten
Hauptfläche erstreckenden Auskoppelfläche, durch die
zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung
ausgekoppelt wird,
- eine auf der ersten Hauptfläche angeordnete erste
Wärmesenke und eine auf der zweiten Hauptfläche angeordnete zweite Wärmesenke, und
- ein der Auskoppelfläche nachgeordnetes optisches
Schutzelement, für das die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke einen Träger bilden, wobei
- die Auskopplung in einer Hauptabstrahlrichtung erfolgt,
- eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers mittels der ersten Wärmesenke und der zweiten Wärmesenke erfolgt, und
- die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke auf einer der Auskoppelfläche gegenüberliegenden Seite, auf einer der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite und/oder einer der zweiten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite
Montageflächen aufweisen. Einem hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelement liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Bei einem Betrieb eines
optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements mit großen Strömen zur Erzeugung einer hohen optischen Ausgangsleistung über eine längere Zeit kann eine große Abwärme anfallen. Um eine übermäßige Erwärmung des Bauelements zu vermeiden, wird die Abwärme aus dem optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelement abgeführt. Insbesondere bei einer Anordnung einer Mehrzahl von lateral beabstandeten aktiven Bereichen beispielsweise in einem Laserbarren kann die Abfuhr der entstehenden Abwärme die maximal erreichbare optische Ausgangsleistung begrenzen. Laserbarren umfassen eine
Mehrzahl von lateral nebeneinander liegenden aktiven
Bereichen und können zur Erzeugung von hohen optischen
Ausgangsleistungen dienen. Ferner reagiert ein
Halbleiterkörper häufig in unerwünschter Weise mit äußeren Umwelteinflüssen. Äußere Umwelteinflüsse, wie beispielswiese Feuchtigkeit oder mechanischer Stress können einen
Halbleiterkörper beschädigen.
Das hier beschriebene optoelektronische
Halbleiterlaserbauelement macht unter anderem von der Idee Gebrauch, mittels zweier Wärmesenken, die den
Halbleiterkörper von zwei einander gegenüberliegenden Seiten vollständig bedecken, eine verbesserte Abfuhr von in dem Halbleiterkörper erzeugter Abwärme zu erreichen. Dadurch kann beispielsweise in einem Laserbarren eine höhere Dichte von aktiven Bereichen und eine erhöhte optische Ausgangsleistung erzielt werden. Ferner wird durch ein optisches
Schutzelement, beispielsweise in Form einer dielektrischen Verkapselung auf der Auskoppelfläche, eine Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse vermieden. Weiter kann das optische Schutzelement auch zu einer verbesserten Wärmeableitung aus dem Halbleiterkörper und der Auskoppelfläche eingerichtet sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist der Halbleiterkörper eine Mehrzahl von aktiven Bereichen auf, die lateral beabstandet angeordnet sind. Der Halbleiterkörper weist bevorzugt 2 bis 100, besonders bevorzugt 2 bis 10 oder 10 bis 100 aktive Bereiche auf. Eine derartige Anordnung wird als Laserbarren bezeichnet. Die Hauptabstrahlrichtungen aller aktiven
Bereiche verlaufen parallel zueinander. Die aktiven Bereiche sind in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung und parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Halbleiterkörpers beabstandet zueinander angeordnet. Die Anordnung von mehreren aktiven Bereichen in einem monolithisch ausgeführten
Halbleiterkörper kann zur Leistungsskalierung genutzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements nimmt der laterale Abstand der aktiven Bereiche zueinander ausgehend von der Mitte des
Halbleiterkörpers nach außen hin ab. Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Entwärmung des
Halbleiterkörpers .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements nimmt der laterale Abstand der aktiven Bereiche zueinander ausgehend von der Mitte des
Halbleiterkörpers nach außen hin zu. Dadurch kann sich die Temperatur der in der Mitte des Halbleiterkörpers
angeordneten aktiven Bereiche erhöhen, was bei geeigneten Halbleitermaterialsystemen zur Verbesserung der Effizienz beitragen kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements steht das optische Schutzelement in direktem Kontakt mit der Auskoppelfläche, der ersten
Wärmesenke und/oder der zweiten Wärmesenke. Das bedeutet, dass das optische Schutzelement mit mindestens einer der drei genannten Komponenten (erste Wärmesenke, zweite Wärmesenke, Auskoppelfläche) in direktem Kontakt steht, aber auch mit zwei Komponenten oder aber auch mit allen drei Komponenten in direktem Kontakt stehen kann. Die Auskoppelfläche ist dabei vollständig von dem optischen Schutzelement bedeckt. Die Auskoppelfläche ist somit vor Feuchteeinflüssen und einer mechanischen Beschädigung von außen geschützt. Das optische Schutzelement weist dabei bevorzugt eine Dicke von mindestens 5 nm bis 1000 nm, besonders bevorzugt 10 nm bis 200 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das optische Schutzelement mit einem dielektrischen Material gebildet. Beispielsweise ist das optische Schutzelement mit einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet: Si02, AI2O3, ZrÜ2, Hf02, Ti02, Ta205, SisN4, Nb205, Y2O3, H02O3, CeÜ2, LU2O3, V2O5, HfZrO, MgO, TaC, ZnO, CuO, In2C>3, Yb2Cg, S112O3, Nd2Cg, SC2O3, B2O3, Er2C>3, Dy203, Tm203, SrTi03, BaTi03, PbTi03, PbZr03, Ga2Cg, HfAlO,
HfTaO, SiC, DLC (Diamond Like Carbon), Diamant, A1N, AlGaN.
Beispielsweise weist das optische Schutzelement einen
mehrschichtigen Aufbau auf, der mehrere Materialien der vorher genannten Liste enthält. So kann ein vorteilhaft dichter Aufbau erreicht werden, der eine sehr große
Widerstandsfähigkeit gegenüber äußerem Feuchteeintrag
aufweist. Die Materialien der unterschiedlichen Schichten können beispielsweise auch mittels unterschiedlicher Verfahren aufgebracht werden. Bevorzugt weist das optische Schutzelement einen mehrschichtigen Aufbau mit alternierenden Schichten auf, wobei jeweils unterschiedliche Materialien mit jeweils voneinander unterschiedlichen Gitterkonstanten verwendet werden, um so eine möglichst dichte
Verkapselungsschicht zu erzeugen.
Falls das optische Schutzelement mit einem Material mit einer sehr hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise SiC, DLC, A1N oder AlGaN gebildet ist, kann es vorteilhaft auch eine wärmeableitende Funktion erfüllen. Die wärmeableitende
Schicht kann beispielsweise dazu führen, dass durch die stoffschlüssige Verbindung mit der Auskoppelfläche eine noch bessere Wärmeableitung aus dem Halbleiterkörper erfolgt. Eine Entwärmung der besonders empfindlichen Auskoppelfläche kann somit verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das optische Schutzelement mit einem Glas oder einem Saphir gebildet. Ein Glas oder ein Saphir zeichnet sich insbesondere durch eine hohe
Strahlungsdurchlässigkeit und ein hohe mechanische Stabilität aus. Weitergehend kann ein solches optisches Schutzelement, beispielsweise ein Glas- oder Saphirplättchen, eine optische Vergütungsschicht auf der der Auskoppelfläche zugewandten und/oder auf der der Auskoppelfläche abgewandten Seite aufweisen. Eine Vergütungsschicht ist beispielsweise eine Antireflexschicht, die eine Durchlässigkeit für eine
elektromagnetische Strahlung vorteilhaft erhöht. Das optische Schutzelement kann weiter vorteilhaft auf der der
Auskoppelfläche zugewandten Seite eine wärmeleitende Schicht aufweisen. Eine wärmeleitende Schicht kann einen Wärmeaustrag aus der Auskoppelfläche und einem Wärmeeintrag in die erste und/oder die zweite Wärmesenke vorteilhaft erhöhen. Dadurch kann eine besonders gute Entwärmung des Halbleiterkörpers und insbesondere der Auskoppelfläche des Halbleiterkörpers erfolgen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das optische Schutzelement mittels einer Verbindungsschicht Stoffschlüssig mit der ersten Wärmesenke und/oder der zweiten Wärmesenke verbunden. Die Verbindungsschicht kann beispielsweise eine Klebstoff oder Lotschicht sein und Silikon oder Epoxidharz umfassen.
Die Verbindungsschicht verbindet das optische Schutzelement mechanisch stabil mit der ersten und/oder der zweiten
Wärmesenke. Wie bereits ausgeführt, kann das optische
Schutzelement in direktem Kontakt mit der ersten Wärmesenke und/oder der zweiten Wärmesenke und/oder der Auskoppelfläche stehen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements bedeckt die Verbindungsschicht die Auskoppelfläche vollständig. Durch eine vollständige
Bedeckung der Auskoppelfläche ergibt sich vorteilhaft ein guter Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen. Weiterhin kann eine vollständige Bedeckung eine besonders gute
Wärmeableitung gewährleisten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist das Schutzelement die Form einer Linse auf. Eine Linse ist für eine elektromagnetische Strahlung durchlässig und dazu eingerichtet, die
Ausbreitungscharakteristik einer elektromagnetischen
Strahlung beim Durchtritt durch die Linse zu beeinflussen. Eine Linse kann beispielsweise zur Fokussierung oder zur Kollimation von Strahlung verwendet werden. Bei einer
Ausführung des optischen Schutzelements in Form einer Linse kann vorteilhaft auf eine weitere externe Linse verzichtet werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das optische Schutzelement zur Kollimation von im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements aus der Auskoppelfläche
austretender elektromagnetischer Strahlung in zumindest einer Achse quer zur Hauptabstrahlrichtung vorgesehen. Eine
Kollimation dient einerseits der Führung der
elektromagnetischen Strahlung in einer vorgegebenen Weise. Andererseits kann eine Kollimation der elektromagnetischen Strahlung auch einen Einbrand von Partikeln aus der Umgebung auf der Auskoppelfläche vorteilhaft vermindern. Solche
Partikel wandern, bedingt durch eine Wechselwirkung mit einem elektromagnetischen Feld, zum Ort der höchsten Intensität. Dies hat zur Folge, dass sich Partikel bevorzugt an der
Auskoppelfläche sammeln, als Einbrand deren Durchlässigkeit mindern und schließlich zum Defekt (COD, catastrophic optical damage) führen. Ein Einbrand ist durch einen divergenten Strahl nachteilig begünstigt. Die Aufweitung und die
Kollimation des Strahls verringern die elektromagnetische Feldstärke an der Oberfläche des optischen Schutzelements. Eine verringerte Feldstärke vermindert die Tendenz von
Partikeln in Richtung der Auskoppelfläche zu wandern. Ein aufgeweiteter und kollimierter Strahl vermindert somit einen Einbrand von Partikeln auf der Auskoppelfläche vorteilhaft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements umfasst das optische Schutzelement ein Wellenlängenkonversionselement. Ein Wellenlängenkonversionselement ist zur Konversion von
elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge zu elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge eingerichtet. Insbesondere weist die konvertierte
elektromagnetische Strahlung der zweiten Wellenlänge eine breitere spektrale Verteilung auf, als die anregende
elektromagnetische Strahlung der ersten Wellenlänge. Ferner ist es ebenfalls möglich, dass die elektromagnetische
Strahlung der zweiten Wellenlänge eine spektrale Breite aufweist, die gleich, ähnlich oder geringer ist als die spektrale Breite der elektromagnetischen Strahlung der ersten Wellenlänge .
Ein Wellenlängenkonversionselement umfasst beispielsweise eine strahlungsdurchlässige Matrix mit darin eingebetteten Partikel eines Wellenlängenkonversionsmaterials oder eines keramischen Konvertermaterials, beispielsweise in Form eines Plättchens. Ein Wellenlängenkonversionselement kann
beispielsweise zur Erzeugung von Weißlicht genutzt werden.
Das Wellenlängenkonversionselement kann dem optischen
Schutzelement nachgeordnet sein, zwischen dem optischen
Schutzelement und der Auskoppelfläche angeordnet sein oder vollständig in dem optischen Schutzelement eingebettet sein. Ist das Wellenlängenkonversionselement in dem optischen
Schutzelement eingebettet, umgibt das optische Schutzelement das Wellenlängenkonversionselement und sorgt somit für eine ausreichend gute Verkapselung und einen Schutz des
Wellenlängenkonversionselements vor äußeren Umwelteinflüssen. Zwischen dem Wellenlängenkonversionselement und dem optischen Schutzelement kann ein optisches Filterelement angeordnet sein. Das optische Filterelement kann beispielsweise ein dichromatischer Filter sein, der zur Reflexion von Strahlung einer bestimmten elektromagnetischen Wellenlänge und zur Transmission von Strahlung einer davon abweichenden elektromagnetischen Wellenlänge eingerichtet ist.
Beispielsweise ist der dichromatische Filter derart
ausgestaltet, dass er von dem Wellenlängenkonversionselement konvertierte Strahlung reflektiert und strahlungsdurchlässig für die aus dem Halbleiterkörper ausgekoppelte Strahlung ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement ist das
Wellenlängenkonversionselement ein optischer Kristall, beispielsweise ein Laserkristall, wie Titansaphir oder
Nd:YAG. Ein optischer Kristall kann mittels der aus der
Auskoppelfläche austretenden kohärenten Strahlung einer ersten Wellenlänge optisch gepumpt werden und so zur Emission einer kohärenten Strahlung einer zweiten Wellenlänge angeregt werden, wobei die zweite Wellenlänge von der ersten
Wellenlänge verschieden ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke mit zumindest einem der folgenden
Materialien gebildet: Kupfer, Kupfer-Stahl, Kupfer-Wolfram, Gold, Kupfer-Molybdän, Kupfer-Diamant, Aluminiumnitrid,
Siliziumcarbid, Bornitrid, DBC (Direct Bonded Copper) ,
Diamant oder DLC . Die genannten Materialien weisen eine hohe thermische Wärmeleitfähigkeit auf und sind darüber hinaus auch elektrisch leitend. Damit können die erste und die zweite Wärmesenke die Wärme aus dem Halbleiterkörper
effizient abführen und auch den elektrischen Anschluss für den Halbleiterkörper bilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weisen die erste Wärmesenke und/oder die weite Wärmesenke eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur auf. Sofern die elektrische Leitfähigkeit der Wärmesenken als Vollmaterial noch nicht ausreicht, kann durch eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit hergestellt werden. Eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur ist mit einem
elektrisch hoch leitfähigen Material wie zum Beispiel Kupfer gebildet. Die Kontaktstruktur kann innerhalb einer Wärmesenke verlaufen oder an einer ihrer Außenseiten angebracht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements überragt die erste Wärmesenke und die zweite Wärmesenke das optische Schutzelement in einer Richtung parallel zur Hauptabstrahlrichtung . Dadurch ist für das optische Schutzelement eine mechanische Schutzwirkung gegeben. Weiter vorteilhaft kann somit vorab eine Justage für das optische Schutzelement in Bezug auf die erste und die zweite Wärmesenke entstehen. Die erste und die zweite
Wärmesenke können in einer Ebene, die quer zur
Hauptabstrahlrichtung verläuft, eine laterale Begrenzung für das optische Schutzelement sein. Mit anderen Worten, die erste Wärmesenke und die zweite Wärmesenke können eine seitliche Führung für das optische Schutzelement bilden.
Somit ist die Montage des optischen Schutzelements auf der ersten und der zweiten Wärmesenke erleichtert. Weiterhin kann so die mechanische Stabilität des optischen Schutzelements verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist der Halbleiterkörper quer oder senkrecht zu der Auskoppelfläche verlaufende
Seitenflächen auf. Zumindest eine, vorzugsweise alle dieser Seitenflächen sind weder von der ersten Wärmesenke noch der zweiten Wärmesenke bedeckt. Mit anderen Worten, die
Seitenflächen sind frei von dem Material der Wärmesenken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist zwischen dem Halbleiterkörper und der ersten Wärmesenke und/oder zwischen dem
Halbleiterkörper und der zweiten Wärmesenke eine
Ausgleichsschicht angeordnet. Eine Ausgleichsschicht kann insbesondere eine Schicht sein, die zum Ausgleich von
unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des
Halbleiterkörpers und der ersten oder der zweiten Wärmesenke dient. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Ausgleichsschicht liegt somit zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Halbleiterkörpers und den Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und der zweiten Wärmesenke. Die Ausgleichsschicht weist bevorzugt eine hohe thermische und elektrische
Leitfähigkeit auf. Die Ausgleichsschicht kann den
Halbleiterkörper thermisch und elektrisch mit der ersten und/oder zweiten Wärmesenke kontaktieren. Zwischen der
Ausgleichsschicht und dem Halbleiterkörper kann ein Hartlot angeordnet sein. Als Hartlot eignet sich unter anderem eine Legierung aus Gold und Zinn. Ein Hartlot zeichnet sich insbesondere durch eine hohe mechanische Stabilität und
Zuverlässigkeit aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements überragt die ersten Wärmesenke und die zweiten Wärmesenke die zumindest eine Ausgleichsschicht in der Hauptabstrahlrichtung, und die Auskoppelfläche
überragt die zumindest eine Ausgleichsschicht in der
Hauptabstrahlrichtung. Dies dient einer ungehinderten
Emission der kohärenten divergenten Strahlung, da eine
Abschattung der Auskoppelfläche durch die Ausgleichsschicht vermieden werden kann. Weiter überragen die erste und zweite Wärmesenke die Auskoppelfläche womit die Auskoppelfläche vor einer mechanischen Beschädigung beispielsweise beim Aufsetzen des optischen Schutzelements geschützt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist die zumindest eine
Ausgleichsschicht mit zumindest einem der folgenden
Materialien gebildet: Kupfer, Molybdän, Diamant, Wolfram, DLC oder SiC. Insbesondere ist die Ausgleichsschicht mit einem elektrisch leitenden Material gebildet und/oder umfasst eine elektrisch leitende Schicht. Sollte die Ausgleichsschicht selbst keine ausreichende elektrische Leitfähigkeit
aufweisen, kann die elektrische Kontaktierung des
Halbleiterkörpers mit der elektrisch leitenden Schicht ausgeführt sein. Beispielsweise ist die elektrisch leitende Schicht mit zumindest einem der folgenden Materialien
gebildet: Gold, Zinn, Kupfer, Silber, Indium.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements angegeben. Mit dem Verfahren kann insbesondere ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für das optoelektronische
Halbleiterlaserbauelement offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements umfasst das Verfahren folgende Schritte :
Bereitstellen eines Halbleiterkörpers, mit einer ersten
Hauptfläche, einer zweiten Hauptfläche und zumindest einem zwischen der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche ausgebildeten und zur Emission von kohärenter
elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich. Weiter umfasst der Halbleiterkörper eine sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche erstreckende
Auskoppelfläche, durch die zumindest ein Teil der
elektromagnetischen Strahlung ausgekoppelt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements erfolgen das Anordnen einer ersten Wärmesenke auf der ersten Hauptfläche und das Anordnen einer zweiten Wärmesenke auf der zweiten Hauptfläche. Das Anordnen der ersten und der zweiten Wärmesenke auf dem
Halbleiterkörper erfolgt beispielsweise mittels eines
Lötprozesses .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements erfolgt ein Anordnen eines optischen Schutzelements auf der ersten Wärmesenke und der zweiten Wärmesenke, derart, dass das optische Schutzelement der Auskoppelfläche nachgeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements ist das optische Schutzelement mit einem dielektrischen Material gebildet und mittels einem oder einer Kombination der nachfolgenden Verfahren hergestellt wird :
ALD (Atomic Layer Deposition) , CVD (Chemical Vapour
Deposition), IBD (Ion Beam Deposition), IP (Ion Plating) , Sputtern, Bedampfen, MVD (Molecular Vapour Deposition) . Mittels eines ALD-Verfahrens lassen sich vorteilhaft
besonders dichte Schichten hersteilen, die einen guten Schutz vor Feuchtigkeit bieten. Das optische Schutzelement kann auch einen mehrschichtigen Aufbau und einer Kombination der vorher genannten Verfahren hergestellt sein. Alternativ kann das optische Schutzelement auch aus einem bereits vorab
zugeschnittenen Glas oder Saphirplättchen hergestellt sein, das mittels einer Verbindungsschicht auf einer der ersten und zweiten Wärmesenke angeordnet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements wird das optische Schutzelement mit einem Glas gebildet und ist mittels Aufschmelzen in einer zweiten Kavität der ersten Wärmesenke und der zweiten
Wärmesenke angeordnet. Beispielsweise kann ein flüssiges Glasmaterial in eine zweite Kavität der ersten und zweiten Wärmesenke derart eingebracht werden, dass das optische
Schutzelement der Auskoppelfläche nachgeordnet ist und den Halbleiterkörper auf seiner der Auskoppelfläche zugewandten Seite vollständig verkapselt. Wird ein Glas mittels
Aufschmelzens an dem Halbleiterkörper angebracht, ergeben sich eine vorteilhaft besonders dichte Verkapselung und ein guter Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen für den
Halbleiterkörper .
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.
Es zeigen: Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 1A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 1B) ,
Figuren 2A und 2B schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 2A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 2B) ,
Figuren 3A und 3B schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 3A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 3B) ,
Figuren 4A und 4B schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 4A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 4B) ,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiels ,
Figur 6 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiels , Figur 7 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem siebten Ausführungsbeispiels ,
Figur 8 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem achten Ausführungsbeispiels ,
Figur 9 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem neunten Ausführungsbeispiels ,
Figur 10 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiels ,
Figur 11 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem elften Ausführungsbeispiels ,
Figur 12 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiels ,
Figur 13 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 13.
Ausführungsbeispiels ,
Figur 14 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 14.
Ausführungsbeispiels ,
Figuren 15 bis 17 schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 15.
Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen einer
WellenlängenkonversionsSchicht,
Figur 18 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 16.
Ausführungsbeispiels ,
Figuren 19 bis 21 schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 17.
Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen einer Verbindungsschicht und eines optischen Schutzelements,
Figuren 22A und 22B schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 18.
Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 22A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 22B) , Figuren 23 bis 25 schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 19. Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen einer elektrischen Kontaktierung,
Figur 26 eine schematische Schnittansicht einer Mehrzahl
hier beschriebener optoelektronischer
Halbleiterlaserbauelemente auf einem Substrat gemäß einem 20. Ausführungsbeispiel,
Figuren 27A und 27B schematische Darstellungen eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 21. Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht (Figur 27A) und einer perspektivischen Ansicht (Figur 27B) ,
Figur 28 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 22. Ausführungsbeispiel ,
Figur 29 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 23. Ausführungsbeispiel, und
Figur 30 eine schematische Schnittansicht eines hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 24. Ausführungsbeispiel . Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Figuren 1A und 1B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel. Figur 1A zeigt eine Schnittansicht eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1. Das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 umfasst einen Halbleiterkörper 10 mit einer ersten Hauptfläche A, einer zweiten Hauptfläche B und einer zwischen der ersten
Hauptfläche A und der zweiten Hauptfläche B ausgebildeten aktiven Bereich 100. Der aktive Bereich 100 ist zur Emission von kohärenter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet und weist bevorzugt einen pn-Übergang auf. Insbesondere weist der Halbleiterkörper 10 eine Mehrzahl von aktiven Bereichen 100 auf, die lateral beabstandet nebeneinander angeordnet sind. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 kann somit einen Laserbarren darstellen. Von der ersten Hauptfläche A zur zweiten Hauptfläche B erstreckt sich eine Auskoppelfläche E, durch die zumindest ein Teil der elektromagnetischen
Strahlung, welche im Betrieb des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 in dem aktiven Bereich 100 erzeugt wird, ausgekoppelt wird. Die Emission der
elektromagnetischen Strahlung erfolgt in einer
Hauptabstrahlrichtung Y, welche parallel zu einem
Normalenvektor der Auskoppelfläche E verläuft. Die Auskoppelfläche (E) steht in direktem Kontakt mit dem optischen Schutzelement (30).
Auf der ersten Hauptfläche A ist eine erste Wärmesenke 21 angeordnet. Auf der zweiten Hauptfläche B ist eine zweite Wärmesenke 22 angeordnet. Die erste Wärmesenke 21 und die zweite Wärmesenke 22 sind mit einem Material gebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 sind beispielsweise mit Kupfer, einer Legierung aus Kupfer und Stahl, einer Legierung aus Kupfer und Wolfram, Gold, einer Legierung aus Kupfer und Molybdän oder einem Kupfer-Diamant-Verbundwerkstoff gebildet. Diese Materialen besitzen vorteilhaft eine hohe Wärmeleitfähigkeit und auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit.
Die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 erfolgt über die erste
Wärmesenke 21 und die zweite Wärmesenke 22. Beispielsweise fungiert die erste Wärmesenke 21 als Anode und die zweite Wärmesenke 22 als Kathode. Die erste Wärmesenke 21 und die zweite Wärmesenke 22 weisen an ihrer der Auskoppelfläche E gegenüberliegenden Seite jeweils eine Montagefläche M auf. Mittels der Montagefläche M kann das optoelektronische
Halbleiterlaserbauelement 1 auf einem dafür vorgesehenen Träger, beispielsweise einer Kontaktfläche 51 eines
Substrates 2, aufgebracht werden.
Der Auskoppelfläche E nachgeordnet befindet sich ein
optisches Schutzelement 30. Das optische Schutzelement 30 bedeckt die Auskoppelfläche E vollständig und erstreckt sich in lateraler Richtung bis zu der ersten und zweiten
Wärmesenke 21, 22. Das optische Schutzelement 30 ist mit der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 Stoffschlüssig verbunden. Das optische Schutzelement 30 ist mit einem dielektrischen Material gebildet und für die aus der
Auskoppelfläche E des Halbleiterkörpers 10 im Betrieb
austretende elektromagnetische Strahlung durchlässig, bevorzugt transparent ausgeführt. Beispielsweise ist das optische Schutzelement 30 mit einem der folgenden oder einer Kombination aus den folgenden Materialien gebildet: SiCy, AI2O3, ZrCy, HfCy, TiCg, Ta20s, Si3N4, Nb20s, Y2O3, H02O3, CeCy, Lu203, V205, HfZrO, MgO, TaC, ZnO, CuO, ln203, Yb203, Sm203, Nd203, Sc203, B203, Er203, Dy203, Tm203, SrTi03, BaTi03, PbTi03, PbZr03, Ga203, HfAlO, HfTaO.
Das optische Schutzelement 30 dient einer Verkapselung des Halbleiterkörpers 10. Die Materialien des Halbleiterkörpers können durch äußere Umwelteinflüsse, wie beispielsweise
Feuchtigkeit, beschädigt werden. Um eine ausreichende
Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit und weiteren äußeren
Umwelteinflüssen zu gewähren, weist das optische
Schutzelement 30 eine Dicke von mindestens 5 nm bis 1000 nm, vorzugsweise von 10 nm bis 200 nm auf. Vorteilhaft kann somit auf ein weiteres hermetisches Gehäuse für das gesamte
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 verzichtet werden. Das optische Schutzelement 30 wird beispielsweise mittels einem der folgenden Verfahren oder einer Kombination der folgenden Verfahren auf der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 und dem Halbleiterkörper 10 aufgebracht: Atomic Layer Deposition (ALD) , Chemical Vapour Deposition (CVD) , Ion Beam Deposition (IBD), Ion Plating (IP), Sputtern, Bedampfen oder Molecular Vapour Deposition (MVD) .
Beispielsweise ist das optische Schutzelement 30 mit einem mehrschichtigen Aufbau gebildet. Unterschiedliche Schichten, sind mit jeweils unterschiedlichen Materialien gebildet, und mit einem oder mehrerer der genannten Verfahren hergestellt. Dadurch lässt sich vorteilhaft ein besonders dichtes
optisches Schutzelement 30 hersteilen, das einen hohen
Widerstand gegenüber äußeren Umwelteinflüssen bietet.
Figur 1B zeigt eine perspektivische Ansicht des in Figur 1A dargestellten optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In der perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt.
Die Figuren 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel. Figur 2A zeigt eine Schnittansicht eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1A und 1B. Im Unterschied zu dem in Figur 1A gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel weist das in Figur 2A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ein unterschiedlich ausgeführtes
optisches Schutzelement 30 auf. Das hier dargestellte
optische Schutzelement 30 dient zusätzlich zu einer
Wärmeableitung aus der Auskoppelfläche E des
Halbleiterkörpers 10 und ist mit einem oder mehreren der nachfolgenden Materialien gebildet: Siliziumcarbid, DLC, A1N oder AlGaN. Diese Materialien dienen zum einen einer
Verkapselung des Halbleiterkörpers und weisen zum anderen eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Die Dicke, das heißt das Ausmaß in Richtung der
Hauptabstrahlrichtung Y des optischen Schutzelements 30 beträgt mindestens 100 nm bis 1000 ym, um eine ausreichende Wärmeableitung zu gewährleisten. Die Auskoppelfläche E befindet sich in direktem Kontakt zu dem optischen
Schutzelement 30, der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22. Dadurch bildet sich ein wärmeleitfähiger Pfad zwischen der Auskoppelfläche E und der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22. Die empfindliche Auskoppelfläche E des Halbleiterkörpers 10 kann somit vorteilhaft besonders gut entwärmt werden. Eine effektive Entwärmung der
Auskoppelfläche E trägt zu einer besonders langen Lebensdauer des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 bei.
Figur 2B zeigt eine perspektivische Ansicht von dem in Figur 2A dargestellten optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel. In der perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die
Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt.
Die Figuren 3A und 3B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel
entspricht in wesentlichen Teilen dem zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2A und 2B. Figur 3A zeigt eine Schnittansicht eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1. Im Unterschied zu dem in Figur 2A dargestellten optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 umfasst das in Figur 3A
dargestellte optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ein abweichendes optisches Schutzelement 30. Das optische Schutzelement 30 ist als Glas- oder Saphirplättchen
ausgeführt, das mittels einer Verbindungsschicht 40 mit der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22
stoffschlüssig verbunden ist. Weiterhin ist das optische Schutzelement 30 für die aus der Auskoppelfläche E
austretende elektromagnetische Strahlung durchlässig
beziehungsweise transparent ausgeführt.
Die Verbindungsschicht 40 kann mit einem Glaslot, einem metallischen Lotmaterial oder mit einem Klebstoff,
beispielsweise einem Epoxid oder Silikon, gebildet sein. Das optische Schutzelement 30 kann auf seiner der Auskoppelfläche E zugewandten Seite eine optische Vergütungsschicht
enthalten .
Weiterhin kann eine Vergütungsschicht an der der
Auskoppelfläche abgewandten Seite des optischen
Schutzelements 30 aufgebracht sein. Eine Vergütungsschicht ist beispielsweise eine Antireflexschicht, die einen
vorteilhaft besonders effizienten Durchtritt von
elektromagnetischer Strahlung durch das optische
Schutzelement 30 ermöglicht und unerwünschte Reflexionen vermindert oder vermeidet. Weiterhin kann das optische
Schutzelement auf seiner der Auskoppelfläche E zugewandten Seite eine hoch wärmeleitfähige Schicht aufweisen. Diese hoch wärmeleitfähige Schicht kann zu einer Abfuhr der Wärme aus dem Halbleiterkörper 10 in direktem Kontakt mit der
Auskoppelfläche E stehen. Figur 3B zeigt eine perspektivische Ansicht von dem in Figur 3A dargestellten optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. In der
perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des
Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S
erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt .
Die Figuren 4A und 4B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das vierte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3A und 3B. Die Figur 4A zeigt eine Schnittansicht eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1. Im Unterschied zu dem in Figur 3A dargestellten optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 weist das optische Schutzelement 30 in dem in Figur 4A dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer Linse auf. Das optische Schutzelement 30 ist mittels einer Verbindungsschicht 40 auf der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 montiert. Die Verbindungsschicht 40 ist mit einem Siloxan oder einem Silikonklebstoff gebildet. Die Verbindungsschicht 40 ist gegenüber der aus der
Auskoppelfläche E austretenden elektromagnetischen Strahlung ausreichend stabil und strahlungsdurchlässig ausgeführt. Die Auskoppelfläche (E) steht in direktem Kontakt mit der
Verbindungsschicht (40).
Die Verbindungsschicht 40 bedeckt die Auskoppelfläche E vollständig und schützt die Auskoppelfläche vor äußeren
Umwelteinflüssen. Die Verbindungsschicht 40 ist in direktem Kontakt mit der Auskoppelfläche (E) und der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22. Das optische Schutzelement 30 in Form einer Linse ist derart ausgebildet, dass es zu einer Kollimation der aus der Auskoppelfläche E austretenden kohärenten elektromagnetischen Strahlung in zumindest einer der Raumrichtungen quer zur Hauptabstrahlrichtung Y dient.
Die Kollimation homogenisiert die Intensität der
elektromagnetischen Strahlung in einer Richtung quer zu ihrer Ausbreitungsrichtung. Durch eine Aufweitung und eine
Kollimation der elektromagnetischen Strahlung lässt sich vorteilhaft ein Einbrand von Schmutzpartikeln aus der
Umgebung auf der Auskoppelfläche E vermindern oder vermeiden.
Figur 4B zeigt eine perspektivische Ansicht von dem in Figur 4A dargestellten optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel. In der perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die
Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt.
Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das fünfte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4A und 4B.Im Unterschied zu dem in Figur 4A dargestellten
Ausführungsbeispiel weist das in Figur 5 dargestellte
Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements unterschiedlich ausgeführte erste und zweite Wärmesenken 21, 22 auf. Die erste Wärmesenke 21 und die zweite Wärmesenke 22 weisen jeweils auf ihrer der Montagefläche M zugewandten Seite Aussparungen auf, die eine erste Kavität 81 ausbilden. Diese erste Kavität 81 vergrößert den Abstand zwischen der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 an ihren Montageflächen M. Ein vergrößerter Abstand der Montageflächen M erleichtert es, das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 mittels einer Lotverbindung auf einer dafür vorgesehenen Kontaktfläche 51 zu montieren. Ein geringer Abstand der Montageflächen M erfordert nachteilig eine höhere Genauigkeit bei der Montage und erhöht das Risiko eines Lötkurzschlusses zwischen der ersten Wärmsenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22.
Figur 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Das sechste
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 5.1m Unterschied zu dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 einen
Abstandshalter 90 zwischen der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 auf. Der Abstandshalter 90 dient zur mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1. Der Abstandshalter 90 ist auf der der Montagefläche zugewandten Seite der Wärmesenke 21, 22 angeordnet und dient einer verbesserten Justage und einer mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1. Weiterhin ist der
Abstandshalter 90 elektrisch isolierend ausgeführt, um einen Kurzschluss zwischen der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 zu vermeiden. Der Abstandshalter ist mit einer Keramik gebildet, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Figur 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das siebte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 6. Im
Unterschied zu dem in Figur 6 gezeigten sechsten
Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 ist zwischen der ersten
Wärmesenke 21 und dem Halbleiterkörper 10 und zwischen der zweiten Wärmsenke 22 und dem Halbleiterkörper 10 jeweils eine Ausgleichsschicht 60 angeordnet. Die Ausgleichsschicht 60 dient dazu, einen unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material des
Halbleiterkörpers 10 und dem Material der ersten und der zweiten Wärmesenke 21, 22 auszugleichen. Beispielsweise ist die Ausgleichsschicht 60 mit einem der folgenden Materialien gebildet: Kupfer, Molybdän, Diamant, Wolfram. Weiter
vorteilhaft erhöhen die Ausgleichsschichten 60 auch den
Abstand der Montageflächen M zueinander. Das Einbringen einer ersten Kavität 81 in die ersten und zweiten Wärmesenken 21,
22 kann somit vorteilhaft entfallen.
Figur 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Das achte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem siebten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 7. Im Unterschied zum siebten Ausführungsbeispiel aus der in Figur 7
dargestellten Ausführungsform eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 weist das in Figur 8
dargestellte achte Ausführungsbeispiel eine unterschiedliche Positionierung der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 relativ zu den Ausgleichsschichten 60 und dem Halbleiterkörper 10 auf. Die erste Wärmesenke 21 und die zweite Wärmesenke 22 überragen die Ausgleichsschichten 60 und den Halbleiterkörper 10 an ihrer der Auskoppelfläche E zugewandten Seite in Richtung der Hauptabstrahlrichtung Y und die Auskoppelfläche E überragt die Ausgleichsschichten 60 in der Hauptabstrahlrichtung Y. Die Verbindungsschicht 40 erstreckt sich bis zum Halbleiterkörper 10 und seiner
Auskoppelfläche E und überdeckt sowohl die Auskoppelfläche E als auch die Ausgleichsschichten 60 in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung Y vollständig. Dadurch, dass die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 die Auskoppelfläche E in der Hauptabstrahlrichtung Y überragen, kann eine eventuelle Beschädigung der Auskoppelfläche E bei der Montage des optischen Schutzelements 30 vorteilhaft vermieden werden. Weiterhin kann dadurch, dass die Auskoppelfläche E die
Ausgleichsschichten 60 in der Hauptabstrahlrichtung Y
überragt, die aus der Auskoppelfläche E austretende,
divergente elektromagnetische Strahlung das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ungehindert verlassen. Besonders vorteilhaft ergibt sich somit ein Aufbau, bei dem eine divergente Abstrahlung aus der Auskoppelfläche E der
kohärenten elektromagnetischen Strahlung ungehindert erfolgen kann und die Auskoppelfläche E dennoch vor mechanischen
Beschädigungen geschützt ist.
Figur 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen weist das in Figur 9 gezeigte Ausführungsbeispiel eine erste Wärmesenke 21 und eine zweite Wärmesenke 22 auf, die mit einem keramischen, elektrisch nicht leitenden Material gebildet sind. Weiterhin umfassen die ersten und zweiten Wärmesenken 21, 22 jeweils eine Kontaktstruktur 50 die elektrisch leitfähig ist. Die Wärmesenken 21 und 22 sind beispielsweise mit
Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid oder Direct Bonded Copper gebildet. Die Kontaktstrukturen 50 sind mit einem elektrisch gut leitfähigen Metall gebildet und dienen sowohl zum
elektrischen Anschluss des Halbleiterkörpers 10 als auch zur Abfuhr von Wärme aus dem Halbleiterkörper 10. Die keramischen Grundkörper der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 weisen vorteilhaft eine sehr hohe thermische Leitfähigkeit auf und einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und sind
besonders kostengünstig herstellbar.
Figur 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Das zehnte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 9. Im Unterschied zu dem in Figur 9 gezeigten neunten Ausführungsbeispiel weist das zehnte Ausführungsbeispiel eine erste Kavität 81 auf der der Montagefläche M zugewandten Seite der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 auf. Die Kontaktstrukturen 50 verlaufen jeweils direkt anliegend an den ersten und zweiten Wärmesenken 21 und 22.
Figur 11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. Das elfte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem zehnten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 10. Im
Unterschied zu dem in Figur 10 gezeigten zehnten
Ausführungsbeispiel weist das in Figur 11 gezeigte elfte Ausführungsbeispiel eine abweichende Kontaktierung auf. Die elektrischen Kontaktstrukturen 50 erstrecken sich bis zu den Montageflächen M. Dadurch steht eine größere Fläche für die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 zur Verfügung. Dadurch ist die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 erleichtert.
Figur 12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel. Das zwölfte
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem elften Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 11. Im Unterschied zu dem in Figur 11 gezeigten elften Ausführungsbeispiel weist das zwölfte Ausführungsbeispiel keine erste Kavität 81 auf. Die elektrische Kontaktmetallisierung 50 erstreckt sich vollständig über die Montageflächen M, wodurch sich eine weiter vergrößerte Fläche zur Kontaktierung ergibt.
Figur 13 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 13. Ausführungsbeispiels. Das 13.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem achten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 8. Im Unterschied zu dem in Figur 8 gezeigten achten Ausführungsbeispiel weist das 13. Ausführungsbeispiel nur auf einer der ersten
Wärmesenke 21 zugewandten Seite des Halbleiterkörpers 10 eine Ausgleichsschicht 60 auf. Der Halbleiterkörper 10 ist auf seiner zweiten Hauptfläche direkt mit der zweiten Wärmesenke 22 verbunden. Die Verbindung zwischen der zweiten Wärmesenke 22 und dem Halbleiterkörper 10 erfolgt beispielsweise mittels eines Weichlotes. Ein Weichlot überträgt nur einen geringen Anteil von Scherkräften und kann daher zu einer Verbindung von Körpern mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Die Verbindung zwischen dem Halbleiterkörper 10 und der
Ausgleichsschicht 60 erfolgt beispielsweise mittels eines Hartlotes, wie beispielsweise einer Gold/Zinn-Legierung.
Figur 14 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 14. Ausführungsbeispiel. Das 14.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 13. Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 13. Das hier dargestellte 14. Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 13 dargestellten 13. Ausführungsbeispiel in seiner Montage und der Materialwahl der Wärmesenken. Die Montagefläche M verläuft parallel zur Hauptabstrahlrichtung Y und parallel zu der ersten und zweiten Hauptfläche A und B des
Halbleiterkörpers 10. Die zweite Wärmesenke 22 ist mit einer Keramik wie beispielsweise A1N oder Siliziumcarbid gebildet. Die Montage des hier dargestellten optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 erfolgt also in einer Side- Looker-Konfiguration . Die elektrische Kontaktierung und die thermische Kontaktierung der ersten Wärmesenke 21 erfolgt beispielsweise mittels eines Bonddrahtes.
Die Figuren 15 bis 17 zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 15.
Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen
Ausführungsformen eines optischen Schutzelements 30 und einer Wellenlängenkonversionsschicht 31. Das 15.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem achten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 8. Figur 15 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem 15. Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel überragen die ersten und zweiten Wärmesenken 21 und 22 den Halbleiterkörper 10 in einer Richtung parallel zur Hauptabstrahlrichtung Y auf der der Montagefläche M gegenüberliegenden Seite.
Ein optisches Schutzelement 30 und ein
Wellenlängenkonversionselement 31 sind der Auskoppelfläche E in der Hauptabstrahlrichtung Y nachgeordnet. Das optische Schutzelement ist mittels einer Verbindungsschicht 40 mit der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 verbunden. Das optische Schutzelement 30, das
Wellenlängenkonversionselement 31 und die Verbindungsschicht 40 sind in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung Y von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 umgeben. Die Auskoppelfläche (E) steht in direktem Kontakt mit dem Wellenlängenkonversionselement (31). Durch die gute thermische Anbindung des Wellenlängenkonversionselements 31 an die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 kann eine besonders effiziente Entwärmung des Wellenlängenkonversionselements 31 erfolgen. Eine gute Entwärmung kann unter anderem die
Lebensdauer des Wellenlängenkonversionselements 31 erhöhen. Die Verbindungsschicht 40 kann mittels einer metallischen Lotverbindung oder mittels eines Klebstoffs gebildet sein.
Das optische Schutzelement 30 ist mit Saphir oder Glas gebildet und für die elektromagnetische Strahlung, welche in dem aktiven Bereich 100 im Betrieb erzeugt wird
strahlungsdurchlässig .
Alternativ kann das optische Schutzelement 30 auch aus einem Glas gebildet sein, dass in flüssiger Form auf die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 aufgebracht wird. Das flüssige Glas erstarrt in dem Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 und bildet eine besonders dichte
Verkapselung des Halbleiterkörpers 10.
Das Wellenlängenkonversionselement 31 umfasst ein mit
beispielsweise Ce : YAG gebildetes keramisches Plättchen, das zur Konversion einer elektromagnetischen Strahlung einer ersten Wellenlänge zu einer elektromagnetischen Strahlung einer zweiten Wellenlänge ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein so hergestelltes optoelektronisches
Halbleiterlaserbauelement zur Emission von
elektromagnetischer Strahlung mit einem für einen Betrachter weißen Farbeindruck eingerichtet sein.
Figur 16 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem 15. Ausführungsbeispiel. Das
Wellenlängenkonversionselement 31 ist in dem in Figur 16 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem optischen Schutzelement 30 und dem Halbleiterkörper 10 angeordnet. Das optische Schutzelement 30 ist mittels einer
Verbindungsschicht 40 mit der ersten und der zweiten
Wärmesenke 21, 22 verbunden. Durch die gute thermische
Anbindung des Wellenlängenkonversionselements 31 an die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 kann eine besonders effiziente Entwärmung des Wellenlängenkonversionselements 31 erfolgen. Das Wellenlängenkonversionselement 31 ist durch das optische Schutzelement 30 vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt.
Weiterhin kann eine verbesserte Anregungseffizienz für das Wellenlängenkonversionselement 31 erzielt werden, da es sich näher an der Auskoppelfläche E befindet und dort eine höhere Strahlungsintensität herrscht. Figur 17 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem 15. Ausführungsbeispiels. Das
Wellenlängenkonversionselement 31 ist innerhalb des optischen Schutzelements 30 angeordnet. Das
Wellenlängenkonversionselement 31 ist vollständig von dem optischen Schutzelement 30 umgeben und daher vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Das optische Schutzelement 30 ist mittels einer Verbindungsschicht 40 mit der ersten und der zweiten Wärmesenke 21, 22 verbunden. Durch die gute
thermische Anbindung des Wellenlängenkonversionselements 31 an die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 kann eine besonders effiziente Entwärmung des Wellenlängenkonversionselements 31 erfolgen .
Figur 18 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 16. Ausführungsbeispiel. Das 16.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 15. Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 15 bis 17. Im
Unterschied zu dem in den Figuren 15 bis 17 dargestellten 15. Ausführungsbeispiel ist das optische Schutzelement 30 in dem in Figur 18 dargestellten Ausführungsbeispiel selbst als ein Wellenlängenkonversionselement ausgebildet. Das optische Schutzelement 30 weist Partikel eines
Wellenlängenkonversionsmaterials auf, die in das Material des optischen Schutzelements 30 eingebettet sind. Das optische Schutzelement 30 erfüllt sowohl eine optische als auch ein schützende Wirkung. Die optische Wirkung besteht in einer wellenlängenkonvertierenden Wirkung und die schützende
Wirkung in einer Verkapselung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1. Durch die gute thermische Anbindung des optischen Schutzelements 30 an die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 kann eine besonders effiziente
Entwärmung des in das optische Schutzelement 30 eingebrachten Wellenlängenkonversionsmaterials erfolgen. Vorteilhaft kann somit auf ein externes Wellenlängenkonversionselement 31 verzichtet werden. Die Konversion der kohärenten
elektromagnetischen Strahlung kann der Erzeugung von Licht im blauen, im roten oder grünen Spektralbereich oder auch von mischfarbigem, insbesondere weißem Licht führen.
Die Figuren 19 bis 21 zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 17.
Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen
Ausführungsformen einer Verbindungsschicht 40 und eines optischen Schutzelements 30. Das 17. Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem achten
Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 8. Figur 19 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen
optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 das im
Unterschied zu dem in Figur 8 dargestellten achten
Ausführungsbeispiel eine unterschiedliche Ausdehnung der ersten und zweiten Wärmesenken 21, 22 aufweist. Die erste und zweite Wärmesenke 21 und 22 überragen sowohl die
Schutzschicht 40 als auch das optische Schutzelement 30 in einer Richtung parallel zur Hauptabstrahlrichtung Y. Die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 bilden so eine seitliche Führung für das optische Schutzelement 30 und die
Verbindungsschicht 40. Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine justierende Wirkung der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 bei dem Aufbringen der Verbindungsschicht 40 und der Justage des optischen Schutzelements 30. Weiter vorteilhaft ist das optische Schutzelement 30 vor einer mechanischen Zerstörung besser geschützt. Die Verbindungsschicht 40 erstreckt sich von der ersten Wärmesenke 21 zur zweiten Wärmesenke 22 und bedeckt die Auskoppelfläche E des Halbleiterkörpers 10 vollständig. Das optische Schutzelement 30 ist unmittelbar auf der Verbindungsschicht 40 angeordnet.
Figur 20 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß dem 17. Ausführungsbeispiel, das im Unterschied zu dem in Figur 19 gezeigten Ausführungsbeispiel eine
unterschiedliche Ausdehnung der Verbindungsschicht 40
aufweist. Die Verbindungsschicht 40 ist derart ausgeführt, dass das optische Schutzelement 30 auch an seinen
Seitenflächen, welche quer zur Hauptabstrahlrichtung Y ausgerichtet sind, von der Verbindungsschicht 40 eingefasst wird. So ergibt sich vorteilhaft eine erhöhte Stabilität des optischen Schutzelements 30 in der Verbindungsschicht 40. Weist das optische Schutzelement 30 die Form einer Linse auf, so ist die exakte Justage des optischen Schutzelements 30 in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung Y in Bezug auf die Auskoppelfläche E notwendig. Eine exakte Justage erfolgt vorteilhaft einfach sofern durch die Wärmesenken 21 und 22 bereits eine laterale Begrenzung vorgegeben ist, in welcher das optische Schutzelement 30 angeordnet sein kann.
Figur 21 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem 17. Ausführungsbeispiel, das im Unterschied zu dem in Figur 20 gezeigten Ausführungsbeispiel ein optisches
Schutzelement 30 in Form einer Linse mit einer größeren
Ausdehnung zeigt. Das optische Schutzelement 30 in dem in den Figur 21 gezeigten Ausführungsbeispiel kann mittels der in Richtung der Hautabstrahlungsrichtung Y höher ausgeprägten Verbindungsschicht 40 vorteilhaft mechanisch besonders stabil mit der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 verbunden sein.
Die Figuren 22A und 22B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 18.
Ausführungsbeispiel. Das 18. Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4A und 4B. Die Figur 22A zeigt eine
Schnittansicht eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1, das mittels elektrischer
Kontaktflächen 51 auf einem Substrat 2 angeordnet ist. Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelements 1 ist mit den Montageflächen M auf den Kontaktflächen 51 angeordnet. Die Hauptabstrahlrichtung Y verläuft in Richtung eines
Normalenvektors des Substrates 2, womit sich eine sogenannte Top-Looker-Ausführung des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 ergibt. Das Substrat 2 ist eine thermisch gut leitfähige Keramik, die für eine effiziente Wärmeableitung aus dem optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelement 1 vorgesehen ist. Eine weitere elektrische Kontaktierung der Kontaktflächen 51 kann
beispielsweise über einen Drahtbond zu den Kontaktflächen 51 realisiert werden.
Figur 22B zeigt eine perspektivische Ansicht von dem in Figur 22A dargestellten optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelement 1. In der perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt.
Die Figuren 23 bis 25 zeigen schematische Schnittansichten eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 19.
Ausführungsbeispiel mit jeweils unterschiedlichen
Ausführungsformen einer elektrischen Kontaktierung. Das 19. Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 18. Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 22A und 22B. Figur 23 zeigt eine schematische Schnittansicht eines
optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1, das im
Unterschied zu dem in Figur 22A dargestellten
Ausführungsbeispiel auf einem elektrisch leitfähigen Substrat 2 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Substrat mit Kupfer gebildet. Das Substrat 2 weist sowohl eine hohe elektrische als auch eine hohe thermische Leitfähigkeit auf und dient zur elektrischen Kontaktierung und der Ableitung von Abwärme aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1. Zur
Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 ist zwischen einer der Kontaktflächen 51 eine Isolierschicht 4 angeordnet .
Figur 24 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß dem 19. Ausführungsbeispiel auf, das im Unterschied zu dem in Figur 23 gezeigten Ausführungsbeispiel eine
unterschiedliche Kontaktierung aufweist. Das
optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ist auf einem elektrisch nicht leitfähigen Substrat 2, das beispielsweise mit einer Keramik gebildet ist, angeordnet. Zur Kontaktierung kommen Durchkontaktierungen 3 und Kontaktflächen 51 zum Einsatz. Die Kontaktierung kann so vorteilhaft auf einer Rückseite erfolgen und ist besonders platzsparend ausführbar.
Figur 25 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß dem 19. Ausführungsbeispiel, das im Unterschied zu dem in Figur 24 gezeigten Ausführungsbeispiel keine
Durchkontaktierungen aufweist. Das Substrat 2, auf dem das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 angeordnet ist, ist ein elektrisch nicht leitfähiges Keramiksubstrat. Auf dem Substrat 2 befinden sich Kontaktflächen 51, die bedingt durch eine erste Kavität 81 des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1, einen ausreichend hohen Abstand aufweisen um eine einfache Lötkontaktierung der
Montageflächen M zu ermöglichen.
Figur 26 zeigt eine schematische Schnittansicht von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelementen 1 gemäß einem 20. Ausführungsbeispiel. Das 20.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 18. Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 22A und 22B. Eine
Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterlaserbauelementen 1 ist auf einem gemeinsamen Substrat 2 nebeneinander
angeordnet. Die optoelektronischen Halbleiterlaserbauelemente 1 weisen alle eine Auskoppelrichtung in einer
Hauptabstrahlrichtung Y auf, die parallel zueinander
verläuft. Die Kontaktierung erfolgt über Kontaktflächen 51 auf einem nichtleitenden keramischen Substrat 2. Jedes hier dargestellte optoelektronische Halbleiterbauelement 1 weist eine Mehrzahl von aktiven Bereichen 100 auf und ist somit ein Laserbarren. So entsteht eine zweidimensionale Matrix von Licht emittierenden Bereichen. Die Wärmeabfuhr aus den optoelektronischen Halbleiterlaserbauelementen 1 erfolgt mittels der beidseitigen, ersten und zweiten Wärmesenken 21, 22.
Die Figuren 27A und 27B zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements gemäß einem 21.
Ausführungsbeispiel. Das 21. Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 17. Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 21. Figur 71A zeigt eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1, das im Unterschied zu dem in Figur 21 gezeigten 17.
Ausführungsbeispiel eine erste Kavität 81 und eine zweite Kavität 82 aufweist und nur eine Ausgleichsschicht 60 zwischen der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 und dem Halbleiterkörper 10 angeordnet ist. Die zweite Kavität 82 ist auf den den Montageflächen M gegenüberliegenden Seiten der ersten und zweiten Wärmesenke 21, 22 gebildet. In der zweiten Kavität 82 ist die Verbindungsschicht 40 angeordnet und der zweiten Kavität 82 nachgeordnet befindet sich das optische Schutzelement 30. Die zweite Kavität 82 ermöglicht
vorteilhaft eine ungehinderte Emission von Strahlung, welche aus der Auskoppelfläche E austritt und eine Divergenz aufweist. Vorteilhaft ist der Flankenwinkel der zweiten
Kavität 82 an den Divergenzwinkel der aus der Auskoppelfläche E austretenden elektromagnetischen Strahlung angepasst. Die erste Kavität 81 liegt der zweiten Kavität 82 gegenüber und verhindert vorteilhaft einen Lötkurzschluss zwischen der ersten und der zweiten Wärmesenke 21, 22 beim Aufbringen auf die Kontaktflächen 51, welche auf dem Substrat 2 angeordnet sind .
Figur 27B zeigt eine perspektivische Ansicht des in Figur 27A dargestellten optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1. In der perspektivischen Ansicht ist eine Seitenfläche S des Halbleiterkörpers 10 dargestellt. Die Seitenfläche S erstreckt sich quer zu der ersten und der zweiten Hauptfläche des Halbleiterkörpers 10. Die Seitenfläche S ist nicht von der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 bedeckt .
Figur 28 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 22. Ausführungsbeispiel. Das 22.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4A und 4B. Im Unterschied zu dem in Figur 4A gezeigten vierten
Ausführungsbeispiel weist das 22. Ausführungsbeispiel eine zweite Kavität 82 auf der den Montageflächen M
gegenüberliegenden Seiten der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 auf. Die zweite Kavität 82 ist mit einem Wellenlängenkonversionsmaterial 31 gefüllt und ist der Auskoppelfläche E nachgeordnet. Die Auskoppelfläche (E) steht in direktem Kontakt mit dem Wellenlängenkonversionsmaterial (31). Dem Wellenlängenkonversionselement 31 nachgeordnet ist eine Verbindungsschicht 40 und das optische Schutzelement 30. Die Verbindungsschicht 40 bedeckt das
Wellenlängenkonversionselement 31 vollständig und verbindet die erste und zweite Wärmesenke 21, 22 Stoffschlüssig
miteinander. Besonders vorteilhaft ergibt sich in dieser Ausführungsform eine sehr gute Entwärmung des
Wellenlängenkonversionsmaterials 31. Eine gute Entwärmung des Wellenlängenkonversionsmaterials 31 erhöht vorteilhaft die Lebensdauer und die Wellenlängenstabilität des
Wellenlängenkonversionsmaterials 31. Das
Wellenlängenkonversionsmaterial 31 weist einen
kontinuierlichen Verlauf der Dichte des Wellenlängenkonversionsmaterials auf. Beispielsweise nimmt die Dichte ausgehend von der Auskoppelfläche E in Richtung der Hauptabstrahlrichtung Y mit zunehmendem Abstand von der Auskoppelfläche E kontinuierlich zu. Damit kann eine
gleichmäßige Anregung des Wellenlängenkonversionsmaterials erreicht werden. Der Flankenwinkel der zweiten Kavität 82 ist an die Fernfelddivergenz des optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements 1 angepasst. Das
Wellenlängenkonversionselement 31 kann beispielsweise eine Konversion der aus der Auskoppelfläche E austretenden
Strahlung in eine grüne, eine rote, eine blaue oder auch fern infrarote Strahlung bewirken.
Figur 29 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 23. Ausführungsbeispiel. Das 23.
Ausführungsbeispiel entspricht in wesentlichen Teilen dem 17. Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 20. Im Unterschied zu dem in Figur 20 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das in Figur 29 dargestellte Ausführungsbeispiel eine größere
Ausdehnung der ersten und zweiten Wärmesenken 21, 22 auf. Dem optischen Schutzelement 30 ist ein optisches Filterelement 32 nachgeordnet dem wiederum ein Wellenlängenkonversionselement 31 nachgeordnet ist. Die erste und zweite Wärmesenke 21 und 22 sind derart ausgebildet, dass sie das optische
Schutzelement 30 in der Hauptabstrahlrichtung Y überragen.
Das optische Filterelement 32 und das
Wellenlängenkonversionselement 31 sind von der ersten und zweiten Wärmesenken 21, 22 quer zur Hauptabstrahlrichtung umgeben. Das optische Filterelement 32 umfasst einen
Dichromat, der elektromagnetische Strahlung aus dem
Wellenlängenkonversionselement 31 reflektiert aber für die elektromagnetische Strahlung aus dem Auskoppelbereich E durchlässig ist. So kann eine besonders effiziente Konversion der aus der Auskoppelfläche E austretenden
elektromagnetischen Strahlung erfolgen. Weiterhin erfolgt eine besonders gute Entwärmung des
Wellenlängenkonversionsmaterials 31 durch den direkten
Kontakt mit der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten
Wärmesenke 22. Die an das Wellenlängenkonversionsmaterial 31 angrenzenden Seitenflächen der ersten Wärmesenke 21 und der zweiten Wärmesenke 22 sind mit einem hochreflektiven Material beschichtet. Beispielsweise sind die Seitenflächen der ersten und zweiten Wärmesenke 21 und 22 in diesem Bereich mit Silber beschichtet .
Figur 30 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem 24. Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in Figur 29 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Wellenlängenkonversionsmaterial 31 durch einen optischen Kristall 33 ersetzt. Der optische Kristall 33 ist
beispielsweise ein Titansaphir-Kristall, der zur Emission von kohärenter Strahlung angeregt werden kann. Damit lässt sich in besonders einfacher Weise ein Mikrochiplaser realisieren, der eine einfache Justage und einen robusten Resonator aufweist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102018130540.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterlaserbauelernent
2 Substrat
3 Durchkontaktierung
4 Isolierschicht
10 Halbleiterkörper
21 erste Wärmesenke
22 zweite Wärmesenke
30 optisches Schutzelement
31 Wellenlängenkonversionselement
32 optisches Filterelement
33 optischer Kristall
40 VerbindungsSchicht
50 KontaktStruktur
51 Kontaktfläche
60 AusgleichsSchicht
81 erste Kavität
82 zweite Kavität
90 Abstandshalter
100 aktiver Bereich
A erste Hauptfläche
B zweite Hauptfläche
S Seitenfläche
E Auskoppelfläche
M Montagefläche
Y Hauptabstrahlrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1)
umfassend,
- einen Halbleiterkörper (10) mit
-- einer ersten Hauptfläche (A) ,
-- einer zweiten Hauptfläche (B) ,
-- zumindest einem zwischen der ersten Hauptfläche (A) und der zweiten Hauptfläche (B) ausgebildeten und zur Emission von kohärenter elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (100),
-- eine sich von der ersten Hauptfläche (A) zur zweiten
Hauptfläche (B) erstreckenden Auskoppelfläche (E) , durch die zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung
ausgekoppelt wird,
- eine auf der ersten Hauptfläche (A) angeordnete erste
Wärmesenke (21) und eine auf der zweiten Hauptfläche (B) angeordnete zweite Wärmesenke (22), und
- ein der Auskoppelfläche (E) nachgeordnetes optisches
Schutzelement (30), für das die erste Wärmesenke (21)
und/oder die zweite Wärmesenke (22) einen Träger bilden, wobei
- das optische Schutzelement (30) oder ein
Wellenlängenkonversionselement (31) oder eine
Verbindungsschicht (40) in direktem Kontakt mit der
Auskoppelfläche (E) steht,
- die Auskopplung in einer Hauptabstrahlrichtung (Y) erfolgt,
- eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterkörpers (10) mittels der ersten Wärmesenke (21) und der zweiten Wärmesenke (22) erfolgt, und
- die erste Wärmesenke (21) und/oder die zweite Wärmesenke (22) auf einer der Auskoppelfläche (E) gegenüberliegenden Seite, auf einer der ersten Hauptfläche (A) gegenüberliegenden Seite und/oder einer der zweiten
Hauptfläche (B) gegenüberliegenden Seite Montageflächen (M) aufweisen .
2. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Halbleiterkörper (10) eine Mehrzahl von aktiven Bereichen (100) aufweist, die lateral beabstandet angeordnet sind, wobei der laterale
Abstand der aktiven Bereiche (100) zueinander gleich ist oder wobei der laterale Abstand der aktiven Bereiche (100) zueinander ausgehend von der Mitte des Halbleiterkörpers nach außen hin zunimmt oder wobei der laterale Abstand der aktiven Bereiche (100) zueinander ausgehend von der Mitte des
Halbleiterkörpers nach außen hin abnimmt.
3. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Schutzelement (30) in direktem Kontakt mit der ersten
Wärmesenke (21) und/oder der zweiten Wärmesenke (22) steht.
4. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Schutzelement (30) mit einem dielektrischen Material gebildet ist .
5. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Schutzelement (30) mit zumindest einem der folgenden
Materialen gebildet ist: Si02, AI2O3, Zr02, Hf02, Ti02, Ta205, SisN4, Nb205, Y2O3, H02O3, Ce02, LU2O3, V2O5, HfZrO, MgO, TaC,
ZnO, CuO, ln203, Yb203, Sm203, Nd203, Sc203, B203, Er203, Dy203, Tm203, SrTi03, BaTi03, PbTi03, PbZr03, Ga203, HfAlO, HfTaO,
SiC, DLC, Diamant, A1N, AlGaN.
6. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Schutzelement (30) mittels einer Verbindungsschicht (40) stoffschlüssig mit der ersten Wärmesenke (21) und/oder der zweiten Wärmesenke (22) verbunden ist.
7. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Verbindungsschicht (40) die Auskoppelfläche (E) vollständig bedeckt.
8. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Schutzelement (30) die Form einer Linse aufweist.
9. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das optische
Schutzelement (30) zur Kollimation von im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements (1) aus der Auskoppelfläche (E) austretender elektromagnetischer
Strahlung in zumindest einer Achse quer zur
Hauptabstrahlrichtung (Y) vorgesehen ist.
10. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß
Anspruch 1, bei dem das optische Schutzelement (30) ein Wellenlängenkonversionselement (31) umfasst.
11. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste
Wärmesenke (21) und/oder die zweite Wärmesenke (22) mit zumindest einem der folgenden Materialien gebildet ist: Cu, Cu-Stahl, CuW, Au, CuMo, Cu-Diamant, A1N, SiC, BN, DBC .
12. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem die erste
Wärmesenke (21) und/oder die weite Wärmesenke (22) eine elektrisch leitfähige Kontaktstruktur (50) aufweisen.
13. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste
Wärmesenke (21) und die zweite Wärmesenke (22) das optische Schutzelement (30) in einer Richtung parallel zur
Hauptabstrahlrichtung (Y) überragen.
14. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der
Halbleiterkörper (10) eine quer oder senkrecht zu der
Auskoppelfläche (E) verlaufende Seitenfläche (S) aufweist, die nicht von der ersten Wärmesenke (21) oder der zweiten Wärmesenke (22) bedeckt ist.
15. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Halbleiterkörper (10) und der ersten Wärmesenke (21) und/oder zwischen dem Halbleiterkörper (10) und der zweiten Wärmesenke (22) eine Ausgleichsschicht (60) angeordnet ist.
16. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die erste Wärmesenke (21) und die zweite Wärmesenke (22) die zumindest eine
Ausgleichsschicht (60) in der Hauptabstrahlrichtung (Y) überragt und bei dem die Auskoppelfläche (E) die zumindest eine Ausgleichsschicht (60) in der Hauptabstrahlrichtung (Y) überragt .
17. Optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die zumindest eine
Ausgleichsschicht (60) mit zumindest einem der folgenden Materialien gebildet ist: Cu, Mo, Diamant, W, DLC, A1N und SiC.
18. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements (1) umfassend die folgenden
Schritte :
- Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (10), mit
-- einer ersten Hauptfläche (A) ,
-- einer zweiten Hauptfläche (B) ,
-- zumindest einem zwischen der ersten Hauptfläche (A) und der zweiten Hauptfläche (B) ausgebildeten und zur Emission von kohärenter elektromagnetischer Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich (100), und
-- einer sich von der ersten Hauptfläche (A) zur zweiten Hauptfläche (B) erstreckenden Auskoppelfläche (E) , durch die zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung
ausgekoppelt wird,
- Anordnen einer ersten Wärmesenke (21) auf der ersten
Hauptfläche (A) und einer zweiten Wärmesenke (22) auf der zweiten Hauptfläche (B) ,
- Anordnen eines optischen Schutzelements (30) auf der ersten Wärmesenke (21) und der zweiten Wärmesenke (22), derart, dass das optische Schutzelement (30) der Auskoppelfläche (E) nachgeordnet ist und das optische Schutzelement (30) oder ein Wellenlängenkonversionselement (31) oder eine
Verbindungsschicht (40) in direktem Kontakt mit der
Auskoppelfläche (E) steht.
19. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterlaserbauelements (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das optische Schutzelement (30) mit einem dielektrischen Material gebildet ist und mittels einem oder einer Kombination der nachfolgenden Verfahren hergestellt wird: ALD, CVD, IBD, IP, Sputtern, Bedampfen, MVD.
20. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements (1) gemäß Anspruch 18, wobei das optische Schutzelement (30) mit einem Glas gebildet ist und mittels Aufschmelzens in einer zweiten Kavität (82) der ersten Wärmesenke (21) und der zweiten Wärmesenke (22) angeordnet wird.
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