WO2024056811A1 - Vertikalemittierendes halbleiterlaserbauteil, array und chip mit vorzugsrichtung - Google Patents

Vertikalemittierendes halbleiterlaserbauteil, array und chip mit vorzugsrichtung Download PDF

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array
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Holger Joachim MOENCH
Sven Bader
Alexander WEIGL
Markus Herper
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Trumpf Photonic Components Gmbh
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    • H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface

Definitions

  • the invention relates to a vertical emitting semiconductor laser component according to claims 1, 2 and 3.
  • the invention further relates to an array according to claim 9 and a chip according to claim 15.
  • Polarized laser radiation is used, for example, in the areas of sensors and lighting.
  • the laser power required for this usually requires an array with a large number of vertically emitting semiconductor laser components and/or numerous meses.
  • a vertical-emitting semiconductor laser component in particular a “vertical-cavity surface-emitting laser,” VCSEL for short, and/or a VCSEL array
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • the present invention is based on the object of specifying an improved vertically emitting semiconductor laser component. Another object of the invention is to provide an improved array with such Specify semiconductor laser component. In addition, the invention is based on the object of providing an improved chip with such a vertically emitting semiconductor laser component.
  • the vertically emitting semiconductor laser component and preferred developments thereof are preferably designed and provided for use in the array according to the invention and the chip according to the invention, as well as in preferred developments thereof.
  • the array according to the invention is preferably designed and intended for use in the chip according to the invention, as well as in preferred developments thereof.
  • any reference to one item or feature (including the indefinite articles “a” and “an” and the definite articles “the”, “the”, “that"), two items or two features, or any other number of objects or features, unless expressly stated otherwise or a logical contradiction arises, is to be understood as meaning that the presence of other such objects and features is not excluded from the invention, but is also included in the invention.
  • the reference symbols in the claims are not to be understood as limiting, but merely serve to make the claims easier to read.
  • the vertical emitting semiconductor laser component has a semiconductor material with an optical axis, and a Mesa for emitting light and a contact for electrically contacting the mesa.
  • the contact has a contact opening, wherein the contact opening is arranged along a preferred direction.
  • the optical axis is arranged along the preferred direction.
  • the vertical emitting semiconductor laser device has a mesa for emitting light in a light emission direction and a contact for electrically contacting the mesa.
  • the contact has a contact opening.
  • the vertical emitting semiconductor laser device according to the second aspect of the invention includes a surface grating for polarizing the light.
  • the surface grid is preferably arranged above the mesa in the light emission direction.
  • the contact opening is arranged along a preferred direction.
  • the surface grid is arranged perpendicularly or parallel to the preferred direction.
  • the vertical emitting semiconductor laser device has a mesa for emitting light in a light emission direction and a contact for electrically contacting the mesa.
  • the contact has a contact opening; wherein the contact opening is arranged along a preferred direction.
  • the mesa has an oval shape in plan view along the light emission direction, which tapers in at least one region perpendicularly or parallel to the preferred direction.
  • the array comprises a plurality of vertically emitting semiconductor laser components, of which at least one semiconductor laser component, preferably all vertically emitting semiconductor laser components, is/are designed according to the invention.
  • the chip comprises a vertical emitting semiconductor laser component according to the invention and/or an inventive moderate array.
  • the chip has a height along the light emission direction, as well as a width and a length perpendicular to the light emission direction, the length being greater than the width and the length and/or the width being arranged along the preferred direction.
  • the vertically emitting semiconductor laser component has a semiconductor material with an optical axis.
  • the optical axis is arranged along the preferred direction or perpendicular or 45 degrees to the preferred direction.
  • the optical axis is preferably arranged at no other angle to the preferred direction than 180 degrees or 90 degrees or 45 degrees.
  • the vertically emitting semiconductor laser component preferably has a surface grating for polarizing the light, which is particularly preferably arranged above the mesa in the light emission direction.
  • the surface grid is arranged perpendicularly or parallel or 45 degrees to the preferred direction.
  • the surface grid is arranged at no other angle to the preferred direction than 180 degrees or 90 degrees or 45 degrees.
  • the mesa preferably has an oval shape in plan view along the light emission direction, which particularly preferably tapers in at least one area perpendicular or parallel or 45 degrees to the preferred direction.
  • the oval shape does not taper at any angle to the preferred direction other than 180 degrees or 90 degrees or 45 degrees.
  • the “vertical emitting semiconductor laser component” is in particular a laser diode.
  • the vertically emitting semiconductor laser component is preferably a surface emitter.
  • the vertical-emitting semiconductor laser component is a “vertical-cavity surface-emitting laser,” or VCSEL for short.
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • the “semiconductor material” is in particular a solid whose electrical conductivity is between >10 4 S/cm and ⁇ 10 -8 S/cm.
  • the semiconductor material comprises or consists in particular of an element and/or a species selected from the group comprising or consisting of silicon, gallium, indium, germanium and arsenic.
  • the semiconductor material comprises gallium arsenide or consists of gallium arsenide.
  • the “optical axis” is in particular a crystal axis of a crystalline material.
  • the optical axis is preferably the direction of an optically anisotropic and preferably birefringent crystalline material along which a polarization component of the light experiences the same refractive index.
  • the optical axis is preferably arranged in the direction of a unique main refractive index, in particular in the case of a uniaxial crystal, for example in the host crystal systems with the geometries trigonal or tetragonal or hexagonal.
  • a light beam behaves along the optical axis like an isotropic crystal.
  • the optical axis is preferably oriented the same way along an epitaxial layer stack in each layer of the layer stack.
  • the “mesa” is preferably designed as an elevation with a flat surface and a steep flank.
  • the “light” is preferably laser light.
  • the light preferably has a wavelength of 500 nm to 1600 nm, particularly preferably 900 nm to 1500 nm, most preferably 1300 nm to 1500 nm.
  • the “light emission direction” is in particular the direction in which the light emerging from the mesa is emitted.
  • the light emission direction is preferably perpendicular to the surface of the chip and particularly preferably perpendicular to a flat surface of the mesa.
  • the “contact” is designed in particular to conduct current, preferably to feed electrical energy into the mesa and/or to the electrical Contact between the mesa and an energy source and/or between two mesa.
  • the contact is preferably a p-contact.
  • the contact is preferably an n-contact.
  • the contact is in particular annular.
  • the contact has an open shape.
  • the contact in plan view along the light emission direction, the contact is designed in the form of a single or multiply opened ring.
  • the contact can be formed from a large number of contact subregions.
  • the contact is a metal contact and is formed by metal layers. Due to the aforementioned developments, the contact advantageously has improved processability.
  • the “contact opening” is preferably a recess, in particular a taper, or an opening of the contact. In the area of the contact opening, less contact material is preferably applied or the contact opening is completely free of the contact material. Preferably, the contact opening is electrically insulating, so that no current is conducted, particularly in the area of the contact opening.
  • the contact opening is preferably elongated, with a length of the contact opening in a longitudinal direction being greater than a width of the contact opening in a width direction.
  • the alignment “along” a direction, in particular the preferred direction or the light emission direction, is in particular a parallel alignment. This means, for example, that an extension direction of a material feature, such as in particular the longitudinal direction of the contact opening, is the same as, for example, the preferred direction.
  • the “surface grating” is preferably an optically active grating, in particular a polarization grating for polarizing the light.
  • the surface grid preferably has two polarization orientations, and particularly preferably has a different reflectivity for the two polarization orientations.
  • the surface grid preferably selects a desired polarization orientation, particularly preferably via reflectivity.
  • the surface Chen grid is designed in particular to maximize the reflection of a desired polarization and to minimize the reflection perpendicular to the desired polarization.
  • the surface grid is designed to maximize a reflection difference between the two polarization orientations.
  • the surface grid is preferably arranged on an upper Bragg mirror of the VCELS. The surface grid is preferably applied to the entire wafer and has the same polarization orientation everywhere.
  • the surface grid is preferably arranged in the area of the mesa, particularly preferably only in the area of the mesa.
  • the surface lattice is aligned along the crystal axes of the semiconductor material gallium arsenide.
  • the surface grid is etched into the gallium arsenide material and forms structures of 50 nm to 100 nm depth along the light emission direction, preferably of 70 nm.
  • the structures preferably have a periodic distance perpendicular to the light emission direction of 100 nm to 200 nm, particularly preferably of 140 nm.
  • the “oval shape” is in particular any oval shape that does not have an axis of symmetry.
  • the oval shape is preferably symmetrical about at least one axis of symmetry.
  • the oval shape is a closed, twice continuously differentiable convex curve in a plane.
  • the oval shape is in particular an elliptical shape.
  • the oval shape is not circular.
  • the oval shape has two opposite areas which taper vertically or along the preferred direction.
  • the oval shape is preferably a flat rounded convex shape that resembles the profile of an eye.
  • the oval shape is preferably eye-shaped.
  • the “trench” is in particular a depression, preferably a depression in the light emission direction.
  • the trench is a depression in the layer stack.
  • the trench preferably comprises a regular arrangement of depressions.
  • the trench is preferably designed to shape the mesa, with an inner contour of the trench preferably defining the shape of the mesa.
  • the “hexagonal” arrangement is preferably a honeycomb-like arrangement.
  • the vertically emitting semiconductor laser components are preferably arranged in a regular hexagonal tiling, particularly preferably without gaps.
  • adjacent vertical emitting semiconductor laser components are preferably connected via complete edges, and particularly preferably not via corners or edge parts.
  • the vertically emitting semiconductor laser component preferably has a further contact opening, particularly preferably a plurality of further contact openings.
  • the contact preferably includes the further contact opening.
  • the further contact opening is in particular arranged along the preferred direction or perpendicular to the preferred direction or 45 degrees to the preferred direction.
  • the further contact opening is structurally identical to the contact opening and, in particular, has the same geometric design and is preferably congruent with the contact opening due to rotation and translation.
  • the contact preferably has a plurality of contact openings, each of which is arranged along the preferred direction and/or perpendicularly and/or 45 degrees to the preferred direction.
  • the vertically emitting semiconductor laser component comprises a trench, which particularly preferably at least partially surrounds the mesa, most preferably completely surrounds it.
  • the contact preferably comprises a plurality of contact connections.
  • at least two contact connections are dimensioned differently.
  • the “contact connection” is preferably a contact portion of the contact.
  • the contact connection preferably comprises a via or is designed as a via.
  • the via is preferably a p-via.
  • one of the differently sized contact connections is arranged along the preferred direction or perpendicularly or at a 45 degree angle to the preferred direction.
  • Two opposite contact connections are preferably dimensioned essentially the same.
  • two contact connections spaced apart and opposite each other perpendicular to the light emission direction are essentially of the same dimensions. “Essentially” includes in particular the usual manufacturing tolerances.
  • the contact preferably has a plurality of contact connections, each of which is arranged along the preferred direction and/or perpendicularly and/or 45 degrees to the preferred direction.
  • the trench has an oval shape in plan view along the light emission direction, which preferably tapers in at least one region perpendicular to or along the preferred direction.
  • the trench preferably has a circular shape in plan view along the light emission direction.
  • the shape of an optical aperture is preferably determined by the shape of the mesa.
  • a curve of the oval shape of the trench corresponds to a curve of the oval shape of the mesa.
  • a curve of the contact corresponds to the curve of the mesa.
  • the contact has an oval shape, which preferably tapers in at least one region perpendicular to or along the preferred direction.
  • the curve shape of the oval shape of the contact preferably corresponds to the curve shape of the oval shape of the mesa.
  • the vertically emitting semiconductor laser component preferably comprises an optical aperture which is designed to emit light.
  • a shape of the optical aperture is essentially the same as the shape of the mesa. In particular, this is the result of an oxidation process in which the optical aperture is formed.
  • the shape of the optical aperture preferably deviates slightly from the shape of the mesa. In particular, with an oval mesa, the tapering areas of the optical aperture smoother, preferably tips of the tapered areas of the optical aperture being more rounded compared to tips of the tapered areas of the mesa.
  • the ovality of the shape of the optical aperture increases in comparison to the shape of the mesa, in particular the curvature of the curve in plan view along the light emission direction of the optical aperture is greater than the curvature of the curve in plan view along the light emission direction of the mesa, preferably in opposite directions Partial areas of the respective curves.
  • the vertical emitting semiconductor laser components are arranged essentially in an equilateral triangle, preferably in an exact equilateral triangle, in a plan view along the light emission direction. “Essentially” includes the usual manufacturing tolerances and is particularly subject to partial deviations from the exact equilateral shape of up to 25%, especially in the case of strongly oval shapes.
  • the vertically emitting semiconductor laser components are arranged hexagonally to one another in a top view along the light emission direction.
  • the vertically emitting semiconductor laser components are arranged rectangularly to one another in a top view along the light emission direction.
  • the “rectangular” arrangement is preferably a square arrangement.
  • the vertically emitting semiconductor laser components are preferably arranged in a square tiling.
  • adjacent vertically emitting semiconductor laser components are preferably connected via complete edges, and particularly preferably not via corners or edge parts.
  • An array preferably comprises at least four vertically emitting semiconductor laser components.
  • the four vertically emitting semiconductor laser components preferably all vertically emitting semiconductor laser components, preferably have two contact connections.
  • vertical emitting ones can Semiconductor laser components in the edge areas of the array near the edge also only have one contact connection.
  • two opposite contact connections of two semiconductor laser components are connected to one another via a conductor track.
  • the “conductor tracks” are in particular electrically conductive connections with a two-dimensional course in one plane.
  • the conductor tracks are preferably designed to connect the vertically emitting semiconductor laser components to one another and/or from vertically emitting semiconductor laser components to a power source.
  • the conductor tracks are preferably designed to transmit electrical current.
  • the conductor tracks are preferably designed for temperature transfer.
  • Intersecting conductor tracks are preferably spaced apart from one another in the light emission direction at least within an intersection region and are particularly preferably arranged offset one above the other.
  • the conductor tracks preferably cross each other at a 90 degree angle or at a 45 degree angle.
  • the intersecting conductor tracks are galvanically isolated from one another.
  • the “intersection area” is preferably an area in which two conductor tracks are arranged one above the other, in other words they cross each other, with one conductor track being arranged in a bridge-like manner over another conductor track.
  • no current is transmitted between the intersecting conductor tracks within the crossing area.
  • the crossing area is particularly preferably electrically insulating, so that most preferably no current is transmitted between the crossing conductor tracks.
  • the crossing area is particularly preferably thermally insulating, so that between No heat is transferred between the intersecting conductor tracks or at least significantly less heat is transferred than along the conductor tracks.
  • the conductor tracks preferably form a tissue-like structure.
  • the array preferably comprises a plurality of individually addressable array subregions, preferably with at least one vertically emitting semiconductor laser component.
  • the array subregions preferably have a different polarization, in particular a polarization rotated by 90 degrees.
  • the vertically emitting semiconductor laser components of an individual array subregion preferably have a uniform polarization.
  • the array preferably comprises at least two rows of vertically emitting semiconductor laser components, which rows are particularly preferably arranged parallel to one another.
  • the rows can represent array subareas.
  • the contact openings of all vertically emitting semiconductor laser components in a row are preferably arranged directly one above the other along the preferred direction.
  • the rows are preferably arranged offset from one another.
  • four vertically emitting semiconductor laser components are preferably arranged at the corners of the rectangle, with particularly preferably two adjacent vertically emitting semiconductor laser components being arranged in a row.
  • the fixed orientation relative to the preferred direction bundles numerous effects that have an influence on the birefringence in the mesa and thus on the polarization orientation. These effects therefore work particularly advantageously in the same direction.
  • the effects are bundled and directed in one direction. It has proven to be significantly more advantageous to align all effects in parallel than to try to create a mutually canceling or opposing alignment of the effects, especially since even small deviations from a mutually canceling orientation of the effects lead to uncontrolled overall behavior.
  • mechanical forces and/or thermally induced stress effects are bundled in one direction by the orientation in the preferred direction in their effect on the vertical emitting semiconductor laser component, the array and/or the chip, so that the polarization orientation of the mesa or meses is the same can be influenced to a very similar or even identical extent.
  • the emitted light thereby has a more homogeneous polarization.
  • mechanical stress only changes the birefringence, i.e. the wavelength separation of the two polarization modes, which thereby experience a different spectral amplification.
  • the polarization modes are further separated from each other, so that the non-dominant mode is minimized by making the threshold gain more difficult.
  • the service life is advantageously extended, since any stress-induced material damage such as microcracks form almost exclusively in a specific orientation and do not spread in a disorderly manner.
  • the provision of an oval mesa and thus an oval optical aperture leads to a more uniform polarization, since modes in the desired polarization orientation are preferentially formed by an oval geometry.
  • the oval mesa changes the environment of the laser and thus the stresses in the crystal, whereby the stress has an influence on the birefringence, so that the polarization becomes more homogeneous due to stress-induced rectification. It was also found that the arrangement of several meses in an array has different effects on the performance, especially if the etched areas have different widths in different directions, as is the case, for example, with closely adjacent meses.
  • the parallel alignment of all effects ensures that certain effects are enhanced. For example, a threshold current minimum of the desired polarization is better defined and more pronounced, leading to further improvement through better controllability.
  • Figure 1 shows a vertically emitting semiconductor laser component with a contact opening oriented in the preferred direction
  • Figure 2 shows a vertically emitting semiconductor laser component with a surface grid oriented in the preferred direction
  • Figure 3 shows a vertically emitting semiconductor laser component with contact openings oriented perpendicular to the preferred direction
  • Figure 4 shows a vertically emitting semiconductor laser component with differently sized contact connections
  • Figure 5 shows a vertically emitting semiconductor laser component with differently sized contact connections
  • Figure 6 shows a vertical emitting semiconductor laser component with an oval mesa and an oval trench
  • Figure 7 shows an array with two rows of vertically emitting semiconductor laser components
  • Figure 8 shows an array with several individually addressable array subareas
  • Figure 9 shows an array with intersecting conductor tracks
  • Figure 10 shows the array from Figure 9 in a top view along the light emission direction
  • Figure 11 shows a chip with a vertically emitting semiconductor laser component
  • Figure 12 shows the chip of Figure 10 in a top view.
  • top refers to the writing direction/reading direction of the figure name “Fig.” associated with a drawing, which is shown below Drawing is printed on the drawing layer.
  • the horizontal direction is parallel to the writing direction of “Fig.” and the vertical direction is perpendicular to the writing direction of “Fig.”
  • the writing direction is based on a horizontal, clockwise script, i.e. primarily from left to right, such as in Latin, English and German.
  • Figure 1 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 with a mesa 2, a contact 3, which is designed as a p-contact 3 and has a contact opening 4.
  • the contact opening 4 is oriented in a preferred direction 5, so that the longitudinal extension of the contact opening 4, which runs vertically from top to bottom, is parallel to the preferred direction 5.
  • a surface grid 6, not shown in FIG. 1 (cf. FIG. 2), is arranged above the mesa 2 in the light emission direction 7.
  • the preferred direction 5 is perpendicular to a light emission direction 7.
  • the vertically emitting semiconductor laser component 1 also includes a trench 8 which surrounds the mesa 2 and the contact 3.
  • the preferred direction 5 is parallel to an optical axis of a semiconductor material of the vertically emitting semiconductor laser component 1.
  • Figure 2 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 with a surface grid 6 oriented in the preferred direction 5, which is arranged in the area of the mesa 2 and polarizes the light emitted from the mesa 2.
  • the vertically emitting semiconductor laser component 1 also includes a further contact opening 4′, which is arranged in the preferred direction 5 below the contact opening 4, the longitudinal extension of the further contact opening 4′ running vertically from top to bottom being parallel to the preferred direction 5.
  • the contact openings 4, 4' are constructed identically and can be brought into geometric alignment by rotation and translation.
  • Figure 3 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 in which the contact 3 is segmented into two contact connections 9, 9' through the contact openings 4, 4 '.
  • the contact openings 4, 4' are oriented perpendicular to the preferred direction 5.
  • the contact connections 9, 9' are oriented along the preferred direction 5 with their longitudinal extent running from bottom left to top right.
  • the trench 8 is not circular in plan view, but is adapted to the geometric shape of the contact connections 9, 9 '.
  • Figure 4 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 with four contact openings 4, which are not individually labeled for reasons of clarity.
  • the two contact openings 4, which are arranged opposite each other on the left and right, are oriented perpendicular to the preferred direction 5, whereas the contact connections 9, 9 ', 9", 9'" are oriented 45 degrees to the preferred direction 5 are, with the angle less than 180 degrees being used as a reference.
  • the opposite contact connections 9 and 9" are the same size.
  • the opposite contact connections 9' and 9'' are of the same dimensions.
  • the contact connections 9 and 9' or 9 and 9''' arranged next to each other are dimensioned differently.
  • Figure 5 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 with four contact openings 4, 4 ', which are not individually labeled for reasons of clarity.
  • the contact openings 4, 4' arranged at the top and bottom in the vertical direction of the example in FIG. 5 are oriented along the preferred direction 5, whereas the contact openings 4 arranged on the left and right in the horizontal direction are arranged perpendicular to the preferred direction 5.
  • the contact connections 9, 9', 9", 9'” are designed as p-vias in the example of Figure 5, with the opposite p-vias 9, 9" and 9', 9'" each having the same dimensions and adjacent p -Vias 9, 9' and 9", 9'” are dimensioned differently.
  • the p-vias 9, 9', 9", 9'' are oriented 45 degrees to the preferred direction 5.
  • Figure 6 shows a vertically emitting semiconductor laser component 1 with an oval mesa 2 and an oval trench 8.
  • the geometric course of the mesa 2 essentially corresponds to the course of the trench 8.
  • the oval shape is essentially eye-shaped.
  • the oval shape tapers horizontally to the left and right, perpendicular to the preferred direction 5.
  • the contact openings 4, 4 ' are oriented along the preferred direction 5.
  • Figure 7 shows an array 10 with a plurality of vertically emitting semiconductor laser components 1, which are arranged in a hexagonal arrangement in two rows.
  • Each vertically emitting semiconductor laser component 1 has a surface grid 6.
  • the array 10 has a wire bonding connection 11 on the top, which is intended for electrical contact with an external power source.
  • the array 10 is at least partially covered with a protective layer.
  • the outermost layer in the light emission direction 7 is formed by an unetched cap layer 12.
  • Figure 8 shows an array 10 with a large number of individually addressable array subareas. Two adjacent array subregions have a polarization rotated by 90 degrees, with the vertically emitting semiconductor laser components 1 of an individual array subregion having a uniform polarization.
  • the surface grids 6 of two adjacent array subareas are therefore arranged orthogonally to one another. The dominant polarization orientation is therefore rotated by 90 degrees.
  • the wire bond connections 11 of the array subareas are arranged alternately on the top and bottom.
  • the array 10 also includes a chip code label 13 for identifying the array 10.
  • the array 10 also includes a labeling symbol 14, which is in particular machine-readable and is used to align and identify the array 10.
  • the vertically emitting semiconductor laser component 1 is produced by epitaxial layer growth.
  • the epitaxial growth ends anti-resonantly.
  • the surface grid 6 is locally annular and etched into the final layer of the epitaxy in order to provide a polarization orientation.
  • a layer of paint that is covered with metal is removed with solvent and the metal layer is thus also removed at the same time.
  • the light exit opening also called the facet
  • An opened ring-shaped contact 3 thus enables simplified processability by simplifying the removal of the lacquer layer and the metal layer on the facet.
  • the entire surface grid 6 is then coated with a thin dielectric.
  • Figure 9 shows an array 10 with intersecting conductor tracks 15, 15 ', which are arranged one above the other at 90 degrees to one another in a fabric-like structure.
  • the conductor tracks 15, 15' cross each other in an intersection area 16, which electrically and thermally insulates the crossing conductor tracks 15, 15' from one another.
  • FIG 10 shows the array 10 from Figure 9 in a top view.
  • Each vertically emitting semiconductor laser component 1 has two opposite contact connections 9, 9 ', which are connected to two opposite contact connections 9 "of the adjacent semiconductor laser component 1 by a conductor track 15.
  • Figure 11 shows a chip 17 with a length 18 along a longitudinal direction, which is oriented perpendicular to the light emission direction 7.
  • the chip 17 also has a width 19 along a width direction that is oriented perpendicular to the light emission direction 7.
  • the width 19 is smaller than the length 18.
  • the chip 17 has a height 20 along a height direction which corresponds to the light emission direction 7.
  • the chip 17 has a vertically emitting semiconductor laser component 1.
  • Figure 12 shows the chip 17 from Figure 11 in a top view.
  • the width 19 along the width direction extends parallel to the preferred direction 5.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) mit einem Halbleitermaterial mit einer optischen Achse; einer Mesa (2) zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung (7); einem Kontakt (3) zum elektrischen Kontaktieren der Mesa (2), welcher eine Kontaktöffnung (4) aufweist; wobei die Kontaktöffnung (4) entlang einer Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist; welches sich dadurch auszeichnet, dass die optische Achse entlang der Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist.

Description

Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil, Array und Chip mit Vorzuqsrichtunq
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil gemäß der Ansprüche 1 , 2 und 3. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Array gemäß Anspruch 9 und einen Chip gemäß Anspruch 15.
Polarisierte Laserstrahlung findet beispielsweise Anwendung im Bereich der Sensorik und Beleuchtung. Die dafür benötigten Laser-Leistungen verlangen meist nach einem Array mit einer Vielzahl von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen und/oder zahlreichen Mesen. Für Anwendungen polarisierter Laserstrahlung aus einem vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteil, insbesondere einem „vertical-cavity surface-emitting laser“, kurz VCSEL und/oder einem VCSEL-Array ist es vorteilhaft, wenn die Polarisationsorientierungen der emittierten Laserstrahlen aller Mesen gleich sind. Bisher wurde ein Oberflächengitter nur verwendet, um die gewünschte Polarisation einer einzelnen Mesa zu stabilisieren, wobei die Polarisation von mehreren Mesen bislang außer Acht blieb.
Auch wenn mehrere Mesen das gleiche Oberflächengitter aufweisen, zeigte sich in Versuchen jedoch, dass einige Mesen des Arrays Licht mit einer gegenüber dem Oberflächengitter verdrehten Polarisation emittieren. Ferner wurde festgestellt, dass dabei die Polarisationsorientierung der emittierten Laserstrahlung des Arrays und/oder der einzelnen Mesen um einige Grad gegenüber einem Mittelwert oder einer Sollposition der Polarisationsorientierung verdreht ist.
Dadurch sinkt der Polarisationsgrad und der Kontrast bei unterschiedlichen Anwendungen in unvorteilhafter Weise.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Array mit einem solchen Halbleiterlaserbauteil anzugeben. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Chip mit einem derartigen vertikalemittieren- den Halbleiterlaserbauteil bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil, durch ein Array, sowie durch einen Chip, mit den Merkmalen der darauf gerichteten unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil und bevorzugte Weiterbildungen desselben sind vorzugsweise für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Array und dem erfindungsgemäßen Chip, sowie in bevorzugten Weiterbildungen derselben ausgebildet und vorgesehen. Das erfindungsgemäße Array ist bevorzugt für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Chip, sowie in bevorzugten Weiterbildungen desselben, ausgebildet und vorgesehen.
Alle Merkmale der hier beschriebenen Gegenstände und auch der beanspruchten Gegenstände sind sowohl isoliert als auch in Kombination miteinander verwendbar, untereinander kompatibel und zur Weiterbildung untereinander vorgesehen und einsetzbar, sofern sich kein logischer Widerspruch ergibt, und hiermit dahingehend offenbart. Im Folgenden ist jede Bezugnahme auf einen Gegenstand oder ein Merkmal (einschließlich der unbestimmten Artikel „ein“ und „eine“ und der bestimmten Artikel „der“, „die“, „das“), zwei Gegenstände oder zwei Merkmale, oder eine andere Anzahl von Gegenständen oder Merkmalen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes erwähnt wird oder sich ein logischer Widerspruch ergibt, so zu verstehen, dass das Vorhandensein weiterer solcher Gegenstände und Merkmale von der Erfindung nicht ausgeschlossen wird, sondern von der Erfindung auch umfasst ist. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als einschränkend zu verstehen, sondern dienen lediglich der besseren Lesbarkeit der Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil ein Halbleitermaterial mit einer optischen Achse, sowie eine Mesa zur Emission von Licht und einen Kontakt zum elektrischen Kontaktieren der Mesa auf. Der Kontakt weist eine Kontaktöffnung auf, wobei die Kontaktöffnung entlang einer Vorzugsrichtung angeordnet ist. Die optische Achse ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung entlang der Vorzugsrichtung angeordnet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil eine Mesa zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung und einen Kontakt zum elektrischen Kontaktieren der Mesa auf. Der Kontakt weist eine Kontaktöffnung auf. Zudem umfasst das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ein Oberflächengitter zum Polarisieren des Lichtes. Das Oberflächengitter ist bevorzugt in Lichtemissionsrichtung oberhalb der Mesa angeordnet. Die Kontaktöffnung ist entlang einer Vorzugsrichtung angeordnet. Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Oberflächengitter senkrecht oder parallel zu der Vorzugsrichtung angeordnet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil eine Mesa zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung und einen Kontakt zum elektrischen Kontaktieren der Mesa auf. Der Kontakt weist eine Kontaktöffnung auf; wobei die Kontaktöffnung entlang einer Vorzugsrichtung angeordnet ist. Die Mesa weist gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung eine ovale Form auf, welche sich in zumindest einem Bereich senkrecht oder parallel zu der Vorzugsrichtung verjüngt.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst das Array eine Vielzahl von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen, wovon zumindest ein Halbleiterlaserbauteil, vorzugsweise alle vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile, erfindungsgemäß ausgebildet ist/sind.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung umfasst der Chip ein erfindungsgemäßes vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil und/oder ein erfindungsge- mäßes Array. Der Chip weist eine Höhe entlang der Lichtemissionsrichtung, sowie eine Breite und eine Länge senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung auf, wobei die Länge größer ist als die Breite und die Länge und/oder die Breite entlang der Vorzugsrichtung angeordnet sind.
Vorzugsweise weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil ein Halbleitermaterial mit einer optischen Achse auf. Bevorzugt ist die optische Achse entlang der Vorzugsrichtung oder senkrecht oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung angeordnet. Bevorzugt ist die optische Achse in keinem anderen Winkel zu der Vorzugsrichtung angeordnet als 180-Grad oder 90-Grad oder 45-Grad.
Bevorzugt weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil ein Oberflächengitter zum Polarisieren des Lichtes auf, welches besonders bevorzugt in Lichtemissionsrichtung oberhalb der Mesa angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Oberflächengitter senkrecht oder parallel oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung angeordnet. Bevorzugt ist das Oberflächengitter in keinem anderen Winkel zu der Vorzugsrichtung angeordnet als 180-Grad oder 90-Grad oder 45-Grad.
Vorzugsweise weist die Mesa in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung eine ovale Form auf, welche sich besonders vorzugsweise in zumindest einem Bereich senkrecht oder parallel oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung verjüngt. Bevorzugt verjüngt sich die ovale Form in keinem anderen Winkel zu der Vorzugsrichtung als 180-Grad oder 90-Grad oder 45-Grad.
Das „vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil“ ist insbesondere eine Laserdiode. Bevorzugt ist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil ein Oberflächenemitter. Vorzugsweise ist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil ein „vertical-cavity surface-emitting laser“, kurz VCSEL. Insbesondere wird bei dem VCSEL das Licht senkrecht zur Ebene des Chips emittiert. Dies steht im Gegensatz zu kantenemittierenden Laserdioden, bei welchen das Licht an einer oder zwei Flanken des Chips emittiert wird. Das „Halbleitermaterial“ ist insbesondere ein Festkörper, dessen elektrische Leitfähigkeit zwischen >104 S/cm und <10-8 S/cm liegt. Das Halbleitermaterial umfasst oder besteht insbesondere aus ein/einem Element und oder eine/einer Spezies ausgewählt aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus Silizium, Gallium, Indium, Germanium und Arsen. Vorzugsweise umfasst das Halbleitermaterial Galliumarsenid oder besteht aus Galliumarsenid.
Die „optische Achse“ ist insbesondere eine Kristallachse eines kristallinen Materials. Die optische Achse ist bevorzugt diejenige Richtung eines optisch anisotropen und vorzugsweise doppelbrechenden kristallinen Materials, entlang welcher eine Polarisationskomponente des Lichtes den gleichen Brechungsindex erfährt. Bevorzugt ist die optische Achse angeordnet in Richtung eines unikalen Hauptbrechungsindex, insbesondere bei einem uniaxialen Kristall, beispielsweise in den wirteiigen Kristallsystemen mit den Geometrien trigonal oder tetragonal oder hexagonal. Vorzugsweise verhält sich ein Lichtstrahl entlang der optischen Achse wie bei einem isotropen Kristall. Bevorzugt ist die optische Achse entlang eines epitaktischen Schichtstapels in jeder Schicht des Schichtstapels gleich orientiert.
Die „Mesa“ ist bevorzugt als eine Erhebung mit ebener Oberfläche und steiler Flanke ausgebildet.
Das „Licht“ ist vorzugsweise Laserlicht. Bevorzugt hat das Licht eine Wellenlänge von 500 nm bis 1600 nm, besonders bevorzugt von 900 nm bis 1500 nm, höchst bevorzugt von 1300 nm bis 1500 nm.
Die „Lichtemissionsrichtung“ ist insbesondere diejenige Richtung, in welcher das aus der Mesa austretende Licht emittiert wird. Bevorzugt ist die Lichtemissionsrichtung senkrecht zu der Oberfläche des Chips und besonders bevorzugt senkrecht zu einer ebenen Oberfläche der Mesa.
Der „Kontakt“ ist insbesondere zum Leiten von Strom ausgebildet, bevorzugt zum Einspeisen von elektrischer Energie in die Mesa und/oder zur elektrischen Kontaktierung zwischen der Mesa und einer Energiequelle und/oder zwischen zwei Mesen. Der Kontakt ist bevorzugt ein p-Kontakt. Alternativ bevorzugt ist der Kontakt ein n-Kontakt. Der Kontakt ist insbesondere ringförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Kontakt eine geöffnete Form auf. Bevorzugt ist der Kontakt in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung in Form eines einfach oder mehrfach geöffneten Rings ausgebildet. Der Kontakt kann aus einer Vielzahl von Kontaktteilbereichen gebildet sein. Üblicherweise ist der Kontakt ein Metallkontakt und wird durch Metallschichten gebildet. Durch die zuvor genannten Weiterbildungen weist der Kontakt vorteilhafterweise eine verbesserte Prozes- sierbarkeit auf.
Die „Kontaktöffnung“ ist bevorzugt eine Aussparung, insbesondere eine Verjüngung, oder eine Öffnung des Kontaktes. Im Bereich der Kontaktöffnung ist bevorzugt weniger Material des Kontaktes aufgetragen oder die Kontaktöffnung ist komplett frei von dem Material des Kontaktes. Vorzugsweise ist die Kontaktöffnung elektrisch isolierend, sodass insbesondere im Bereich der Kontaktöffnung kein Strom geleitet wird. Die Kontaktöffnung ist vorzugsweise länglich ausgebildet, wobei eine Länge der Kontaktöffnung in einer Längsrichtung größer ist als eine Breite der Kontaktöffnung in einer Breitenrichtung.
Die Ausrichtung „entlang“ einer Richtung, insbesondere der Vorzugsrichtung oder der Lichtemissionsrichtung, ist insbesondere eine parallele Ausrichtung. Damit ist beispielsweise gemeint, dass eine Erstreckungsrichtung eines dinglichen Merkmals, wie insbesondere die Längsrichtung der Kontaktöffnung, gleich ist wie beispielsweise die Vorzugsrichtung.
Das „Oberflächengitter“ ist bevorzugt ein optisch aktives Gitter, insbesondere ein Polarisationsgitter zum Polarisieren des Lichtes. Bevorzugt weist das Oberflächengitter zwei Polarisationsorientierungen auf, wobei es besonders bevorzugt für die beiden Polarisationsorientierungen eine unterschiedliche Reflektivi- tät aufweist. Das Oberflächengitter selektiert bevorzugt eine gewünschte Polarisationsorientierung, besonders bevorzugt über die Reflektivität. Das Oberflä- chengitter ist insbesondere dazu ausgebildet, dass die Reflexion einer gewünschten Polarisation maximiert wird und das die Reflexion senkrecht zu der gewünschten Polarisation minimiert wird. Vorzugsweise ist das Oberflächengitter dazu ausgebildet, dass ein Reflexionsunterschied zwischen den beiden Polarisationsorientierungen maximiert wird. Das Oberflächengitter ist bevorzugt auf einem oberen Bragg-Spiegel des VCELS angeordnet. Das Oberflächengitter wird bevorzugt auf den gesamten Wafer aufgebracht und hat überall dieselbe Polarisationsorientierung. Alternativ bevorzugt ist das Oberflächengitter in dem Bereich der Mesa angeordnet, besonders bevorzugt nur in dem Bereich der Mesa. Vorzugsweise ist das Oberflächengitter entlang der Kristallachsen des Halbleitermaterials Galliumarsenid ausgerichtet. Insbesondere wird das Oberflächengitter in das Galliumarsenid Material geätzt und bildet Strukturen von 50 nm bis 100 nm Tiefe entlang der Lichtemissionsrichtung, vorzugsweise von 70 nm. Die Strukturen weisen bevorzugt einen periodischen Abstand senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung von 100 nm bis 200 nm auf, besonders bevorzugt von 140 nm.
Die „ovale Form“ ist insbesondere eine beliebige ovale Form, die keine Symmetrieachse aufweist. Bevorzugt ist die ovale Form symmetrisch zu zumindest einer Symmetrieachse. Vorzugsweise ist die ovale Form eine geschlossene zweimal stetig differenzierbare konvexe Kurve in einer Ebene. Die ovale Form ist insbesondere eine Ellipsenform. Bevorzugt ist die ovale Form nicht kreisförmig. Vorzugsweise weist die ovale Form zwei gegenüberliegende Bereiche auf, welche sich senkrecht oder entlang der Vorzugsrichtung verjüngen. Die ovale Form ist bevorzugt eine ebene rundliche konvexe Form, die dem Profil eines Auges ähnelt. Die ovale Form ist vorzugsweise augenförmig.
Der „Graben“ ist insbesondere eine Vertiefung, bevorzugt eine Vertiefung in Lichtemissionsrichtung. Vorzugsweise ist der Graben eine Vertiefung in dem Schichtstapel. Bevorzugt umfasst der Graben eine regelmäßige Anordnung von Vertiefungen. Der Graben ist vorzugsweise zur Formgebung der Mesa ausgebildet, wobei bevorzugt eine Innenkontur des Grabens die Form der Mesa definiert. Die „hexagonale“ Anordnung ist bevorzugt eine bienenwabenartige Anordnung. Bei der hexagonalen Anordnung sind die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile bevorzugt in einer regulären sechseckigen Parkettierung angeordnet, besonders bevorzugt lückenlos. Vorzugsweise sind bei der sechseckigen Parkettierung benachbarte vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile über vollständige Kanten verbunden, und besonders vorzugsweise nicht über Ecken oder Kantenteile.
Bevorzugt weist das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil eine weitere Kontaktöffnung auf, besonders bevorzugt eine Vielzahl von weiteren Kontaktöffnungen. Vorzugsweise umfasst der Kontakt die weitere Kontaktöffnung. Die weitere Kontaktöffnung ist insbesondere entlang der Vorzugsrichtung angeordnet oder senkrecht zu der Vorzugsrichtung oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung. Bevorzugt ist die weitere Kontaktöffnung baugleich mit der Kontaktöffnung und insbesondere geometrisch gleich ausgestaltet und vorzugsweise durch Rotation und Translation deckungsgleich mit der Kontaktöffnung. Bevorzugt weist der Kontakt eine Vielzahl von Kontaktöffnungen auf, welche jeweils entlang der Vorzugsrichtung und/oder senkrecht und/oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung angeordnet sind.
Vorzugsweise umfasst das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil einen Graben, welcher besonders vorzugsweise die Mesa zumindest teilweise umgibt, höchst vorzugsweise vollständig umgibt.
Bevorzugt umfasst der Kontakt eine Vielzahl von Kontaktanschlüssen. Insbesondere sind von der Vielzahl an Kontaktanschlüssen zumindest zwei Kontaktanschlüsse unterschiedlich dimensioniert.
Der „Kontaktanschluss“ ist bevorzugt ein Kontaktteilbereich des Kontaktes. Der Kontaktanschluss ist umfasst bevorzugt eine Via oder ist als Via ausgebildet. Die Via ist vorzugsweise eine p-Via. Bevorzugt ist einer der unterschiedlich dimensionierten Kontaktanschlüsse entlang der Vorzugsrichtung oder senkrecht oder in einem 45-Grad-Winkel zu der Vorzugsrichtung angeordnet. Bevorzugt sind zwei gegenüberliegende Kontaktanschlüsse im Wesentlichen gleich dimensioniert. Vorzugsweise sind zwei senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung voneinander beabstandete und gegenüberliegende Kontaktanschlüsse im Wesentlichen gleich dimensioniert. „Im Wesentlichen“ umfasst insbesondere die üblichen Fertigungstoleranzen. Bevorzugt weist der Kontakt eine Vielzahl von Kontaktanschlüssen auf, welche jeweils entlang der Vorzugsrichtung und/oder senkrecht und/oder 45-Grad zu der Vorzugsrichtung angeordnet sind.
Insbesondere weist der Graben in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung eine ovale Form auf, welche sich bevorzugt in zumindest einem Bereich senkrecht zu oder entlang der Vorzugsrichtung verjüngt. Alternativ bevorzugt weist der Graben in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung eine kreisrunde Form auf. Bevorzugt ist die Form einer optischen Apertur durch die Form der Mesa bestimmt.
Bevorzugt entspricht ein Kurvenverlauf der ovalen Form des Grabens einem Kurvenverlauf der ovalen Form der Mesa. Vorzugsweise entspricht ein Kurvenverlauf des Kontaktes dem Kurvenverlauf der Mesa. Besonders vorzugsweise weist der Kontakt in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung eine ovale Form auf, welche sich bevorzugt in zumindest einem Bereich senkrecht zu oder entlang der Vorzugsrichtung verjüngt. Bevorzugt entspricht der Kurvenverlauf der ovalen Form des Kontaktes dem Kurvenverlauf der ovalen Form der Mesa.
Vorzugsweise umfasst das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil eine optische Apertur, welche zur Emission von Licht ausgebildet ist. Grundsätzlich und bevorzugt ist eine Form der optischen Apertur im Wesentlichen gleich wie die Form der Mesa. Insbesondere ist dies Folge eines Oxidationsprozesses, bei welchem die optische Apertur ausgebildet wird. Bevorzugt weicht die Form der optischen Apertur geringfügig von der Form der Mesa ab. Insbesondere werden bei einer ovalen Mesa die sich verjüngenden Bereiche bei der optischen Apertur glatter, wobei vorzugsweise Spitzen der sich verjüngenden Bereiche der optischen Apertur im Vergleich zu Spitzen der sich verjüngenden Bereiche der Mesa abgerundeter sind. Bevorzugt nimmt die Ovalität der Form der optischen Apertur im Vergleich zu der Form der Mesa zu, insbesondere ist dabei die Krümmung des Kurvenverlaufs in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung der optischen Apertur größer als die Krümmung des Kurvenverlaufs in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung der Mesa, vorzugsweise in gegenüberliegenden Teilbereichen der jeweiligen Kurven.
Bei einem bevorzugten Array sind die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung im Wesentlichen in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet, vorzugsweise in einem exakten gleichseitigen Dreieck. „Im Wesentlichen“ umfasst die üblichen Fertigungstoleranzen und unterliegt insbesondere teilweise Abweichungen von der exakten gleichseitigen Form von bis zu 25%, im speziellen bei stark ovalen Formen.
Vorzugsweise sind die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung hexagonal zueinander angeordnet.
Bevorzugt sind die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung rechteckig zueinander angeordnet.
Die „rechteckige“ Anordnung ist vorzugsweise eine quadratische Anordnung. Bei der rechteckigen Anordnung sind die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile bevorzugt in einer quadratischen Parkettierung angeordnet. Vorzugsweise sind bei der quadratischen Parkettierung benachbarte vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile über vollständige Kanten verbunden, und besonders vorzugsweise nicht über Ecken oder Kantenteile.
Vorzugsweise sind von einem Array zumindest vier vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile umfasst. Bevorzugt weisen die vier vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile, vorzugsweise alle vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile, zwei Kontaktanschlüsse auf. Insbesondere können vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile in den kantennahen Randbereichen des Arrays aber auch nur einen Kontaktanschluss aufweisen.
Vorzugsweise sind jeweils zwei einander gegenüberliegende Kontaktanschlüsse zweier Halbleiterlaserbauteile über eine Leiterbahn miteinander verbunden. Die „Leiterbahnen“ sind insbesondere elektrisch leitende Verbindungen mit einem zweidimensionalen Verlauf in einer Ebene. Bevorzugt sind die Leiterbahnen zur Verbindung der vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile untereinander und/oder von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen mit einer Stromquelle ausgebildet. Vorzugsweise sind die Leiterbahnen ausgebildet zur Übertragung von elektrischem Strom. Bevorzugt sind die Leiterbahnen ausgebildet zur Temperaturübertragung.
Bevorzugt sind sich kreuzende Leiterbahnen zumindest innerhalb eines Kreuzungsbereichs in Lichtemissionsrichtung voneinander beabstandet und besonders bevorzugt übereinanderliegend versetzt angeordnet. Vorzugsweise kreuzen sich die Leiterbahnen in einem 90-Grad Winkel oder in einem 45-Grad Winkel. Insbesondere sind die sich kreuzenden Leiterbahnen galvanisch voneinander getrennt.
Der „Kreuzungsbereich“ ist bevorzugt ein Bereich in dem zwei Leiterbahnen übereinanderliegend angeordnet sind, sich in anderen Worten also kreuzen, wobei eine Leiterbahn brückenartig über einer anderen Leiterbahn angeordnet ist. Vorzugsweise findet zwischen den sich kreuzenden Leiterbahnen innerhalb des Kreuzungsbereichs keine Übertragung von Strom statt. Der Kreuzungsbereich ist besonders vorzugsweise elektrisch isolierend, sodass höchst vorzugsweise zwischen den sich kreuzenden Leiterbahnen kein Strom übertragen wird. Bevorzugt findet zwischen den sich kreuzenden Leiterbahnen innerhalb des Kreuzungsbereichs keine Temperaturübertragung statt oder zumindest eine signifikant geringere Temperaturübertragung als entlang der Leiterbahnen. Der Kreuzungsbereich ist besonders bevorzugt thermisch isolierend, sodass zwischen den sich kreuzenden Leiterbahnen keine Wärme übertragen wird oder zumindest signifikant weniger Wärme übertragen wird als entlang der Leiterbahnen. Bevorzugt bilden die Leiterbahnen eine gewebeartige Struktur.
Das Array umfasst bevorzugt eine Vielzahl von einzeln adressierbaren Arrayteilbereichen, vorzugsweise mit zumindest einem vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteil. Bevorzugt weisen die Arrayteilbereiche eine unterschiedliche Polarisation auf, insbesondere eine um 90-Grad verdrehte Polarisation. Vorzugsweise weisen die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile eines einzelnen Arrayteilbereichs eine einheitliche Polarisation auf.
Vorzugsweise umfasst das Array zumindest zwei Reihen von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen, welche Reihen besonders vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind. Die Reihen können Arrayteilbereiche darstellen. Bevorzugt sind die Kontaktöffnungen aller vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen einer Reihe entlang der Vorzugsrichtung direkt übereinanderliegend angeordnet. Bevorzugt sind die Reihen bei der hexagonalen Anordnung zueinander versetzt angeordnet. Vorzugsweise sind vier vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile bei der rechteckigen Anordnung an den Ecken des Rechtecks angeordnet, wobei besonders vorzugsweise jeweils zwei benachbarte vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile in einer Reihe angeordnet sind.
Bei Versuchen wurde festgestellt, dass sich durch sämtliche zuvor genannte Merkmale und Merkmalskombinationen mehrere vorteilhafte Effekte ergeben, welche der Verbesserung des vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteils, des Arrays und des Chips zuträglich sind.
Vorteilhafterweise sind durch die fixierte Orientierung relativ zu der Vorzugsrichtung zahlreiche Effekte, welche einen Einfluss auf die Doppelbrechung in der Mesa und damit auf die Polarisationsorientierung haben, gebündelt. Diese Effekte wirken also besonders vorteilhafterweise in die gleiche Richtung. Die Effekte werden also insbesondere gebündelt und in eine Richtung gelenkt. Es hat sich als deutlich vorteilhafter erwiesen, alle Effekte parallel auszurichten, als den Versuch zu unternehmen, eine sich möglichst aufhebende oder gegen gerichtete Ausrichtung der Effekte herzustellen, zumal schon geringe Abweichungen von einer sich gegenseitig aufhebenden Orientierung der Effekte zu einem unkontrollierten Gesamtverhalten führt.
Beispielsweise werden mechanische Kräfte und/oder thermisch induzierte Stress-Effekte, durch die Orientierung in Vorzugsrichtung in ihrer Wirkung auf das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil, das Array und/oder den Chip in einer Richtung gebündelt, sodass die Polarisationsorientierung der Mesa oder der Mesen in gleicher Weise und mit einem sehr ähnlichen bis zu identischem Ausmaß beeinflusst werden. Insbesondere weist das emittierte Licht dadurch eine homogenere Polarisation auf. Es wurde beobachtet, dass mechanischer Stress nur die Doppelbrechung, also den Wellenlängenabstand der beiden Polarisationsmoden ändert, welche dadurch eine unterschiedliche spektrale Verstärkung erfahren. Vorteilhafterweise werden die Polarisationsmoden weiter voneinander entfernt, sodass die nicht-dominante Mode durch eine Erschwerung des Schwellgewinn minimiert wird.
Außerdem wird vorteilhafterweise die Lebensdauer verlängert, da sich etwaige stressinduzierte Materialbeschädigungen wie beispielsweise Mikrorisse fast ausschließlich in einer bestimmten Orientierung ausbilden und nicht ungeordnet ausbreiten.
Besonders vorteilhafter Weise führt das Vorsehen einer ovalen Mesa und damit einer ovalen optischen Apertur zu einer einheitlicheren Polarisation, da durch eine ovale Geometrie Moden in der gewünschten Polarisationsorientierung bevorzugt ausgebildet werden. Außerdem verändert die ovale Mesa die Umgebung des Lasers und damit die Verspannungen im Kristall, wobei die Verspannung einen Einfluss auf die Doppelbrechung hat, sodass die Polarisation durch spannungsinduzierte Gleichrichtung homogener wird. Es wurde außerdem festgestellt, dass sich insbesondere auch die Anordnung mehrere Mesen in einem Array durch unterschiedliche Effekte auf die Leistungsfähigkeit auswirkt, insbesondere wenn die geätzten Bereiche in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Breiten aufweisen, wie es beispielsweise bei eng benachbarten Mesen der Fall ist.
Vorteilhafterweise sorgt die parallele Ausrichtung aller Effekte dafür, dass bestimmte Wirkungen verstärkt werden. Beispielsweise ist ein Schwellstromminimum der gewünschten Polarisation besser definiert und stärker ausgeprägt, was zu einer weiteren Verbesserung durch eine bessere Kontrollierbarkeit führt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind.
Figur 1 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit einer in Vorzugsrichtung orientierten Kontaktöffnung;
Figur 2 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit einem in Vorzugsrichtung orientierten Oberflächengitter;
Figur 3 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit senkrecht zu der Vorzugsrichtung orientierten Kontaktöffnungen;
Figur 4 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit unterschiedlich dimensionierten Kontaktanschlüssen;
Figur 5 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit unterschiedlich dimensionierten Kontaktanschlüssen; Figur 6 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil mit einer ovalen Mesa und einem ovalen Graben;
Figur 7 zeigt ein Array mit zwei Reihen vertikalemittierender Halbleiterlaserbauteile;
Figur 8 zeigt ein Array mit mehreren einzeln adressierbaren Arrayteilbereichen;
Figur 9 zeigt ein Array mit sich kreuzenden Leiterbahnen;
Figur 10 zeigt das Array aus Figur 9 in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung;
Figur 11 zeigt einen Chip mit einem vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteil;
Figur 12 zeigt den Chip der Figur 10 in Draufsicht.
In den Figuren verwendete gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder zumindest gleichwirkende Elemente. Die Begriffe „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ sowie daraus abgeleitete richtungsabhängige Angaben, wie beispielsweise „Oberseite“, beziehen sich auf die Schreibrichtung/Leserichtung der zu einer Zeichnung zugehörigen Figurenbezeichnung „Fig.“, welche unter der Zeichnung auf die Zeichenebene gedruckt ist. Dabei ist die horizontale Richtung parallel zur Schreibrichtung von „Fig.“ und die vertikale Richtung senkrecht zur Schreibrichtung von „Fig“. Der Schreibrichtung wird eine waagerechte rechtsläufige Schrift, das heißt, primär von links nach rechts wie beispielsweise im Lateinischen, Englischen und Deutschen zugrunde gelegt.
Figur 1 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 mit einer Mesa 2, einem Kontakt 3, welcher als p-Kontakt 3 ausgebildet ist und eine Kontaktöffnung 4 aufweist. Die Kontaktöffnung 4 ist in einer Vorzugsrichtung 5 orientiert, sodass die von oben nach unten vertikal verlaufende Längserstreckung der Kontaktöffnung 4 parallel zu der Vorzugsrichtung 5 ist. Ein in Figur 1 nicht gezeigtes Oberflächengitter 6 (vgl. Figur 2) ist in Lichtemissionsrichtung 7 oberhalb der Mesa 2 angeordnet. Die Vorzugsrichtung 5 ist senkrecht zu einer Lichtemissionsrichtung 7. Das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil 1 umfasst zudem einen Graben 8, welcher die Mesa 2 und den Kontakt 3 umgibt. Die Vorzugsrichtung 5 ist parallel zu einer optischen Achse eines Halbleitermaterials des verti- kalemittierenden Halbleiterlaserbauteils 1.
Figur 2 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 mit einem in Vorzugsrichtung 5 orientierten Oberflächengitter 6, welches im Bereich der Mesa 2 angeordnet ist und das aus der Mesa 2 emittierte Licht polarisiert. Das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil 1 umfasst zudem eine weitere Kontaktöffnung 4‘, welche in Vorzugsrichtung 5 unterhalb der Kontaktöffnung 4 angeordnet ist, wobei die von oben nach unten vertikal verlaufende Längserstreckung der weiteren Kontaktöffnung 4‘ parallel zu der Vorzugsrichtung 5 ist. Die Kontaktöffnungen 4, 4‘ sind baugleich ausgebildet und durch Rotation und Translation geometrisch in Deckung bringbar.
Figur 3 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 bei dem der Kontakt 3 durch die Kontaktöffnungen 4, 4‘ in zwei Kontaktanschlüsse 9, 9‘ segmentiert ist. Die Kontaktöffnungen 4, 4‘ sind senkrecht zu der Vorzugsrichtung 5 orientiert. Die Kontaktanschlüsse 9, 9‘ sind mit ihrer von links unten nach rechts oben verlaufenden Längserstreckung entlang der Vorzugsrichtung 5 orientiert. Der Graben 8 ist in Draufsicht nicht kreisrund ausgebildet, sondern an den geometrischen Verlauf der Kontaktanschlüsse 9, 9‘ angepasst.
Figur 4 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 mit vier Kontaktöffnungen 4, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht einzeln bezeichnet sind. Die beiden links und rechts gegenüberliegend angeordneten Kontaktöffnungen 4 sind senkrecht zu der Vorzugsrichtung 5 orientiert, wohingegen die Kontaktanschlüsse 9, 9‘, 9“, 9‘“ 45-Grad zu der Vorzugsrichtung 5 orientiert sind, wobei der Winkel kleiner 180-Grad als Bezug herangezogen wird. Die gegenüberliegenden Kontaktanschlüsse 9 und 9“ sind gleich dimensioniert. Die gegenüberliegenden Kontaktanschlüsse 9‘ und 9‘“ sind gleich dimensioniert. Die nebeneinander angeordneten Kontaktanschlüsse 9 und 9‘ oder 9 und 9‘“ sind unterschiedlich dimensioniert.
Figur 5 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 mit vier Kontaktöffnungen 4, 4‘, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht einzeln bezeichnet sind. Die oben und unten in vertikaler Richtung des Beispiels der Figur 5 angeordneten Kontaktöffnungen 4, 4‘ sind entlang der Vorzugsrichtung 5 orientiert, wohingegen die links und rechts in horizontal Richtung angeordneten Kontaktöffnungen 4 senkrecht zu der Vorzugsrichtung 5 angeordnet sind. Die Kontaktanschlüsse 9, 9‘, 9“, 9‘“ sind bei dem Beispiel der Figur 5 als p-Vias ausgebildet, wobei die gegenüberliegenden p-Vias 9, 9“ und 9‘, 9‘“ jeweils gleich dimensioniert sind und nebeneinanderliegende p-Vias 9, 9‘ und 9“, 9‘“ unterschiedlich dimensioniert sind. Die p-Vias 9, 9‘, 9“, 9‘“ sind 45-Grad zu der Vorzugsrichtung 5 orientiert.
Figur 6 zeigt ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 mit einer ovalen Mesa 2 und einem ovalen Graben 8. Der geometrische Verlauf der Mesa 2 entspricht im Wesentlichen dem Verlauf des Grabens 8. Die ovale Form ist im wesentlichen augenförmig. Die ovale Form verjüngt sich in horizontal Richtung links und rechts, senkrecht zu der Vorzugsrichtung 5. Die Kontaktöffnungen 4, 4‘ sind entlang der Vorzugsrichtung 5 orientiert.
Figur 7 zeigt ein Array 10 mit einer Vielzahl von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen 1 , welche in einer hexagonalen Anordnung in zwei Reihen angeordnet sind. Jedes vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1 weist ein Oberflächengitter 6 auf. Das Array 10 weist an der Oberseite einen Drahtbondanschluss 11 auf, welcher zum elektrischen Kontaktieren mit einer externen Stromquelle vorgesehen ist. Das Array 10 ist zumindest teilweise mit einer Schutzschicht überzogen. Die in Lichtemissionsrichtung 7 äußerste Schicht wird durch ein ungeätztes Cap-Layer 12 gebildet. Figur 8 zeigt ein Array 10 mit einer Vielzahl von einzeln adressierbaren Arrayteilbereichen. Zwei nebeneinanderliegende Arrayteilbereiche weisen eine um 90-Grad verdrehte Polarisation auf, wobei die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile 1 eines einzelnen Arrayteilbereichs eine einheitliche Polarisation aufweisen. Die Oberflächengitter 6 zweier nebeneinanderliegende Arrayteilbereiche sind also orthogonal zueinander angeordnet. Die dominante Polarisationsorientierung ist demnach um 90-Grad gedreht. Die Drahtbondanschlüsse 11 der Arrayteilbereiche sind alternierend an der Oberseite und Unterseite angeordnet. Das Array 10 umfasst zudem eine Chip-Code Beschriftung 13 zur Identifikation des Arrays 10. Das Array 10 umfasst zudem ein Beschriftungssymbol 14, welches insbesondere maschinenlesbar ist und zur Ausrichtung und Identifikation des Arrays 10 dient.
Das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil 1 wird durch epitaktisches Schichtenwachstum hergestellt. Das Epitaxiewachstum endet anti-resonant. Dabei wird das Oberflächengitter 6 lokal ringförmig ausgebildet und in die Abschlussschicht der Epitaxie geätzt, um eine Polarisationsorientierung bereitzustellen.
Bei einem darauffolgenden Lift-off-Prozessschritt des Kontaktes 3, welcher in einem Reinraum durchgeführt wird, wird eine Lackschicht, welche mit Metall bedeckt ist, mit Lösemittel entfernt und somit gleichzeitig auch die Metallschicht abgelöst. Wäre der Kontakt 3 in diesem Fall als geschlossener Ring ausgebildet, kann es sein, dass das Lösemittel nicht in das Innere des Rings gelangt. Dabei bleibe die Lichtaustrittsöffnung (auch Facette genannt) geschlossen und mit der Lackschicht und der Metallschicht bedeckt. Ein geöffneter ringförmiger Kontakt 3 ermöglicht somit eine vereinfachte Prozessierbarkeit durch eine vereinfachte Ablösung der Lackschicht und der Metallschicht auf der Facette. Danach wird das komplette Oberflächengitter 6 mit einem dünnen Dielektrikum beschichtet. Figur 9 zeigt ein Array 10 mit sich kreuzenden Leiterbahnen 15, 15‘, welche 90- Grad zueinander übereinanderliegend in einer gewebeartigen Struktur angeordnet sind. Die Leiterbahnen 15, 15‘ kreuzen sich in einem Kreuzungsbereich 16, welcher die sich kreuzenden Leiterbahnen 15, 15‘ elektrisch und thermisch voneinander isoliert.
Figur 10 zeigt das Array 10 aus Figur 9 in Draufsicht. Jedes vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil 1 weist zwei gegenüberliegende Kontaktanschlüsse 9, 9‘ auf, welche mit zwei jeweils gegenüberliegenden Kontaktanschlüssen 9“ des benachbarten Halbleiterlaserbauteils 1 durch eine Leiterbahn 15 verbunden sind.
Figur 11 zeigt einen Chip 17 mit einer Länge 18 entlang einer Längsrichtung, welche senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung 7 orientiert ist. Der Chip 17 weist zudem eine Breite 19 entlang einer Breitenrichtung auf, welche senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung 7 orientiert ist. Die Breite 19 ist kleiner als die Länge 18. Der Chip 17 hat eine Höhe 20 entlang einer Höhenrichtung, welche der Lichtemissionsrichtung 7 entspricht. Der Chip 17 weist ein vertikalemittie- rendes Halbleiterlaserbauteil 1 auf.
Figur 12 zeigt den Chip 17 aus Figur 11 in Draufsicht. Die Breite 19 entlang der Breitenrichtung erstreckt sich parallel zu der Vorzugsrichtung 5.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen, den Ausführungsbeispielen und den Figuren beschriebenen oder gezeigten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination zur Verwirklichung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung von Bedeutung sein. Bezuqszeichen
Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil 1
Mesa 2
Kontakt 3
Kontaktöffnung 4‘ Weitere Kontaktöffnung 4‘
Vorzugsrichtung 5
Oberflächengitter 6
Lichtemissionsrichtung 7
Graben 8
Kontaktanschluss 9‘ Kontaktanschluss 9‘“ Kontaktanschluss 9“‘“ Kontaktanschluss 9‘“0 Array 101 Drahtbondanschluss 112 Cap-layer 123 Chip-Code Beschriftung 134 Beschriftungssymbol 145 Leiterbahn 15 5‘ Leiterbahn 15‘6 Kreuzungsbereich 167 Chip 178 Länge 189 Breite 190 Höhe 20

Claims

Ansprüche Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) aufweisend ein Halbleitermaterial mit einer optischen Achse; eine Mesa (2) zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung (7); einen Kontakt (3) zum elektrischen Kontaktieren der Mesa (2), welcher eine Kontaktöffnung (4) aufweist; wobei die Kontaktöffnung (4) entlang einer Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse entlang der Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) aufweisend eine Mesa (2) zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung (7); einen Kontakt (3) zum elektrischen Kontaktieren der Mesa, welcher eine Kontaktöffnung (4) aufweist; ein Oberflächengitter (6) zum Polarisieren des Lichtes, welches bevorzugt in Lichtemissionsrichtung (7) oberhalb der Mesa (2) angeordnet ist; wobei die Kontaktöffnung (4) entlang einer Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächengitter (6) senkrecht oder parallel zu der Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) aufweisend eine Mesa
(2) zur Emission von Licht in einer Lichtemissionsrichtung (7); einen Kontakt
(3) zum elektrischen Kontaktieren der Mesa (2), welcher eine Kontaktöffnung (4) aufweist; wobei die Kontaktöffnung (4) entlang einer Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Mesa (2) in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung (7) eine ovale Form aufweist, welche sich in zumindest einem Bereich senkrecht oder parallel zu der Vorzugsrichtung (5) verjüngt.
4. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine weitere Kontaktöffnung (4‘) aufweist, welche entlang der Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist.
5. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei der Kontakt (3) eine Vielzahl von Kontaktanschlüssen (9, 9‘, 9“, 9‘“) umfasst; und von der Vielzahl an Kontaktanschlüssen (9, 9‘, 9“, 9‘“) zumindest zwei Kontaktanschlüsse (9) unterschiedlich dimensioniert sind und einer der unterschiedlich dimensionierten Kontaktanschlüsse (9) entlang der Vorzugsrichtung (5) oder senkrecht oder in einem 45-Grad-Winkel zu der Vorzugsrichtung (5) angeordnet ist.
6. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem zwei gegenüberliegende Kontaktanschlüsse (9, 9‘, 9“, 9‘“) im Wesentlichen gleich dimensioniert sind.
7. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; umfassend einen Graben (8), welcher die Mesa (2) zumindest teilweise umgibt; wobei der Graben (8) in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung (7) eine ovale Form aufweist, welche sich in zumindest einem Bereich senkrecht zu oder entlang der Vorzugsrichtung (5) verjüngt.
8. Vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein Kurvenverlauf des Kontaktes (3) einem Kurvenverlauf der Mesa (2) entspricht. Array (10) umfassend eine Vielzahl von vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteilen (1), wovon zumindest ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1), vorzugsweise alle vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist/sind. Array (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1) in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung (7) im Wesentlichen in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind. Array (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf das Array, bei dem die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1) in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung (7) hexagonal zueinander angeordnet sind. Array (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, bei dem die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1) in Draufsicht entlang der Lichtemissionsrichtung (7) rechteckig zueinander angeordnet sind. Array (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf das Array, umfassend zumindest vier vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteile (1), bei dem die zumindest vier vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1), vorzugsweise alle vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1), zwei Kontaktanschlüsse (9, 9‘) aufweisen und wobei jeweils zwei einander gegenüberliegende Kontaktanschlüsse (9, 9‘ , 9“, 9‘“) zweier vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1) über eine Leiterbahn (15, 10‘) miteinander verbunden sind; und wobei sich kreuzende Leiterbahnen (15, 15‘) zumindest innerhalb eines Kreuzungsbereichs (16) in Lichtemissionsrichtung (7) voneinander beab- standet und übereinanderliegend versetzt angeordnet sind. Array (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf das Array, umfassend eine Vielzahl von einzeln adressierbaren Arrayteilbereichen mit zumindest einem vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteil (1), wobei die Arrayteilbereiche eine unterschiedliche Polarisation aufweisen, insbesondere eine um 90-Grad verdrehte Polarisation, wobei vorzugsweise die vertikalemittierenden Halbleiterlaserbauteile (1) eines einzelnen Arrayteilbereichs eine einheitliche Polarisation aufweisen. Chip (17) umfassend ein vertikalemittierendes Halbleiterlaserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf das vertikalemittierende Halbleiterlaserbauteil (1) oder ein Array (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf das Array (10), welcher Chip (17) eine Höhe entlang der Lichtemissionsrichtung (7), sowie eine Breite und eine Länge senkrecht zu der Lichtemissionsrichtung (7) aufweist; wobei die Länge größer ist als die Breite und wobei die Länge und/oder die Breite entlang der Vorzugsrichtung (5) angeordnet sind.
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