发射辐射的激光构件和制造发射辐射的激光构件的方法与流程

本发明提出了一种发射辐射的激光构件。此外，本发明提出了一种用于制造发射辐射的激光构件的方法。

背景技术：

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提出一种特别可靠的发射辐射的激光构件。另外的待解决的目的在于，提出一种用于制造这种发射辐射的激光构件的方法。

2、根据至少一个实施方式，发射辐射的激光构件包括边缘发射激光二极管，所述边缘发射激光二极管被构造用于产生电磁激光辐射。例如，边缘发射激光二极管被构造用于从棱面发出电磁激光辐射。

3、边缘发射激光二极管例如具有主延伸平面。垂直方向垂直于主延伸平面伸展并且横向方向平行于主延伸平面伸展。此外，边缘发射激光二极管例如沿着主延伸方向延伸，该主延伸方向平行于横向方向中的一个横向方向定向。

4、例如，棱面布置在基本垂直于主延伸方向延伸的平面中。基本垂直意味着，侧面相对于主延伸方向的法线倾斜最多5°、尤其最多1°。电磁激光辐射尤其是单色的和相干的激光。电磁激光辐射例如是红外线(ir)辐射、可见光辐射或紫外线(uv)辐射。

5、根据至少一个实施方式，发射辐射的激光构件包括基底，在该基底上布置有边缘发射激光二极管。例如，基底尤其包括基板。基板具有在横向方向上延伸的主延伸平面。此外，基底例如具有主延伸方向，该主延伸方向平行于边缘发射激光二极管的主延伸方向伸展。

6、基底例如是边缘发射激光二极管的连接载体。通过基底，例如能够对边缘发射激光二极管通电。此外，边缘发射激光二极管例如能够通过基底散热。

7、基底例如利用金属的和/或陶瓷的材料形成或者由其构成。特别地，基板利用陶瓷材料形成或者由其构成。

8、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，边缘发射激光二极管包括接触层。通过接触层例如能够为边缘发射激光二极管的半导体主体通电。此外，边缘发射激光二极管的半导体主体例如能够通过基底散热。

9、接触层例如具有在垂直方向上的至少0.05微米并且最高5微米、例如大约1微米的高度。接触层例如包括下述金属中的一种或多种金属或者由以下金属构成：cu、ti、pt、au、ni、rh、pd、cr。

10、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，基底具有基底接片。特别地，基底包括基板和基底接片。基底接片例如布置在基板上。例如，基底接片与基板直接接触。

11、基底接片例如包括顶面和与顶面邻接的侧面。顶面尤其朝向边缘发射激光二极管。基底接片在横向方向上例如沿着边缘发射激光二极管的主延伸方向延伸。

12、基底接片的顶面例如经由侧面与基底接片的凹陷的外表面连接。例如，基底接片的凹陷的外表面仅局部地覆盖基板。基板的边缘区域例如没有基底接片的凹陷的外表面。

13、基底接片例如包括金属或由金属构成。例如，基底接片由与基板不同的材料形成。

14、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，接触层与基底接片借助于焊接层机械稳定地连接。特别地，边缘发射激光二极管和基底借助于焊接层机械稳定地连接。

15、焊接层例如具有在垂直方向上的至少0.5微米并且最高5微米、例如大约2微米的高度。焊接层例如包括金属或由金属构成。焊接层例如由ausn形成，其中，au的质量份额尤其为70％±5％。

16、在至少一个实施方式中，发射辐射的激光构件包括边缘发射激光二极管和基底，该边缘发射激光二极管被构造用于产生电磁激光辐射，边缘发射激光二极管布置在该基底上。边缘发射激光二极管包括接触层并且基底具有基底接片，其中，该接触层与该基底接片借助于焊接层机械稳定地连接。

17、例如可行的是，由晶片复合件组成的边缘发射激光二极管通过激光划线分离。激光二极管的半导体主体尤其基于gan。在激光划线中，例如激光二极管的半导体主体的gan材料分解成金属ga和n2。在此，所产生的氮尤其是挥发性的，从而所产生的镓作为炉渣保留在该半导体主体的侧面上。

18、例如边缘发射激光二极管在施加到基底上时被加热到大约300℃。由于纯镓例如具有29.76℃的液相线温度，因此在分离时留下的、尤其是可移动的镓剩余物能够导致激光二极管与没有基底接片的基底之间的直接接触。这例如导致了短路和分流。

19、在此描述的发射辐射的激光构件的构思特别地在于，边缘发射激光二极管与基板之间的距离与没有基底接片的基底相比有利地提高。通过边缘发射激光二极管与基底、尤其是基板的这种类型的空间分离，镓剩余物不能够建立激光二极管与基底、尤其是基板之间的直接的导电接触。这种发射辐射的激光构件有利地是特别可靠的。

20、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，边缘发射激光二极管具有带有接片的半导体主体。

21、例如半导体主体包括第一传导类型的第一半导体层序列和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层序列。半导体主体例如包括半导体基底，在该半导体基底上布置有第一半导体层序列和第二半导体层序列。

22、例如第一半导体层序列是p型掺杂的并且因此p型导电地构造。此外，第二半导体层序列例如是n型掺杂的并且因此n型导电地构造。因此，第一传导类型例如是p型传导类型，并且第二传导类型例如是n型传导类型。替代地，第一传导类型例如是n型传导类型，并且第二传导类型例如是p型传导类型。

23、半导体主体例如外延地生长。也就是说，例如第一半导体层序列和第二半导体层序列外延地在垂直方向上彼此重叠地生长并且在半导体基底上生长。

24、在第一半导体层序列与第二半导体层序列之间例如布置有有源区域，该有源区域被构造用于产生电磁辐射。例如，在有源区域中产生的电磁辐射在半导体主体中被转换成电磁激光辐射。与仅仅通过自发发射产生的电磁辐射相反，电磁激光辐射典型地具有非常高的相干长度、非常窄的发射谱和/或高的偏振度。

25、半导体主体优选地由iii/v化合物半导体形成或者具有iii/v化合物半导体。iii/v化合物半导体能够是砷化物化合物半导体、氮化物化合物半导体或磷化物化合物半导体。

26、例如半导体基底背离基底。也就是说，第一半导体层序列和第二半导体层序列例如朝向基底。

27、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，半导体主体的接片具有顶面和与顶面邻接的侧面。例如半导体主体的接片通过半导体主体的接片形升高的区域形成。半导体主体的接片例如作为凸起部从半导体主体的凹陷的外表面伸出。半导体主体的接片在横向方向上例如沿着边缘发射激光二极管的主延伸方向延伸。

28、凹陷的外表面例如布置在半导体主体的接片的侧边。例如半导体主体的接片的顶面经由半导体主体的接片的与顶面邻接的侧面与凹陷的外表面直接连接。特别地，顶面和侧面以及凹陷的外表面形成阶梯轮廓。

29、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，接触层覆盖半导体主体的接片的顶面和侧面以及半导体主体的凹陷的外表面。半导体主体的接片例如嵌入到接触层中。嵌入在此意味着，半导体主体的接片的顶面和侧面完全由接触层覆盖。例如半导体主体的接片的顶面和侧面与接触层直接接触。

30、半导体主体的凹陷的外表面例如仅部分地用接触层覆盖。例如凹陷的外表面的至少一个边缘区域没有接触层。在边缘区域中，半导体主体例如是可自由接近的。

31、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，半导体主体的接片和基底接片朝向彼此。特别地，半导体主体的接片和基底接片朝向彼此地定位。

32、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，基底接片的宽度小于半导体主体的宽度。例如，基底接片的宽度比半导体主体的宽度小至少20％、尤其是小至少50％。该宽度分别垂直于边缘发射激光二极管的主延伸方向延伸并且分别沿着边缘发射激光二极管的主延伸平面延伸。

33、基底接片和半导体主体尤其分别沿着激光二极管的主延伸方向延伸。基底接片例如在平面图中在半导体主体的第一侧面和半导体主体的第二侧面内延伸。基底接片和半导体主体在该情况下在横向方向上在平面图中完全地彼此重叠。

34、基底接片的侧面例如分别在横向方向上与半导体主体的第一侧面和半导体主体的第二侧面具有距离。通过这种距离，有利地防止了由于镓剩余物而导致的激光二极管与基底的短路。

35、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，半导体主体的接片在横向方向上不对称地布置在接触层中。例如接触层和半导体主体的接片在横向方向上都沿着边缘发射激光二极管的主延伸方向延伸。垂直于主延伸方向穿过接触层和半导体主体的接片的横截面例如不具有沿着主延伸方向的镜像对称性。

36、半导体主体的接片例如在横向方向上不居中地布置在接触层中。特别地，半导体主体的接片到半导体主体的第一侧面具有比到半导体主体的与第一侧面相对置的第二侧面更大的距离，或者反之亦然。

37、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，半导体主体包括第一传导类型的第一半导体层和与第一传导类型不同的第二传导类型的第二半导体层，并且第一半导体层朝向基底。

38、例如接触层布置在第一半导体层上。第一半导体层例如仅部分地由接触层覆盖。例如第一半导体层的至少一个边缘区域没有接触层。在边缘区域中，第一半导体层例如是可自由接近的。

39、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，第一传导类型是p型传导类型。

40、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，基底接片和接触层在平面图中在横向方向上彼此重叠。例如基底接片和接触层在横向方向上大部分具有相同的尺寸。在此，对于大部分而言相同的尺寸意味着，基底接片的宽度和接触层的宽度彼此相差最高+/-10％、尤其是最高+/-5％。宽度垂直于边缘发射激光二极管的主延伸方向延伸。

41、基底接片的长度例如大于接触层的长度。长度沿着边缘发射激光二极管延伸。

42、例如可行的是，基底接片和接触层具有相同的宽度。例如基底接片的至少一个侧面和接触层的至少一个侧面布置在沿垂直方向伸展的共同平面中。

43、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，焊接层在横向方向上不超出基底接片的至少一个侧面。例如基底接片的侧面基本没有焊接层。基本没有意味着，由于制造原因，焊接层的焊接材料的小颗粒能够布置在侧面上。

44、有利地因此能够进一步提高发射辐射的激光构件的可靠性。

45、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，在具有基底接片的基底上布置有金属层。例如金属层完全地覆盖基底接片。特别地，金属层完全覆盖了基底接片的顶面和与该顶面邻接的侧面。例如金属层与基底接片、尤其与顶面和侧面直接接触。此外，基板至少部分地被接触层覆盖。

46、金属层例如在垂直方向上具有至少0.1微米和最高0.5微米的高度。金属层例如包括下述金属中的一种或多种金属或者由金属构成：au、pt、ti。例如金属层包括多个层，其中，分别一个层由该金属中的一种金属形成。

47、通过金属层，基底特别可靠地与边缘发射激光二极管连接。

48、根据发射辐射的激光构件的至少一个实施方式，基底接片具有至少5微米和最高15微米的高度。例如基底接片在垂直方向上的高度大约为10微米。

49、此外，提出了一种用于制造发射辐射的激光构件的方法。借助该方法尤其能够制造在此描述的发射辐射的激光构件。也就是说，这里描述的发射辐射的激光构件能够借助所描述的方法制造或者将借助所描述的方法制造。因此结合发射辐射的激光构件公开的全部特征也结合该方法公开并且反之亦然。

50、根据方法的至少一个实施方式，提供一种包括接触层的边缘发射激光二极管。

51、根据方法的至少一个实施方式，提供具有基底接片的基底。例如将基底接片施加到基板上。

52、根据方法的至少一个实施方式，将焊接材料施加到基底接片或接触层上。特别地，焊接材料包括与焊接层相同的材料。

53、焊接材料例如具有在垂直方向上的至少1微米并且最高5微米、例如3微米的高度。例如焊接材料的高度大于焊接层的高度。

54、根据方法的至少一个实施方式，将边缘发射激光二极管施加到基底上。边缘发射激光二极管、尤其接触层和基底、尤其基底接片经由焊接材料彼此直接连接。

55、根据方法的至少一个实施方式，将焊接材料加热到第一温度。焊接材料例如被加热，使得焊接材料与边缘发射激光二极管、尤其接触层连接。此外，焊接材料例如被加热，使得焊接材料与基底、尤其基底接片连接。该连接例如是钎焊过程。

56、例如，第一温度具有至少200℃且最高400℃的温度。例如第一温度为大约300℃。焊接材料尤其在第一温度时具有液态聚集态。

57、根据方法的至少一个实施方式，通过冷却焊接材料产生焊接层。焊接层例如被冷却至第二温度。第二温度例如为30℃。通过冷却，焊接材料凝固。冷却后，焊接材料具有固态聚集态。

58、根据方法的至少一个实施方式，接触层与基底接片借助于焊接层机械稳定地连接。

59、根据方法的至少一个实施方式，将焊接材料沿横向方向不对称地施加在基底接片或接触层上。

60、垂直于主延伸方向穿过基底接片和/或接触层并且穿过焊接材料的横截面例如不具有沿着主延伸方向的镜像对称性。

61、焊接材料例如在横向方向上不居中地布置在基底接片上或接触层上。特别地，半导体主体的第一侧面的焊接材料与半导体主体的第二侧面相比具有更大的距离或者反之亦然。

62、例如能够通过虚拟线沿主延伸方向将基底和接触层划分为两个相等大小的部分，即第一部分和第二部分。如果半导体主体的接片布置在第一部分内，那么第二部分具有比第一部分更大量的焊接材料或者反之亦然。如果半导体主体的接片布置在第一部分内，那么第二部分尤其具有比第一部分更大的带有焊接材料的覆盖面，或者反之亦然。

63、根据方法的至少一个实施方式，根据焊接材料的量，焊接层不超出基底接片的至少一个侧面。特别地，根据第一部分和第二部分的焊接材料的覆盖面，焊接层不超出基底接片的侧面。例如基底接片的侧面基本没有焊接材料。基本没有意味着，由于制造原因，焊接层的焊接材料的小颗粒能够布置在侧面上。

64、根据方法的至少一个实施方式，在加热期间至少在局部利用激光工艺加热基底。通过激光工艺，仅能够在定位有基底接片的区域中局部地加热基底。例如用红外激光照射该区域。

65、根据方法的至少一个实施方式，在加热期间至少在局部利用激光工艺加热边缘发射激光二极管。通过激光工艺，边缘发射激光二极管仅能够在定位有接触层的区域中被加热。

66、替代地，能够借助于加热凸模从两侧加热边缘发射激光二极管和基底。