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1. WO2020109051 - COMPOSANT LASER SEMICONDUCTEUR OPTOÉLECTRONIQUE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN COMPOSANT LASER SEMICONDUCTEUR OPTOÉLECTRONIQUE

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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 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