BAUELEMENT MIT INTEGRIERTER KONVERTERSCHICHT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUELEMENTS

Es wird ein Bauelement , insbesondere ein Bauelement mit zumindest einer integrierten Konverterschicht , angegeben . Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements oder einer Mehrzahl von Bauelementen angegeben .

Licht emittierende Bauelemente mit Konverterschichten, zum Beispiel Laser-Konverter-Einheiten, stellen hochinteressante Lichtquellen dar, die bei Proj ektion-Anwendungen, Augmented/Virtual Reality-Anwendungen oder bei Anwendungen in der Allgemeinbeleuchtung zunehmend mehr an Bedeutung gewinnen . Von großem Nachteil ist j edoch, dass eine Laser- Konverter-Lösung mit vielen aufwendigen Bearbeitungsschritten inclusive Justage-Prozessen an einzelnen Halbleiterchips verbunden ist . Dies begrenzt die Herstellungskapazität und verursacht oft höhere Herstellungskosten zum Beispiel gegenüber LED-Lösungen . Die Licht emittierende Dioden weisen j edoch sogenanntes Ef f i zienz-Droop bei erhöhten Leistungen, und sind in der Regel zum Beispiel für Anwendungen in der Gartenbau-Branche (Horticulture ) oder für Proj ektions- Anwendungen nicht besonders geeignet .

Eine Aufgabe ist es , ein kompaktes , hochef fi zientes und kostengünstig herstellbares Licht emittierendes Bauelement anzugeben, das insbesondere als Lichtquelle in Proj ektion- Anwendungen und Beleuchtung vielseitig einsetzbar ist . Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein vereinfachtes , ef fektives und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer solchen Bauelements oder einer Mehrzahl von solchen Bauelementen anzugeben .

Diese Aufgaben werden durch das Bauelement und durch das Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst . Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements sind Gegenstand der weiteren Ansprüche .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper und zumindest eine Konverterschicht auf . Der Halbleiterkörper weist zumindest einen aktiven Bereich oder mehrere aktive Bereiche j eweils mit einer aktiven Zone auf , wobei die aktive Zone zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung etwa im ultravioletten, sichtbaren oder im infraroten Spektralbereich eingerichtet ist . Zum Beispiel ist der aktive Bereich oder die Mehrzahl der aktiven Bereiche zur Erzeugung kohärenter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet . Lokal gesehen kann der Halbleiterkörper oder der aktive Bereich des Halbleiterkörpers einen Teilbereich, etwa einen Hauptkörper, eines kantenemittierten Emitters , etwa eines kantenemittierten Lasers , bilden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses zumindest eine Konverterschicht auf . Die Konverterschicht weist Konvertermaterial auf , das zur Umwandlung kurzwelliger Strahlung in langwellige Strahlung eingerichtet ist , beispielsweise elektromagnetische Strahlung mit einer Peakwellenlänge im ultravioletten oder blauen Spektralbereich in elektromagnetische Strahlung mit einer Peakwellenlänge im grün, gelben oder roten Spektralbereich . Das Konvertermaterial kann Leuchtstof fe oder Phosphore aufweisen, die zum Beispiel in einem Matrixmaterial , etwa in Silikon, Glas , AIN, oder in diamant-ähnlichen Kohlenstof fverbindungen, Saphir oder SiC, eingebettet sind .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der Halbleiterkörper zumindest eine vertikale Vertiefung auf . Die vertikale Vertiefung ist insbesondere eine Ausnehmung desHalbleiterkörpers . Insbesondere ist eine Seitenwand der Vertiefung durch eine sich vertikal erstreckende Facette des aktiven Bereichs gebildet . Die Seitenwand der Vertiefung oder die sich vertikal erstreckende Facette des aktiven Bereichs kann als Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs ausgeführt sein . Insbesondere ist die Seitenwand der Vertiefung, die als Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs ausgeführt ist , quer oder senkrecht zu der aktiven Zone des aktiven Bereichs orientiert . Die von der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung tritt somit entlang einer lateralen Richtung durch eine Seitenfläche des aktiven Bereichs hindurch in die vertikale Vertiefung hinein . In diesem Sinne ist der aktive Bereich ein Teilbereich eines Kantenemitters , etwa eines lokalen Kantenemitters , zum Beispiel ein Hauptkörper eines Lasers .

Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungs fläche des Halbleiterkörpers oder der aktiven Zone des aktiven Bereichs des Halbleiterkörpers gerichtet ist . Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungs fläche verläuft . Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind orthogonal zueinander . Die Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs unterscheidet sich insbesondere von einer Strahlungsaustritts fläche des Bauelements , an der elektromagnetische Strahlung, etwa die von der Konverterschicht umgewandelte elektromagnetische Strahlung, aus dem Bauelement ausgekoppelt wird . Es ist möglich, dass die Strahlungsaustritts fläche bereichsweise durch eine Oberseite des Bauelements gebildet ist . Das Bauelement kann in diesem Sinne als Lichtquelle mit lokalen Oberflächen- Emittern angesehen werden . In diesem Fall sind die Strahlungsaustritts f läche/n des Bauelements und die Strahlungsdurchtritts f läche/n des aktiven Bereichs quer, insbesondere senkrecht zueinander gerichtet . Weiterhin ist es möglich, dass die Strahlungsaustritts fläche bereichsweise durch eine Seitenfläche des Bauelements gebildet ist . In diesem Fall können die Strahlungsaustritts fläche des Bauelements und die Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs parallel zueinander verlaufen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements bedeckt die Konverterschicht in Draufsicht die vertikale Vertiefung des Halbleiterkörpers oder füllt diese zumindest teilweise oder vollständig auf . Befindet sich das Konvertermaterial der Konverterschicht innerhalb der Vertiefung, kann zumindest ein Teil der von der aktiven Zone emittierten Strahlung vom Konvertermaterial absorbiert und umgewandelt werden, bevor die umgewandelte elektromagnetische Strahlung die Vertiefung zum Beispiel an einer oberen Öf fnung der Vertiefung oder an einer Seitenwand der Vertiefung verlässt . Befindet sich die Konverterschicht außerhalb der vertikalen Vertiefung, zum Beispiel unmittelbar an der oberen Öf fnung der Vertiefung, kann die in die Vertiefung eingekoppelte elektromagnetische Strahlung in Richtung der oberen Öf fnung umgelenkt werden . In beiden Fällen ist es möglich, dass in der vertikalen Vertiefung Umlenkstrukturen gebildet oder angeordnet sind, die dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung in Richtung der oberen Öf fnung der vertikalen Vertiefung umzulenken, insbesondere zu reflektieren . Es ist auch möglich, dass sich die Konverterschicht bereichsweise innerhalb und bereichsweise außerhalb der Vertiefung befindet .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der Halbleiterkörper einen einzigen aktiven Bereich oder eine Mehrzahl von aktiven Bereichen auf . Entlang der lateralen Richtung können die aktiven Bereiche j eweils an zumindest eine vertikale Vertiefung oder an genau zwei vertikale Vertiefungen angrenzen . In Draufsicht können die aktiven Bereiche entlang einer lateralen Richtung j eweils zum Beispiel unmittelbar zwischen zwei vertikalen Vertiefungen angeordnet sein . Die Vertiefungen können Seitenwände aufweisen, die zumindest bereichsweise durch Seitenflächen oder durch Facetten der an die Vertiefungen angrenzenden aktiven Bereiche gebildet sind .

Es ist möglich, dass der aktive Bereich oder die aktiven Bereiche als lokale vertikale Erhöhung/en des Halbleiterkörpers ausgeführt ist/ sind . In diesem Fall können mehrere aktive Bereiche an eine gemeinsame vertikale Vertiefung des Halbleiterkörpers angrenzen . Es ist möglich, dass die gemeinsame vertikale Vertiefung des Halbleiterkörpers in Draufsicht die aktiven Bereiche lateral umgibt , insbesondere vollständig umschließt . Des Weiteren ist es möglich, dass die vertikale/n Vertiefung/en als lokale Vertiefung/en, etwa als lokale Kavität/en des Halbleiterkörpers , ausgeführt ist/ sind . In Draufsicht sind solche lokale Vertiefungen entlang lateraler Richtungen voneinander räumlich getrennt . Die aktiven Bereiche können als zusammenhängende Bereiche oder als lokale Erhöhungen des Halbleiterkörpers ausgeführt sein .

Im Folgenden wird das Bauelement der Übersichtlichkeit halber oft nur im Zusammenhang mit einem aktiven Bereich des Halbleiterkörpers , mit einer vertikalen Vertiefung Halbleiterkörpers und/oder mit einer Konverterschicht beschrieben . Das Bauelement kann j edoch einen Halbleiterkörper mit einer Mehrzahl von aktiven Bereichen und/oder einer Mehrzahl von vertikalen Vertiefungen und mehrere Konverterschichten aufweisen, sodass Merkmale , die im Zusammenhang mit einem aktiven Bereich oder mit einer vertikalen Vertiefung oder mit einer Konverterschicht beschrieben sind, auch für die Mehrzahl der aktiven Bereiche und/oder für die Mehrzahl der vertikalen Vertiefungen beziehungsweise für die Mehrzahl der Konverterschichten herangezogen werden können, falls diese Merkmale nicht expli zit anders of fenbart sind .

In mindestens einer Aus führungs form eines Bauelements weist dieses einen Halbleiterkörper und zumindest eine Konverterschicht auf , wobei der Halbleiterkörper zumindest einen aktiven Bereich mit einer aktiven Zone aufweist , die zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist . Der Halbleiterkörper weist zumindest eine vertikale Vertiefung auf , wobei eine Seitenwand der Vertiefung durch eine sich vertikal erstreckende Facette des aktiven Bereichs gebildet ist , die als Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs ausgeführt ist . Die Konverterschicht bedeckt in Draufsicht die Vertiefung oder füllt diese zumindest teilweise auf . Die vertikale Vertiefung kann auf vereinfachte Art und Weise durch bewährtes Verfahren bezüglich Facettenätzens insbesondere auf Wafer-Ebene , also im Waferverbund, erzeugt werden . Die Konverterschicht kann selbst j ustierend zu der vordefinierten Position der vertikalen Vertiefung insbesondere ebenfalls auf Wafer-Ebene auf den Halbleiterkörper aufgebracht werden, nämlich bevor das Bauelement oder der Waferverbund vereinzelt wird . Das Bauelement weist somit bereits vor der Vereinzelung eine integrierte Konverterschicht an einer vordefinierten Position auf . In diesem Sinne ist das Bauelement mit der Konverterschicht monolithisch ausgeführt . Der aktive Bereich kann zur Erzeugung elektromagnetischer Laserstrahlung eingerichtet sein . Somit kann eine monolithische und selbst j ustierende Laser-Konverter-Lösung basierend auf einer innovativen, in den bislang laufenden Versuchen äußerst erfolgreichen Technologie des Facettenätzens realisiert werden, wodurch viele Handlings-Schritte an Einzelbauteilen, zum Beispiel an einzelnen Halbleiterchips , eingespart werden und so eine kostengünstige Laser-Konverter-Einheit bereitgestellt werden kann .

Die Konverterschicht kann monolithisch und selbst j ustierend zum aktiven Bereich des Halbleiterkörpers , etwa zu einem durch den aktiven Bereich gebildeten Laser des Bauelements , in einem Facettenätzgraben gebildet oder auf eine obere Öf fnung der vertikalen Vertiefung, insbesondere auf den Facettenätzgraben, aufgebracht werden, bevor das Bauelement oder der Laserwafer vereinzelt wird . Somit kann die Konverterschicht besonders facettennah angeordnet werden, wodurch höchste Leuchtdichten erzeugt werden können . Es ist möglich, dass das Bauelement eine Mehrzahl von aktiven Bereichen und/oder eine Mehrzahl von vertikalen Vertiefungen aufweist . Die aktiven Bereiche und/oder die vertikalen Vertiefungen können zeilenartig, spaltenartig, wabenförmig oder matrixartig angeordnet sein . Des Weiteren kann das Bauelement eine Mehrzahl von Konverterschichten aufweisen, die sich in den Vertiefungen oder auf den Vertiefungen befinden . Das Bauelement kann in diesem Fall eine monolithisch ausgeführte Laser-Konverter-Einheit sein, die zeilenartig angeordnete , spaltenartig angeordnete oder zweidimensional etwa matrixartig oder wabenförmig angeordnete Lichtquellen aufweisen . Die Konverterschichten können unterschiedliche Material zusammensetzungen und/oder unterschiedliche Leuchtstof fe aufweisen, sodass das Bauelement Lichtquellen unterschiedlicher Farben aufweisen kann .

Es ist möglich, dass die aktiven Bereiche des Halbleiterkörpers gleichartig aufgebaut sind . Die aktiven Bereiche können auf demselben Halbleiterverbundmaterial , etwa auf demselben I I I-V- oder I I-VI-Halbleiterverbundmaterial basieren, etwa auf GaN . Der Halbleiterkörper kann zusammenhängend ausgeführt sein . Die aktiven Bereiche können zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlungen gleicher Peakwellenlänge eingerichtet sein . Verschiedene Konverterschichten sind insbesondere eingerichtet , elektromagnetische Strahlungen gleicher Peakwellenlänge in elektromagnetische Strahlungen verschiedener Peakwellenlänge umzuwandeln .

Das hier beschriebene Bauelement kann also eine hochef fi ziente Laser-Konverter-Einheit sein, etwa eine monolithische Laser-Konverter-Einheit , bei der die Herstellungs-Prozesskette möglichst ohne viele Handlings- Schritte an Einzelbauteilen, zum Beispiel an einzelnen Einzellaserchips , auskommen kann .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der aktive Bereich einen Lasersteg auf . Der Lasersteg kann ein sogenannter Rigde-Bereich sein . Insbesondere wird elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen ausschließlich unterhalb des Laserstegs erzeugt , das heißt im Wesentlichen ausschließlich in Überlappungsregion mit dem Lasersteg . In diesem Sinne ist die aktive Zone des aktiven Bereichs durch die Position und die Geometrie des Laserstegs definiert . Die aktive Zone des aktiven Bereichs kann somit Regionen des aktiven Bereichs umfassen oder insbesondere ausschließlich aus Regionen des aktiven Bereichs gebildet sein, in denen im Betrieb des Bauelements tatsächlich elektromagnetische Strahlung erzeugt wird . Der Lasersteg kann bereichsweise durch einen vertikal erhöhten Teilbereich des aktiven Bereichs gebildet sein . Der vertikal erhöhte Teilbereich weist insbesondere eine geringere Breite als der gesamte aktive Bereich auf . Zum Beispiel ist der Lasersteg strei fenförmig ausgeführt .

Der Lasersteg kann auch ein Laserstrei fen sein . Insbesondere kann der Lasersteg oder der Laserstrei fen indexgeführt (Englisch : index-guided) oder gewinngeführt sein (Englisch : gain guided) .

Der vertikal erhöhte Teilbereich oder der Lasersteg kann eine Mantelschicht aufweisen . Der Lasersteg kann eine Anschlussschicht aufweisen, wobei die Mantelschicht entlang der vertikalen Richtung zwischen der Anschlussschicht und der aktiven Zone des aktiven Bereichs angeordnet ist . Insbesondere ist eine laterale Breite des Laserstegs durch eine laterale Breite der Anschlussschicht und/oder der Mantelschicht definiert . Die Anschlussschicht ist zum Beispiel zur lokalen Stromeinprägung in die aktive Zone eingerichtet . Die aktive Zone des aktiven Bereichs kann Teil einer größeren aktiven Schichtenfolge des aktiven Bereichs oder des Halbleiterkörpers sein . Unterschiedliche aktive Zonen unterschiedlicher aktiver Bereiche können durch unterschiedliche Teilschichtenfolgen einer gemeinsamen aktiven Schichtenfolge des Halbleiterkörpers gebildet sein . Durch gezielte lokale Stromeinprägung in die verschiedenen Teilschichtenfolgen der gemeinsamen aktiven Schichtenfolge , also im Wesentlichen durch die Geometrie des Laserstegs oder der Anschlussschicht oder der Mantelschicht , können die Position und die Geometrie der aktiven Zonen unterschiedlicher aktiver Bereiche definiert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine Mehrzahl von vertikalen Vertiefungen und eine Mehrzahl von aktiven Bereichen auf , wobei die aktiven Bereiche arrayartig oder matrixartig angeordnet sind . Die aktiven Bereiche können j eweils entlang einer lateralen Richtung zwischen zwei vertikalen Vertiefungen angeordnet sein . Die aktiven Bereiche können j eweils einen Lasersteg aufweisen . Die Laserstege der aktiven Bereiche können parallel zueinander gerichtet sein . Es ist möglich, dass der Halbleiterkörper durch die Anordnung der Laserstege ef fektiv in mehrere aktive Bereiche aufgeteilt ist , wobei die aktiven Bereiche unmittelbar aneinander angrenzen .

Sind die aktiven Bereiche arrayartig angeordnet , kann das Bauelement eine , insbesondere eine einzige , Zeile oder Spalte von aktiven Bereichen aufweisen . Das Bauelement ist zum Beispiel in Form eines Laserbarrens ausgeführt .

Sind die aktiven Bereiche matrixartig angeordnet , kann das Bauelement mehrere Zeilen und mehrere Spalten von aktiven Bereichen aufweisen, wobei die Anzahl der Zeilen und die Anzahl der Spalten identisch oder unterschiedlich sein können . Die Ausrichtung der Zeilen und die Ausrichtung der Spalten können orthogonal zueinander sein oder einen Winkel bilden, der verschieden von 90 ° ist . Ein solcher Winkel kann 30 ° , 45 ° oder 60 ° sein . Auf diese Weise können unterschiedliche Anordnungen von Pixeln, die insbesondere durch verschiedene aktive Bereiche des Halbleiterkörpers gebildet sind, erzielt werden .

Gemäß dieser Aus führungs form und auch gemäß allen hier beschriebenen Aus führungs formen des Bauelements können die aktiven Bereiche gleiche Größe und/oder gleiche Geometrie oder unterschiedliche Größen und/oder unterschiedliche Geometrie aufweisen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine Mehrzahl von aktiven Bereichen auf , wobei die aktiven Bereiche j eweils eine aktive Zone aufweisen und j eweils als lokaler vertikal erhöhter Teilbereich des Halbleiterkörpers ausgeführt sind . Die vertikale Vertiefung kann als gemeinsame Vertiefung ausgeführt sein . In Draufsicht auf den Halbleiterkörper kann die vertikale Vertiefung die aktiven Bereiche lateral umgeben . Die gemeinsame Vertiefung kann von der Konverterschicht zumindest teilweise aufgefüllt sein . Die aktiven Bereiche des Halbleiterkörpers können Teilbereiche unterschiedlicher Lasereinheiten, etwa aktive Hauptkörper unterschiedlicher Mikrolasers des Bauelements bilden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements sind die aktiven Bereiche j eweils als aktiver Hauptkörper eines Mikrolasers ausgeführt . Die Mikrolaser sind somit integrierte Bestandteile des Bauelements .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weisen die aktiven Bereiche j eweils eine innere vertikale Vertiefung auf , wobei die inneren vertikalen Vertiefungen j eweils mit einem Konvertermaterial gefüllt sind .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine Mehrzahl von aktiven Bereichen auf , wobei die vertikale Vertiefung als innere gemeinsame vertikale Vertiefung ausgeführt und in Draufsicht von den aktiven Bereichen lateral umgeben ist . Die innere gemeinsame vertikale Vertiefung weisen Seitenwände auf , die durch sich vertikal erstreckende Facetten der umgebenden aktiven Bereiche gebildet sind .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist die innere gemeinsame vertikale Vertiefung eine innere reflektierende Struktur auf . Die innere reflektierende Struktur ist zum Beispiel mittig in der inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefung angeordnet .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist die innere gemeinsame vertikale Vertiefung genau drei oder genau sechs aneinander angrenzende Seitenwände auf , die insbesondere durch die Facetten der umgebenden aktiven Bereiche gebildet sind . Eine monolithische Kombination eines 3-eckig oder 6-eckig bestrahlten Konverters mit integrierten Lasern kann somit erzielt werden. Zum Beispiel sind die Facetten m-Flächen. In diesem Fall können die Seitenwände, insbesondere alle Seitenwände der vertikalen Vertiefung jeweils parallel zu einer m-Fläche einer hexagonal- wurt zitischen Kristallstruktur des Halbleitermaterials verlaufen .

Zur Kennzeichnung einer hexagonal-wurt zitischer Kristallstruktur sind in der Regel drei Kristallrichtungen besonders relevant, nämlich die c-Richtung, i.e. die <0001>- Richtung, die a-Richtung, i.e. die <-2110>-Richtung, und die m-Richtung, i.e. die <l-100>-Richtung. Dabei bezeichnet die Notation <hkil> alle zum Vektor [hkil] symmetrisch äquivalenten Richtungen. Die m-Richtung ist entsprechend senkrecht zu einer m-Fläche der Kristallstruktur gerichtet. Mit anderen Worten verläuft die m-Fläche senkrecht zu der entsprechenden m-Richtung. Symmetrisch äquivalente Richtungen oder symmetrisch äquivalente Flächen sind im hexagonalen Kristallsystem durch Permutation der ersten drei Indizes in [hkil] oder (hkil) zu erhalten. Die Gruppe der symmetrisch äquivalenten m-Flächen kann durch die Notation {1-100} angegeben werden. Eine m-Fläche kann eine (1-100)-, (10-10)-, (-1010)-, (-1100)-, (01-10)- oder eine ( 0-110 ) -Fläche sein.

Verlaufen alle vertikalen Seitenwände der vertikalen Vertiefung jeweils parallel zu einer m-Fläche, oder sind alle vertikalen Seitenwände der vertikalen m-Flächen, kann die vertikale Vertiefung beispielsweise in Draufsicht auf eine c- Fläche des Halbleiterkörpers einen lateralen Grundriss in Form eines Hexagons mit allen Innenwinkeln von 120°, etwa eines regelmäßigen Hexagons, eines gleichseitigen Dreiecks oder eines Trapezes oder Parallelogramms zumindest mit einem Innenwinkel von 60 ° oder 120 ° , etwa einer Raute mit einem spitzen Innenwinkel von 60 ° , oder ein gleichschenkliges Trapez zum Beispiel mit einem Innenwinkel von 60 ° oder 120 ° aufweisen . Das Dreieck, das Hexagon, das Trapez , das Parallellogramm oder die Raute kann ausschließlich Innenwinkel aufweisen, die 60 ° und/oder 120 ° sind . Das Hexagon mit allen Innenwinkeln von 120 ° kann zwei unterschiedlich lange Seiten oder Kanten aufweisen, die aneinander angrenzen . Bei einem regelmäßigen Hexagon sind alle Seiten oder Kanten gleich lang .

Abweichend davon ist es möglich, dass die vertikale Vertiefung einen lateralen Querschnitt beliebiger Geometrie , etwa in Form eines Kreises , eines Vielecks , zum Beispiel eines Dreiecks , Vierecks , insbesondere eines Rechtecks , aufweist .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist zumindest eine Seitenwand der Vertiefung durch eine m-Fläche gebildet . Zum Beispiel ist eine vertikal erstreckende Facette des aktiven Bereichs , etwa die Strahlungsdurchtritts fläche , durch eine m-Fläche gebildet . Die Facette des aktiven Bereichs bildet insbesondere eine Seitenwand der vertikalen Vertiefung . Es ist möglich, dass mindestens oder genau zwei , mindestens oder genau drei oder alle Seitenwände der Vertiefung j eweils durch eine m-Fläche gebildet sind .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements basiert der Halbleiterkörper einem ein hexagonal-wurt zitischen Kristallmaterial , insbesondere auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial . Die Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers können zum Beispiel aus GaN, InGaN, AlGaN und/oder Al InGaN gebildet sein . Galliumnitrid kristallisiert in der hexagonalen Wurt zitstruktur und ist ein hexagonal- wurt zitischer Kristall .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine Mehrzahl von inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefungen auf . Die inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefungen können in Draufsicht j eweils von den angrenzenden aktiven Bereichen lateral umgeben sein .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist der aktive Bereich oder die Mehrzahl der aktiven Bereiche zur Erzeugung kohärenter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet . Zum Beispiel ist die Strahlungsdurchtritts fläche eine geätzte Laserf acette . Das Bauelement kann eine Laseranordnung sein . Zum Beispiel umfasst das Bauelement eine Mehrzahl von integrierten Laserkörpern . Die Laserkörper können durch die aktiven Bereiche des Halbleiterkörpers gebildet sein .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements erstreckt sich die Vertiefung entlang der vertikalen Richtung durch die aktive Zone hindurch, wobei das Bauelement im Betrieb eingerichtet ist , die von der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung entlang der lateralen Richtung durch die Strahlungsdurchtritts fläche hindurch in die Vertiefung hinein zu emittieren .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der aktive Bereich einen Lasersteg auf , der in Draufsicht auf den Halbleiterkörper quer zu der Facette des aktiven Bereichs verläuft . Der Lasersteg ist insbesondere eingerichtet , im Betrieb des Bauelements erzeugte elektromagnetische Strahlung in die vertikale Vertiefung zu leiten . Zum Beispiel weist der Lasersteg eine Anschlussschicht oder eine Mantelschicht auf , die an der Geometrie des Laserstegs angepasst . Zum Beispiel definiert die Geometrie des Laserstegs , etwa der Querschnitt des Laserstegs die Geometrie der darunter liegenden aktiven Zone , in der elektromagnetische Strahlung im Betrieb des Bauelements tatsächlich erzeugt wird .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der Halbleiterkörper mindestens eine weitere vertikale Vertiefung auf . Insbesondere ist ein erster Teilbereich eines optischen Resonators in der vertikalen Vertiefung, etwa an der Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs , angeordnet . Ein zweiter Teilbereich des optischen Resonators kann in der weiteren vertikalen Vertiefung angeordnet sein . Insbesondere erstreckt sich die aktive Zone entlang lateraler Richtung zwischen dem ersten Teilbereich des optischen Resonators und dem zweiten Teilbereich des optischen Resonators .

Zum Beispiel weisen der erste Teilbereich des optischen Resonators und der zweite Teilbereich des optischen Resonators gleichartige Ref lektivität auf , etwa den gleichen Reflexionsgrad für die in der aktiven Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung . Abweichend davon ist es möglich, dass der erste Teilbereich des optischen Resonators und der zweite Teilbereich des optischen Resonators unterschiedliche Ref lektivitäten, also unterschiedliche Reflexionsgrade aufweisen .

Die aktive Zone oder der zugehörige Lasersteg befindet sich somit entlang der lateralen Richtung zwischen der vertikalen Vertiefung und der weiteren vertikalen Vertiefung . Weist der Resonator an beiden Seiten der aktiven Zone gleichartige Reflexionsgrade auf , kann elektromagnetische Strahlung in beide gegenüberliegende Vertiefungen eingekoppelt werden . Weist der Resonator an beiden Seiten der aktiven Zone unterschiedliche Reflexionsgrade auf , ist es möglich, dass elektromagnetische Strahlung in nur eine der zwei gegenüberliegenden Vertiefungen eingekoppelt wird .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements sind der erste Teilbereich des optischen Resonators und der zweite Teilbereich des optischen Resonators elektrisch isolierend ausgeführt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist eine Bodenfläche der vertikalen Vertiefung mit einer Spiegelschicht versehen . Die Spiegelschicht kann ein Teilbereich des optischen Resonators oder eine weitere metallische oder dielektrische Spiegelschicht sein, die sich zum Beispiel bezüglich der Material zusammensetzung oder Schichtdicke von dem optischen Resonator unterscheidet . Zusätzlich oder alternativ kann eine Umlenkstruktur in der vertikalen Vertiefung gebildet sein . Die Umlenkstruktur kann ein strukturierter Teilbereich des Halbleiterkörpers oder eine strahlungsreflektierende Struktur sein .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist zumindest eine der folgenden Schichten in der Vertiefung angeordnet : eine Bandpass filterschicht , eine Passivierungsschicht und eine Wärmeleitschicht .

In mindestens einer Aus führungs form eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements mit einem Halbleiterkörper und zumindest einer Konverterschicht wird ein Halbleiterkörper bereitgestellt . Der Halbleiterkörper weist eine aktive Schichtenfolge auf . Es wird zumindest eine vertikale Vertiefung oder eine Mehrzahl von vertikalen Vertiefungen in dem Halbleiterkörper gebildet , sodass sich die vertikale Vertiefung oder die Mehrzahl der vertikalen Vertiefungen durch die aktive Schichtenfolge hindurch erstreckt . Der Halbleiterkörper weist zumindest einen aktiven Bereich mit einer aktiven Zone auf , wobei die aktive Zone ein Teilbereich der aktiven Schichtenfolge ist . Eine Seitenwand der Vertiefung ist durch eine sich vertikal erstreckende Facette des aktiven Bereichs gebildet , die als Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs ausgeführt ist . Zumindest eine Konverterschicht wird auf der vertikalen Vertiefung aufgebracht , oder die vertikale Vertiefung wird mit einem Konvertermaterial zur Bildung der Konverterschicht auf gefüllt .

Insbesondere wird die vertikale Vertiefung oder die Mehrzahl der vertikalen Vertiefungen durch einen Ätzprozess gebildet , etwa durch Facettenätzung . Das Anbringen der Konverterschicht oder das Auf füllen der vertikalen Vertiefung mit dem Konvertermaterial erfolgt insbesondere auf Waferebene , bevor der Halbleiterkörper vereinzelt wird .

Das hier beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet . Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .

Anders als bei Laser-Konverter-Lösungen, bei denen einzelne Laser-Bauelemente oder Laser-Arrays mit getrennt hergestellten Konvertern kombiniert werden, können gemäß dem hier beschriebenen Verfahren Konverterschichten bereits im Waferverbund auf den Laserwafer aufgebracht werden, indem die Laser-Bauelemente oder die aktiven Bereiche des Halbleiterkörpers zum Beispiel facettenbeschichtet werden oder Konverterplättchen auf den vertikalen Vertiefungen befestigt werden . Nach der Vereinzelung ist es nicht mehr erforderlich, Konverterschichten oder Konverter-Plättchen in den optischen Strahlengang j ustiert zu fixieren .

Mit dem hier beschriebenen Verfahren kann eine monolithische , selbst- ustierende Laser-Konverter-Lösung realisiert werden . Dadurch können viele Handlings-Schritte an Einzelbauteilen eingespart und kostengünstige Laser-Konverter-Einheiten bereitgestellt werden . Es ist auch möglich, eine miniaturisierte , kostengünstige , monolithische R-G-B- bzw . eine R-G-B-Y-Pro ektionslichtquelle höchster Leuchtdichte durch verschiedene Konverterschichten zu realisieren . Insbesondere in Kombination mit Umlenkprismen kann eine zellenförmige , spaltenförmige , matrixartige oder wabenförmige Anordnung von Oberf lächen-Emittern erzeugt werden .

Weitere Aus führungs formen und Weiterbildungen des Bauelements oder des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 13 erläuterten Aus führungsbeispielen . Es zeigen :

Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen eines Aus führungsbeispiels eines Bauelements in Draufsicht und in Schnitt ansicht ,

Figuren IC und ID schematische Darstellungen einer möglichen Ausgestaltung einer vertikalen Vertiefung und möglicher Anordnung der Konverterschicht relativ zu der vertikalen Vertiefung, Figuren 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 4D, 5A, 5B und 5C schematische Darstellungen weiterer Aus führungsbeispiele eines Bauelements j eweils in Schnittansicht ,

Figuren 6A und 6B schematische Darstellungen eines weiteren Aus führungsbeispiels eines Bauelements j eweils in Draufsicht ,

Figuren 7A, 7B, 7C, 8A, 8B, 9A und 9B schematische Darstellungen weiterer Aus führungsbeispiele eines Bauelements j eweils in Draufsicht , das in kleinere Bauelemente vereinzelt werden kann,

Figuren 10A, 10B, I OC, 10D, 10E , 10F, 10G, 10H, 11A, 11B und 11C schematische Darstellungen weiterer Aus führungsbeispiele eines Bauelements j eweils in Draufsicht , das eine Mehrzahl von Mikrolasern umfasst ,

Figuren 12A, 12B, 12C, 12D und 12E schematische Darstellungen weiterer Aus führungsbeispiele eines Bauelements insbesondere mit einer hexagonalen Vertiefung j eweils in Draufsicht , und

Figur 13 schematische Darstellung einer Vertiefung in Form eines Hexagons .

Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren sind j eweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu . Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein .

Figur 1 zeigt ein Bauelement 10 in Draufsicht auf seine Oberseite 10T . Das Bauelement 10 weist einen Halbleiterkörper 2 mit einer Mehrzahl von vertikalen Vertiefungen 2V auf . Die vertikalen Vertiefungen 2V sind insbesondere lokale Ausnehmungen des Halbleiterkörpers 2 . In Draufsicht auf die Oberseite 10T sind die Vertiefungen 2V matrixartig angeordnet , das heißt in Reihen und Spalten angeordnet .

Entlang einer lateralen Richtung, insbesondere entlang einer Spalte der Vertiefungen 2V, befindet sich j eweils ein aktiver Bereich 20 des Halbleiterkörpers 2 zwischen zwei benachbarten Vertiefungen 2V . In Draufsicht auf die Oberseite 10T kann der aktive Bereich 20 teilweise , zum großen Teil oder vollständig von einer Kontaktschicht 7 bedeckt sein . Die Kontaktschicht 7 kann in Form eines Kontaktpads ausgeführt sein . Zum Beispiel ist die Kontaktschicht 7 zur Aufnahme einer elektrischen Verbindung zum Beispiel in Form eines Bonddrahts eingerichtet . Die Kontaktschicht 7 kann aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material oder aus Metall gebildet sein .

Auf dem aktiven Bereich 20 ist eine Anschlussschicht 71 angeordnet . Insbesondere ist die Anschlussschicht 71 entlang der vertikalen Richtung zwischen dem aktiven Bereich 20 und der Kontaktschicht 7 angeordnet . Zum Beispiel grenzt die Anschlussschicht 71 unmittelbar an den aktiven Bereich 20 an . Die Kontaktschicht 7 grenzt beispielsweise nicht unmittelbar an den aktiven Bereich 20 an . Insbesondere können elektrische Ladungsträger aus der Kontaktschicht 7 ausschließlich über die Anschlussschicht 71 in den aktiven Bereich 20 eingeprägt werden . Der aktive Bereich 20 kann einen Steg 20R, insbesondere einen Lasersteg 20R, aufweisen . Zum Beispiel bildet der Lasersteg 20R einen so genannten Ridge-Bereich des aktiven Bereichs 20 . Im Betrieb des Bauelements 10 ist es möglich, dass lediglich unterhalb des Laserstegs 20R elektromagnetische Strahlung erzeugt wird . Durch die Geometrie der Anschlussschicht 71 oder des Laserstegs 20R kann festgelegt werden, in welcher Region des aktiven Bereichs elektromagnetische Strahlung erzeugt wird .

Der Lasersteg 20R kann ein vertikal erhöhter Teilbereich des aktiven Bereichs 20 sein . Zum Beispiel umfasst der Lasersteg 20R eine Mantelschicht des aktiven Bereichs 20 . Die Anschlussschicht 71 kann ausschließlich auf dem Steg 20R bzw . auf dem Lasersteg 20R gebildet sein . Zum Beispiel definiert die Geometrie der Anschlussschicht 71 oder des Laserstegs 20R die Geometrie einer darunter liegenden aktiven Zone 23 des aktiven Bereichs 20 , in der elektromagnetische Strahlung im Betrieb des Bauelements 10 tatsächlich erzeugt wird . Insbesondere wird ein Hauptteil der elektromagnetischen Strahlung lediglich in einer Überlappungsregion mit dem Lasersteg 20R oder mit der Anschlussschicht 71 erzeugt .

In Figur 1A ist eine solche aktive Zone 23 strei fenförmig ausgeführt , wobei die Geometrie der aktiven Zone 23 durch die Geometrie der Anschlussschicht 71 oder des Laserstegs 20R definiert werden kann . In Draufsicht ist die aktive Zone 23 zwischen zwei vertikalen Vertiefungen 2V angeordnet . Entlang einer lateralen Richtung erstreckt sich die aktive Zone 23 somit von einer vertikalen Vertiefung 2V zu einer anderen vertikalen Vertiefung 2V .

In den Vertiefungen 2V können Teilbereiche 41 und 42 eines optischen Resonators 4 angeordnet sein . Zum Beispiel ist ein erster Teilbereich 41 des Resonators 4 in einer ersten vertikalen Vertiefung 2V angeordnet und ein zweiter Teilbereich 42 des Resonators 4 in einer benachbarten vertikalen Vertiefung 2V angeordnet , wobei sich der aktive Bereich 20 oder die aktive Zone 23 entlang der vertikalen Richtung zwischen dem ersten Teilbereich 41 und dem zweiten Teilbereich 42 des Resonators 4 befindet . Von der aktiven Zone 23 erzeugte elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, kann in eine der beiden benachbarten Vertiefungen 2V oder in beide benachbarten Vertiefungen 2V eingekoppelt werden . Die Vertiefung 2V oder die Mehrzahl der Vertiefungen 2V kann mit Konvertermaterial einer Konverterschicht 3 teilweise oder vollständig aufgefüllt sein . Dies ist zum Beispiel in der Figur IC schematisch dargestellt . Alternativ ist es möglich, dass die Konverterschicht 3 auf der Vertiefung 2V befestigt ist . In diesem Fall kann die Konverterschicht 3 in Draufsicht die Vertiefung 2V vollständig bedecken . Dies ist zum Beispiel in der Figur ID schematisch dargestellt .

Das in der Figur 1A dargestellte Bauelement 10 weist eine Mehrzahl von aktiven Bereichen 20 j eweils mit einer aktiven Zone 23 auf . Insbesondere sind die Positionen der aktiven Zonen 23 durch die Positionen der Mehrzahl der Laserstege 20R vorgegeben . Die aktiven Bereiche 20 können j edoch unmittelbar aneinander angrenzen . Da die Laserstege 20R voneinander räumlich getrennt sind, können die aktiven Zonen 23 oder die aktiven Bereiche 20 unabhängig voneinander elektrisch aktiviert werden . Jedem Lasersteg 20R ist insbesondere eine Kontaktschicht 7 oder eine Anschlussschicht 71 ein-eindeutig zugeordnet . Alternativ ist es möglich, dass die aktiven Bereiche 20 als lokale Erhöhungen des Halbleiterkörpers 2 ausgeführt sind . In diesem Sinne können die aktiven Bereiche 20 in lateralen Richtungen voneinander beabstandet sein .

Das in der Figur 1A dargestellte Bauelement 10 kann ein Laserwafer oder ein Waferverbund 10 sein, der in kleinere Einheiten, etwa in kleinere Bauelemente 10 vereinzelt werden kann .

Figur 1B zeigt eine Schnittansicht des in der Figur 1A dargestellten Bauelements 10 entlang der Schnittlinie AB, wobei der aktive Bereich 20 gesondert dargestellt ist .

Der aktive Bereich 20 weist eine erste Halbleiterschicht 21 , eine zweite Halbleiterschicht 22 und eine zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnete aktive Zone 23 auf . Die erste Halbleiterschicht 21 , die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Zone 23 können j eweils eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Teilschichten aufweisen . Insbesondere ist die aktive Zone 23 eine pn-Übergangs zone . Zum Beispiel ist die erste Halbleiterschicht 21 und die zweite Halbleiterschicht 22 p- leitend bzw . n-leitend ausgeführt , oder umgekehrt .

Die erste Halbleiterschicht 21 kann einen Lasersteg 20R aufweisen, der der aktiven Zone 23 abgewandt und der Anschlussschicht 71 zugewandt ist . Zum Beispiel ist eine Geometrie der Anschlussschicht 71 der Geometrie des Laserstegs 20R angepasst . Die Anschlussschicht 71 ist entlang der vertikalen Richtung zwischen der Kontaktschicht 7 und der Halbleiterschicht 21 angeordnet . In Draufsicht kann die Anschlussschicht 71 teilweise oder vollständig von der Kontaktschicht 7 bedeckt sein . Zum Beispiel ist die Anschlussschicht 71 eine Metallschicht . Insbesondere werden im Betrieb des Bauelements 10 Ladungsträger von der Kontaktschicht 7 ausschließlich über die Anschlussschicht 71 lokal in die erste Halbleiterschicht 21 eingeprägt . Eine Geometrie der Anschlussschicht 71 kann daher die Geometrie der aktiven Zone 23 des aktiven Bereichs 20 definieren . Die aktive Zone 23 weist zum Beispiel eine Einzel- oder eine Mehrfachquantentopfstruktur auf . Die aktive Zone 23 kann eine Mehrzahl von aufeinander folgenden Quantentopfschichten und Quanten-Barriereschichten aufweisen . Insbesondere ist j ede Quantentopfschicht zwischen zwei ihr zugeordneten Quanten- Barriereschichten angeordnet . Die aktive Zone 23 kann Teil einer größeren aktiven Schichtenfolge 23S des aktiven Bereichs 20 oder des Halbleiterkörpers 2 sein, wobei eine Überlappungsregion zwischen der größeren aktiven Schichtenfolge 23S und dem Lasersteg 20R die Dimension oder die Geometrie der aktiven Zone 23 definiert .

Im Betrieb des Bauelements 10 wird die in der aktiven Zone 23 elektromagnetische Strahlung S erzeugt , die an einer Facette 20F des aktiven Bereichs 20 in die vertikale Vertiefung 2V eingekoppelt werden kann . Die Facette 20F ist zugleich eine Seitenwand der vertikalen Vertiefung 2V und bildet somit eine Strahlungsdurchtritts fläche 20S des aktiven Bereichs 3 .

Wie in der Figur 1B schematisch dargestellt , kann elektromagnetische Strahlung S abhängig vom Aufbau des optischen Resonators 4 mit zwei Teilbereichen 41 und 42 an einer Facette 20F in eine Vertiefung 2V oder an zwei gegenüberliegenden Facetten 20F des aktiven Bereichs 3 in zwei gegenüberliegende Vertiefungen 2V eingekoppelt werden . Eine einseitige oder eine beidseitige Emission ist somit möglich . Die Vertiefungen 2V sind mit einem Konvertermaterial der Konverterschicht 3 gefüllt . Abweichend davon ist es möglich, dass die Vertiefungen 2V j eweils mit einer Konverterschicht 3 zum Beispiel in Form eines Konverterplättchens abgedeckt sind ( Figur ID) . Auf einer Bodenfläche der Vertiefung 2V kann eine untere Spiegelschicht 40 angeordnet sein . Die untere Spiegelschicht 40 kann Teil des optischen Resonators 4 oder eine andere untere Spiegelschicht 4B sein . Auch ist es möglich, dass auf der Bodenfläche der Vertiefung 2V eine innere reflektierende Struktur 41 angeordnet ist . Des Weiteren ist es möglich, dass die Bodenfläche und/oder die Seitenwand der Vertiefung 2V mit einer Wärmeleitschicht 60 und/oder einer Passivierungsschicht 61 versehen sind/ ist . Die Seitenwand der Vertiefung 2V bzw . die Facette 20F des aktiven Bereichs 20 kann mit einer Bandpass filterschicht 62 versehen sein .

Wie in der Figur 1B schematisch dargestellt können mehrere aktive Bereiche 20 , insbesondere alle aktiven Bereiche 20 , eine gemeinsame zweite Halbleiterschicht 22 oder eine gemeinsame zweite Halbleiterschichtenfolge 22 teilen . In diesem Sinne sind die aktiven Bereiche 20 zusammenhängend ausgeführt . Auch ist es möglich, dass die aktiven Bereiche 20 eine gemeinsame zusammenhängende erste Halbleiterschicht 21 und/oder eine gemeinsame zusammenhängende aktive Schichtenfolge 23S des Halbleiterkörpers 2 aufweisen .

Abweichend davon ist es möglich, dass die aktiven Bereiche 20 j eweils als individueller vertikal erhöhter Teilbereich des Halbleiterkörpers 2 ausgeführt sind . In diesem Fall können die aktiven Bereiche 20 j eweils eine einzelne erste Halbleiterschicht 21 und eine einzelne aktive Schichtenfolge 23S mit der aktiven Zonen 23 aufweisen . In allen Fällen können/ kann j edem aktiven Bereich 3 ein einzelner Lasersteg 20R und/oder eine einzelne Anschlussschicht 71 ein-eindeutig zugeordnet sein . Der Halbleiterkörper 2 kann einen unteren Bereich 2B aufweisen, der zum Beispiel eine untere Wellenleiterschicht und/oder eine untere Mantelschicht aufweist . Die Wellenleiterschicht kann als gemeinsame untere Wellenleiterschicht für alle aktiven Bereiche 20 ausgeführt sein . Die untere Mantelschicht kann als gemeinsame untere Mantelschicht für alle aktiven Bereiche 20 ausgeführt sein . Jeder der aktiven Bereiche 20 kann eine obere einzelne Mantelschicht aufweisen, die dem aktiven Bereich 20 eineindeutig zugeordnet ist und zum Beispiel in dem zugehörigen Lasersteg 20R angeordnet ist .

Das Bauelement 10 weist einen gemeinsamen Träger 9 auf . Der gemeinsame Träger 9 kann ein Aufwachssubstrat oder verschieden von einem Aufwachssubstrat sein . Der Halbleiterkörper 2 ist auf dem gemeinsamen Träger 9 angeordnet .

Das Bauelement 10 weist eine weitere Kontaktschicht 8 auf einer Unterseite 10B des Bauelements 10 auf . Die Unterseite 10B kann bereichsweise durch Oberfläche der weiteren Kontaktschicht 8 gebildet sein . Zum Beispiel ist die weitere Kontaktschicht 8 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 eingerichtet . Der Träger 9 ist entlang der vertikalen Richtung zwischen dem Halbleiterkörper 2 und der weiteren Kontaktschicht 8 angeordnet . I st der Träger 9 nicht elektrisch leitfähig, können Durchkontaktierungen durch den Träger 9 hindurch erzeugt werden .

Abweichend von Figur 1B ist es möglich, dass die Kontaktschicht 7 und die weitere Kontaktschicht 8 auf derselben Seite des Bauelements 10 angeordnet sind . Die Kontaktschicht 7 und die weitere Kontaktschicht 8 können beispielsweise über Via-Hole-Technik auf die Unterseite 10B gezogen werden . Auch ist es möglich, dass die weitere Kontaktschicht 8 auf der Oberseite 10T angeordnet ist , wobei Durchkontaktierungen zum Beispiel durch die erste Halbleiterschicht 21 und die aktive Schichtenfolge 23S hindurch in die zweite Halbleiterschicht 22 zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht 22 gebildet sind . Auch ist es möglich, dass die aktiven Bereiche 20 , die zum Beispiel j eweils einen Hauptkörper 20H eines Lasers bilden, auf einer CMOS-Struktur , etwa auf einer Si-CMOS-Struktur , angeordnet sind, wobei die CMOS-Struktur die Hauptkörper 20H der Laser einzeln ansteuern, wodurch eine pixelierte laserbasierte Lichtquelle realisiert werden kann .

Das Bauelement 10 weist zumindest eine weitere Spiegelschicht 81 oder mehrere weitere Spiegelschichten 81 auf , die bereichsweise zwischen der weiteren Kontaktschicht 8 und dem Halbleiterkörper 2 angeordnet ist/ sind . Die weitere Spiegelschicht 81 kann Öf fnungen aufweisen, durch die sich die weitere Kontaktschicht 8 hindurch erstreckt . In Draufsicht auf die Unterseite 10B des Bauelements 10 kann/ können die weitere Spiegelschicht 81 oder die weiteren Spiegelschichten 81 die vertikale Vertiefung 2V, insbesondere alle vertikalen Vertiefungen 2V bedecken, etwa vollständig bedecken . Tritt elektromagnetische Strahlungen durch eine Bodenfläche der vertikalen Vertiefung 2V hindurch in Richtung der Unterseite 10B, kann die elektromagnetische Strahlung in Richtung der Oberseite 10T des Bauelements 10 reflektiert werden . Es ist auch möglich, dass die weitere Spiegelschicht 81 oder die weiteren Spiegelschichten 81 in Draufsicht auf die Unterseite 10B die aktive Zone 23 , insbesondere alle aktiven Zonen 23 , teilweise oder vollständig bedeckt /bedecken . Figuren IC und ID zeigen eine mögliche Ausgestaltung der vertikalen Vertiefung 2V . In der Vertiefung 2V ist eine Umlenkstruktur 5 angeordnet oder gebildet . Die Umlenkstruktur 5 ist eingerichtet , elektromagnetische Strahlung in Richtung der Oberseite 10A des Bauelements 10 umzulenken . Zum Beispiel ist die Umlenkstruktur 5 ein Umlenkprisma oder weist die Form eines Umlenkprismas auf . Die Umlenkstruktur 5 kann eine lokale Struktur des Halbleiterkörpers 2 sein . Alternativ ist es möglich, dass die Umlenkstruktur 5 verschieden von einem Halbleitermaterial ist . Die Umlenkstruktur 5 kann eine Spiegelbeschichtung aufweisen .

Gemäß Figur IC ist die vertikale Vertiefung 2V teilweise oder vollständig einem Konvertermaterial der Konverterschicht 3 auf gefüllt . Gemäß Figur ID ist die vertikale Vertiefung 2V in Draufsicht von der Konverterschicht 3 bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt . Die Konverterschicht 3 erstreckt sich j edoch nicht in die Vertiefung 2V hinein . Die Konverterschicht 3 kann ein Konverterplättchen sein . Die Vertiefung 2V kann in diesem Fall mit Luft oder mit einem festen Material gefüllt sein, das insbesondere verschieden von einem Konvertermaterial ist .

Das in der Figur 2A dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 kann ein Ausschnitt des in den Figuren 1A und 1B dargestellten Aus führungsbeispiels eines Bauelements 10 sein . Gemäß Figur 2A können die Vertiefungen 2V vollständig mit einem Material der Konverterschicht 3 aufgefüllt sein .

Mit den geätzten Laserf acetten 20F eröf fnen sich neue Möglichkeiten, Halbleiter-Lichtquellen in Kombination mit Konvertern zu realisieren, indem Konvertermaterial bereits auf Wafer-Ebene , d . h . im Waferverbund, kostengünstig und besonders facettennah auf die Laserf acetten 20F aufgebracht werden kann .

Das in der Figur 2B dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu sind die Vertiefungen 2V nicht vollständig mit Konvertermaterial der Konverterschicht 3 auf gefüllt . Es befindet sich eine zentral angeordnete Lücke innerhalb der Vertiefung 2V, die nicht mit dem Konvertermaterial gefüllt ist . Diese Lücke erstreckt sich entlang der vertikalen Richtung durch die Konverterschicht 3 hindurch .

Das in der Figur 2C dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2B dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu sind die Seitenwände der Vertiefungen 2V verspiegelt , etwa spiegelbeschichtet . Die Spiegelschichten an den Seitenwänden der Vertiefungen 2V können optische Resonatoren 4 , insbesondere Laserresonatoren, bilden .

In Figur 2C ist schematisch dargestellt , dass ein erster Teilbereich 41 und ein zweiter Teilbereich 42 eines gemeinsamen Resonators 4 in zwei benachbarten Vertiefungen 2V angeordnet sind . In einer Vertiefung 2V sind ein erster Teilbereich 41 und ein zweiter Teilbereich 42 verschiedener Resonatoren 4 angeordnet . Entlang der vertikalen Richtung erstreckt sich die aktive Zone 23 des aktiven Bereichs 20 zwischen einem ersten Teilbereich 42 und einem zweiten Teilbereich 42 eines gemeinsamen Resonators 4 . Die Teilbereiche 41 und 42 sind entlang der lateralen Richtung j eweils zwischen dem aktiven Bereich 20 und der Konverterschicht 3 angeordnet . Die Teilbereiche 41 und 42 können insbesondere bezüglich der Material zusammensetzung und/oder der Ref lektivität unterschiedliche Spiegelschichten oder gleichartige Spiegelschichten sein . Zum Beispiel sind die Teilbereiche 41 aus Antireflexbeschichtungen (AR-Verspiegelung) gebildet und die Teilbereiche 42 aus hochreflektierenden Beschichtungen (HR- Verspiegelung) , oder umgekehrt . Figur 2C zeigt ein Aus führungsbeispiel mit unterschiedlichen Spiegelschichten, zum Beispiel mit AR-Verspiegelung und HR-Verspiegelung an beiden Laserf acetten . Zum Beispiel unterscheiden sich die Teilbereiche 41 und 42 bezüglich der Ref lektivität um mindestens 3 % , 5 % , 10 % oder 15 % , zum Beispiel zwischen einschließlich 3 % von 30 % .

Es ist auch möglich, dass die Ref lektivität einer HR- Verspiegelung größer oder gleich 80 % , 90 % oder größer oder gleich 95 % ist , zum Beispiel zwischen einschließlich 80 % und 97 % , zwischen einschließlich 85 % und 95 % , oder zwischen einschließlich 90 % und 95 % . Die Ref lektivität einer AR-Verspiegelung kann zwischen einschließlich 10 % und 70 % , zwischen einschließlich 20 % und 70 % , zwischen einschließlich 30 % und 70 % sein . In diesem Fall können sich die Teilbereiche 41 und 42 bezüglich der Ref lektivität um mindestens 10 % , 20 % , 30 % , 60 % , zum Beispiel zwischen einschließlich 10 % und 70 % , etwa zwischen einschließlich 20 % und 60 % oder zwischen einschließlich 30 % und 50 % voneinander unterscheiden .

Bei der Aus führung mit Verspiegelung an den geätzten

Laserf acetten 20F können Spiegelschichten vor dem Verfüllen mit Konvertermaterial aufgebracht werden . Die Facetten 20F können gleichartig oder unterschiedlich beschichtet werden, um gleichartige oder unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der Ref lektivität zu erzielen . Um Rückreflexionen in den Laserresonator zu minimieren, kann auf der Facette 20F ein Bandpass filter 62 mit einem Transmissions fenster für die Laserstrahlung abgeschieden werden .

Das in der Figur 3A dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2C dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu zeigt Figur 3A ein Aus führungsbeispiel mit gleichen Spiegelschichten an beiden Laserf acetten 20F . Mit anderen Worten sind die Teilbereiche 41 und 42 gleichartig ausgeführt .

Das in der Figur 3B dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu sind die Teilbereiche 41 und 42 in derselben vertikalen Vertiefung 2V zusammenhängend ausgeführt . Auf einer Bodenfläche der vertikalen Vertiefung 2V ist eine untere Spiegelschicht 40 oder ein unterer Teilbereich 40 des optischen Resonators 4 angeordnet . Die Teilbereiche 40 , 41 und 42 können aus demselben Material , insbesondere aus einem dielektrischen Material , gebildet sein und identische Eigenschaften bezüglich der Ref lektivität aufweisen . Außerdem können die Teilbereiche 40 , 41 und 42 während eines gemeinsamen Verfahrensschritts hergestellt werden .

Im Gegensatz zu einem Laser zum Beispiel mit einer HR- und einer AR-Verspiegelung kann gemäß Figur 3B eine konforme Beschichtung beider Facetten 20F gleichzeitig realisiert werden, z . B . über ALD-Beschichtung, CVD, usw . Die Ref lektivität kann auf beiden Facetten 20F identisch sein, und kann 40 % , 50 % , 60 % betragen . Falls die Beschichtung auch eine Bodenfläche der Vertiefung 2V, i . e . der Facetten- Ausnehmung, bedeckt , wirkt sie vorteilhaft , auch um das Licht nach oben aus zukoppeln . Außerdem kann durch die Spiegelbeschichtung eine elektrische Passivierung der Vertiefungen 2V und/oder der Facetten 20F erreicht werden .

Das in der Figur 3C dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 3B dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu erstrecken sich die Teilbereiche 41 und 42 bis auf die Oberseite 10A des Bauelements 10 und ragen seitlich über die Facetten 20F aus den Vertiefungen 2V heraus . Die Teilbereiche 41 und 42 grenzten zum Beispiel unmittelbar an die Kontaktschichten 7 und dienen in diesem Fall zusätzlich als I solierungsschichten .

Die in den Figuren 4A, 4B, 4C und 4D dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu ist eine Wärmeleitschicht 60 in der j eweiligen Vertiefung 2V angeordnet . Die Wärmeleitschicht 60 grenzt zum Beispiel mittelbar oder unmittelbar an die Konverterschicht 3 an .

Die Konverterschicht 3 kann durch die Wärmeleitschicht 60 etwa in Form einer wärmeleitenden Beschichtung oder in Plättchen-Form mit dem Laser kombiniert sein, wobei die Wärmeleitschicht 60 oder die Konverterschicht 3 in Plättchen- Form neben der Funktion bezüglich der Konverterentwärmung auch einen Schutz des Konvertermaterials vor Feuchte- und Umwelteinflüssen bietet . In Richtung des Lichtwegs sollte die Wärmeleitschicht 60 für die Laserstrahlung bzw . für die konvertierte Strahlung weitgehend transparent sein . Die Wärmeleitschicht 60 ist daher bevorzugt aus einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet , zum Beispiel aus Glas , Saphir oder AIN .

Gemäß Figur 4A bis 4D sind die Vertiefungen 2V teilweise vom Material der Konverterschicht 3 aufgefüllt . In der j eweiligen Vertiefung 2V ist die Wärmeleitschicht 60 angeordnet , wobei die Wärmeleitschicht 60 in Draufsicht die Konverterschicht 3 insbesondere vollständig bedeckt .

Gemäß Figur 4A ist die Wärmeleitschicht 60 lediglich auf einer Oberseite der Konverterschicht 3 angeordnet . Die Oberseite 10T des Bauelements 10 kann bereichsweise durch eine Oberfläche der Wärmeleitschicht 60 gebildet sein . Im Vergleich zur Figur 4A erstreckt sich die Wärmeleitschicht 60 gemäß Figur 4B entlang der vertikalen Richtung durch die Konverterschicht 3 hindurch . Im Vergleich zur Figur 4B ist die Wärmeleitschicht 60 zusätzlich an einer Unterseite der Konverterschicht 3 angeordnet . Im Vergleich zur Figur 4G ist die Wärmeleitschicht 60 gemäß Figur 4D zusätzlich an den Seitenflächen der Konverterschicht 3 bzw . an den Facetten 20F angeordnet . Die Konverterschicht 3 ist gemäß Figur 4D allseitig von der Wärmeleitschicht 60 umschlossen . Wird das Bauelement 10 oder der Waferverbund 10 vereinzelt , können die Trennlinien T entlang der Wärmeleitschicht 60 verlaufen . Mit anderen Worten befindet sich die Wärmeleitschicht 60 bereichsweise im Trennbereich, sodass die Konverterschicht 3 bei der Vereinzelung des Waferverbunds 10 und auch nach der Vereinzelung geschützt ist . Die Trennlinien T sind in der Figur 4B schematisch dargestellt . Die in den Figuren 5A, 5B und 5C dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 2A oder 3C dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu können die Vertiefungen 2V zur Verbesserung der Lichtauskopplung mit einer weiteren unteren metallischen oder dielektrischen Spiegelschicht 4B oder Kombinationen daraus versehen sein .

In Anwesenheit der unteren Spiegelschicht 40 , die zum Beispiel aus demselben Material wie die Teilbereiche 41 und 42 des optischen Resonators 4 gebildet ist , kann die weitere Spiegelschicht 4B unterhalb oder oberhalb der unteren Spiegelschicht 40 angeordnet sein . Gemäß Figur 5A ist die weitere Spiegelschicht 4B zwischen der Konverterschicht 3 und der unteren Spiegelschicht 40 angeordnet . Gemäß Figur 5B ist die untere Spiegelschicht 40 zwischen der Konverterschicht 3 und der weiteren Spiegelschicht 4B angeordnet . Im Unterschied zur Figur 5A kann die weitere Spiegelschicht 4B in Schnittansicht U- förmig oder strukturiert ausgeführt sein . Entlang der vertikalen Richtung kann sich die weitere Spiegelschicht 4B bis zu einer Stelle knapp unterhalb der aktiven Zone 23 erstrecken .

In allen Aus führungsbeispielen ist es möglich, dass die Konverterschicht 3 entlang der vertikalen Richtung im Wesentlichen bündig mit der Kontaktschicht 7 abschließt (vergleiche Figur 5A) , über die Kontaktschicht 7 herausragt (vergleiche Figur 5B ) oder die Vertiefung 2V nur teilweise auf füllt und somit sich nicht bis zu der Kontaktschicht 7 erstreckt (vergleiche Figur 5C ) . Die Konverterschicht 3 kann auch mit Streupartikeln oder Reflexionspartikeln versehen sein . Des Weiteren ist es möglich, dass sich die Konverterschicht 3 in Draufsicht teilweise auch außerhalb der zugehörigen Vertiefung 2V befindet . Entlang der lateralen Richtung/en kann/ können die Konverterschicht/en 3 seitlich über die Seitenwände der Vertiefung/en 2V hinausragen .

Das in der Figur 6A dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Während die Vertiefungen 2V gemäß Figur 1A im Wesentlichen gleiche Querschnitte aufweisen, weisen die Vertiefungen 2V gemäß Figur 6A unterschiedlich große Querschnitte auf . Die Vertiefungen 2V gemäß Figur 1A sind entlang lateraler Richtungen voneinander räumlich beabstandet . In Figur 6A können die Vertiefungen 2V unmittelbar aneinander angrenzen . Abweichend davon ist auch möglich, dass die unterschiedlich großen Vertiefungen 2V voneinander lateral beabstandet sind .

Das in der Figur 6B dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu sind Umlenkstrukturen 5 , zum Beispiel in Form von Umlenkprismen, in den Vertiefungen 2V schematisch dargestellt . In Draufsicht kann die Konverterschicht 3 die zugehörige Umlenkstruktur 5 vollständig bedecken . Die Konverterschicht 3 kann eine Oberfläche aufweisen, die konform zu der Oberfläche der Umlenkstruktur 5 verläuft .

In Figur 7A ist schematisch dargestellt , dass das Bauelement 10 oder der Waferverbund 10 entlang der Trennlinien T in kleinere Einheiten, etwa in kleinere Bauelemente 10 vereinzelt werden kann . Die Trennlinien T befinden sich zum Beispiel zwischen den Kontaktschichten 7 und zwischen den Vertiefungen 2V . Außerdem ist es möglich, dass die Trennlinien T durch die Vertiefungen 2V hindurch verlaufen . Die in den Figuren 7B und 7C dargestellten vereinzelten Bauelemente 10 können Kurzlaserbarren mit mindestens zwei Emittern oder Laserbarren mit einer Mehrzahl von in einer Reihe oder in einer Spalte angeordneten Emittern oder aktiven Bereichen 20 sein . Figur 7A zeigt eine matrixartig angeordnete Laser-Konverter-Einheit . Figur 7B zeigt eine parallel angeordnete Laser-Konverter-Einheit . Figur 7C zeigt eine linear angeordnete Laser-Konverter-Einheit .

Die in den Figuren 8A und 8B dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 .

Das Bauelement 10 kann Laserbarren oder Kurzbarren zum Beispiel aus blauen oder violetten Laserdioden mit geätzten Laserf acetten 20F sein . Die Vertiefungen 2V zum Beispiel in Form von Ätzgräben können abwechselnd mit Konverterschichten 31 und 32 verschiedener Arten, zum Beispiel für kaltweiße und warmweiße Emission, gefüllt sein ( Figuren 8A und 8B ) . Das Bauelement 10 kann nach Auf füllen der Vertiefungen 2V mit Konvertermaterial vereinzelt werden . Zur Erzielung beidseitiger Emission kann das Bauelement 10 entlang der Trennlinien T durch die Vertiefungen 2V hindurch vereinzelt werden ( Figur 8A) . Zur Erzielung einseitiger Emission kann das Bauelement 10 entlang der Trennlinien T , die neben den Vertiefungen 2V verlaufen vereinzelt werden ( Figur 8B ) .

Die in den Figuren 9A und 9B dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 8A und 8B dargestellten Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu können die Vertiefungen 2V mit verschiedenfarbigen Konverterschichten 31R, 31B und 31G gefüllt sein . Die Konverterschicht einer ersten Farbe 31R kann zur Umwandlung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung in elektromagnetische Strahlung im roten Spektralbereich eingerichtet sein . Die Konverterschicht einer zweiten Farbe 31B kann zur Umwandlung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung in elektromagnetische Strahlung im blauen Spektralbereich eingerichtet sein . Die Konverterschicht einer dritten Farbe 31G kann zur Umwandlung kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung in elektromagnetische Strahlung im grünen Spektralbereich eingerichtet sein . Das in den Figuren 9A und 9B dargestellte Bauelement 10 kann in monolithische RGB-Einheiten mit einseitiger oder beidseitiger Emission vereinzelt werden .

In allen Aus führungsbeispielen ist es möglich, dass die aktive Zone 23 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im blauen Spektralbereich eingerichtet ist . In diesem Fall erfolgt die blaue Emission nicht notwendigerweise über die zugehörige Konverterschicht 3 . Der blaue Anteil eines Pixels kann durch direkte Emission einer Laserstrahlung im blauen Spektralbereich erzielt sein . In der zugehörigen Vertiefung 2V können/ kann ein Streuelement und/oder Umlenkungstruktur 5 angeordnet oder gebildet sein .

Insgesamt kann die Konverter-Abscheidung im Waferverbund durchgeführt werden . Der Waferverbund kann anschließend in monolithisch ausgeführte kleinere Einheiten oder Bauelemente 10 vereinzelt werden . In diesem Fall ist kein kostenintensives Barren- oder Einzelchip-Handling nötig . Die Laser-Konverter-Positionierung erfolgt selbst j ustierend, sodass keine aufwendige Justage erforderlich ist . Die Dicke der Konverterschichten 3 kann über die Geometrie der Vertiefungen 2V, etwa über die Grabenbreite oder Grabentiefe definiert werden und ist somit vereinfacht einstellbar . Dies führt insbesondere zu keinen Schwankungen in den Konverterschichten 3 . Auch lässt sich der Farbort über gezielte Variation der Dicke der Konverterschichten 3 variieren . Über die Bestromung der Laserdioden kann durchstimmbarer Farbort erzielt werden .

Das Aufbringen oder Auf füllen des Konvertermaterials kann selektiv in den Vertiefungen 2V, also in den Ätzgräben, zum Beispiel über Abhebetechnik einer Hartätzmaske zum Facettenätzen durchgeführt werden . Außerdem ist kein alterungsinduzierender Wärmeblocker erforderlich . Die Konverterschicht 3 im Facettenätzgraben kann durch Verwendung einer Schutzschicht , zum Beispiel in Form einer Wärmeleitschicht 60 , eines Plättchens oder einer Wärmesenke bei p-side-down Montage gegen Feuchte und Umwelteinflüssen geschützt werden, wobei die Konverter-Entwärmung gleichzeitig sichergestellt werden .

Es ist möglich, monolithische Laser-Konverter-Einheit zu realisieren, deren Farbort über die j eweilige Leistung der Laser-Emitter für kaltweiße Emission und warmweiße Emission einstellbar ist . Eine exakt definierbare Dicke der Konverterschicht 3 ist steuerbar über die Geometrie der Vertiefung 2V bzw . des Ätzgrabens . Auch eine monolithische Laser-Konverter-Einheit ist realisierbar, deren Emission über die j eweilige Leistung der Laser-Emitter für RBG-Anwendungen einstellbar ist . Die Größe des Bauelements 10 kann bei der Vereinzelung des Laser-Wafers eingestellt werden, etwa durch Brechen oder Sägen des Laser-Wafers in (Kurz- ) Barren insbesondere entlang einer kristallographischen Achse . Figuren 10A, 10B, I OC, 10D, 10E , 10F, 10G, 10H, 11A, 11B und 11C zeigen weitere Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 j eweils in Draufsicht . In diesen Aus führungsbeispielen weist das Bauelement 10 insbesondere für die aktiven Bereiche 20 eine gemeinsame Vertiefung 2VG, etwa eine äußere gemeinsame Vertiefung 2VG auf , die mit dem Konvertermaterial der Konverterschicht 3 bedeck ist . Die aktiven Bereiche 20 können als lokale Erhöhungen des Halbleiterkörpers ausgeführt sein .

Die aktiven Bereiche 20 bilden zum Beispiel Hauptkörper 20H von Mikrolasern, insbesondere von lokalen Mikrolasern, des Bauelements 10 . Die lichterzeugenden Regionen des Bauelements 10 weisen zum Beispiel eine Anordnung von solchen Mikrolasern auf , die im Wesentlichen ganz flächig gepumpt werden und in einer Art von Ringmoden Laserstrahlungen emittieren . Das Laserlicht kann ausgekoppelt und im umgebenden Konvertermaterial zumindest teilweise konvertiert werden .

Die Mikrolaser können ein- oder zweidimensional angeordnet sein . Die Mikrolaser oder die aktiven Bereiche 20 können gleiche oder unterschiedliche Geometrie oder Größen aufweisen . Die Anordnung der Mikrolaser kann matrixartig, wabenförmig, zeilenartig, spaltenartig, gleichmäßig oder ungleichmäßig sein . Zum Beispiel weisen die aktiven Bereiche 20 benachbarte Facetten 20F auf , die einen Winkel bilden, der zur Gitterstruktur des verwendeten Halbleitermaterials passt . Der Winkel kann 60 ° oder Viel fache von 60 ° bei hexagonaler Kristallstruktur wie z . B . bei GaN, oder 90 ° oder Viel fache von 90 ° bei kubischer Kristallstruktur sein . Zum Beispiel ist zumindest eine Facette 20F oder eine Mehrzahl von Facetten 20F m-Fläche/n oder a-Fläche/n . Es ist möglich, dass alle Facetten 20F m- oder a-Flächen sind . Figur 10A zeigt eine gleichmäßige Anordnung von kreis förmigen Mikrolasern 10M, die in lateralen Richtungen von der Konverterschicht 3 umgeben sind . Figur 10B zeigt eine gleichmäßige , insbesondere wabenförmige Anordnung von hexagonalen Mikrolasern 10M . Die Mikrolaser 10M können j eweils einen Grundriss in Form eines regelmäßigen Hexagons aufweisen . Figur I OC zeigt eine gleichmäßige Anordnung von rechteckigen, insbesondere quadratischen Mikrolasern 10M . Figur 10D zeigt eine gleichmäßige Anordnung von dreieckigen Mikrolasern 10M . Die Mikrolaser 10M können j eweils einen Grundriss in Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweisen .

Weitere mögliche Anordnungen von Mikrolasern 10M mit gleichen oder unterschiedlichen Grundrissen sind in den Figuren 10E , 10F, 10G und 10H schematisch dargestellt . Das Bauelement 10 können Mikrolaser 10M mit unterschiedlichen Grundrissen und unterschiedlichen Größen oder Mikrolaser 10M mit gleichen Grundrissen und gleichen Größen aufweisen . Die Mikrolaser 10M können dreieckige , viereckige oder sechseckige Grundrisse mit Innenwinkeln von 60 ° , 90 ° und/oder 120 ° , insbesondere ausschließlich mit Innenwinkeln von 60 ° , 90 ° und/oder 120 ° aufweisen . Weitere Grundrisse etwa in Form eines gleichseitigen Dreiecks , eines Trapezes , eines Parallelogramms oder eines Hexagons zum Beispiel zumindest mit einem Innenwinkel von 60 ° oder 120 ° sind ebenfalls denkbar .

Die in den Figuren 11A, 11B und 11C dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 10A und 10B dargestellten Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu weist der Halbleiterkörper 2 oder die Mehrzahl der aktiven Bereiche 20 innere Vertiefungen 2VI auf . Die inneren Vertiefungen 2VI können mit dem Konvertermaterial der Konverterschicht 3 oder mit einem Material verschieden von einem Konvertermaterial aufgefüllt sein . Es ist auch möglich, dass die inneren Vertiefungen 2VI of fen sind, also mit Luft gefüllt sind . Insbesondere weist j eder aktive Bereich 20 oder j eder Hauptkörper 20H des Mikrolasers 10M eine solche innere Vertiefung 2VI auf . Die innere Vertiefung 2VI kann einen Querschnitt in Form eines Kreises , eines Dreiecks , insbesondere eines regelmäßigen Dreiecks , eines Hexagons , insbesondere eines regelmäßigen Dreiecks , aufweisen . In Anwesenheit der inneren Vertiefungen 2VI kann die Ef fi zienz des Bauelements 10 verbessert werden .

Figur 12A zeigt ein Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 in Form eines sechseckigen Lasers , insbesondere eines sechseckigen Pumplasers . Der Halbleiterkörper 2 weist eine hexagonale Vertiefung 2V auf . Eine Mehrzahl von aktiven Bereichen 20 j eweils mit einem Lasersteg 20R grenzt an die hexagonale Vertiefung 2V an . Insbesondere grenzen sechs Laserstege 20R an sechs verschiedene Facetten 20S der sechs aktiven Bereiche 20 bzw . an sechs verschiedene Seitenwände der hexagonale Vertiefung 2V an . Die hexagonale Vertiefung 2V ist in diesem Fall als innere gemeinsame vertikale Vertiefung 2VIG ausgeführt . Die innere gemeinsame vertikale Vertiefung 2VIG kann einen Grundriss in Form eines regelmäßigen Hexagons aufweisen . Insbesondere sind zumindest einige oder alle Facetten 20S oder Seitenwände der Vertiefung 2V m-Flächen .

Der Halbleiterkörper 2 basiert insbesondere auf einem Nitrid- Verbindungsmaterial , etwa auf GaN . Der GaN-Kristall hat sechs symmetrische m-Flächen . Diese Kristall flächen werden in alkalischen Lösungen sehr viel langsamer geätzt , als andere Kristall flächen mit höheren Indices . Aus diesem Grund können 6-eckige Chips erzeugen, die sechs Laserbereiche aufweisen, die j eweils geätzte Facetten 20F haben, wobei die Emission in einem Punkt überlappt . Die mittig angeordnete innere gemeinsame vertikale Vertiefung 2VIG kann mit Konvertermaterial der Konverterschicht 3 gefüllt sein .

I st eine vertikale Vertiefung 2V als innere gemeinsame vertikale Vertiefung 2VIG einer Mehrzahl von aktiven Bereichen 20 ausgeführt , kann j ede der Seitenwände der inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefung 2VIG, die j eweils durch eine Facette 20F eines der angrenzenden aktiven Bereiche 20 gebildet ist , als Strahlungsdurchtritts fläche 20S ausgeführt sein . Abweichend von der Figur 12A es ist möglich, dass die innere gemeinsame vertikale Vertiefung 2VIG einen dreieckigen oder viereckigen Grundriss aufweist . Ein Querschnitt der inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefung 2VIG kann auch ein Rechteck, Quadrat oder ein gleichseitiges Dreieck sein .

Die in den Figuren 12B und 12C dargestellten Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 entsprechen im Wesentlichen dem in der Figuren 12A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu sind die Kontaktschichten 7 expli zit dargestellt . Jede der Kontaktschichten 7 kann eine strei fenartig verlaufende Anschlussschicht 71 bzw . einen strei fenartig verlaufenden Lasersteg 20R bedecken . Insbesondere verlaufen Laserstege 20R j eweils senkrecht zu einer der Seitenwände der inneren gemeinsamen vertikalen Vertiefung 2VIG . Figur 12B zeigt getrennte Kontaktschichten 7 oder getrennte Kontaktpads 7 , über die die sechs aktiven Bereiche 20 des Pumplasers individuell angesteuert werden können, z . B . durch einer Montage auf einen IC . Aufgrund der einzelnen Ansteuerung kann ein größerer dynamischer Bereich (high dynamic range ) der Beleuchtung einfacher erreicht werden . Alternativ können auch drei Pumplaser im 120 ° Winkel zueinander verwendet werden . Gemäß Figur 12C können die Kontaktschichten 7 über Leiterbahnen 70 miteinander elektrisch leitend verbunden sein .

Das in der Figur 12D dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen den in den Figuren 12A bis 12C dargestellten Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu weist das Bauelement 10 in Draufsicht ein Netzwerk aus einer Mehrzahl von sechseckigen Vertiefungen 2V und einer Mehrzahl von aktiven Bereichen 20 auf . Auf diese Weise können auch Anordnungen, insbesondere wabenförmige Anordnungen, von Pixeln erzeugt werden, bei denen elektromagnetische Strahlung j e an einer Vorderseite und an einer Rückfacette des j eweiligen Lasers , i . e . des j eweiligen aktiven Bereichs 20 , in die innere gemeinsame Vertiefung 2VIG eingekoppelt wird .

Das in der Figur 12E dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 12D dargestellten Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu ist in den Vertiefungen 2V j eweils eine innere reflektierende Struktur 41 angeordnet . Die innere reflektierende Struktur 41 kann eine Struktur mit Spiegelbeschichtung sein, etwa eine HR-Verspiegelung . Dadurch kann elektromagnetische Strahlung, die nicht vom Konvertermaterial der Konverterschicht 3 absorbiert wurde , zurückreflektiert werden und die Konverterschicht 3 mehrmals durchlaufen .

In Figur 12D ist eine Schnittlinie AB dargestellt . Entlang dieser Linie kann das Bauelement 10 eine Schnittansicht aufweisen, die zum Beispiel in einer der Figuren 1B und 2A bis 5C schematisch dargestellt ist . Das Bauelement 10 gemäß den Aus führungsbeispielen in den Figuren 10A bis 12E können also optische Resonatoren 4 , Wärmeleitschichten 60 , Passivierungsschichten 61 , Bandpass filterschichten 62 , Umlenkstrukturen 5 oder weitere in den Figuren 1A bis 9B dargestellten Bestandteile des Bauelements 10 aufweisen, die aus Ubersichtlichkeitsgründen in den Figuren 10A bis 12E teilweise nicht dargestellt sind .

Figur 13 zeigt eine Vertiefung 2V in Form eines Hexagons , insbesondere eines regelmäßigen Hexagons , dessen Seitenflächen m-Flächen sind . Außerdem sind die c-Richtung und die a-Richtung schematisch dargestellt . In allen hier Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 ist es möglich, dass die Vertiefung/en 2V mindestens oder genau eine Seitenwand, mindestens oder genau zwei Seitenwände , mindestens oder genau drei Seitenwände oder alle Seitenwände aufweist/aufweisen, die m-Fläche/n ist/ sind .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 129 563 . 7 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Die Erfindung umfasst vielmehr j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugs zeichenliste

10 Bauelement , Waferverbund

10M Teilabschnitt des Bauelements/ Mikrolaser

10T Oberseite des Bauelements

10B Unterseite des Bauelements

2 Halbleiterkörper

2B unterer Bereich des Halbleiterkörpers/ des Bauelements

2V Vertiefung des Halbleiterkörpers

2VG gemeinsame Vertiefung/ äußere gemeinsame Vertiefung

2VI innere Vertiefung

2VIG innere gemeinsame vertikale Vertiefung

20 aktiver Bereich des Halbleiterkörpers

20H Hauptkörper des Teilabschnitt des Bauelements/ Hauptkörper des Mikrolasers

20F Facette des aktiven Bereichs

20S Strahlungsdurchtritts fläche des aktiven Bereichs

20R Ridge/ Steg/ Lasersteg des Bauelements

21 erste Halbleiterschicht/ Halbleiterschichtenfolge

22 zweite Halbleiterschicht/ Halbleiterschichtenfolge

23 aktive Zone des aktiven Bereichs

23S aktive Schichtenfolge des Halbleiterkörper

3 Konverterschicht

31 Konverterschicht erster Art

32 Konverterschicht zweiter Art

31R Konverterschicht erster Farbe

31G Konverterschicht zweiter Farbe

31B Konverterschicht dritter Farbe 4 Spiegelschicht/ optischer Resonator

41 erster Teilbereich des optischen Resonators

42 zweiter Teilbereich des optischen Resonators

40 untere Spiegelschicht/ unterer Teilbereich des optischen Resonators

4B untere Spiegelschicht

41 innere reflektierende Struktur

5 Umlenkstruktur

60 Wärmeleitschicht

61 Passivierungsschicht

62 Bandpass filterschicht

7 Kontaktschicht

70 Leiterbahn der Kontaktschicht

71 Anschlussschicht

8 weitere Kontaktschicht

81 weitere Spiegelschicht

9 Träger/ Substrat/ Aufwachssubstrat

S Strahlung

T Trennlinie