專(zhuān)利名稱：垂直發(fā)射的、被光泵浦的、在單獨(dú)的襯底上具有外部諧振器和頻率倍增器的半導(dǎo)體的制作方法
垂直發(fā)射的、被光泵浦的、在單獨(dú)的襯底上具有外部諧振器和頻率倍
增器的半導(dǎo)體
本發(fā)明提供了一種可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明還提供了一 種具有這種半導(dǎo)體裝置的光學(xué)投影裝置。
要解決的任務(wù)在于提供一種特別緊湊的半導(dǎo)體裝置。
才艮據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式,半導(dǎo)體裝置具有表面發(fā)射的半 導(dǎo)體本體。半導(dǎo)體本體具有輻射穿透面，電磁輻射可以通過(guò)該輻射穿透面 耦合輸入半導(dǎo)體本體中并且可以從半導(dǎo)體本體中耦合輸出。尤其是，半導(dǎo) 體本體可通過(guò)輻射穿透面來(lái)光泵浦。這意味著，通過(guò)輻射穿透面被耦合輸 入半導(dǎo)體本體中的泵浦輻射在半導(dǎo)體本體中激發(fā)產(chǎn)生電磁輻射，該電磁輻
射又通過(guò)輻射穿透面離開(kāi)該半導(dǎo)體本體。半導(dǎo)體本體在此適于在使用設(shè)置 在外部的(即與半導(dǎo)體本體間隔設(shè)置的)諧振腔反射器的情況下產(chǎn)生激光 福射。
根據(jù)光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少 一個(gè)實(shí)施形式，輻射穿透面背離半 導(dǎo)體本體的安裝平面。安裝平面例如可以理解為第一支承體的主延伸
平面，在該第一支承體上固定有半導(dǎo)體本體。在相同的支承體上于是 可以固定有半導(dǎo)體裝置的其他元件。輻射穿透面優(yōu)選平行于或者基本 上平行于半導(dǎo)體本體的安裝平面地走向。"基本上平行"在此意味著， 由于例如安裝公差而會(huì)使輻射穿透面也與半導(dǎo)體本體的安裝平面成 一個(gè)小的角度。由半導(dǎo)體本體在工作時(shí)發(fā)射的、通過(guò)輻射穿透面射出 的輻射垂直于或者基本上垂直于半導(dǎo)體本體的安裝平面走向，并且與 安裝平面偏離。例如，半導(dǎo)體激光裝置在此包括恰好一個(gè)泵浦輻射源。
才艮據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體裝置除了具 有半導(dǎo)體本體之外還具有光學(xué)元件，該光學(xué)元件適于將泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到半 導(dǎo)體本體的輻射穿透面。這意味著，泵浦輻射從泵浦輻射源并不是直 接指向半導(dǎo)體本體的輻射穿透面，而是泵浦輻射穿過(guò)至少一個(gè)光學(xué)元
件或者射到至少 一個(gè)光學(xué)元件上，該光學(xué)元件將泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo) 體本體的輻射穿透面上。
根據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體裝置具有表
面發(fā)射的半導(dǎo)體本體，該半導(dǎo)體本體包括輻射穿透面，該輻射穿透面背離 半導(dǎo)體本體的安裝平面。此外，半導(dǎo)體裝置具有光學(xué)元件，該光學(xué)元件適
于將泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面。
根據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體裝置包括泵
浦輻射源。優(yōu)選地，半導(dǎo)體激光器模塊例如iiic射的半導(dǎo)體激光器或者邊 發(fā)射的半導(dǎo)體激光器條設(shè)置為泵浦輻射源。泵浦輻射源在此除了適于產(chǎn)生 輻射的半導(dǎo)體本體之外還可以包括導(dǎo)熱元件，半導(dǎo)體本體安裝在該導(dǎo)熱元 件上。由導(dǎo)熱元件和發(fā)射輻射的半導(dǎo)體本體構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)因此形成了半 導(dǎo)體裝置的泵浦輻射源。
根據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，泵浦輻射源固定在 平行于安裝平面的平面中，或者固定在半導(dǎo)體本體的安裝平面中。對(duì)此， 泵浦輻射源和表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體例如可以施加并且固定在共同的第 一支承體上。此外，也可能的是，泵浦輻射源和表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體分
別施加到各自的支承體上并且兩個(gè)支承M此;WM目連。
才艮據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，表面發(fā)射的半導(dǎo)體 本體、用于將泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面上的光學(xué)元件以及
泵浦輻射源被施加到共同的第一支承體上。半導(dǎo)體裝置的這些元件例如可 以在共同的安裝平面中或者在彼此平行走向的安裝平面中被施加在共同 的支承體上。
才艮據(jù)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，第一支矛^體由連接 支承體構(gòu)成。優(yōu)選地，泵浦輻射源電連接到連接支承體上。連接支承體例 如是電路板。該連接支承體可以包括由電絕緣的、導(dǎo)熱良好的材料構(gòu)成的 基本體。電印制導(dǎo)線可以施加在連接支承體的上側(cè)(半導(dǎo)體本體也被ife加 到其上的側(cè))。借助印制導(dǎo)線，半導(dǎo)體裝置的泵浦輻射源例如可以被電接
才艮據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，光學(xué)元件適于將泵浦輻射通過(guò) 光學(xué)折射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面上。也就是說(shuō)，在穿透光學(xué)元件 的輻射穿透面時(shí)，泵浦輻射由于光學(xué)元件和周?chē)牧?例如空氣)的折射 率差而被偏轉(zhuǎn)，使得泵浦輻射在穿過(guò)光學(xué)元件之后對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體本體的輻射 穿透面。
才艮據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，光學(xué)元件適于將泵浦輻射通過(guò) 反射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面上。也就是說(shuō)，光學(xué)元件是一種反射
光學(xué)元件。優(yōu)選地，該光學(xué)元件適于將泵浦輻射通過(guò)一次的^Jt偏轉(zhuǎn)到半 導(dǎo)體本體的輻射穿透面上。也就是說(shuō)，該光學(xué)元件優(yōu)選并非是其中泵浦輻 射通過(guò)多次反射來(lái)偏轉(zhuǎn)的光導(dǎo)體。例如，該光學(xué)元件是高反射性的鏡。例 如，該鏡是平面鏡。也就是說(shuō)，該鏡例如不是凹面鏡。
在半導(dǎo)體裝置工作時(shí)，泵浦輻射例如至少i^段地首先平行于或者基本 上平行于半導(dǎo)體本體的輻射穿透面走向。泵浦輻射例如可以越過(guò)半導(dǎo)體本 體的輻射穿透面走向。也就是說(shuō)，泵浦輻射首先越過(guò)半導(dǎo)體本體走向，而 不射到半導(dǎo)體本體上。反射光學(xué)元件接著在泵浦輻射的方向上設(shè)置在半導(dǎo) 體本體之后。泵浦輻射(在其橫越半導(dǎo)體本體和由此橫越半導(dǎo)體本體的輻 射穿透面之后)射到反射光學(xué)元件上。泵浦輻射從反射光學(xué)元件通過(guò)(優(yōu) 選恰好一次)反射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面上。偏轉(zhuǎn)的泵浦輻射在 此可以(至少對(duì)于短的路徑)在與泵浦輻射的、在泵浦輻射射到反射光學(xué) 元件之前的方向相反的方向上走向。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，光學(xué)元件適于將泵浦輻射朝著
半導(dǎo)體本體的安裝平面的方向偏轉(zhuǎn)。也就^:i兌，在泵浦輻射射到光學(xué)元件 之前，泵浦輻射首先在確定的路程段上平行于安裝平面走向或者偏離安裝 平面走向。在任何情況下，泵浦輻射在該路程段上都在安裝平面之上并且 優(yōu)選也在半導(dǎo)體本體的輻射穿透面之上的確定的高度上走向。光學(xué)元件適 于將泵浦輻射向下(朝著安裝平面的方向和由此朝著半導(dǎo)體本體的輻射穿 透面的方向)偏轉(zhuǎn)。
才艮據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少 一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體本體設(shè)置在泵浦輻射源 頭與光學(xué)元件之間的半導(dǎo)體本體的安裝平面中。也就是說(shuō)，在泵浦輻射被 偏轉(zhuǎn)到輻射穿透面上之前，泵浦輻射從半導(dǎo)體本體之上經(jīng)過(guò)。例如可能的 是，泵浦輻射源、半導(dǎo)體本體和光學(xué)元件以該順序沿著直線設(shè)置。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體裝置包括諧振器附件
(Resonatoraufsatz )，該諧振器附件在半導(dǎo)體本體的主輻射方向上^:置在 半導(dǎo)體本體的安裝平面之后。在此，諧振器附件在半導(dǎo)體本體的主輻射方
向上也設(shè)置在半導(dǎo)體本體的輻射穿透面之后。
諧振器附件例如包括第二支承體，在該第二支承體上固定有諧振腔反 射器。該諧振器附件優(yōu)選平行于或者基本上平行于半導(dǎo)體本體的安裝平面 設(shè)置在半導(dǎo)體本體的安裝平面上。
諧振器附件此外還優(yōu)選包括偏轉(zhuǎn)元件。偏轉(zhuǎn)元件例如可以是偏轉(zhuǎn)鏡 里射到諧振腔>^射器。激光輻射由諧振腔反射器又反射到偏轉(zhuǎn)元件上，該 偏轉(zhuǎn)元件將輻射通過(guò)輻射透射面偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體中。半導(dǎo)體本體例如包 括>^射層序列，例如布拉^^射器、該>^射層序列構(gòu)成這樣構(gòu)成的激光諧 振器的另 一諧振腔反射器。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，諧振器附件借助間隔元件與半導(dǎo)體本體的安 裝平面間隔。間隔元件例如固定在第一支承體上。在間隔元件上固定有諧 振器附件。優(yōu)選地，半導(dǎo)體裝置包括至少兩個(gè)間隔元件。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，間隔元件包括光學(xué)元件，或者間隔元件由光 學(xué)元件構(gòu)成。例如，間隔元件在此可以包括如下光學(xué)元件或者由如下光學(xué)
元件構(gòu)成該光學(xué)元件適于將泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體的輻射穿透面 上。
然而，此外也可能的是，半導(dǎo)體裝置的間隔元件執(zhí)行其他光學(xué)功能。 例如，間隔元件之一適于改變泵浦輻射的方向，使得泵浦輻射在穿過(guò)間隔 元件之后與半導(dǎo)體本體的安裝平面偏離。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，諧振器附件包括頻率轉(zhuǎn)換元 件。頻率轉(zhuǎn)換元件優(yōu)選是非線性光學(xué)晶體。優(yōu)選地，頻率轉(zhuǎn)換元件施加到 支承體上。頻率轉(zhuǎn)換元件優(yōu)選適于頻率倍增，例如適于使通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換元 件的電磁輻射頻率加倍。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，諧振器附件包括加熱元件。該加熱元件優(yōu)選 適于將頻率轉(zhuǎn)換元件加熱到可預(yù)先給定的溫度。對(duì)此，加熱元件例如導(dǎo)熱 地與頻率轉(zhuǎn)換元件相連。加熱元件和頻率轉(zhuǎn)換元件在此可以彼此直接接
觸。但是，也可能的是，加熱元件的熱通過(guò)導(dǎo)熱元件(例如第二支承體) ^L傳導(dǎo)到頻率轉(zhuǎn)換元件。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，加熱元件由金屬涂層構(gòu)成。優(yōu) 選地，第二支承體包括至少一個(gè)金屬涂層，諧振器附件的溫度借助該金屬 涂層可被提高和/或被確定。優(yōu)選地，諧振器附件的溫度可以借助金屬涂 層來(lái)提高和確定。金屬涂層優(yōu)選是結(jié)構(gòu)化的金屬涂層。例如，金屬涂層曲 折形地構(gòu)建或者金屬涂層具有多個(gè)凹處。金屬涂層包含如下金屬或者優(yōu)選 由如下金屬中的至少一種構(gòu)成鉑、金。
此外，金屬涂層優(yōu)選還具有接觸部，借助該接觸部可電接觸金屬涂層。
通iM"金屬涂層饋送電流，可以適當(dāng)?shù)靥岣咧C振器附件的溫度。通過(guò)這樣 的方式，可以將頻率轉(zhuǎn)換元件例如加熱到可預(yù)先給定的工作溫度上。此外， (例如通過(guò)測(cè)量金屬涂層的與溫度相關(guān)的電阻)可以確定金屬涂層的溫 度，并且由此可以確定諧振器附件和頻率轉(zhuǎn)換元件的溫度。
優(yōu)選地，金屬涂層為此與控制裝置相連，該控制裝置適于設(shè)置和調(diào)節(jié) 金屬涂層的可從外部預(yù)先給定的溫度?？刂蒲b置例如可以包括^L控制器。 該控制裝置可以設(shè)置在半導(dǎo)體裝置的連接支承體(第一支承體)上。但是， 也可能的是，控制裝置設(shè)置在半導(dǎo)體裝置外部，并且導(dǎo)電地與半導(dǎo)體裝置 相連。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，諧振器附件導(dǎo)電地與連接支承 體相連。例如，諧振器附件可以借助連接線(例如M線)與連接支承體 相連。連接線適于將加熱元件的接觸部導(dǎo)電地與連接支承體相連。
根據(jù)半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體裝置工作時(shí)，諧振器 附件的溫度(例如平均溫度)比連接支承體的溫度(例如平均溫度)至少 高10K。例如，連接支承體的平均溫度(例如借助有源或者無(wú)源的冷卻元 件)被調(diào)節(jié)到最大35。C，優(yōu)選最大30。C。諧振器附件的平均溫度優(yōu)選借 助加熱元件保持在至少45°C，優(yōu)選至少50'C。諧振器附件和連接支承體 在此盡可能彼此熱隔離。這例如可以通過(guò)導(dǎo)熱差的間隔元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該間 隔元件例如可以包含玻璃。
此外，提供了一種帶有可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的光學(xué)投影裝置，其中 該半導(dǎo)體裝置如結(jié)合上面所介紹的半導(dǎo)體裝置的實(shí)施形式中的至少一個(gè)
所描述的那樣。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，光學(xué)投影裝置例如包括驅(qū)動(dòng)裝置， 該驅(qū)動(dòng)裝置適于驅(qū)動(dòng)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。此外，該光學(xué)投影裝置例如 還可以包括成像元件以及投影光學(xué)系統(tǒng)。
以下參照實(shí)施例和附圖更為詳細(xì)地闡述在此所描述的半導(dǎo)體裝置。


圖1A以示意性剖面圖示出了才艮據(jù)半導(dǎo)體裝置的第一實(shí)施例的在此所 描述的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元。
圖1B以示意性俯視圖示出了根據(jù)第一實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝 置的泵浦單元。
圖1C以示意性剖視圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。圖ID以示意性透視圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。
圖IE以在施加無(wú)源光學(xué)元件之前的示意性剖面圖示出了栘^據(jù)第一或 者第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元。
圖IF以示意性俯視圖示出了才艮據(jù)第一或者第二實(shí)施例的可光泵浦的 半導(dǎo)體裝置的泵浦單元。
圖2A示出了梠^據(jù)第三實(shí)施例的在此所描述的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元 的示意性透視圖。
圖2B以第一角度觀察的示意性透視圖示出了根據(jù)第三實(shí)施例的表面 發(fā)射的半導(dǎo)體裝置。
圖2C示出了以第二角度觀察的、根據(jù)第三實(shí)施例的表面發(fā)射的半導(dǎo) 體裝置。
圖2D以示意性俯視圖示出了根據(jù)第三實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。
圖2E和2F示出了不同的觀察方向的才艮據(jù)第三實(shí)施例的可光泵浦的 半導(dǎo)體裝置的示意性側(cè)視圖。
圖2G以示意性側(cè)視圖示出了在裝備無(wú)源光學(xué)元件之前的根據(jù)第三實(shí) 施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元，圖2H示出了關(guān)聯(lián)的示意性俯 視圖。
圖3A、 3B、 3C和3D以示意性俯視圖示出了在此所描述的半導(dǎo)體裝 置的一個(gè)實(shí)施例的諧振器附件40的制造。
圖3E以示意性側(cè)視圖示出了這樣制造的諧振器附件40。
圖3F示出了這樣制造的諧振器附件40的示意性俯視圖。
結(jié)合圖4A至4D，描述了一種用于制造諧振腔反射器31的制造方法， 其中這些諧振腔^^射器用于在此所描述的半導(dǎo)體裝置的實(shí)施例。
圖5示出了具有多個(gè)矩陣形設(shè)置的連接支承體14的連接支承體復(fù)合 結(jié)構(gòu)50，其中這些連接支承體例如用于在此所描述的半導(dǎo)體裝置的、結(jié) 合圖1和2所描述的實(shí)施例。
圖6A示出了具有多個(gè)矩陣形設(shè)置的連接支承體14的連接支承體復(fù)
合結(jié)構(gòu)50的示意性俯視圖，其中這些連接支承體例如用于在此所描述的 半導(dǎo)體裝置的、結(jié)合圖1和2所描述的實(shí)施例。
圖6B示出了連接支承體50的背面的示意性俯視圖。
圖6C示出了連接支承體50的示意性側(cè)視圖。
圖6D示出了連接支^c體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的連接支^^體14的示意性俯視圖。
在實(shí)施例和附圖中，相同或者作用相同的組成部分分別設(shè)置有相同的 參考標(biāo)記。所示的元件并不能視為合乎比例的，更確切地說(shuō)，為了更好的 理解，各個(gè)元件可以夸大地示出。
圖lA以示意性剖面圖示出了祁4t半導(dǎo)體裝置的第一實(shí)施例的、在此 所描述的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元。
泵浦單元包括連接支承體14。在此所描述的表面發(fā)射的半導(dǎo)體激光 裝置的基本面(即連接支承體14的基本面)優(yōu)選在30 mm2至150mm2 之間。連接支承體14在此處所示的實(shí)施例中包括基本體12、下側(cè)金屬化 物11以及結(jié)構(gòu)化的上側(cè)金屬化物13。連接支承體14優(yōu)選是直接敷銅 (DBC )復(fù)合材料?；倔w12例如由陶瓷材料如A1N構(gòu)成?；倔w12 的厚度優(yōu)選在0.2111111至0.5111111之間，特別優(yōu)選為0.38mm。上側(cè)金屬化 物13以及下側(cè)金屬化物11例如由銅構(gòu)成并且具有O.lmm至0.3mm之間 的厚度，優(yōu)選為0.2mm。有利地，銅具有大約400瓦每米開(kāi)爾文的高導(dǎo) 熱性。通過(guò)與A1N基本體12結(jié)合，使連接支承體14在其表面上的有效 熱膨脹系數(shù)下降。這有益于具有小的膨脹系數(shù)的半導(dǎo)體本體的安裝。
結(jié)構(gòu)化的上側(cè)金屬化物13構(gòu)成印制導(dǎo)線，通過(guò)該印制導(dǎo)線可電接觸 固定在連接支承體14上的有源半導(dǎo)體器件。對(duì)結(jié)合圖1A所描述的連接 支承體14替換地也可能的是，使用包括陶瓷基本體12的連接支承體14, 該基本體例如由A1N構(gòu)成。隨后，上側(cè)金屬化物13可以被施加到基本體 12的上側(cè)。對(duì)此，例如借助掩膜將金化物直接結(jié)構(gòu)化到基本體12上(例 如借助'濺射或者蒸鍍)。金層的厚度在此為最大lnm，優(yōu)選最大為500nm。 這種連接支承體相對(duì)于DBC連接支承體特征在于特別平坦的表面?；?體12的厚度在此優(yōu)選為最大lmm，特別優(yōu)選為最大0.7mm。金屬阻擋層 (例如針對(duì)焊接材料)-例如可由鉑或者NiCr構(gòu)成或者包含這些材料中 的至少一種-可以直接通過(guò)蒸鍍或者濺射來(lái)沉積和結(jié)構(gòu)化到連接支承體
14上。
表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體1被施加到連接支承體14上。表面發(fā)射的半 導(dǎo)體本體l例如被焊接到或者被粘合到連接支承體14上。優(yōu)選地，表面 發(fā)射的半導(dǎo)體本體1借助焊接連接固定在連接支承體14上。對(duì)此特別合 適的是薄層焊料。也就是說(shuō)，表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體1借助通過(guò)濺射或者 蒸鍍沉積的焊料來(lái)固定。焊料包含以下材料中的至少 一種或者優(yōu)選由以下 材料中的至少一種構(gòu)成AuSn、 Sn、 SnAg、 In、 InSn。優(yōu)選地，焊料層 的厚度在l|im至5nm之間。
表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體i包括反射層序列和產(chǎn)生輻射的層序列。^jN" 層序列優(yōu)選是反射金屬層、布拉格反射器或者這些反射層的組合。優(yōu)選地，
反射層序列是如下的布拉格反射器該布拉格反射器具有多個(gè)半導(dǎo)體層 對(duì)，這些半導(dǎo)體層對(duì)具有有利地高的折射率差。優(yōu)選地，布#4^>^射器包 括20至30個(gè)或者更多的半導(dǎo)體層對(duì)的序列，由此得到了^jn"器的99.9% 或者更大的特別高的反射率。有利地，布4M^反射器與半導(dǎo)體本體1的其 余半導(dǎo)體層一起外延地制造。布^i^反射器優(yōu)選設(shè)置在半導(dǎo)體本體1的朝 著連接支承體14的側(cè)上。
半導(dǎo)體本體的產(chǎn)生輻射的層序列包括有源區(qū)，該有源區(qū)具有pn結(jié)和
/或單量子阱結(jié)構(gòu)和/或優(yōu)選地多量子阱結(jié)構(gòu)(特別優(yōu)選未摻雜的多量子阱 結(jié)構(gòu))，多量子阱結(jié)構(gòu)適于產(chǎn)生輻射。術(shù)語(yǔ)量子阱結(jié)構(gòu)在說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi) 特別是包括任意的、其中載流子由于限制(confinement)而經(jīng)歷其能量 狀態(tài)的量子化的結(jié)構(gòu)。特別地，名稱量子阱結(jié)構(gòu)不包含關(guān)于量子化的維數(shù) 的說(shuō)明。由此，其尤其是包括量子槽、量子線和量子點(diǎn)，以及這些結(jié)構(gòu)的 任意組合。
優(yōu)選地，發(fā)射輻射的層序列基于III-V化合物半導(dǎo)體材料。即，發(fā) 射輻射的層序列包括至少一個(gè)由III-V化合物半導(dǎo)體材料構(gòu)成的層。優(yōu) 選地，發(fā)射輻射的層序列基于氮化物-化合物半導(dǎo)體、磷化物-化合物 半導(dǎo)體或者特別優(yōu)逸基于砷化物—化合物半導(dǎo)體。
"基于氮化物-化合物半導(dǎo)體"在上下文中表示，發(fā)射輻射的層序列或 者其中的至少一層包括氮化物-V-化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選包括 AlnGamlihnN，其中0《n《1、 0《m《l并且n + m《1 。在此，該材料并非 一定必須具有按照上面的式子的在數(shù)學(xué)上精確的組分。更準(zhǔn)確地說(shuō)，它可 以具有一種或者多種摻雜材料以及附加的組成成分，它們基本上不改變?cè)?br> AlnGamIni-n—mN材料的典型物理特性。然而，出于簡(jiǎn)單的原因，上面的 式子僅僅包含晶格的主要組成成分(Al， Ga， In， N),即使這些成分還 可部分被少量其他材料所代替。
"基于磷化物-化合物半導(dǎo)體"在上下文中表示，發(fā)射輻射的層序列或 者其中的至少一層優(yōu)選包括AlnGamliu-n-JP，其中0《n《1、 0《m《l并且n + m《l。在此，該材料并非一定必須具有按照上面的式子的在數(shù)學(xué)上精確 的組分。更準(zhǔn)確地說(shuō)，它可以具有一種或者多種摻雜材料以及附加的組成 成分，它們基本上不改變?cè)摬牧系奈锢硖匦?。然而，出于?jiǎn)單的原因，上 面的式子僅僅包含晶格的主要組成成分(A1, Ga, In， P)，即使這些成 分還可部分被少量其他材料所代替。
"基于砷化物-化合物半導(dǎo)體"在上下文中表示，發(fā)射輻射的層序列或 者其中的至少一層優(yōu)選包括AlnGanJiu-n-mAs,其中0^iSl、 0《m《l并且 n + m《l。在此，該材料并非一定必須具有按照上面的式子的在數(shù)學(xué)上精 確的組分。更準(zhǔn)確地說(shuō)，它可以具有一種或者多種摻雜材料以及附加的組 成成分，它們基本上不改變?cè)摬牧系奈锢硖匦?。然而，出于?jiǎn)單的原因， 上面的式子僅僅包含晶格的主要組成成分(Al， Ga, In, As),即使這些 成分還可部分被少量其他材料所代替。
這些材料的特色在于可簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)的高內(nèi)部量子效率，并且尤其是基于 氮化物的化合物半導(dǎo)體材料適于紫外光譜范圍的輻射，尤其是基于磷化物 的化合物半導(dǎo)體材料適于在可見(jiàn)光的光鐠范圍的輻射，尤其是基于砷化物 的化合物半導(dǎo)體材料適于至紅外光鐠范圍的輻射。
優(yōu)選地，半導(dǎo)體本體的產(chǎn)生輻射的層序列基于砷化物-化合物半導(dǎo)體 材料。在紅外光譜范圍中的輻射，尤其是在800nm至1100nm范圍中的 輻射可以在該材料系中特別有效地產(chǎn)生。例如，支承體包含砷化鎵而發(fā)射 輻射的層序列或者其中的至少一層基于材料系A(chǔ)lnGamIni-n-mAs，其中 0《n《l 、 OSm^l并且n + m《l 。
此外，在連接支承體14上設(shè)置有泵浦輻射源2。泵浦輻射源2例如 包括ii4C射的半導(dǎo)體激光器以及導(dǎo)熱元件2a。導(dǎo)熱元件2a優(yōu)選由導(dǎo)熱良 好的材料構(gòu)成，如例如金剛石、氮化鋁或者碳化珪，或者包含上述材料中 的至少一種。泵浦輻射源2借助連接線2b導(dǎo)電地連接到連接支承體14。 優(yōu)選地，泵浦輻射源2借助焊接連接固定在連接支承體14上。適合于此 尤其是薄層焊料。也就是說(shuō)，泵浦輻射源2借助通過(guò)濺射或者蒸發(fā)沉積的
焊料來(lái)固定。該焊料包含以下材料中的至少一種或者由以下材料中的至少
一種構(gòu)成AuSn、 Sn、 SnAg、 In、 InSn。優(yōu)選地，焊料層的厚度為1微 米到5微米。
在泵浦輻射源2之后設(shè)置有透鏡3。透鏡3例如用于由泵浦輻射源2 發(fā)射的泵浦輻射17的快軸準(zhǔn)直(FAC )。透鏡3對(duì)此例如具有非球面彎曲 的輻射出射面，并且可以由高折射性的材料如GaP構(gòu)成。
在泵浦輻射源2的主輻射方向上，在透鏡3之后設(shè)置有另一光學(xué)元件 4。該光學(xué)元件4優(yōu)選適于將穿透的泵浦輻射折射。例如，光學(xué)元件4適 于將泵浦輻射17折射離開(kāi)或者偏轉(zhuǎn)離開(kāi)連接支承體14。光學(xué)元件4優(yōu)選 包含玻璃。
在光學(xué)元件4之后設(shè)置有圓柱形透鏡5以及球面透鏡6。透鏡5、 6 用于穿透的泵浦輻射的慢軸準(zhǔn)直(SAC)和/或快軸準(zhǔn)直。例如，這兩個(gè) 透鏡5、6也可以被唯一的具有非球面彎曲的輻射穿透面的圓柱透鏡代替。 泵浦輻射從透鏡5、 6到達(dá)偏轉(zhuǎn)元件7。
偏轉(zhuǎn)元件7例如包含玻璃，其中用于泵浦輻射的朝著表面發(fā)射的半導(dǎo) 體本體的面被高反射性地涂布。偏轉(zhuǎn)元件7將射到的泵浦輻射偏轉(zhuǎn)到表面 發(fā)射的半導(dǎo)體本體1的輻射穿透面la上，使得泵浦輻射17優(yōu)選以一銳角 射到輻射穿透面la上。
此外，間隔元件8可以設(shè)置在支承體14上。元件8、 4、 7可以是以 下元件這些元件類(lèi)似地成形并且由相同的材料構(gòu)成。因此，它們僅僅通 過(guò)反射、消除反射或者無(wú)涂層構(gòu)建的表面以及其在連接支承體14上的取 向來(lái)區(qū)分。
圖1B以示意性俯視圖示出了根據(jù)第一實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝 置的泵浦單元。
如從圖1B可看到的那樣，在連接支承體14上此外還施加有溫度傳 感器9，該溫度傳感器例如包括NTC電阻。借助溫度傳感器9可以確定 連接支承體14的平均溫度。根據(jù)連接支承體14的平均溫度，例如可以借 助熱電冷卻器來(lái)調(diào)整泵浦單元的工作溫度，該冷卻器例如可以設(shè)置在連接 支承體14的下側(cè)。優(yōu)選地，泵浦單元的工作溫度在20'C到35'C之間，特 別優(yōu)選為25'C。
圖1C以示意性剖面圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝 置。
在此，在表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體1的主輻射方向上，在泵浦單元之后
設(shè)置有諧振器附件40。
泵浦單元包括連接支承體14，如上面所描述的那樣。此外，泵浦單 元還包括泵浦輻射源2，在該泵浦輻射源之后設(shè)置有FAC透鏡3。泵浦輻 射從FAC透鏡3穿過(guò)光學(xué)元件4，該光學(xué)元件將泵浦輻射17折射離開(kāi)連 接支承體14。隨后，泵浦輻射穿過(guò)非球面透鏡16，該非球面透鏡設(shè)置用 于準(zhǔn)直泵浦輻射。泵浦輻射從那里射到偏轉(zhuǎn)元件7,該偏轉(zhuǎn)元件7將泵浦 輻射偏轉(zhuǎn)到表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體1的輻射穿透面la上。泵浦輻射17 在半導(dǎo)體本體l中^L產(chǎn)生基頻的激光輻射18。基頻的激光輻射18通過(guò) 凹處30射入諧振器附件40中，該凹處位于諧振器附件40的支承體34中。 激光輻射被例如由達(dá)夫棱鏡(Dove-Prisma)構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)元件33朝著諧振 腔反射器31的方向偏轉(zhuǎn)。在激光諧振器中優(yōu)選設(shè)置有光學(xué)非線性晶體31， 該晶體例如用于穿透的激光輻射的頻率倍增。這樣產(chǎn)生的、轉(zhuǎn)換過(guò)的輻射 19中的大部分通過(guò)偏轉(zhuǎn)元件33從半導(dǎo)體裝置耦合輸出。
優(yōu)選地，非線性光學(xué)晶體31包括以下晶體中的至少一種三硼酸鋰 例如LiB3Os( LBO )、三硼酸鉍例如BiB306( BiBO )、磷酸鈥氧鉀KTiOP04 (KTP )、同成分的(kongruentes )摻雜氧化鎂的鈮酸鋰?yán)鏜gO:LiNb03 (MgO:LN )、 化學(xué)計(jì)量比摻雜氧化鎂的鈮酸鋰?yán)?MgO:s-LiNb03(MgO:SLN)、化學(xué)計(jì)量比摻雜氧化鎂的鉭酸鋰?yán)?MgO:LiTa03(MgO:SLT)、化學(xué)計(jì)量的LiNb03( SLN)、化學(xué)計(jì)量的LiTa03 (SLT )、 RTP (RbTiOP04 )、 KTA (KTiOAs04 )、 RTA (RbTiOAs04 )、 CTA ( CsTiOAs04 )。
優(yōu)選地，非線性光學(xué)晶體適于使穿透其的輻射頻率加倍。
此外，在激光諧振器中可以設(shè)置有頻率選擇元件，如校準(zhǔn)器(Etalon) 或者雙折射的濾光器，該頻率選擇元件使激光器的光^f穩(wěn)定和有利地4吏得 激光器的窄帶工作容易。
圖ID以示意性透視圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。
圖IE以示意性剖面圖示出了在施加無(wú)源光學(xué)元件之前的根據(jù)第一或 者第二實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元。圖IF示出了關(guān)聯(lián)的
示意性俯視圖。
如從圖IE和IF可看到的那樣，連接支承體14具有輔助校準(zhǔn)標(biāo)記15。 輔助校準(zhǔn)標(biāo)記15例如是安置結(jié)構(gòu)(Ablagestrukturen),該安置結(jié)構(gòu)實(shí)施 為光敏技術(shù)結(jié)構(gòu)化的薄層。
輔助校準(zhǔn)標(biāo)記用作圖像處理系統(tǒng)的定向輔助，借助該定向輔助確定了 半導(dǎo)體裝置的各個(gè)元件在連接支承體14上的安置位置。對(duì)各個(gè)元件的安 置精度在此優(yōu)選為+/-5^111至+ /-5(^111。特別優(yōu)選的是，安置精度為至少 + /-10,。
圖2A示出了根據(jù)第三實(shí)施例的在此所描述的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元 的示意性透視圖。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置的基本面(即連接支承體 14的面)相對(duì)于前兩個(gè)實(shí)施例減小大約30%。與結(jié)合圖1A至1F所描述 的實(shí)施例相比，泵浦輻射源2、表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體l以及偏轉(zhuǎn)光學(xué)系 統(tǒng)7在此并未沿著直線"^殳置。
泵浦輻射從泵浦輻射源2首先穿透FAC透鏡3。從那里，泵浦輻射 穿過(guò)光學(xué)元件4，該光學(xué)元件例如由透射棱鏡或者平行六面體構(gòu)成。接著， 泵浦輻射由偏轉(zhuǎn)鏡45對(duì)準(zhǔn)非球面圓柱透鏡46，該圓柱透鏡進(jìn)一步準(zhǔn)直泵 浦輻射。泵浦輻射從那里射到偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)7上，該偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)將泵浦 輻射偏轉(zhuǎn)到表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體1的輻射透射面上。
圖2B以第一角度來(lái)看的示意性透視圖示出了根據(jù)第三實(shí)施例的表面 發(fā)射的半導(dǎo)體裝置。圖2C以第二角度來(lái)看的示意性透視圖示出了根據(jù)第 三實(shí)施例的表面發(fā)射的半導(dǎo)體裝置。與結(jié)合圖1A至1F所描述的實(shí)施例 相比，在第三實(shí)施例中的偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)33并不是由達(dá)夫棱鏡構(gòu)成而是由 平行六面體構(gòu)成。
圖2D以示意性俯視圖示出了根據(jù)第三實(shí)施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置。
圖2E和2F示出了在不同的觀察方向的根據(jù)第三實(shí)施例的可光泵浦 的半導(dǎo)體裝置的示意性側(cè)視圖。
如從圖2E可看到的那樣，在根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中沒(méi)有如 下的泵浦輻射射入非線性光學(xué)晶體中該泵浦輻射必要時(shí)在表面發(fā)射的半 導(dǎo)體本體i的輻射穿透面la上被反射。以這樣的方式，可以有利地實(shí)現(xiàn) 特別穩(wěn)定的頻率轉(zhuǎn)換，因?yàn)榉蔷€性光學(xué)晶體32不會(huì)^L^射的泵浦輻射17
加熱。
圖2G以示意性側(cè)視圖示出了在裝配無(wú)源光學(xué)元件之前的根據(jù)第三實(shí) 施例的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的泵浦單元，圖2H示出了關(guān)聯(lián)的示意性俯 視圖。如從圖2G和2H中可看到的那樣，連接支承體14具有輔助校準(zhǔn)標(biāo) 記15。也就是說(shuō)，在連接支承體14中結(jié)構(gòu)化有安置結(jié)構(gòu)15，該安置結(jié)構(gòu) 用作對(duì)圖^f象處理系統(tǒng)的定向輔助。輔助校準(zhǔn)標(biāo)記15例如是如下的安置結(jié) 構(gòu)該安置結(jié)構(gòu)實(shí)施為光^t技術(shù)結(jié)構(gòu)化的膜層。
附加校準(zhǔn)標(biāo)記用作對(duì)圖像處理系統(tǒng)的定向輔助，借助定向輔助確定了 半導(dǎo)體裝置的各個(gè)元件在連接支承體14上的安置位置。對(duì)各個(gè)元件的安 置精度在此優(yōu)選為+ /-5fim至+ /-50nm之間。特別優(yōu)選地，安置精度為至 少+/-10阿。
例如，連接支承體14的寬度y在9mm至13mm之間，優(yōu)選為大約 10mm。連接支承體14的長(zhǎng)度x優(yōu)選在9mm至14mm之間，例如為12mm。
圖3A、 3B、 3C和3D以示意性俯視圖示出了用于在此所述的半導(dǎo)體 裝置的實(shí)施例的諧振器附件40的制造。圖3E以示意性側(cè)視圖示出了這 樣制造的諧振器附件40。
在圖3A中示出了支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)80，該支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單 支承體區(qū)域34的矩陣形布置。支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)80例如由硅晶片構(gòu)成。例 如在此涉及6英寸或者8英寸的硅晶片。每個(gè)單支承體區(qū)域34都具有凹 處30 -例如孔。凹處30允許激光輻射穿入諧振器附件40或者從諧振器 附件40中穿出。
在下面的方法步驟(參看圖3B)中，結(jié)構(gòu)化的金屬涂層60被結(jié)構(gòu)化 到這些單支承體區(qū)域34上。金屬涂層60例如由曲折形電路板涂層構(gòu)成， 該電路板涂層可以借助接觸部61電接觸。
在結(jié)合圖3C描述的方法步驟中，光學(xué)元件如偏轉(zhuǎn)鏡33、非線性光學(xué) 晶體34以及諧振腔反射器31設(shè)置在這些單支承體區(qū)域34上。優(yōu)選地， 光學(xué)元件在復(fù)合結(jié)構(gòu)(例如作為包括多個(gè)諧振腔反射器31的條)中設(shè)置 在支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)80上。以這樣的方式，光學(xué)元件中的每一個(gè)都可以同 時(shí)設(shè)置在多個(gè)單支承體區(qū)域34上。光學(xué)元件例如可以被粘合。優(yōu)選地， 光學(xué)元件借助接合(例如陽(yáng)極接合)固定在單支承體區(qū)域34上。
在最后的方法步驟中，支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)80可以如在圖3D中所示沿
著在那里標(biāo)有的箭頭分開(kāi)。在此，設(shè)置在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的光學(xué)元件也可以被
分開(kāi)。這得到多個(gè)諧振器附件40。這種諧振器附件例如示意性地示出在 圖3E中。
圖3F示出了諧振器附件40的示意性俯視圖。優(yōu)選地，諧振器附件 40的長(zhǎng)度在c = 8mm至c = 12mm之間，例如為c = 10mm。諧振器附件 40的寬度優(yōu)選在d = 1.75mm至d = 3mm之間，例如d = 2.15mm。
結(jié)合圖4A至4D描述了用于制造諧振腔反射器31的一種可能的制造 方法，如用于在此所描述的半導(dǎo)體裝置那樣。在這種制造方法中例如珪球 體被壓印到玻璃圓片70中，使得可以產(chǎn)生在陣列中的多個(gè)諧振腔^J時(shí)器 31。圖4A示出了這樣制造的陣列的關(guān)聯(lián)的示意性俯視圖。
圖4B示出了陣列70沿著線72分割。由此，產(chǎn)生在圖4C中所示的 微鏡31的條。這樣的微鏡的棒例如具有大約100mm的長(zhǎng)度l。各個(gè)微鏡 31彼此間的距離p為大約2mm。棒的高度h優(yōu)選為大約2mm,寬度b 優(yōu)選在0.7mm至2.5mm之間。
微鏡的這種棒例如可以施加到在圖3A至3D中所示的支承體復(fù)合結(jié) 構(gòu)80上，并且與支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)80—起被分割。然而，也可能的是，這 些條在施加到單支承體區(qū)域34上之前被分割成單個(gè)的諧振腔反射器31。 這種諧振腔^Jt器31在圖4D中以俯視圖和剖面圖示意性示出。
圖5示出了一種連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50，該連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)具 有多個(gè)矩陣形^1置的連接支承體14，如其例如用于在此所描述的半導(dǎo)體 裝置的、結(jié)合圖l和2所描述的實(shí)施例那樣。連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50具 有主校準(zhǔn)標(biāo)記51，該主校準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)角線地設(shè)置在連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50 的兩個(gè)角上。主校準(zhǔn)標(biāo)記51例如可以是連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的材料的 薄層結(jié)構(gòu)化物。此外，還可能的是，主校準(zhǔn)標(biāo)記51是校準(zhǔn)片，這些校準(zhǔn) 片例如可以由硅、玻璃或者陶瓷構(gòu)成。這些校準(zhǔn)片可以具有薄層結(jié)構(gòu)化物。 這些主校準(zhǔn)標(biāo)記用于校準(zhǔn)在連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50上的所有元件。連接 支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50在此形成實(shí)用裝置(Nutzen )。由于在實(shí)用裝置中的各 個(gè)元件形成一個(gè)單元，所以以下安裝過(guò)程是可能的
—將元件作為條在一個(gè)步驟中安裝并且稍后與實(shí)用裝置一起分割， —施加棱鏡條或者透鏡條》
-安裝被矩陣形和自校準(zhǔn)地置入于抽吸工具(Saugwerkzeug)中的各個(gè)部分。
由于連接支承體14在連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50中有規(guī)律地矩陣形地設(shè) 置，所以多個(gè)元件在一個(gè)步驟中的連續(xù)或者同時(shí)i殳置是可能的。
連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)的分割例如可以通過(guò)鋸或者刻刮和折斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在此，連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50優(yōu)選被張緊在框架中的粘合膜上。
連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50優(yōu)選具有50mmx50mm至200mmx200mm 的大小。它可以是圓形的或者矩形的。優(yōu)選地，連接支承體上側(cè)的表面粗 糙度小于lnm。這能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)元件在連接支承體上的特別精確的校準(zhǔn)。
圖6A示出了具有多個(gè)矩陣形設(shè)置的連接支承體14的連接支承體復(fù) 合結(jié)構(gòu)50的示意性俯視圖，如例如用于在此所描述的半導(dǎo)體裝置的、結(jié) 合圖1和2所描述的實(shí)施例那樣。
連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的長(zhǎng)度f(wàn)例如為100mm至120mm之間，優(yōu) 選為110mm。連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的寬度e優(yōu)選在45mm至65mm之 間，例如為55mm。連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50在該實(shí)施例中包括11乘4個(gè) 連接支承體14。
圖6B示出了連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的背面的示意性俯視圖。
圖6C示出了連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的示意性側(cè)視圖。例如包含氮 化鋁或者由氮化鋁構(gòu)成的基本體12的寬度j優(yōu)選在0.25mm至0.45mm之 間，例如0.38111111。例如由銅構(gòu)成的下側(cè)金屬化物11的厚度i優(yōu)選為0.2mm 至0.4mm之間，例如為0.3111111。例如由銅構(gòu)成的結(jié)構(gòu)化的上側(cè)金屬化物 13的厚度g優(yōu)選在0.2mm至0.3mm之間，例如為0.25mm。
圖6D示出了連接支承體復(fù)合結(jié)構(gòu)50的連接支壽L體14的示意性俯視 圖。連接支承體14具有線接合面163，該線接合面被設(shè)計(jì)用于借助M 線來(lái)電接觸在連接支承體14上的部件。此外，連接支承體14具有焊接面 164,有源部件可施加到這些焊接面上。此外，連接支承體14還具有焊接 停止層165。
在此所描述的半導(dǎo)體裝置的特色尤其是在于其特別緊湊的構(gòu)型。這例 如能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)亳米的諧振器長(zhǎng)度，優(yōu)選最大為15mm的諧振器長(zhǎng)度，特 別優(yōu)選為最大10mm的諧振器長(zhǎng)度。這種小的諧振器長(zhǎng)度能夠?qū)崿F(xiàn)在產(chǎn) 生激光時(shí)特別快速的響應(yīng)時(shí)間，如其例如對(duì)光學(xué)投影應(yīng)用;l有利的那樣。
此外，在此所描述的半導(dǎo)體裝置的特色尤其在于，尤其是工作時(shí)產(chǎn)生熱的 部件(如泵浦輻射源和表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體)在平面安裝中施加在具有 高導(dǎo)熱性能的支承體上。由此可以將工作中產(chǎn)生的熱直接導(dǎo)出到支承體 上，而不必例如偏轉(zhuǎn)一個(gè)確定的角度。此外，泵浦單元與諧振器附件的熱 去耦能夠?qū)崿F(xiàn)非線性光學(xué)晶體的特別穩(wěn)定的溫度。通過(guò)這樣的方式，例如 可以產(chǎn)生在可見(jiàn)光范圍中的特別均勻的激光束。
本發(fā)明并非通過(guò)借助實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的描述而局限于此。更確切地 說(shuō)，本發(fā)明包括任意新的特征以及這些特征的任意組合，特別是包含權(quán)利 要求中的特征的任意組合，即使這些特征或者組合本身沒(méi)有在權(quán)利要求中 或者實(shí)施例中被明確說(shuō)明。
本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)102005063104.5和102006017294.9的 優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其具有-表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體(1)，該表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體具有輻射穿透面(1a)，該輻射穿透面背離該半導(dǎo)體本體(1)的安裝平面，以及-光學(xué)元件(7)，該光學(xué)元件適于將泵浦輻射(17)偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體(1)的輻射透射面(1a)上。
2. 根據(jù)上一權(quán)利要求所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置 具有半導(dǎo)體激光器件，該半導(dǎo)體激光器件設(shè)計(jì)為泵浦輻射源(2)。
3. 才艮據(jù)上一權(quán)利要求所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其中泵浦輻射 源(2)設(shè)置在平行于半導(dǎo)體本體(1)的安裝平面的平面中。
4. 根據(jù)上i^L利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中半導(dǎo)體本體(1 )、光學(xué)元件(7)和泵浦輻射源(2 )設(shè)置在共同的第一 支承體(14 )上。
5. 根據(jù)上一權(quán)利要求所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其中第一支承 體(14)由連接支承體構(gòu)成，在該連接支承體上電連接有泵浦輻射源(2 )。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中光學(xué)元件(7)適于將泵浦輻射(17)通過(guò)光學(xué)折射偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體 (1)的輻射穿透面(la)上。
7. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中光學(xué)元件(7)適于將泵浦輻射(17)通過(guò)反射、尤其是通過(guò)一次^Jt 偏轉(zhuǎn)到輻射穿透面(la)上。
8. 根據(jù)上*利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中光學(xué)元件(7)適于將泵浦輻射(17)朝著半導(dǎo)體本體(1)的安裝平面 (la)的方向偏轉(zhuǎn)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中半導(dǎo)體本體(1)設(shè)置在泵浦輻射源(2)與光學(xué)元件(7)之間的安裝平面中。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中在半導(dǎo)體裝置工作中，在泵浦輻射射到輻射透射面(la)之前，泵浦輻 射(17)越過(guò)半導(dǎo)體本體(1)的輻射透射面(la)走向。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置具有諧振器附件(40)，該諧振器附件在半導(dǎo)體本體的主輻射 方向上設(shè)置在半導(dǎo)體本體(1)的安裝平面之后。
12. 根據(jù)上一權(quán)利要求所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其中諧振器附 件(40)包括第二支承體(34)，在該第二支承體上固定有諧振腔反射器(31)。
13. 根據(jù)上i^L利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中諧振器附件(40)借助間隔元件(8， 4， 7)與半導(dǎo)體本體(1)的安裝 平面間隔。
14. 根據(jù)上一權(quán)利要求所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其中間隔元件 (4, 7)包括光學(xué)元件或者由光學(xué)元件構(gòu)成。
15. 根據(jù)上i^L利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中諧振器附件(40)包括頻率轉(zhuǎn)換元件(32)。
16. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中諧振器附件(40)包括加熱元件(60)，該加熱元件導(dǎo)熱地與頻率轉(zhuǎn)換 元件(31)相連。
17. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中第二支承體包括金屬涂層(60)，借助金屬涂層可以提高和確定諧振器 附件(40)的溫度。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中諧振器附件(40)導(dǎo)電地與第一支承體(14)相連。
19. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其 中在半導(dǎo)體裝置工作中，諧振器附件(40 )的平均溫度比第一支承體(14) 的平均溫度至少高IOK。
20. —種光學(xué)投影裝置，其具有才艮據(jù)上i^L利要求中至少一項(xiàng)所述的 可光泵浦的半導(dǎo)體裝置和設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)可光泵浦的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)裝 置。
全文摘要
本發(fā)明說(shuō)明了一種可光泵浦的半導(dǎo)體裝置，其具有表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體(1)，該表面發(fā)射的半導(dǎo)體本體具有輻射穿透面(1a)，該輻射穿透面背離該半導(dǎo)體本體(1)的安裝平面；以及光學(xué)元件(7)，該光學(xué)元件適于將泵浦輻射(17)偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體本體(1)的輻射透射面(1a)上。半導(dǎo)體本體(1)可以具有外部諧振器，該外部諧振器具有封閉裝置(31)、非線性介質(zhì)(32)和組合的偏轉(zhuǎn)和耦合輸出元件(33)。
文檔編號(hào)H01S5/00GK101351937SQ200680050010
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者烏爾里?！な┨馗衩谞? 弗蘭克·辛格, 托馬斯·施瓦茨, 米夏埃爾·屈內(nèi)爾特 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司