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Patent Searching and Data


Title:
LASER BARS HAVING TRENCHES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/144613
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a laser bar (1) comprising a semiconductor layer (11) having multiple layers and an active zone (15), wherein the active zone (15) is arranged in an x-y plane, wherein laser diodes (12) each form a mode space (4) in an x-direction between two end surfaces, wherein the mode spaces (4) of the laser diodes (12) are arranged next to one another in y-direction, wherein a trench (3) is provided in the semiconductor layer (11) between two mode spaces (4), wherein the trenches (3) extend in the x-direction, and wherein the trenches (3) extend from an upper side of the semiconductor layer (11), in the z-direction up to a predetermined depth in the direction of the active zone (15).

Inventors:
LOEFFLER, Andreas (Breslauerstr. 39, Neutraubling, 93073, DE)
VIERHEILIG, Clemens (Lutherstr. 19, Tegernheim, 93105, DE)
GERHARD, Sven (Bischof-Ketteler-Str. 36, Alteglofsheim, 93087, DE)
Application Number:
EP2017/054232
Publication Date:
August 31, 2017
Filing Date:
February 23, 2017
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (Leibnizstraße 4, Regensburg, 93055, DE)
International Classes:
H01S5/40
Foreign References:
EP0957548A21999-11-17
US20150287880A12015-10-08
DE19821544A11999-12-16
DE102009047791A12011-03-31
DE19644941C11998-01-15
DE10142656A12003-03-27
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWALTSKANZLEI WILHELM & BECK (Prinzenstr. 13, München, 80639, DE)
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Claims:
PATENTA S PRUCHE

Laserbarren (1) mit einer Halbleiterschicht (11) mit meh¬ reren Schichten und mit einer aktiven Zone (15), wobei die aktive Zone (15) in einer x-y-Ebene angeordnet ist, wobei Laserdioden (12) jeweils in einer x-Richtung zwischen zwei Endflächen einen Modenraum (4) ausbilden, wobei die Modenräume (4) der Laserdioden (12) nebeneinander in der y-Richtung angeordnet sind, wobei zwischen zwei Modenräumen (4) ein Graben (3) in der Halbleiterschicht (11) vorgesehen ist, wobei sich die Gräben (3) in der x- Richtung erstrecken, und wobei sich die Gräben (3) von einer Oberseite der Halbleiterschicht (11) in der z- Richtung in Richtung auf die aktive Zone (15) eine vorge¬ gebene Tiefe erstrecken.

Laserbarren nach Anspruch 1, wobei sich die Gräben (3) von einer Oberseite der Halbleiterschicht (11) in der z- Richtung bis in die aktive Zone (15) erstrecken.

Laserbarren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in y-Richtung zwischen zwei Gräben (3) eine zweite Laserdiode (12) mit einem zweiten Modenraum (4) angeordnet ist, wobei der zweite Modenraum (4) sich in der x-Richtung zwischen den zwei Endflächen erstreckt.

Laserbarren nach Anspruch 3, wobei zwischen den zwei Laserdioden (12), die zwischen zwei Gräben (3) angeordnet sind, ein zweiter Graben (7) vorgesehen ist, wobei der zweite Graben (7) entlang der x-Richtung verläuft, wobei der zweite Graben (7) eine kleinere Tiefe in der Z- Richtung als der erste Graben (3) aufweist.

Laserbarren nach Anspruch 3 oder 4, wobei zwischen den zwei Laserdioden (12), die zwischen zwei Gräben (3) angeordnet sind, ein zweiter Graben (7) vorgesehen ist, wobei der zweite Graben (7) entlang der x-Richtung verläuft, wobei der zweite Graben (7) eine kleinere Breite in der y-Richtung als der erste Graben (3) aufweist.

6. Laserbarren nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich der zweite Graben (7) in der Z-Richtung bis in die aktive Zone (15) der Laserdioden (12) erstreckt.

7. Laserbarren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in wenigstens einem zweiten Graben (7) absorbierendes Mate¬ rial (8) angeordnet ist, wobei das absorbierende Material (8) ausgebildet ist, um eine von einer Laserdiode (12) erzeugte elektromagnetische Strahlung wenigstens teilwei¬ se zu absorbieren.

8. Laserbarren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht (11) auf einem Substrat (16) angeordnet ist, und wobei die ersten Gräben (3) und/oder die zweiten Gräben (7) sich bis in das Substrat (16) erstrecken .

9. Laserbarren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laserbarren (1) auf einem Träger (10) montiert ist, wobei der Träger (10) insbesondere als Wärmesenke ausgebildet ist.

10. Laserbarren nach Anspruch 9, wobei der Laserbarren (1) mit der Seite, in der die Gräben (3) eingebracht sind, auf den Träger (10) montiert ist.

11. Laserbarren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gräben (3) eine Breite in der y-Richtung von 1 bis 100 ym, insbesondere um 50ym aufweisen.

12. Laserbarren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die zweiten Gräben (7) eine Breite in der y-Richtung von 1 bis lOOym, insbesondere um 50 ym aufweisen.

13. Laserbarren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das absorbierende Material (8) in den zweiten Graben (7) eingefüllt ist.

14. Laserbarren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das absorbierende Material (8) thermisch besser leitend ist als das Material der Halbleiterschicht (11) .

15. Laserbarren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei das absorbierende Material (8) ein Metall aufweist oder aus einem Metall, insbesondere aus einem Kontaktmetall be¬ steht .

16. Laserbarren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei zwischen dem absorbierenden Material (8) und der Halbleiterschicht (11) wenigstens in einem Abschnitt des zweiten Grabens (7) eine Isolationsschicht (18) ausgebildet ist und/oder, wobei zwischen dem absorbierenden Material (8) und der Halbleiterschicht (11) wenigstens in einem Ab¬ schnitt des Grabens (3) eine Isolationsschicht (18) aus¬ gebildet ist.

17. Laserbarren nach Anspruch 16, wobei der zweite Graben (7) und das absorbierende Material (8) bis unter die aktive Zone (15) geführt ist, wobei das absorbierende Material (8) elektrisch leitend ist, und wobei das absorbierende Material (8) des zweiten Grabens (7) mit einer elektri¬ schen Leitung (17) verbunden ist, wobei das absorbierende Material (8) eine elektrische Durchkontaktierung für die Halbleiterschicht unter der aktiven Zone (15) darstellt.

18. Verfahren zum Herstellen eines Laserbarrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht auf ein mit Gräben vorstrukturiertes Substrat abgeschie¬ den wird, wobei Gräben in der Halbleiterschicht gebildet werden, und/oder wobei die Gräben durch eine Strukturierung der Halbleiterschicht nach dem Abscheiden erzeugt werden, oder wobei durch einen ELOG Prozess beim Abscheiden der Halbleiterschicht die Gräben erzeugt werden.

Description:
LASERBARREN MIT GRABEN

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Laserbarren gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Laserbarrens gemäß Anspruch 18.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 103 358.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Im Stand der Technik ist aus DE 196 44 941 Cl ein Hochleis ¬ tungsdiodenlaser bekannt, wobei ein Laserbarren mit mehreren Laserdioden vorgesehen ist, wobei die Laserdioden durch Sollbruchstellen im Laserbarren voneinander getrennt sind. Nach dem Auflöten und nach dem Abkühlen des Laserbarrens auf eine Wärmesenke mit einem geringeren Ausdehnungskoeffizienten führen die Gräben zu Sollbruchstellen und zum Bruch. Durch die körperliche Aufspaltung des Laserbarrens wird die Verwendung eines Lotes mit bei Raumtemperatur geringer Duktilität mög ¬ lich, da eine Zerstörung der einzelnen Laserdioden des Laserbarrens in Folge mechanischer Verspannungen ausgeschlossen werden kann. Zudem ist zwischen zwei weiteren Laserdioden ein Graben in der Oberfläche eingebracht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Laserbarren mit mehreren Laserdioden bereitzustellen, wobei insbesondere eine mechanische Stabilität des Laserbarrens verbessert ist, und zudem optische Eigenschaften der Laserdi ¬ oden verbessert sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Laserbarren gemäß Patentanspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 18 gelöst.

In den abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des Laserbarrens angegeben. Es wird ein Laserbarren mit Halbleiterschichten mit einer aktiven Zone vorgeschlagen, wobei die aktive Zone in einer x-y- Ebene angeordnet ist, wobei Laserdioden jeweils in einer x- Richtung zwischen zwei Endflächen einen Modenraum ausbilden, wobei die Modenräume der Laserdioden nebeneinander in der y- Richtung angeordnet sind, wobei zwischen zwei Modenräumen ein erster Graben vorgesehen ist, wobei sich die ersten Gräben in der x-Richtung erstrecken, wobei die ersten Gräben eine vorgegebene Breite in der y-Richtung und eine vorgegebene Tiefe in der z-Richtung aufweisen. Durch die Gräben werden mechanische Verspannungen im Laserbarren reduziert. Die ersten Gräben erstrecken sich von einer Oberseite der Halbleiterschicht in der z-Richtung bis in die aktive Zone. Die ersten Gräben können sich von einer Oberseite der Halbleiterschicht in der z-Richtung in Richtung der aktiven Zone erstrecken, aber auch oberhalb der aktiven Zone enden. Dadurch wird eine Fokussie- rung der Stromdichte auf den gewünschten Bereich der aktiven Zone erreicht. In einer Ausführung können sich die Gräben auch über die aktive Zone hinaus erstrecken.

In einer Ausführung ist in y-Richtung zwischen zwei ersten Gräben eine zweite Laserdiode mit einem zweiten Modenraum angeordnet, wobei der zweite Modenraum sich in der x-Richtung zwischen den zwei Endflächen erstreckt.

In einer Ausführung ist zwischen den zwei Laserdioden, die zwischen zwei ersten Gräben angeordnet sind, ein zweiter Graben vorgesehen, wobei der zweite Graben entlang der x- Richtung verläuft, wobei der zweite Graben eine kleinere Tie- fe in der Z-Richtung als der erste Graben aufweist.

In einer Ausführung erstreckt sich der zweite Graben in der Z-Richtung bis in die aktive Zone der ersten und der zweiten Laserdiode. In einer Ausführung kann sich der zweite Graben bis über die aktive Zone hinaus erstrecken. In einer Ausführung erstreckt sich der zweite Graben in der Z-Richtung nicht bis in die aktive Zone der ersten und der zweiten Laserdiode, sondern endet oberhalb der aktiven Zone. In einer Ausführung sind die zweiten Gräben mit einem Material, insbesondere mit einem Material gefüllt, das elektromag ¬ netische Strahlung der Laserdiode absorbiert.

In einer Ausführung ist der Laserbarren auf einem Träger mon- tiert.

In einer Ausführung ist der Laserbarren mit der Seite, in der die Gräben eingebracht sind, nach unten auf den Träger montiert .

In einer Ausführung haben die ersten Gräben eine Breite in der y-Richtung von 1 bis 100 ym oder mehr, insbesondere eine Breite im Bereich von 50ym. In einer Ausführung haben die zweiten Gräben eine Breite in der y-Richtung von 1 bis lOOym oder mehr, insbesondere im Bereich von 50ym.

In einer Ausführung ist die Halbleiterschicht aus einem GaN Materialsystem, insbesondere aus einem GaN Materialsystem mit AI und/oder In gebildet.

In einer Ausführung ist das absorbierende Material in den zweiten Graben eingefüllt. Somit kann das absorbierende Mate- rial unabhängig vom Material der Halbleiterschicht ausgewählt werden. Dadurch bleibt das Schichtgefüge der Halbleiterschicht durch die Ausbildung des zweiten Grabens und die spä ¬ tere Auffüllung des zweiten Grabens unterbrochen. Somit wird eine Reduzierung von Schichtspannungen und ein geringerer Aufbau von Schichtspannungen in der Halbleiterschicht auch bei Temperaturänderungen erreicht. Zudem kann eine bessere Wahl des Materials für eine absorbierende und/oder eine ther ¬ misch leitende Funktion getroffen werden. Das absorbierende Material kann z.B. thermisch besser leitend sein als das Material der Halbleiterschicht. Dadurch kann eine bessere Wär ¬ meabfuhr von den aktiven Zonen erreicht werden. In einer Ausführung weist das absorbierende Material ein Me ¬ tall auf oder besteht aus einem Metall, insbesondere aus ei ¬ nem Kontaktmetall besteht. Metall weist eine gute Wärmeleit ¬ fähigkeit auf und kann mit zuverlässigen Verfahren in die zweiten Gräben eingebracht werden.

Bei der Ausführung des absorbierenden Materials aus einem elektrisch leitenden Material ist es vorteilhaft, zwischen dem absorbierenden Material und der Halbleiterschicht wenigs ¬ tens in einem Abschnitt des zweiten Grabens eine Isolations- schicht auszubilden, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den unterschiedlich dotierten Schichten der aktiven Zone zu vermeiden.

Bei der Ausführung des absorbierenden Materials aus einem elektrisch leitenden Material ist es vorteilhaft, wenn sich der erste Graben in oder durch die aktive Zone erstreckt, zwischen dem absorbierenden Material und der Halbleiterschicht wenigstens in einem Abschnitt des ersten Grabens eine Isolationsschicht auszubilden, um einen elektrischen Kurz- schluss zwischen den unterschiedlich dotierten Schichten der aktiven Zone zu vermeiden.

In einer Ausführung ist der zweite Graben und das absorbierende Material bis unter die aktive Zone geführt, wobei das absorbierende Material elektrisch leitend ist, und wobei das absorbierende Material des zweiten Grabens eine elektrische Durchkontaktierung für die Halbleiterschicht unter der aktiven Zone darstellt. Dabei ist ein oberer Abschnitt des Gra ¬ bens mit einer Isolationsschicht versehen. Dadurch kann eine einfache elektrische Kontaktierung der Schicht unterhalb der aktiven Zone erreicht werden, die zudem noch eine gute Wärme ¬ abfuhr ermöglicht. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Laserbarrens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungs ¬ form,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die weitere Ausführungsform der Fig. 3,

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere

Ausführungsform eines Laserbarrens,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf den Laserbarren der Fig. 5, Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere

Ausführungsform eines Laserbarrens,

Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt des Laserbarrens der Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines weiteren La ¬ serbarrens auf einem Träger,

Fig. 10 eine schematische Teilquerschnittdarstellung eines

Laserbarren mit einem aufgefüllten zweiten Graben, und Fig. 11 eine schematische Teilquerschnittdarstellung eines Laserbarren mit aufgefüllten ersten und zweiten Graben zeigt. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Laserbarren 1 im Querschnitt. Der Laserbarren 1 weist auf einer ersten Seite 2 Gräben 3 auf. Die Gräben 3 sind entlang einer x-Achse ausgerichtet, die senkrecht zur Blattebene steht. Die Gräben 3 erstrecken sich in der z-Achse bis zu einer vorgege- benen Tiefe. Zudem weisen die Gräben 3 in der y-Achse eine vorgegebene Breite auf. Die Breite der Gräben 3 liegt im Be ¬ reich von 1 bis lOOym, bevorzugst im Bereich von 50ym. Die Tiefe der Gräben 3 liegt im Bereich von 0,1 bis 10ym, insbesondere im Bereich von 5 ym. Der Laserbarren 1 weist im obe- ren Bereich eine Halbleiterschicht 11 mit mehreren Schichten auf, die in einer x-y-Ebene angeordnet ist und eine aktive Zone 15 zum Erzeugen elektromagnetscher Strahlung aufweist. Die Halbleiterschicht 11 ist auf einem Substrat 16 angeord ¬ net. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Gräben 3 bis unter die aktive Zone 15 der Halbleiterschicht 11 führen. Zudem können die Gräben 3 bis in das Substrat 16 führen. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auf das Substrat 16 auch verzichtet werden. Die Halbleiterschicht 11 weist eine Schichtenfolge auf, bei der z.B. ein p-n-Übergang zwischen einer positiv leitenden Halbleiterschicht und einer negativ leitenden Halbleiterschicht in der Weise ausgebildet ist, dass die aktive Zone 15 ausgebildet wird. Die aktive Zone 15 ist ausgebildet, um bei Anlegen einer vorgegebenen Spannung eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die aktive Schicht eine Quantentopfstruktur aufweisen. Die aktive Zone kann auch Quantentöpfe oder Quantentopfstrukturen aufweisen. Die Halbleiterschicht 11 weist in einer Ausführung auf einer p-Seite in Bezug auf die aktive Zone 15 mehrere übereinander angeordnete p dotierte Halb ¬ leiterschichten auf, die sich in der Dotierung und/oder in der Zusammensetzung unterscheiden können. Zudem weist die Halbleiterschicht 11 in einer Ausführung auf einer n-Seite in Bezug auf die aktive Zone 15 mehrere n dotierte Halbleiter ¬ schichten auf, die sich in der Dotierung und/oder in der Zusammensetzung unterscheiden können. Die Halbleiterschicht 11 kann eine Schichtfolge aus einem GaN Materialsystem mit AI und/oder In aufweisen oder aus einem GaN Materialsystem mit AI und/oder In bestehen.

Die Halbleiterschichtenfolge ist in der Weise ausgebildet, dass zwischen zwei Gräben 3 eine Laserdiode 12 ausgebildet ist, wobei die von der Laserdiode 12 erzeugte elektromagneti ¬ sche Strahlung in einer Mode 4 zwischen zwei Endflächen des Laserbarrens geführt wird. Die Endflächen sind jeweils in der z-y-Ebene angeordnet und wenigstens teilreflektierend ausge- bildet. Wenigstens eine Endfläche ist in der Weise ausgebil ¬ det, dass elektromagnetische Strahlung ausgekoppelt wird.

Durch die Gräben 3 können einzelne Laserdioden 15 unterteilt werden. Die Gräben 3 können z.B. eine Breite in der y-Achse von 10 ym bis 100 ym, bevorzugt im Bereich von 50 ym haben.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Anordnung der Fig. 1, wobei Stege 5 auf der ersten Seite 2 ausgebildet sind. Die Stege 5 sind entlang der x-Achse parallel zueinan ¬ der und zwischen zwei Endflächen 13,14 angeordnet. Die Stege 5 sind aus einem strukturierten Halbleitermaterial gebildet und bilden eine Ridgestruktur zur Führung einer optischen Mode der Laserdiode entlang der Längsrichtung. Die Stege 5 kön- nen eine Höhe in der Z-Richtung im Bereich von 1 bis 2000 nm haben. Zudem können die Stege 5 mit einem elektrischen Kontakt versehen sein, der einen ersten elektrischen Anschluss einer Laserdiode 12 darstellt. Unterhalb jedes Steges 5 wird beim Betrieb der Laserdiode 12 eine optische Mode 4 ausgebil- det. Zwischen den Stegen 5 sind die Gräben 3 in die erste

Seite 2 des Laserbarrens 1 eingebracht. Abhängig von der ge ¬ wählten Ausführungsform ist der ersten Seite 2 eine positiv dotierte Halbleiterschicht und einer gegenüberliegenden zwei- ten Seite 6 eine negativ dotierte Halbleiterschicht zugeord ¬ net .

Fig. 3 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Laserbarrens 1, die im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 ausgebildet ist, wobei je ¬ doch zwischen zwei Gräben 3 zwei Moden 4 angeordnet sind. Ab ¬ hängig von der gewählten Ausführung können auch mehr als zwei Moden 4 zwischen zwei Gräben 3 vorgesehen sein. Zu jeder Mode 4 kann ein entsprechender Steg gehören, die nicht explizit dargestellt sind.

Fig. 4 zeigt in einer teilperspektivischen Darstellung einen Teilausschnitt des Laserbarrens 1 der Fig. 3. Somit sind auch zwei Laserdioden 12 mit zwei Stegen 5 zwischen zwei Gräben 3 angeordnet, wobei jede Laserdiode 12 im Betrieb eine Mode 4 zwischen zwei Gräben 3 ausbilden kann. Auch bei dieser Ausführung können die Gräben 3 bis in das Substrat 16 reichen. Abhängig von der gewählten Ausführung können im Laserbarren 1 auch mehr als zwei Laserdioden 12 mit zwei Stegen 5 zwischen zwei Gräben 3 angeordnet sein, wobei jede Laserdiode 12 im Betrieb eine Mode 4 zwischen zwei Gräben 3 ausbilden kann.

Fig. 5 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Laserbarrens 1, die im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 ausgebildet ist, wobei je ¬ doch zwischen zwei Moden 4 von zwei Laserdioden 12, die zwischen zwei Gräben 3 angeordnet sind, jeweils ein zweiter Gra ¬ ben 7 angeordnet ist. Abhängig von der gewählten Ausführung können auch mehr als zwei Moden 4 zwischen zwei Gräben 3 vorgesehen sein. Jeweils zwischen zwei Moden 4 kann ein zweiter Graben 7 ausgebildet sein. Die zweiten Gräben 7 können eine Breite von 1 bis 100 ym, bevorzugt 50ym in der y-Richtung haben. Zudem können die zweiten Gräben 7 eine Tiefe von 0,3 bis 5 ym, bevorzugt von 1 ym in der Z-Richtung haben. Abhängig von der gewählten Ausführung können die zweiten Gräben 7 auch bis in das Substrat 16 reichen. Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt der Anordnung der Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung. Die Moden 4 sind jeweils in der y-Richtung mittig zwischen einem Graben 3 und einem zweiten Graben 7 angeordnet. In einer besonderen Ausführung weisen die Moden 4 einen möglichst großen Abstand von den Gräben 3 auf. Der Abstand zwischen zwei Moden 4 in der y-Richtung ist kleiner, insbesondere um mindestens 10%, vorzugsweise 20% kleiner als der Abstand einer Mode 4 vom be ¬ nachbarten Graben 3.

Mithilfe des zweiten Grabens 7, der in die erste Seite 2 ein ¬ gebracht ist, und der beispielsweise bis unter die aktive Zo ¬ ne der Halbleiterschicht 11 in der z-Richtung geführt ist, wird die Ausbildung von parasitären Moden in der Laserdiode 12 zusätzlich erschwert.

Die Moden 4 sind jeweils möglichst weit von den Gräben 3 be ¬ abstandet. Bei der Ausführungsform, bei der zwei Moden 4 zwischen zwei Gräben 3 angeordnet sind, ist der Abstand der zwei Moden 4 möglichst klein gewählt. Die Position der Moden 4 kann im Wesentlichen durch die Position der Stege 5 festgelegt werden.

Fig. 7 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Laserbarrens 1, der im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 5 ausgebildet ist, wobei je ¬ doch die zweiten Gräben 7 wenigstens teilweise oder vollständig mit einem absorbierenden Material 8 gefüllt ist. In dem dargestellten Beispiel ist auch ein Teil der Oberfläche des Laserbarrens 3 mit dem Material 8 aufgefüllt. In der X-

Richtung erstreckt sich das Material 8 beispielsweise über die gesamte Länge des Laserbarrens 1. Das absorbierende Mate ¬ rial 8 ist bei der Laserwellenlänge der Laserdiode absorbie ¬ rend ausgebildet. Das Material 8 kann beispielsweise ein bei der Wellenlänge der Laserdiode absorbierendes Dielektrikum sein. Alternativ können die zweiten Gräben 7 auch mit einem Schichtsystem gefüllt werden, wobei die erste Schicht nicht elektrisch leitend ausgebildet sein muss und die Absorption der Laserwellenlänge in wenigstens einer über der ersten Schicht liegenden zweiten Schichten stattfinden kann. Die wenigstens eine zweite Schicht kann wiederum die Laserwellen ¬ länge der Laserdiode absorbierende Dielektrika oder Halb- leitermaterialien aufweisen, oder Metalle wie z.B. Cr, Ti,

Pt, Au, etc. Das absorbierende Material 8 ist ausgebildet, um wenigstens 10%, insbesondere 50% oder sogar 80% oder mehr der elektromagnetischen Strahlung der Laserdioden zu absorbieren, die im Bereich der Gräben abgestrahlt wird. In analoger Weise zu den zweiten Gräben 7 können auch die Gräben 3 wenigstens teilweise oder vollständig mit einem absorbierenden Material 8 gefüllt sein. Dazu kann das gleiche Material wie bei den zweiten Gräben verwendet werden. Fig. 8 zeigt einen schematischen Teilausschnitt in perspekti ¬ vischer Darstellung der Anordnung der Fig. 7, bei der die Ausbildung der Metallschicht 8 transparent dargestellt ist, wobei die Metallschicht 8 in Form eines Streifens ausgebildet ist, der sowohl den zweiten Graben 7 als auch die Stege 5 der zwei Laserdioden überdeckt, die zwischen zwei Gräben 3 ange ¬ ordnet sind. Auch bei dieser Ausführung können mehr als zwei Laserdioden 12 mit zwei Moden 4 und entsprechenden Stegen 5 zwischen zwei Gräben 3 angeordnet sein. Zudem kann zwischen dem Material des Laserbarrens 3 und dem Material 8, insbeson- dere zwischen dem Steg 5 und dem Material 8 eine elektrische Isolationsschicht ausgebildet sein.

Abhängig von den gewählten Ausführungsformen der vorhergehenden Beispiele weisen die zweiten Gräben 7 eine geringere Tie- fe in der z-Richtung als die Gräben 3 auf. Zudem weisen abhängig von der gewählten Ausführungsform die zweiten Gräben 7 eine geringere Breite in der y-Richtung als die Gräben 3 auf. Die Gräben 3 und die zweiten Gräben 7 können im Querschnitt verschiedene Formen aufweisen.

Zusätzlich können die ersten und die zweiten Gräben 3,7 in x- Richtung bei allen Ausführungsbeispielen in Breite, Tiefe und/oder der Form variieren. Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Laserbarren 1, der über eine Verbindungsschicht 9, die beispiels ¬ weise aus einem Lotmaterial besteht, auf einem Träger 10 be- festigt ist. Der Träger 10 kann eine Wärmesenke darstellen, die Wärme vom Laserbarren 1 abführt.

Der Laserbarren 1 kann entweder p-seitig auf dem Träger 10 oder n-seitig auf dem Träger 10 beispielsweise über eine thermisch leitende Schicht, insbesondere ein Lotmaterial mon ¬ tiert sein.

Fig. 10 zeigt in einem schematischen Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines Laserbarrens 1, die im Wesent- liehen gemäß der Ausführungsform der Fig. 5 ausgebildet ist, wobei zwischen zwei Moden 4 von zwei Laserdioden 12, die zwischen zwei Gräben 3 angeordnet sind, jeweils ein zweiter Gra ¬ ben 7 angeordnet ist. Abhängig von der gewählten Ausführung können auch mehr als zwei Moden 4 zwischen zwei Gräben 3 vor- gesehen sein. Jeweils zwischen zwei Moden 4 kann ein zweiter Graben 7 ausgebildet sein. Die zweiten Gräben 7 können eine Breite von 1 bis 100 ym, bevorzugt 50ym in der y-Richtung haben. Zudem können die zweiten Gräben 7 eine Tiefe von 0,3 bis 5 ym, bevorzugt von 1 ym in der Z-Richtung haben. Abhängig von der gewählten Ausführung können die zweiten Gräben 7 von einer Oberseite der Halbleiterschicht 11 bis in einen Bereich der Halbleiterschicht 11 unterhalb der aktiven Zone 15 oder sogar bis in das Substrat 16 reichen. Die zweiten Gräben 7 sind mit einem absorbierenden Material 8 aufgefüllt, das eine höhere thermische Leitfähigkeit als das Material der Halb ¬ leiterschicht 11 aufweist. Durch das absorbierende Material 8 kann Wärme von den aktiven Zonen 14 der Laserdioden 12 gut nach unten in Richtung auf das Substrat 16 abgeführt werden. Die zweiten Gräben 7 können in einer weiteren Ausführung auch mit einem absorbierenden Material 8 aufgefüllt sein, das eine gleich große oder kleinere thermische Leitfähigkeit als das Material der Halbleiterschicht 11 aufweist. Fig. 11 zeigt in einem schematischen Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines Laserbarrens 1, die im Wesent ¬ lichen gemäß der Ausführungsform der Fig. 6 ausgebildet ist. Die zweiten Gräben 7 sind mit einer Isolationsschicht 18 be- deckt. Im zweiten Graben 7 ist ein elektrisch leitendes absorbierendes Material 8 eingebracht, das insbesondere eine höhere thermische Leitfähigkeit als das Material der Halb ¬ leiterschicht 11 aufweist. Der zweite Graben 7 ist ausgehend von der Oberseite der Halbleiterschicht 11 bis unter die ak- tive Zone 15 geführt. Das elektrisch leitende absorbierende

Material 8 ist bis auf einen unteren Endabschnitt, der unter ¬ halb der aktiven Zone 15 angeordnet ist, gegenüber der Halb ¬ leiterschicht 11 durch eine Isolationsschicht 18 elektrisch isoliert. Die Isolationsschicht 18 kann z.B. alle Seitenwände 19 der zweiten Gräben 7 bedecken. Eine Bodenfläche 20 der zweiten Gräben 7 ist frei von der Isolationsschicht 18. Die Isolationsschicht 18 kann z.B. aus einem Halbleiteroxid, ins ¬ besondere aus Siliziumoxid bestehen. Abhängig von der gewählten Ausführung kann eine elektrische Leitung 17 an eine Oberseite des elektrisch leitenden absorbierenden Materials 8 angeschlossen sein. Dadurch kann die Halbleiterschicht 11 unterhalb der aktiven Zone über das ab ¬ sorbierende Material 8 elektrisch kontaktiert werden. Zudem eignen sich elektrisch leitende Materialien für eine gute

Wärmeleitung im zweiten Graben 7. Durch das elektrisch leitende absorbierende Material 8 kann Wärme von den aktiven Zo ¬ nen 14 der Laserdioden 12 gut nach unten in Richtung auf das Substrat 16 abgeführt werden. Das elektrisch leitende Materi- al 8 weist z.B. ein Metall auf oder besteht aus einem Metall. Als Metall kann beispielsweise ein Kontaktmetall wie z.B. Gold verwendet werden. Die elektrische Leitung 17 kann z.B. als Bonddraht ausgebildet sein. Die Gräben 3 sind mit einer Isolationsschicht 18 bedeckt. Im Graben 3 ist ein elektrisch leitendes absorbierendes Material 8 eingebracht, das beispielsweise eine höhere thermische Leitfähigkeit als das Material der Halbleiterschicht 11 auf- weist. Die Graben 3 ist ausgehend von der Oberseite der Halb ¬ leiterschicht 11 bis unter die aktive Zone 15 geführt. Das elektrisch leitende absorbierende Material 8 ist bis auf ei ¬ nen unteren Endabschnitt, der unterhalb der aktiven Zone 15 angeordnet ist, gegenüber der Halbleiterschicht 11 durch eine Isolationsschicht 18 elektrisch isoliert. Die Isolations ¬ schicht 18 kann z.B. alle Seitenwände 19 der Gräben 3 bede ¬ cken. Eine Bodenfläche 20 der Gräben 3 ist frei von der Iso ¬ lationsschicht 18. Die Isolationsschicht 18 kann z.B. aus ei- nem Halbleiteroxid, insbesondere aus Siliziumoxid bestehen.

Abhängig von der gewählten Ausführung kann eine elektrische Leitung 17 an eine Oberseite des elektrisch leitenden absorbierenden Materials 8 angeschlossen sein. Dadurch kann die Halbleiterschicht 11 unterhalb der aktiven Zone über das ab ¬ sorbierende Material 8 elektrisch kontaktiert werden. Zudem eignen sich elektrisch leitende Materialien für eine gute Wärmeleitung im Graben 3. Durch das elektrisch leitende absorbierende Material 8 kann Wärme von den aktiven Zonen 14 der Laserdioden 12 gut nach unten in Richtung auf das Substrat 16 abgeführt werden. Das elektrisch leitende Material 8 weist z.B. ein Metall auf oder besteht aus einem Metall. Als Metall kann beispielsweise ein Kontaktmetall wie z.B. Gold verwendet werden. Die elektrische Leitung 17 kann z.B. als Bonddraht ausgebildet sein.

Abhängig von der gewählten Ausführung können auch nur die Gräben 3 oder die zweiten Gräben 7 mit einer Isolationsschicht 18 und einem elektrisch leitenden und absorbierenden Material 8 versehen sein.

Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch nur ein Teil der Gräben 3 und/oder ein Teil der zweiten Gräben 7 mit einer

Isolationsschicht 18 und einem elektrisch leitenden und ab- sorbierenden Material 8 versehen sein.

Reichen die Gräben 3 nicht bis in die aktive Zone 15, so kön ¬ nen die Gräben 3 auch mit einem elektrisch isolierenden und absorbierenden Material gefüllt sein. Reichen die Gräben 3 nicht bis in die aktive Zone 15, so können die Gräben 3 auch mit einem elektrisch leitenden und absorbierenden Material 8 aufgefüllt sein, wobei bei dieser Ausführung auf die Isolati- onsschicht 18 verzichtet werden kann. Reichen die zweiten

Gräben 7 nicht bis in die aktive Zone 15, so können die zwei ¬ ten Gräben 7 auch mit einem elektrisch leitenden und absorbierenden Material 8 aufgefüllt sein, wobei bei dieser Aus ¬ führung auf die Isolationsschicht 18 verzichtet werden kann. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch bei diesen Ausführungsformen eine elektrische Leitung 17 an eine Oberseite des elektrisch leitenden und absorbierenden Materials 8 angeschlossen sein. Die Ausführungen der Figuren 10 und 11 können auch mit Stegen 5 gemäß den Ausführungen der Fig. 8 versehen sein.

Die Gräben 3 und/oder die zweiten Gräben 7 können beispielsweise mithilfe eines ELOG-Verfahrens in der Halbleiterschicht 11 hergestellt werden. Das ELOG-Verfahren ist beispielsweise in DE 10142656 AI beschrieben und betrifft ein Verfahren, bei dem die Halbleiterschicht 11, die mehrere Schichten aufweist, mithilfe eines epitaktischen lateralen Überwachsverfahrens auf einer vorstrukturierten Maske in der Weise abgeschieden wird, dass die ersten und/oder die zweiten Gräben 3,7 aufgrund der Maske beim Abscheiden der Halbleiterschicht 11 aus ¬ gebildet werden.

Zudem können die ersten und/oder die zweiten Gräben 3,7 über eine Vorstrukturierung eines Substrates 16 mit entsprechenden Gräben und einem anschließenden Abscheiden der Halbleiterschichten auf die vorstrukturierte Seite hergestellt werden, wobei die ersten und/oder die zweiten Gräben in der Halbleiterschicht 11 beim Abscheiden der Halbleiterschicht ent- stehen. Weiterhin können die ersten und/oder die zweiten Gräben 3,7 nach dem Abscheiden der Halbleiterschicht 11 in die Halbleiterschicht 11 z.B. mithilfe von Ätzverfahren einge ¬ bracht werden. Abhängig von dem verwendeten Herstellungsverfahren können die ersten und/oder die zweiten Gräben 3 nur in der Halbleiterschicht 11 ausgebildet sein oder bis in das Substrat 16 rei- chen.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Laserbarren

2 erste Seite

3 Graben

4 Mode

5 Steg

6 zweite Seite

7 zweiter Graben

8 Material

9 VerbindungsSchicht

10 Träger

11 Halbleiterschicht

12 Laserdiode

13 erste Endfläche

14 zweite Endfläche

15 aktive Zone

16 Substrat

17 elektrische Leitung

18 Isolationsschicht

19 Seitenfläche zweiter Graben

20 Bodenfläche zweiter Graben