OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERLASERBAUELEMENT UND OPTOELEKTRONISCHE ANORDNUNG

Es werden ein optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement und eine optoelektronische Anordnung angegeben. Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement und die optoelektronische Anordnung sind insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement anzugeben, das eine besonders hohe Leuchtdichte aufweist.

Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Anordnung anzugeben, das eine besonders hohe Leuchtdichte aufweist. Die optoelektronische Anordnung umfasst zumindest zwei optoelektronische Halbleiterlaserbauelemente .

Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Vorrichtungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren hervor.

Das Halbleiterlaserbauelement ist insbesondere zur Emission von kohärenter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement eine epitaktische Haiblei terschichtenf olge mit einem aktiven Bereich, der dazu eingerichtet ist, eine erste elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu erzeugen.

Insbesondere weist die epitaktische Haiblei terschichtenf olge eine Stapelrichtung auf, entlang der die Halbleiterschichten der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge epitaktisch aufgewachsen sind. Die Stapelrichtung steht auf einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge senkrecht .

Der aktive Bereich weist insbesondere einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung auf .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements basiert die epitaktische Halbleiterschichtenfolge und insbesondere der aktive Bereich auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial oder ist durch ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial gebildet. Nitrid- Verbindungshalbleitermaterialien sind Verbindungshalbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie die Materialien aus dem Materialsystem In _x Al _y Gai-x-yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x+y < 1. In der Regel ist eine aktive Schicht, die auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial beruht oder aus einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial gebildet ist, dazu eingerichtet, blaues oder ultraviolettes Licht zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement eine photonische Halbleiterschicht, die einen zweidimensionalen photonischen Kristall bildet und dazu eingerichtet ist, einen Resonator für die erste elektromagnetische Strahlung auszubilden.

Insbesondere basiert die photonische Halbleiterschicht auf dem gleichen Materialsystem wie die epitaktische Haiblei terschichtenf olge . Beispielsweise basiert die photonische Haiblei terschicht auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial oder ist aus einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial gebildet. Bei der photonischen Haiblei terschicht kann es sich um eine epitaktisch gewachsene Haiblei terschicht handeln, die nachträglich zur Bildung des photonischen Kristalls mit einer Struktur versehen ist.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die photonische Haiblei terschicht ein anderes Material aufweist oder aus einem anderen Material gebildet ist als die epitaktische Haiblei terschichtenf olge . Beispielsweise basiert die photonische Haiblei terschicht auf einem transparenten leitenden Oxid (kurz: TCO für englisch: „transparent conductive oxide") oder weist ein oder mehrere TCOs auf .

Transparente leitende Oxide sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnOz oder InzOs gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnzSnO4, ZnSnOs, MgInzO4, GalnOs, ZnzInzOs oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können weiterhin auch p- sowie n-dotiert sein. Der photonische Kristall weist, äquivalent zur elektronischen Bandlücke von Halbleitern, eine optische Bandlücke für Photonen auf . Photonen mit Energien innerhalb der photonischen Bandlücke können sich nicht in dem photonischen Kristall ausbreiten und werden von dem photonischen Kristall reflektiert. Die photonische Bandlücke im photonischen Kristall bildet sich aufgrund periodischer Strukturen aus mindestens zwei voneinander verschiedenen Materialien aus, die der photonische Kristall umfasst oder aus denen der photonische Kristall gebildet ist. Die Dimension des photonischen Kristalls wird durch die Dimension der Periodizität der Struktur festgelegt. Insbesondere umfasst der zweidimensionale photonische Kristall Strukturen, die in zwei Raumrichtungen periodisch ausgebildet sind.

Beispielsweise weist der zweidimensionale photonische Kristall eine Struktur auf, die aus luftgefüllten, periodisch angeordneten Aussparungen gebildet ist. Die Aussparungen können beispielsweise säulenförmig ausgebildet und parallel zur Stapelrichtung der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein. Abstände zwischen direkt benachbarten Aussparungen und/oder Durchmesser der Aussparungen weisen insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches des vierten Teils der Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung auf .

Der aktive Bereich ist zur Erzeugung einer ersten elektromagnetischen Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs eingerichtet. Die erste elektromagnetische Strahlung umfasst insbesondere ein globales Intensitätsmaximum bei einer ersten Peak-Wellenlänge innerhalb des ersten Wellenlängenbereichs. Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement ein Konversionselement, das zur Konversion der ersten elektromagnetischen Strahlung in eine zweite elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs eingerichtet ist. Insbesondere bewirkt das Konversionselement eine Konversion hin zu größeren Wellenlängen. Mit anderen Worten, eine zweite Peak- Wellenlänge der zweiten elektromagnetischen Strahlung ist größer als die erste Peak-Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung. Beispielsweise tritt eine Mischstrahlung, umfassend einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlung und einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlung, aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement aus. Die Mischstrahlung weist beispielsweise eine weiße Farbe auf . Alternativ ist eine möglichst vollständige Umwandlung der ersten elektromagnetischen Strahlung zu zweiter elektromagnetischer Strahlung möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements propagiert die erste elektromagnetische Strahlung innerhalb des Resonators parallel einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge . Bevorzugt steht so eine große Fläche zur Ausbildung des Resonators zur Verfügung. Die Haupterstreckungsebene erstreckt sich quer, insbesondere senkrecht zur Stapelrichtung der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge . Beispielsweise umfasst der Resonator zumindest eine optische Achse, die sich entlang einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge erstreckt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist eine Emissionsrichtung quer zur Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge ausgerichtet. Die Emissionsrichtung, ist die Richtung, in der ein Großteil der elektromagnetischen Strahlung aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement austritt. Bevorzugt ist das Konversionselement der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge in der Emissionsrichtung nachgeordnet.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements tritt die erste elektromagnetische Strahlung in der Emissionsrichtung aus der photonischen Haiblei terschicht aus. Mit anderen Worten, die erste elektromagnetische Strahlung tritt quer zur Haupterstreckungsebene der Haiblei terschichtenfolge aus der photonischen Halbleiterschicht aus.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements liegt der erste Wellenlängenbereich im blauen oder ultravioletten Spektralbereich. Eine erste elektromagnetische Strahlung im blauen oder ultravioletten Spektralbereich ist besonders geeignet zur Konversion in eine zweite elektromagnetische Strahlung. Insbesondere kann damit ein weißer Farbeindruck bei einem Betrachter der Mischstrahlung umfassend die erste und zweite elektromagnetische Strahlung hervorgerufen werden. Weiterhin ist so auch die Erzeugung andersfarbiger elektromagnetischer Strahlung als Mischstrahlung oder durch vollständige Konversion in den zweiten Wellenlängenbereich möglich . Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement :

- eine epitaktische Halbleiterschichtenf olge mit einem aktiven Bereich, der dazu eingerichtet ist, eine erste elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu erzeugen,

- eine photonische Halbleiterschicht, die einen zweidimensionalen photonischen Kristall bildet und dazu eingerichtet ist, einen Resonator für die erste elektromagnetische Strahlung auszubilden, und

- ein Konversionselement, das zur Konversion der ersten elektromagnetischen Strahlung in eine zweite elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs eingerichtet ist, wobei

- die erste elektromagnetische Strahlung innerhalb des Resonators parallel einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge propagiert,

- eine Emissionsrichtung quer zur Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenf olge ausgerichtet ist,

- die erste elektromagnetische Strahlung in der Emissionsrichtung aus der photonischen Haiblei terschicht austritt, und

- der erste Wellenlängenbereich im blauen oder ultravioletten Spektralbereich liegt.

Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit sehr hohen Leuchtdichten kommen häufig Laserbauelemente zum Einsatz. Bedingt durch die notwendigen Spiegel in üblichen Laserbauelementen ist ein Herstellungsaufwand erhöht und es werden höhere Anforderungen an eine hermetische Verkapselung zum Schutz der Spiegel gestellt. Ferner ist es nur schwer möglich, ein Laserbauelement direkt mit einem Konversionselement zu einer weiß emittierenden Lichtquelle zu kombinieren, da eine sehr hohe Leuchtdichte auch zu einer inhomogenen Anregung eines Konversionselements führen kann.

Das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterlaserbauelement macht unter anderem von der Idee Gebrauch, ein hier beschriebenes Halbleiterlaserbauelement mit einer photonischen Halbleiterschicht und einem Konversionselement zu verwenden. Die photonische Halbleiterschicht ermöglicht eine vorteilhaft hohe Leuchtdichte, die besonders homogen verteilt auf dem Konversionselement auftrifft. Ferner kann durch die photonische Halbleiterschicht auf empfindliche Spiegel an Außenflächen des Halbleiterlaserbauelements verzichtet werden. So ist eine hermetische Verkapselung des Halbleiterlaserbauelements nicht zwingend notwendig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist ein Aufwachssubstrat unmittelbar an der Haiblei terschichtenfolge angeordnet und das Konversionselement ist auf einer der Haiblei terschichtenfolge abgewandten Seite des Aufwachssubstrates an dem Aufwachssubstrat angeordnet. Mit anderen Worten, das Aufwachssubstrat ist zwischen der Haiblei terschichtenfolge und dem Konversionselement angeordnet. Die Schichten der epi taktischen Haiblei terschichtenfolge sind auf dem Aufwachssubstrat auf gewachsen . Das Aufwachssubstrat ist bevorzugt mit dem Material der Haiblei terschichtenfolge gebildet.

Beispielsweise ist das Aufwachssubstrat mit Galliumnitrid oder Saphir gebildet. Das Aufwachssubstrat ist insbesondere durchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung ausge führt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist das Aufwachssubstrat zumindest bereichsweise Poren aufweist. Insbesondere weisen die Poren einen mittleren Durchmesser von mindestens 10 nm, bevorzugt von mindestens 100 nm, besonders bevorzugt von mindestens 200 nm auf .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist das Aufwachssubstrat eine Dicke von höchstens 100 pm, insbesondere von höchstens 50 pm auf . Bevorzugt ist das Aufwachssubstrat auf diese Dicke abgedünnt und weist Spuren eines Abtragsprozesses auf . Ein dünnes Aufwachssubstrat ermöglicht eine besonders ungehinderte Transmission der ersten elektromagnetischen Strahlung durch das Auf wachs subs trat .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das Konversionselement zumindest teilweise in das Aufwachssubstrat eingebettet. Beispielsweise umfasst das Konversionselement Quantenpunkte oder Nano Dashs, die in Poren des Aufwachssubstrates eingebettet sind. Vorteilhaft entfällt somit ein Brechungsindexsprung zwischen dem Konversionselement und dem Aufwachssubstrat .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das Aufwachssubstrat mit einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, bevorzugt mit Galliumnitrid, gebildet. In ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial können vorteilhaft große Poren eingebracht werden. Beispielsweise können Poren und feine Kanäle in das Aufwachssubstrat mittels einer geeigneten Ätzlösung eingebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements umfasst die photonische Halbleiterschicht eine Kontaktschicht mit einem ersten Kontaktbereich und einem zweiten Kontaktbereich, wobei der erste Kontaktbereich mit einem von dem zweiten Kontaktbereich verschiedenen Material gebildet ist. Insbesondere ist der erste Kontaktbereich entlang einer Haupterstreckungsebene des Resonators angeordnet. Der zweite Kontaktbereich ist bevorzugt an einer der Haiblei terschichtenfolge abgewandten Seite der photonischen Haiblei terschicht angeordnet.

Besonders bevorzugt erstreckt sich der zweite Kontaktbereich bis zur Haiblei terschichtenfolge und grenzt an diese an.

Der erste Kontaktbereich weist für die erste elektromagnetische Strahlung insbesondere eine höhere optische Strahlungsdurchlässigkeit auf als der zweite Kontaktbereich. Eine hohe Strahlungsdurchlässigkeit ergibt vorteilhaft niedrige optische Verluste in dem Resonator der photonischen Haiblei terschicht .

Der zweite Kontaktbereich weist insbesondere eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der erste Kontaktbereich auf. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit ergibt einen vorteilhaft niedrigen elektrischen Widerstand für die Injektion von Ladungsträgern in die Haiblei terschichtenf olge .

Beispielsweise sind der erste und der zweite Kontaktbereich mit unterschiedlichen TCO-Materialien gebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements umfasst die

Haiblei terschichtenfolge einen ersten Halbleiterbereich einer ersten Leitfähigkeit und einen zweiten Halbleiterbereich einer zweiten Leitfähigkeit, der zweite Halbleiterbereich weist eine p-Leitfähigkeit auf, und der zweite Halbleiterbereich ist zwischen dem aktiven Bereich und der photonischen Haiblei terschicht angeordnet. Mit anderen Worten, die photonische Haiblei terschicht grenzt an den zweiten Halbleiterbereich an.

Der erste Halbleiterbereich und der zweite Halbleiterbereich umfassen bevorzugt Mantelstrukturen, Wellenleiterstrukturen und weitere Strukturen zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge. Die erste Leitfähigkeit unterscheidet sich bevorzugt von der zweiten Leitfähigkeit. Insbesondere ist die erste Leitfähigkeit eine n-Leit f ähigkei t und die zweite Leitfähigkeit eine p-Leitfähigkeit.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist die epitaktische

Haiblei terschichtenfolge auf einem Träger angeordnet, das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement ist frei von einem Aufwachssubstrat und das Konversionselement ist auf einer dem Träger gegenüberliegenden Seite der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge angeordnet. Durch die Abwesenheit eines Aufwachssubstrates erfolgt eine besonders ungestörte Emission der ersten elektromagnetischen Strahlung. Der Träger ist beispielsweise mit einem der folgenden Materialien gebildet: Diamant, Si, Ge, SiC, AIN, Direct Bonded Copper (DBC) . Bevorzugt ist der Träger mechanisch selbsttragend und verleiht dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement eine ausreichend mechanische Stabilität. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements umfasst die photonische Haiblei terschicht eine strahlungsdurchlässige Funktionsschicht und eine Mehrzahl von Aussparungen, wobei die Funktionsschicht zumindest teilweise zwischen den Aussparungen und der Haiblei terschichtenfolge angeordnet ist. Die Funktionsschicht ist insbesondere in der Haupterstreckungsebene des Resonators der photonischen Halbleiterschicht angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist die Funktionsschicht mit einem Halbleitermaterial gebildet. Insbesondere ist die Funktionsschicht mit dem gleichen Halbleitermaterial wie die Haiblei terschichtenfolge gebildet. Vorteilhaft kann so ein Brechungsindexsprung zwischen der Halbleiterschichtenfolge und der Funktionsschicht vermieden werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements weist die Funktionsschicht zumindest eine erste Markierungsschicht auf . Die Markierungsschicht ist insbesondere mit dem Material der Funktionsschicht gebildet und weist eine abweichende Dotierung auf . Beispielsweise ist so ein Erreichen der Markierungsschicht in einem Plasmaätzprozess erkennbar. Mittels der Markierungsschicht ist eine bessere Genauigkeit bei der Herstellung der Aussparungen mit einer gewünschten Tiefe in der photonischen Haiblei terschicht möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen

Halbleiterlaserbauelements umfasst die

Haiblei terschichtenfolge einen ersten Halbleiterbereich einer ersten Leitfähigkeit und einen zweiten Halbleiterbereich einer zweiten Leitfähigkeit, der erste Halbleiterbereich weist eine n-Leit f ähigkei t auf, und der erste Halbleiterbereich ist zwischen dem aktiven Bereich und der photonischen Haiblei terschicht angeordnet. Mit anderen Worten, die photonische Haiblei terschicht grenzt an den ersten Halbleiterbereich an. Eine Injektion von elektrischen Ladungsträgern in den ersten Halbleiterbereich erfolgt bevorzugt über die photonische Halbleiterschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das Konversionselement in einem Abstand zu der Haiblei terschichtenf olge angeordnet. Das Konversionselement ist somit ein sogenannter Near- to-Chip-

Converter .

Das Konversionselement umfasst beispielsweise einen Rahmenkörper, der über ein Justageelement an dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement montiert ist. Der Rahmenkörper umgibt das Konversionselement bevorzugt randseitig umlaufend. Das Justageelement ist insbesondere in Kontakt mit der Haiblei terschichtenf olge . Das Justageelement umfasst beispielsweise einen mittels additiver Fertigung hergestellten Körper. Bevorzugt ist das Justageelement mit Metall gebildet.

Vorteilhaft ist das Konversionselement nicht in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenfolge und kann eine besonders große Ausdehnung in der Emissionsrichtung aufweisen. Insbesondere weist das Konversionselement eine Ausdehnung in der Emissionsrichtung von mehr als 100 pm und bevorzugt von mehr als 1000 pm auf . Der Abstand des Konversionselements von der

Haiblei terschichtenfolge in Emissionsrichtung liegt bevorzugt innerhalb der Kohärenzlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere beträgt der Abstand mindestens 1 gm, bevorzugt mindestens 10 gm und besonders bevorzugt mindestens 50 gm .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements unterscheiden sich Tiefen der Aussparungen um mindestens 10 nm, insbesondere um mindestens 100 nm. Die Tiefe der Aussparungen entspricht einer Ausdehnung der Aussparungen parallel zur Emissionsrichtung. Mittels unterschiedlicher Tiefen kann eine unerwünschte Periodizität in der photonischen Halbleiterschicht vermindert werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements umfasst das Konversionselement eine Mehrzahl von Konversionsbereichen, die in einem Formkörper eingebettet sind. Die Konversionsbereiche sind insbesondere mit Quantenpunkten oder Nano Dashs gebildet. Quantenpunkte und Nano Dashs lassen sich besonders einfach in kleine Poren eines porösen Materials einbringen. Porös meint hier und im Folgenden ein Material mit Poren einer mittleren Größe von mindestens 10 nm, bevorzugt von mindestens 100 nm, besonders bevorzugt von mindestens 200 nm. Insbesondere können Fremdmaterialien in die Poren des Aufwachssubstrates eingebracht werden. Der Formkörper ist vorteilhaft mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet. Beispielsweise ist der Formkörper mit Galliumnitrid gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen

Halbleiterlaserbauelements ist ein wellenlängenselektives Filterelement zwischen der Haiblei terschichtenfolge und dem Konversionselement angeordnet. Das Filterelement weist bevorzugt eine höhere Durchlässigkeit für die erste elektromagnetische Strahlung auf als für die zweite elektromagnetische Strahlung. Das Filterelement ist insbesondere durchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung und reflektierend für die zweite elektromagnetische Strahlung. Vorteilhaft ist so ein Anteil der zweiten elektromagnetischen Strahlung an einer emittierten Mischstrahlung erhöht. Beispielsweise erfolgt so eine möglichst vollständige Umwandlung der ersten elektromagnetischen Strahlung zu zweiter elektromagnetischer Strahlung .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist dem Konversionselement in der Emissionsrichtung ein Optikelement nachgeordnet. Das Optikelement ist beispielsweise eine Linse zur Strahl formung . Insbesondere ist das Optikelement eine Kollimationslinse für die aus dem Halbleiterlaserbauelement austretende elektromagnetische Strahlung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist eine Antireflexbeschichtung zwischen dem Konversionselement und der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Eine Antireflexbeschichtung erhöht beispielsweise einen Anteil von erster elektromagnetischer Strahlung, die in das Konversionselement eintritt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement weist das Konversionselement eine laterale Ausdehnung auf, die mindestens einem einfachen und höchstens dem fünffachen Durchmesser eines Strahls der von der photonischen Haiblei terschicht emittierten elektromagnetischen Strahlung entspricht. So kann eine besonders gute Ausnutzung der ersten elektromagnetischen Strahlung erfolgen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist das Konversionselement mit einer Keramik gebildet. Ein mit Keramik gebildetes Konversionselement kann in einem separaten Herstellungsverfahren hergestellt werden. Insbesondere ist das Konversionselement mechanisch selbsttragend ausgeführt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements ist auf einer dem Konversionselement gegenüberliegenden Seite der Halbleiterschichtenfolge ein Reflektor angeordnet. Bevorzugt umfasst der Reflektor eine Mehrzahl von ersten und zweiten reflektiven Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes. Die ersten und zweiten reflektiven Schichten sind insbesondere in einer alternierenden Reihenfolge angeordnet, um einen Distributed Bragg Reflektor (DBR) für die erste elektromagnetische Strahlung zu bilden. Alternativ umfasst der Reflektor ein Metall mit einer hohen optischen Ref lektivität für die erste elektromagnetische Strahlung. Beispielweise ist der Reflektor mit einem der folgenden Metalle gebildet: Aluminium, Silber, Gold. Vorteilhaft ist zwischen dem Reflektor und der Haiblei terschichtenfolge ein strahlungsdurchlässiges Dielektrikum angeordnet.

Es wird weiter eine optoelektronische Anordnung angegeben. Die optoelektronische Anordnung umfasst insbesondere zumindest zwei der hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelemente. Das heißt, sämtliche in Zusammenhang mit dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement offenbarten Merkmale sind auch für die optoelektronische Anordnung offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Anordnung zumindest zwei optoelektronische Halbleiterlaserbauelemente, wobei die Halbleiterlaserbauelemente eine zusammenhängende epitaktische Haiblei terschichtenfolge aufweisen. Die Halbleiterlaserbauelemente sind insbesondere individuell ansteuerbar. Die Ausbildung von mehreren Halbleiterlaserbauelementen in einer epitaktischen Halbleiter schichtenfolge ermöglicht eine besonders einfache Herstellung einer optoelektronischen Anordnung mit einer hohen Dichte von einzeln ansteuerbaren Halbleiterlaserbauelementen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung unterscheiden sich die Wellenlängen der zweiten elektromagnetischen Strahlungen der Halbleiterlaserbauelemente um mindestens 5 nm, bevorzugt um mindestens 10 nm voneinander. Unerwünschte Interferenzeffekte, wie beispielsweise Speckles, können so gezielt reduziert werden.

Ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement eignet sich insbesondere zum Einsatz als kompakte Lichtquelle mit einer hohen Leuchtdichte, beispielsweise in Scheinwerfern für

Kraftfahrzeuge oder Bühnenbeleuchtung. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements und der optoelektronischen Anordnung ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ,

Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ,

Figur 3 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ,

Figur 4 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ,

Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel , Figur 6 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel ,

Figur 7 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel ,

Figur 8 eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements gemäß einem achten Ausführungsbeispiel, und

Figur 9 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende 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 Dars tellbarkei t und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 umfasst eine epitaktische Haiblei terschichtenfolge 10 mit einem aktiven Bereich 103, der zwischen einem ersten Halbleiterbereich 101 einer ersten Leitfähigkeit und einem zweiten Halbleiterbereich 102 einer zweiten Leitfähigkeit angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, eine erste elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu erzeugen. Die erste Leitfähigkeit ist eine n-Lei tf ähigkei t und die zweite Leitfähigkeit ist eine p- Leitfähigkeit. Der erste Halbleiterbereich 101 und der zweite Halbleiterbereich 102 umfassen bevorzugt optische Mantelstrukturen und Wellenleiterstrukturen.

Die epitaktische Haiblei terschichtenfolge 10 weist eine Stapelrichtung auf, entlang der die Halbleiterschichten der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge 10 epitaktisch aufgewachsen sind. Die Stapelrichtung steht auf einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge 10 senkrecht.

Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 umfasst ferner eine photonische Haiblei terschicht 20, die einen zweidimensionalen photonischen Kristall mit einer Mehrzahl von Aussparungen 201 umfasst und dazu eingerichtet ist, einen Resonator für die erste elektromagnetische Strahlung auszubilden. Der Resonator weist zumindest eine optische Achse R entlang einer Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge auf .

Die photonische Halbleiterschicht 20 umfasst eine strahlungsdurchlässige Funktionsschicht 204. Die Funktionsschicht 204 ist zumindest teilweise zwischen den Aussparungen 201 und der Halbleiterschichtenf olge 10 angeordnet. Die Funktionsschicht 204 ist insbesondere in der Haupterstreckungsebene des Resonators der photonischen Haiblei terschicht 20 angeordnet. Die Funktionsschicht 204 ist mit einem Halbleitermaterial, insbesondere einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial, gebildet. Bevorzugt ist die Funktionsschicht 204 mit dem gleichen Halbleitermaterial wie die Haiblei terschichtenfolge 10 gebildet. Vorteilhaft kann so ein Brechungsindexsprung zwischen der Haiblei terschichtenfolge 10 und der Funktionsschicht 204 entfallen .

Die Funktionsschicht 204 umfasst einen mehrschichtigen Aufbau. Die Funktionsschicht 204 umfasst eine erste Markierungsschicht 205 und eine zweite Markierungsschicht 206. Die Markierungsschichten 205, 206 sind insbesondere mit dem Material der Funktionsschicht 204 gebildet und weisen eine abweichende Dotierung auf. Beispielsweise ist so ein Erreichen der Markierungsschichten 205, 206 in einem Plasmaätzprozess erkennbar. Mittels der Markierungsschichten 205, 206 ist eine bessere Genauigkeit bei der Herstellung der Aussparungen 201 mit einer gewünschten Tiefe in der photonischen Haiblei terschicht 20 möglich.

Die Aussparungen 201 weisen unterschiedliche Tiefen auf. Die Tiefe der Aussparungen 201 entspricht einer Ausdehnung der Aussparungen 201 parallel zur Emissionsrichtung W und quer zur optischen Achse R des Resonators. Die Tiefen der Aussparungen 201 unterscheiden sich um mindestens 10 nm, insbesondere um mindestens 100 nm. Mittels unterschiedlicher Tiefen kann eine unerwünschte Periodizität in der photonischen Haiblei terschicht 20 vermindert werden.

Ein erster Teil der Aussparungen 201 erstreckt sich ausgehend von einer der Halbleiterschichtenfolge 10 abgewandten Seite bis zur ersten Markierungsschicht 205 in einer ersten Tiefe TI und ein zweiter Teil der Aussparungen 201 erstreckt sich ausgehend von einer der Halbleiterschichtenf olge 10 abgewandten Seite bis zur zweiten Markierungsschicht 206 in einer zweiten Tiefe T2.

Ferner umfasst die photonische Halbleiterschicht 20 ein Dielektrikum 203. Das Dielektrikum 203 ist beispielsweise randseitig umlaufend um die Aussparungen 201 herum angeordnet .

Eine Emissionsrichtung E ist quer zur Haupterstreckungsebene der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge 10 ausgerichtet. Die Emissionsrichtung E ist die Richtung, in der ein Großteil der elektromagnetischen Strahlung aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 austritt. Die erste elektromagnetische Strahlung tritt in der Emissionsrichtung aus der photonischen Halbleiterschicht 20 aus. Mit anderen Worten, die erste elektromagnetische Strahlung tritt quer zur Haupterstreckungsebene der Haiblei terschichtenfolge 10 aus der photonischen Haiblei terschicht 20 aus.

Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 umfasst zudem ein Konversionselement 30, das zur Konversion der ersten elektromagnetischen Strahlung in eine zweite elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs eingerichtet ist. Das Konversionselement 30 ist der epitaktischen Halbleiterschichtenf olge 10 in der Emissionsrichtung E nachgeordnet. Zwischen dem Konversionselement 30 und der photonischen Haiblei terschicht 20 ist eine Kontaktschicht 40 angeordnet. Die Kontaktschicht 40 ist mit einem elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt einem ITO, gebildet. Die Kontaktschicht 40 ist strahlungsdurchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung . Das Konversionselement 30 ist als „on-chip" Konverter ausgeführt und unmittelbar auf der Kontaktschicht 40 angeordnet. Beispielsweise ist ein strahlungsdurchlässiges Verbindungsmittel zwischen der Kontaktschicht 40 und dem Konversionselement 30 angeordnet. Das Verbindungsmittel umfasst beispielsweise eines der folgenden Materialien: Silikon, transparentes Glaslot, Dielektrikum. Beispielswiese ist die Verbindungsschicht mit SiCp gebildet und für ein Di rect-Bonding-Ver fahren eingerichtet .

So ist eine besonders gute Entwärmung des Konversionselements 30 ermöglicht. Ferner ist es möglich, das Material des Konversionselements 30 direkt auf die Kontaktschicht 40 aufzubringen. Beispielswiese wird das Konversionselement 30 durch Aufsprühen, Siebdrucken oder Sedimentieren auf der Kontaktschicht 40 abgeschieden.

Das Konversionselement 30 bewirkt eine Konversion der ersten elektromagnetischen Strahlung hin zu größeren Wellenlängen. Aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 tritt eine Mischstrahlung, umfassend einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlung und einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlung, aus. Die Mischstrahlung ruft einen weißen Farbeindruck bei einem Betrachter hervor.

Die Halbleiterschichtenf olge 10 ist zwischen der photonischen Haiblei terschicht 20 und einem Reflektor 60 angeordnet. Der Reflektor 60 umfasst eine Mehrzahl von ersten reflektiven Schichten 601 und eine Mehrzahl von zweiten reflektiven Schichten 602. Die ersten reflektiven Schichten 601 weisen einen von den zweiten reflektiven Schichten 602 unterschiedlichen Brechungsindex auf . Die ersten und zweiten reflektiven Schichten 601, 602 sind insbesondere in einer alternierenden Reihenfolge angeordnet, um einen Distributed Bragg Reflektor (DBR) für die erste elektromagnetische Strahlung zu bilden.

Der Reflektor 60 ist mittels einer Verbindungsschicht 70 mit einem Träger 80 verbunden. Der Träger 80 ist mit einem der folgenden Materialien gebildet: Diamant, Si, Ge, SiC, AIN, Direct Bonded Copper (DBC) . Bevorzugt ist der Träger 80 mechanisch selbsttragend und verleiht dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 eine ausreichende mechanische Stabilität .

Das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ist frei von einem Aufwachssubstrat 90 und das Konversionselement 30 ist auf einer dem Träger 80 gegenüberliegenden Seite der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge angeordnet. Durch die Abwesenheit eines Aufwachssubstrates 90 erfolgt eine besonders ungestörte Emission der ersten elektromagnetischen Strahlung .

Zur elektrischen Kontaktierung umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ferner eine erste Elektrode 51 und eine zweite Elektrode 52. Die Elektroden 51, 52 sind mit einem Metall gebildet. Die erste Elektrode 51 ist direkt auf der Kontaktschicht 40 angeordnet. Bevorzugt umgibt die erste Elektrode 51 das Konversionselement 30 randseitig umlaufend. Beispielsweise bildet die erste Elektrode 51 eine Austrittsblende für die aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 austretende elektromagnetische Strahlung. Die zweite Elektrode 52 ist an dem zweiten Halbleiterbereich 102 angeordnet. Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich umfasst das zweite Ausführungsbeispiel ein wellenlängenselektives Filterelement 31. Das Filterelement 31 ist zwischen der Haiblei terschichtenfolge 10 und dem Konversionselement 30 angeordnet. Das Filterelement 31 weist eine höhere Durchlässigkeit für die erste elektromagnetische Strahlung auf als für die zweite elektromagnetische Strahlung. Das Filterelement 31 ist insbesondere durchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung und reflektierend für die zweite elektromagnetische Strahlung. Vorteilhaft ist so ein Anteil der zweiten elektromagnetischen Strahlung an einer emittierten Mischstrahlung erhöht.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ein Aufwachssubstrat 90, das unmittelbar an der Haiblei terschichtenfolge 10 angeordnet ist. Die Schichten der epitaktischen Haiblei terschichtenfolge 10 sind auf dem Aufwachssubstrat 90 auf gewachsen . Das Aufwachssubstrat 90 ist bevorzugt mit dem Material der Halbleiterschichtenf olge 10 gebildet .

Das Auf wachs subs trat 90 ist mit Saphir oder einem Nitrid-

Verbindungshalbleitermaterial, bevorzugt mit Galliumnitrid gebildet. Das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial weist vorteilhaft große Poren auf . Beispielsweise können Poren und feine Kanäle in das Aufwachssubstrat 90 mittels geeigneter Ätzlösungen eingebracht werden.

Das Auf wachs subs trat 90 ist insbesondere durchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung ausgeführt. Das Aufwachssubstrat 90 weist eine Dicke von höchstens 100 pm, insbesondere von höchstens 50 pm, auf . Bevorzugt ist das Aufwachssubstrat 90 auf diese Dicke abgedünnt und weist Spuren eines Abtragsprozesses auf der der Haiblei terschichtenfolge 10 gegenüberliegenden Seite auf . Ein dünnes Aufwachssubstrat 90 ermöglicht eine besonders ungehinderte Transmission der ersten elektromagnetischen Strahlung durch das Aufwachssubstrat 90.

Das Konversionselement 30 ist an dem Aufwachssubstrat 30 angeordnet. Mit anderen Worten, das Aufwachssubs trat 90 ist zwischen der Haiblei terschichtenfolge 10 und dem Konversionselement 30 angeordnet. Das Konversionselement 30 weist beispielsweise eine Dicke von mindestens 10 pm, bevorzugt von mindestens 50 pm und besonders bevorzugt von mindestens 100 pm auf . Ein besonders dickes Konversionselement 30 wirkt mechanisch stabilisierend und kann so eine Verwendung eines dünneren Aufwachssubstrates 90 ermöglichen .

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die photonische Haiblei terschicht 20 auf der Seite des zweiten Halbleiterbereichs 102 an der Halbleiterschichtenf olge 10 angeordnet. Die photonische Haiblei terschicht 20 umfasst ein Dielektrikum 203 und eine Kontaktschicht 40. Die Kontaktschicht 40 ist mit einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise ITO, gebildet. Die Kontaktschicht 40 weist einen ersten Kontaktbereich 401 und einen zweiten Kontaktbereich 402 auf .

Der erste Kontaktbereich 401 ist mit einem von dem zweiten Kontaktbereich 402 verschiedenen Material gebildet. Beispielsweise sind der erste und der zweite Kontaktbereich 401, 402 mit unterschiedlichen TCO-Materialien gebildet. Der erste Kontaktbereich 401 ist in der Haupterstreckungsebene des Resonators in der photonischen Haiblei terschicht 20 angeordnet. Der zweite Kontaktbereich 402 ist an einer der Halbleiterschichtenfolge 10 abgewandten Seite der Aussparungen 201 angeordnet und erstreckt sich von einer der Haiblei terschichtenfolge 10 abgewandten Seite der photonischen Halbleiterschicht 20 bis in die Aussparungen 201. Der zweite Kontaktbereich 402 erstreckt sich in den Aussparungen 201 bis zum zweiten Halbleiterbereich 102 der Halbleiterschichtenfolge 10.

Der erste Kontaktbereich 401 weist für die erste elektromagnetische Strahlung insbesondere eine höhere optische Strahlungsdurchlässigkeit auf als der zweite Kontaktbereich 402. Eine hohe Strahlungsdurchlässigkeit ergibt vorteilhaft niedrige optische Verluste in dem Resonator der photonischen Haiblei terschicht 20.

Der zweite Kontaktbereich 402 weist insbesondere eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der erste Kontaktbereich 401 auf . Eine hohe elektrische Leitfähigkeit ergibt einen vorteilhaft niedrigen elektrischen Widerstand für die Injektion von Ladungsträgern in den zweiten Halbleiterbereich 102. Zur elektrischen Kontaktierung umfasst das optoelektronische Halbleiterlaserbauelement 1 ferner eine erste Elektrode 51 und eine zweite Elektrode 52. Die Elektroden 51, 52 sind mit einem Metall gebildet. Die erste Elektrode 51 ist direkt auf dem Aufwachssubstrat 90 angeordnet. Bevorzugt umgibt die erste Elektrode 51 das Konversionselement 30 randseitig umlaufend. Beispielsweise bildet die erste Elektrode 51 eine Austrittsblende für die aus dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 austretende elektromagnetische Strahlung .

Die zweite Elektrode 52 ist an der photonischen Haiblei terschicht 20 angeordnet. Die zweite Elektrode 52 ist mit einem Metall gebildet, das eine hohe Re f lektivi tat für die erste elektromagnetische Strahlung aufweist. Die zweite Elektrode 52 bildet somit einen Reflektor 60 für die erste elektromagnetische Strahlung.

Figur 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst das Konversionselement 30 eine Mehrzahl von Konversionsbereichen 32, die in einem Formkörper 33 eingebettet sind. Die Konversionsbereiche 32 sind mit Quantenpunkten gebildet. Quantenpunkte lassen sich besonders einfach in kleine Poren eines porösen Materials einbringen. Der Formkörper 33 ist mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet. Insbesondere ist der Formkörper 33 ein poröses Material, in dessen Poren die Konversionsbereiche 32 eindringen. Beispielsweise ist der Formkörper 33 mit einer Keramik, einem Polysiloxan oder einem Halbleitermaterial gebildet. Bevorzugt ist der Formkörper 33 mit Galliumnitrid gebildet.

Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich umfasst das fünfte Ausführungsbeispiel ein wellenlängenselektives Filterelement 31. Das Filterelement 31 ist zwischen der Haiblei terschichtenfolge 10 und dem Konversionselement 30 angeordnet. Das Filterelement 31 weist eine höhere Durchlässigkeit für die erste elektromagnetische Strahlung auf als für die zweite elektromagnetische Strahlung. Das Filterelement 31 ist insbesondere durchlässig für die erste elektromagnetische Strahlung und reflektierend für die zweite elektromagnetische Strahlung. Vorteilhaft ist so ein Anteil der zweiten elektromagnetischen Strahlung an einer emittierten Mischstrahlung erhöht.

Figur 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Das sechste Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich umfasst das sechste Ausführungsbeispiel ein Optikelement 150. Das Optikelement 150 ist beispielsweise eine Linse zur Strahl formung . Insbesondere ist das Optikelement 150 eine Kollimationslinse für die aus dem Halbleiterlaserbauelement 1 austretende elektromagnetische Strahlung. Das Optikelement 150 ist dem Konversionselement in der Emissionsrichtung E nachgeordnet . Figur 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Das siebte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Konversionselement 30 als Near- to-Chip-Konverter ausgeführt. Mit anderen Worten, das Konversionselement 30 ist in einem Abstand D zur Haiblei terschichtenfolge 10 angeordnet.

Das Konversionselement 30 umfasst einen Rahmenkörper 34, der über ein Justageelement 170 an dem optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement 1 montiert ist. Der Rahmenkörper 34 umgibt das Konversionselement 30 bevorzugt randseitig umlaufend. Beispielsweise ist der Rahmenkörper mit Metall gebildet. Das Justageelement 170 ist insbesondere in Kontakt mit der Haiblei terschichtenfolge 10. Das Justageelement 170 umfasst beispielsweise einen mittels additiver Fertigung hergestellten Körper. Bevorzugt ist das Justageelement 170 mit Metall gebildet.

Das Konversionselement 30 ist nicht in direktem Kontakt mit der Halbleiterschichtenf olge 10 und kann eine besonders große Ausdehnung in der Emissionsrichtung E aufweisen. Insbesondere weist das Konversionselement 30 eine Ausdehnung in der Emissionsrichtung E von mehr als 100 pm und bevorzugt von mehr als 1000 pm auf .

Der Abstand D des Konversionselements von der Haiblei terschichtenfolge 10 in Emissionsrichtung E liegt bevorzugt innerhalb der Kohärenzlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere beträgt der Abstand D mindestens 1 pm, bevorzugt mindestens 10 pm und besonders bevorzugt mindestens 50 pm. Vorteilhaft kann eine Entwärmung des Konversionselements 30 so unabhängig von einer Entwärmung der Haiblei terschichtenfolge 10 erfolgen.

Zwischen der Halbleiterschichtenfolge 10 und dem Konversionselement 30 ergibt sich ein Hohlraum 160. Beispielsweise ist der Hohlraum 160 mit einem strahlungsdurchlässigen Material gefüllt, dessen Brechungsindex zwischen den Brechungsindizes der Kontaktschicht 40 und des Konversionselements 30 liegt.

Figur 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelements 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Das achte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem vierten Ausführungsbeispiel ist das Konversionselement 30 zumindest teilweise in das Aufwachssubstrat 90 eingebettet. Das Aufwachssubs trat 90 ist mit einem porösen Material gebildet. Beispielsweise sind die Poren mit einem Ätzverfahren in dem Aufwachssubstrat 90 erzeugt. Porös meint hier und im Folgenden ein Material mit Poren einer mittleren Größe von mindestens 10 nm, bevorzugt von mindestens 100 nm, besonders bevorzugt von mindestens 200 nm .

In einer Mehrzahl von Konversionsbereichen 32 sind Quantenpunkte enthalten, die in Poren des Aufwachssubstrates 90 eingebettet sind. Auf einen Formkörper kann somit verzichtet werden. Vorteilhaft entfällt somit ein Brechungsindexsprung zwischen einem Formkörper 31 und dem Aufwachssubstrat 90. Weiter ist durch das Einbetten in dem Aufwachssubstrat 90 eine besonders gute Entwarnung der Konversionsbereiche 32 möglich.

Figur 9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die optoelektronische Anordnung 2 umfasst zwei optoelektronische Halbleiterlaserbauelemente 1. Die optoelektronischen Halbleiterlaserbauelemente 1 entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 8 dargestellten achten Ausführungsbeispiel. Die Halbleiterlaserbauelemente 1 umfassen eine zusammenhängende epitaktische

Haiblei terschichtenfolge 10. Die Ausbildung von mehreren Halbleiterlaserbauelementen 1 in einer epitaktischen Haiblei terschichtenfolge 10 ermöglicht eine besonders einfache Herstellung einer optoelektronischen Anordnung 2 mit einer hohen Dichte von Halbleiterlaserbauelementen 1.

Die Wellenlängen der zweiten elektromagnetischen Strahlungen der Halbleiterlaserbauelemente 1 unterscheiden sich um mindestens 5 nm, bevorzugt um mindestens 10 nm voneinander. Unerwünschte Interferenzeffekte, wie beispielsweise Speckles, können so gezielt reduziert werden.

Die Halbleiterlaserbauelemente 1 sind insbesondere individuell ansteuerbar. Beispielsweise umfasst eine Anordnung 2 zumindest drei Halbleiterlaserbauelemente 1, wobei ein Halbleiterlaserbauelement eine zweite elektromagnetische Strahlung im roten Wellenlängenbereich, ein Halbleiterlaserbauelement eine zweite elektromagnetische Strahlung im grünen Wellenlängenbereich und ein Halbleiterlaserbauelement eine zweite elektromagnetische Strahlung im blauen Wellenlängenbereich emittiert. Vorteilhaft kann so ein RGB-Pixel hergestellt werden. Insbesondere sind mehrere optoelektronische Halbleiterlaserbauelemente 1 in einem Array angeordnet.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102022103128.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugszeichenliste

1 optoelektronisches Halbleiterlaserbauelement

2 optoelektronische Anordnung

10 epitaktische Haiblei terschichtenfolge

101 erster Halbleiterbereich

102 zweiter Halbleiterbereich

103 aktiver Bereich

20 photonische Haiblei terschicht

201 Aussparung

203 Dielektrikum

204 Funktionsschicht

205 erste Markierungsschicht

206 zweite Markierungsschicht

30 Konversionselement

31 Filterelement

32 Konversionsbereich

33 Formkörper

34 Rahmenkörper

40 Kontaktschicht

401 erster Kontaktbereich

402 zweiter Kontaktbereich

51 erste Elektrode

52 zweite Elektrode

60 Reflektor

601 erste reflektive Schicht

602 zweite reflektive Schicht

70 Verbindungsschicht

80 Träger

90 Aufwachssubstrat

150 Optikelement

160 Hohlraum

170 Justageelement R optische Achse

E Emissionsrichtung

D Abstand

TI erste Tiefe T2 zweite Tiefe