專利名稱：光電子半導體部件的制作方法
光電子半導體部件提出了一種光電子半導體部件。在出版物DE 100 32 246 Al中提出了一種基于hGaN的發(fā)光二極管芯片及其制
造方法。一個要解決的任務在于提出一種光電子半導體部件，該光電子半導體部件在至少兩個彼此不同的發(fā)射波長中發(fā)射電磁輻射。根據(jù)該光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件包括外延生長的半導體本體，其具有至少一個有源層。可能的是，整個半導體本體僅僅外延地產生。例如，半導體本體包括恰好一個有源層。該半導體本體除了至少一個有源層之外還可以具有另外的層如外罩層、波導層、接觸層和/或電流擴展層。例如，半導體本體基于如下材料系之一 GaN、GaP> InGaP、InGaAU InGaAlP、GaAs 或 InGaAs0有源層優(yōu)選包括pn結、雙異質結構、單量子阱(single quantum well，縮寫SQW) 或特別優(yōu)選包括多量子阱結構(mutli quantum well，縮寫MQW)，用于產生輻射。特別優(yōu)選地，有源層包括單量子阱結構(single quantum well，縮寫SQW)。名稱“量子阱結構”在此情況下未闡明關于量子化的維度方面的意義。其因此尤其包括量子槽、量子線和量子點以及這些結構的任意組合。在半導體部件運行中，在有源層中產生電磁輻射。在有源層中產生的輻射優(yōu)選在 300nm到3000nm之間(包括端值)、尤其是在360nm到IlOOnm之間(包括端值)的波長范圍中。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，半導體本體安置在支承體上。該支承體可以是生長襯底，在該生長襯底上生長有半導體本體。同樣可能的是，半導體本體生長在生長襯底上并且接著被重新接合到不同于生長襯底的支承體上。根據(jù)光電子半導體器件的至少一個實施形式，半導體本體包括至少一個勢壘層。 該勢壘層尤其是如下層，該層緊緊或直接接觸所述至少一個有源層。換言之，所述至少一個有源層和所述至少一個勢壘層相鄰。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，半導體本體具有變化方向，該變化方向在制造容差的范圍內垂直于半導體本體的生長方向定向。換言之，變化方向可以是任意垂直于生長方向定向的方向。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，有源層和/或勢壘層的材料組分和 /或層厚度變化。換言之，有源層和/或勢壘層的材料組分和/或層厚度尤其是沿著變化方向改變。材料組分和/或層厚度在此情況下被有目的地調節(jié)。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，在有源層中產生的輻射的發(fā)射波長沿著變化方向來調節(jié)。發(fā)射波長在此情況下尤其是與所述至少一個有源層和/或所述至少一個勢壘層的材料組分和/或層厚度相關。因此，發(fā)射波長通過有源層和/或勢壘層的材料組分和/或層厚度沿著變化方向來調節(jié)。在光電子半導體部件的至少一個實施形式中，該光電子半導體部件包括外延生長的半導體本體，該半導體本體具有至少一個有源層。此外，該半導體部件的半導體本體具有至少一個勢壘層，其中勢壘層與有源層直接鄰接。沿著變化方向、垂直于半導體本體的生長方向，有源層和/或勢壘層的材料組分和/或層厚度變化。通過有源層和/或勢壘層的材料組分和/或層厚度的變化，在有源層中產生的輻射的發(fā)射波長同樣沿著變化方向調節(jié)。在這種半導體部件中，可能的是，在唯一的單片半導體本體內在有源層的不同部位上可以產生分別具有不同的發(fā)射波長的輻射，其中發(fā)射波長通過有源層和/或勢壘層的特性、即通過其厚度或材料組分可以有目的地調節(jié)。例如可能的是，這種光電子半導體部件用于泵浦激光介質。根據(jù)泵浦輻射的波長， 激光介質具有關于泵浦輻射至激光介質中的不同滲入深度。如果使用不同的泵浦波長，則激光介質可以更為均勻地泵浦。該更為均勻的泵浦例如導致通過激光介質產生的激光輻射的改進的模式品質或效率。為了泵浦具有不同波長的激光介質，可以同時使用多個不同的半導體部件，其中半導體部件的每個或多個在分別不同的發(fā)射波長中發(fā)射輻射。然而，多個彼此不同的半導體部件的使用提高了半導體部件的調整開銷。半導體部件也會更為容易地誤調并且例如導致激光介質中生成的激光輻射的模式品質劣化。同樣，半導體部件可以用于泵浦，其中多個有源層在半導體本體的生長方向上相繼。在生長方向上相繼的有源層的每個于是都例如在不同發(fā)射波長中發(fā)射。然而，這種部件具有比較高的電阻，伴隨該電阻而出現(xiàn)在半導體本體中的比較高的電損耗。這種部件經常僅僅有條件地適合于產生比較高的輻射強度，如為了泵浦激光介質所需的那樣。實現(xiàn)產生不同的發(fā)射波長的部件的另一可能性在于，不同的有源層在垂直于半導體本體的生長方向的方向上構建。橫向上并排的這些有源層尤其可以相繼地在不同的方法步驟中生長。并排設置的有源層的這種順序生長是費事的，因為需要附加的不同外延生長步驟。這會降低在制造這種半導體部件時的產量或者也導致降低質量，并且由此導致縮短使用壽命。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件具有發(fā)射方向。發(fā)射方向在制造公差的范圍中優(yōu)選不僅橫向于、尤其是垂直于生長方向而且橫向于、尤其是垂直于變化方向定向。此外，發(fā)射方向優(yōu)選橫向于、尤其是垂直于生長方向定向。發(fā)射方向在此情況下尤其是發(fā)射最大輻射強度的方向，或者是所產生的發(fā)射輻射的射束軸線的方向。在此情況下，并不排除的是，輻射在兩個彼此相反的方向上進行發(fā)射。換言之，發(fā)射方向、生長方向和變化方向尤其是分別在制造公差的范圍中兩兩彼此正交地定向。在下文中，不僅垂直于生長方向而且垂直于發(fā)射方向取向的變化方向稱作縱向方向。即縱向方向是特定的變化方向。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件構建為邊發(fā)射的半導體激光器。在半導體部件中產生的輻射于是可以是相干的激光輻射。發(fā)射方向于是尤其是平行于激光諧振器的諧振器軸線定向，即優(yōu)選不僅垂直于縱向方向而且垂直于生長方向。例如，發(fā)射方向于是垂直于激光諧振器的諧振鏡設置。并不必需的是，激光諧振器的長度小于半導體本體沿著縱向方向的伸展。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件構建為表面發(fā)射的半導體激光器。該半導體激光器于是優(yōu)選地具有垂直諧振器，尤其是該半導體激光器于是為所謂的垂直腔面發(fā)射激光器(縮寫為VCSEL)。可能的是，半導體本體于是例如包括構建為布拉格反射器的諧振器鏡。諧振器鏡之一也可以作為外部部件存在。如果半導體部件構建為表面發(fā)射的激光器，則于是優(yōu)選諧振器軸線并且因此尤其是發(fā)射方向也平行于生長方向地取向。此外，半導體部件于是優(yōu)選具有橫向方向，該橫向方向不僅垂直于縱向方向而且垂直于生長方向地取向。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，有源層和/或勢壘層的材料組分和 /或層厚度在制造公差的范圍中僅僅沿著變化方向之一或縱向方向變化。如果半導體部件例如是邊發(fā)射半導體激光器，則材料組分和層厚度于是沿著激光諧振器的諧振器軸線、平行于發(fā)射方向在制造公差的范圍中是恒定的。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，諧振器的幾何長度尤其是在垂直于半導體部件的輻射出射側和/或平行于發(fā)射方向和/或垂直于生長方向的方向上尤其是在制造公差的范圍中在整個半導體部件上和/或在半導體部件的整個產生輻射的區(qū)域上是恒定的。換言之，并不通過諧振器長度的有目的的局部變化來實現(xiàn)所發(fā)射的波長的變化。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，勢壘層在兩個有源層之間。勢壘層在此情況下優(yōu)選直接與這兩個有源層鄰接。此外，優(yōu)選勢壘層的材料組分和/或層厚度沿著縱向方向或沿著變化方向、尤其是只沿著縱向方向變化。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，發(fā)射波長沿著縱向方向或沿著變化方向在半導體本體的輻射透射面上改變至少5nm。優(yōu)選地，發(fā)射波長沿著縱向方向或沿著變化方向改變至少7nm、特別優(yōu)選改變至少lOnm、尤其是改變至少15nm。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，在至少一個有源層中產生的輻射的光譜寬度為至少5nm、優(yōu)選至少7nm、特別優(yōu)選至少lOnm、尤其為至少15nm。換言之，半導體部件于是在具有所述光譜寬度之一的基本上連續(xù)的光譜范圍中發(fā)射。光譜寬度在此情況下尤其是峰值的半高全寬，縮寫FWHM?？赡艿氖?，所產生的輻射的光譜在FWHM的寬度內具有局部最小值或最大值。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，發(fā)射波長沿著縱向方向或者沿著變化方向在制造公差的范圍中是單調的。如果縱向方向例如限定X軸，則這例如在發(fā)射波長單調升高的情況下意味著在位置X1處波長小于或等于在位置&處的波長，其中X1小于&。 相應相反地適用于如下情況發(fā)射波長單調地下降。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，發(fā)射波長沿著縱向方向或沿著變化方向周期改變。發(fā)射波長例如可以展現(xiàn)鋸齒形的、矩形的或正弦形的曲線。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，發(fā)射波長沿著縱向方向或者沿著變化方向類似階躍函數(shù)地改變。換言之，發(fā)射波長沿著縱向方向或沿著變化方向分段地近似恒定并且在各個段之間跳躍式地改變。優(yōu)選地，階躍函數(shù)沿著縱向方向或沿著變化方向單調地降低或單調地升高。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，發(fā)射波長沿著縱向方向或沿著變化方向在制造公差的范圍中線性地改變。于是，發(fā)射波長可以與X位置相關地近似通過線性方程來描述。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，半導體本體構建為一體式的激光器條。例如，半導體本體是方形的、單片的塊。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，所述至少一個有源層沿著縱向方向或者沿著變化方向是連貫的。有源層于是沿著縱向方向或沿著變化方向未被例如被刻蝕的溝中斷。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件沿著縱向方向或沿著變化方向具有多個電接觸區(qū)域。接觸區(qū)域在此情況下被構建用于電接觸半導體本體。例如，沿著半導體本體的上側和/或下側(它們在平行于生長方向的方向上形成半導體本體的邊界)施加有多個單獨的點狀或條狀金屬化部。在條狀接觸區(qū)域的情況下，條優(yōu)選沿著發(fā)射方向延伸。
根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，接觸區(qū)域分別相關有確定的發(fā)射波長。換言之，在接觸區(qū)域內發(fā)射波長近似恒定。于是可能的是，各個接觸區(qū)域、尤其是具有確定發(fā)射波長的組的接觸區(qū)域可以單獨地電激勵。以此方式，確定的發(fā)射波長的強度可以相對于其他發(fā)射波長的強度而有目的地進行調節(jié)。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件具有10到100 個之間(包括端值)的接觸區(qū)域，它們沿著半導體本體的縱向方向或變化方向地設置。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該半導體部件沿著縱向方向或沿著變化方向的縱向伸展在3mm到20mm之間(包括端值)、尤其是在5mm到15mm之間(包括端值)。半導體本體沿著發(fā)射方向的伸展、尤其是諧振器長度在0.5mm到IOmm之間(包括端值)、尤其是在1.5mm到4mm之間(包括端值)的范圍中。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件構建為產生至少30W、尤其是至少100W的平均輻射功率。半導體部件在此情況下可以以持續(xù)振蕩模式(英語Continous Wave或縮寫cw)或者以脈沖模式運行。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，有源層和/或勢壘層的層厚度沿著縱向方向或沿著變化方向在0. 3nm到3. Onm之間(包括端值)、尤其是在0. 4nm到1. 5nm之間(包括端值)變化。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，有源層具有銦。例如，于是尤其是可以通過銦含量來調節(jié)發(fā)射波長。根據(jù)光電子半導體部件的其中有源層具有銦的至少一個實施形式，有源層的銦含量沿著縱向方向或沿著變化方向在0. 5個百分點到10個百分點之間(包括端值)、尤其是在3個百分點到7個百分點之間(包括端值)變化。例如在基于AlGaAs的半導體本體的情況下，銦含量在此情況下涉及例如代替鎵被銦占據(jù)的鎵晶格位置的比例。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，有源層的銦含量在到30%之間 (包括端值)、尤其是在3%到27%之間(包括端值)。但例如也可能的是，銦含量在18% 到27%之間(包括端值)。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件包括兩個、優(yōu)選至少三個有源層，其在生長方向上相繼。在至少一個有源層的情況下，優(yōu)選在所有有源層的情況下，有源層本身或所述至少一個勢壘層的材料組分和/或層厚度沿著變化方向之一、尤其是只沿著縱向方向變化。特別優(yōu)選地，沿著生長方向相鄰的有源層在平行于生長方向的方向上具有不同的發(fā)射波長。根據(jù)光電子半導體部件的至少一個實施形式，該光電子半導體部件是邊發(fā)射激光器并且半導體本體基于AlGaAs材料系。所述至少一個有源層的銦含量沿著縱向方向變化至少0.8個百分點。此外，發(fā)射波長沿著縱向方向改變至少7nm。此外，發(fā)射波長沿著縱向方向的改變可以通過線性函數(shù)來描述。此外提出了一種用于泵浦激光介質的裝置。例如，該裝置可以包括至少一個光電子半導體部件，如結合上述實施例的至少之一所描述的那樣。根據(jù)該裝置的至少一個實施形式，該裝置包括至少一種激光介質，其中激光介質由半導體部件來光學泵浦。優(yōu)選地，激光介質是固體激光介質。例如，激光介質是摻雜的石榴石或摻雜的玻璃。根據(jù)該裝置的至少一個實施形式，該裝置包括至少兩個、尤其是至少三個光電子半導體部件，如結合上面所描述的實施例之一所說明的那樣。除了使用來泵浦 激光介質之外，在此所描述的光電子半導體部件也可以應用在顯示設備中或應用在用于投影目的的照明設備中。也可以應用在大燈或光輻射器中或一般照明中，同樣可以應用在材料加工中。以下參照附圖借助實施例更為詳細地闡述了這里所描述的光電子半導體部件以及這里所描述的用于泵浦激光介質的裝置。相同的附圖標記在此說明了各圖中的相同元件。然而，在此并未示出合乎比例的關系，更確切地說，為了更好理解而會夸大地示出各元件。其中

圖1示出了這里所描述的光電子半導體部件的示意性三維視圖，圖2至4示出了這里所描述的光電子半導體部件的另外的實施例的示意性側視圖，圖5和6示出了這里所描述的光電子半導體部件的光譜特性的示意性圖表，圖7示出了這里所描述的光電子半導體部件的另一實施例的示意性側視圖，圖8示出了這里所描述的用于泵浦激光介質的裝置的一個實施例的示意性三維視圖，圖9和10示出了這里所描述的光電子半導體部件的另外的實施例的示意性視圖。在圖1中示出了光電子半導體部件1的一個實施例的示意性三維視圖。半導體本體2具有有源層3。在該有源層3中在半導體部件1的工作中產生電磁輻射。優(yōu)選地，半導體部件1構建為邊發(fā)射激光器或也構建為超輻射發(fā)光二極管 (Superlumineszenzdiode)。輻射在有源層3中的產生于是尤其基于受激發(fā)射。例如，在有源層3中產生的輻射在輻射透射面12上以垂直于輻射透射面12的主發(fā)射方向離開半導體本體2。如果半導體部件1構建為激光器，則半導體本體2的輻射透射面12和與該輻射透射面12對置的側分別至少一部分形成諧振器端面。諧振器幾何長度和因此尤其半導體本體2沿著發(fā)射方向E的伸展例如為Imm到5mm之間(包括端值)。在制造公差的范圍中，有源層3平坦地構建。半導體本體2通過外延生長來產生。 生長方向G在制造公差的范圍中垂直于發(fā)射方向E定向并且因此形成有源層3的法線。半導體本體2沿著生長方向G的伸展優(yōu)選為小于500 μ m、尤其是小于200 μ m。非半導體的材料如散熱器或金屬接觸部在此情況下并不算半導體本體2并且在圖1中未示出。半導體本體2的縱向方向L垂直于生長方向G并垂直于發(fā)射方向E定向。半導體本體2沿著縱向方向L的伸展例如為5mm到15mm之間。有源層或與有源層鄰接的勢壘層4 的材料組分和/或層厚度沿著縱向方向L變化。通過層厚度和/或材料組分的該變化，根據(jù)半導體本體2沿著縱向方向L的位置來調節(jié)輻射的發(fā)射波長λ。 在圖2中示出了半導體部件1的輻射透射面12的示意性側視圖。半導體本體2 生長在例如GaAs襯底上，該襯底形成支承體9。通過支承體9例如在半導體本體2的η導電的側上形成電接觸區(qū)域7a。在支承體9的上側13上生長有η覆蓋層6a。在覆蓋層6a的背離支承體9的側上存在η波導層5a。在背離支承體9的方向上， 波導層5a之后是有源層3、ρ波導層5b、ρ覆蓋層6b和電接觸區(qū)域7b。接觸區(qū)域7b可以通過一個或多個金屬化部形成。于是，覆蓋層6a、6b，波導層5a、5b以及有源層3形成外延生長的半導體本體2。可選地，半導體本體2也可以包括至少一個外延生長的、圖2中未示出的接觸層，該接觸層在覆蓋層6b與接觸層7b之間。兩個波長層5a、5b與有源層3直接接觸。波導層5a、5b因此同時為勢壘層4。波導層5a、5b、覆蓋層6a、6b以及有源層3的厚度在整個縱向方向L上在制造公差的范圍中是恒定的。覆蓋層6a、6b的厚度分別為大約Ιμπι。波導層5a、5b在生長方向G 的方向上具有分別大約500nm的厚度。有源層3的厚度D在大約Snm左右。有源層3的材料組分沿著縱向方向L變化。例如，如果半導體本體基于AlGaAs材料系，則尤其是有源層3的銦含量變化大約3個百分點到7個百分點，使得輻射的發(fā)射波長 λ沿著縱向方向L變化大約30nm。有源層3的絕對銦含量在此情況下例如在20%到30% 之間。垂直于輻射透射面12、即平行于發(fā)射方向E，有源層3的材料組分以及厚度D在制造公差的范圍中是恒定的。在根據(jù)圖3的半導體部件1的實施例中，有源層3的厚度變化。在平行于生長方向G的方向上的厚度在半導體本體2的一側上對應于值D1。厚度沿著縱向方向L在制造公差的范圍中線性地增加到值D2。垂直于輻射透射面12，厚度分別在制造公差的范圍中保持恒定。例如，厚度Dl為大約7. Onm并且厚度D2為大約8. 5nm。波長例如在從Dl到D2的厚度曲線中從大約800nm上升到大約810nm。除了有源層3的厚度Dl、D2的變化之外，可選地同樣可能的是，有源層3的材料組分附加地在縱向方向L上變化。可替選地或附加地，勢壘層4 (在此通過波導層5a、5b形成)的材料組分也可以變化。在根據(jù)圖4的半導體部件1的實施例中，半導體本體2具有兩個有源層3a、3b。在有源層3a、3b之間存在不同于波導層5a、5b的勢壘層4。沿著縱向方向L，勢壘層4的厚度從值Bl下降到值B2。例如，值Bl為大約IOnm并且值B2為大約8nm。越過勢壘層4，進行兩個有源層3a、3b彼此的耦合。該耦合例如對有源層3a、3b的量子槽的能量水平結構有影響。例如，在有源層3a、3b中產生的輻射的發(fā)射波長隨著勢壘層4的厚度減小而越來越朝著更長波長的光譜范圍中推移。尤其是，在圖2至4中闡述的用于調節(jié)輻射的發(fā)射波長λ的可能性也可以在單個部件中彼此組合。這樣，例如所述至少一個有源層3的材料組分和勢壘層4的厚度可以組合地變化和調節(jié)。在圖5中以相對于沿著縱向方向L的位置繪制的方式示出了發(fā)射波長λ的曲線。 根據(jù)圖5Α，波長是恒定的并且因此沿著縱向方向L并不變化。相應的半導體部件發(fā)射僅僅在比較窄的光譜范圍中的輻射在圖5B至5E中示出了例如根據(jù)圖1至4的半導體部件1的發(fā)射波長λ的曲線。 根據(jù)圖5Β，發(fā)射波長λ沿著縱向方向L線性減小。在圖5C中示出了沿著縱向方向L的發(fā)射波長λ的正弦形曲線。根據(jù)圖5D，發(fā)射波長λ隨著關于縱向方向L上的位置增加首先線性升高并且接著又線性減小。在根據(jù)圖5Ε的發(fā)射波長的曲線的情況下，存在階躍函數(shù)狀的曲線。也就是說，發(fā)射波長λ在確定的范圍內是近似恒定的，并且在各個平臺之間跳躍式地改變。除了圖5Β至5Ε中所示的曲線，其他曲線也是可能的。例如，發(fā)射波長λ沿著縱向方向L可以鋸齒狀地改變或是所示的曲線的組合。在圖6中繪制了相對于發(fā)射波長λ由半導體部件1發(fā)射的輻射的強度I。根據(jù)圖6Α，輻射具有比較小的光譜寬度W。所示的光譜譬如對應于根據(jù)圖5Α的半導體部件的光譜，其中波長沿著縱向方向未調節(jié)或變化。根據(jù)圖6Β的強度分布例如源自這里所描述的根據(jù)圖5Β的半導體部件1，其中發(fā)射波長λ沿著縱向方向L線性地變化。強度分布具有比較大的光譜寬度W。該光譜示出了寬的最大值，其中強度I在比較大的光譜范圍中近似恒定。根據(jù)圖6Β的光譜寬度w例如為根據(jù)圖6Α的半導體元件的光譜寬度w的至少三倍大，其中發(fā)射波長λ并未調節(jié)和變化。根據(jù)圖6C，關于發(fā)射波長λ的強度I具有通過明顯的最小值彼此分離的兩個最大值。這種光譜可以由例如根據(jù)圖6Ε的半導體部件1得到，其中發(fā)射波長λ沿著縱向方向L顯現(xiàn)出階躍函數(shù)狀的曲線。不同于圖6C中所示，光譜也明顯可以具有多于兩個的最大值。根據(jù)圖6C，光譜寬度w也明顯大于例如根據(jù)圖6Α的光譜寬度。在根據(jù)圖7的半導體部件1的情況下，在半導體本體2的背離支承體9的側上施加有多個電接觸區(qū)域7b。例如，接觸區(qū)域7b條狀地構建，其中接觸區(qū)域7b主要在垂直于輻射透射面12、平行于發(fā)射方向E的方向上延伸。在此情況下優(yōu)選地，半導體本體2在平行于縱向方向L的方向上具有低的橫向導電性，使得對有源層3的供電近似僅平行于生長方向 G從接觸區(qū)域7b開始進行。電接觸區(qū)域7b例如覆蓋半導體本體2的背離支承體9的側的表面部分在10%到 95%之間(包括端值)、尤其是在50%到80%之間(包括端值)。接觸區(qū)域7b沿著縱向方向的寬度優(yōu)選在IOym到300 μ m之間(包括端值)、尤其是在50 μ m到200 μ m之間(包括
端值)O可替選地或附加地，同樣可能的是，在支承體9上的電接觸區(qū)域7a同樣例如條狀地結構化，類似于接觸區(qū)域7b。尤其可能的是，半導體部件1具有5個到100個之間的這種接觸區(qū)域7b。例如接觸區(qū)域7b的每個都可以關聯(lián)有在有源層3中產生的波長入1至λη。同樣，接觸區(qū)域7b可以單獨地電激勵。由此，可以實現(xiàn)根據(jù)發(fā)射波長λ有針對性地調節(jié)輻射的強度I。在接觸區(qū)域7b和/或支承體9的背離支承體9的側上可以任選地安置有至少一個散熱器11。通過所述至少一個散熱器11可以有效地將半導體部件1運行中形成的熱從半導體本體2導出。支承體9和/或散熱器11可以是金屬、藍寶石、GaN、SiC、GaSb或InP。 同樣可能的是，支承體9和散熱器11是復合體。在圖8中示出了用于泵浦激光介質8的裝置的一個實施例。兩個光電子半導體部件ι (例如根據(jù)圖1至7)用于光學泵浦激光介質8。離開在有源層3的區(qū)域中的輻射透射面12的輻射R直接引導至激光介質8。發(fā)射波長λ沿著有源層3平行于縱向方向L變化。 在激光介質8中在激光介質8的體積上比較均勻地吸收泵浦輻射R。可選地，在光電子半導體部件1與激光介質8之間可以安置未繪出的光學元件如光導體、透鏡或反射器，以便實現(xiàn)由半導體部件1產生的輻射R的均勻混合，并且保證激光介質8的在光譜上均勻的照射。
在圖9Α中示出了另一實施例的三維示意性視圖，根據(jù)該實施例，半導體部件1構建為表面發(fā)射激光器，縮寫為VCSEL。發(fā)射方向E在此情況下平行于生長方向G定向。輻射透射面12同樣垂直于生長方向G定向。橫向方向Q不僅垂直于生長方向G而且垂直于縱向方向L取向。半導體本體2具有三個連貫的區(qū)域，在其中發(fā)射具有彼此不同的發(fā)射波長入工、 K、入3的輻射。半導體本體2的所述至少一個有源層的材料組分和/或層厚度優(yōu)選僅僅沿著縱向方向L變化，于是材料組分和/或層厚度沿著橫向方向Q優(yōu)選是恒定的。例如，材料組分和/或層厚度沿著縱向方向L類似階躍函數(shù)變化，類似圖5Ε。在根據(jù)圖9Β中的側視圖的半導體部件1的實施例中，半導體本體2a、2b、2c生長在共同的支承體9上。在工作中，在半導體本體2a、2b、2c的每個中產生具有不同發(fā)射波長 λρ λ2、λ 3的輻射。根據(jù)圖10中的側視圖，構建為邊發(fā)射激光器的半導體部件1包括三個有源層3a、 3b、3c，其沿著生長方向G相繼。輻射透射面12平行于圖平面取向。在相鄰的有源層3a、 3b、3c之間分別有覆蓋層6、波導層5和隧道二極管14。在有源層3a、3b、3c的每個中，層厚度和/或材料組分沿著縱向方向L變化。該變化例如類似階躍函數(shù)地變化，類似圖5E。對于距支承體9最近的有源層3a的發(fā)射波長X1, a、λ2,3> λ 3, a例如適用于λ i, a < X2,a< 優(yōu)選地，有源層3a、3b、3c沿著生長方向G產生的發(fā)射波長λ 1>a、λ…、λ ^ 。同樣彼此不同。例如，適用A1,a> Aljb> X1,相應地也適用于發(fā)射波長X2,a、X2,b、
入 2，C、入 3，a、入 3，b、入 3，C0換言之，可能的是，輻射透射面在俯視圖中具有矩陣狀設置的部分區(qū)域。在部分區(qū)域的每個中可以發(fā)射不同的發(fā)射波長。發(fā)射波長于是例如不僅沿著縱向方向L而且通過有源層3a、3b、3c的堆疊狀布置沿著生長方向G變化。本發(fā)明并不由于借助實施例的描述而限于這些實施例。更確切地說，本發(fā)明包括任意新特征以及特征的任意組合，尤其是包含權利要求中的特征的任意組合，即使該特征或者組合本身并未明確地在權利要求或者實施例中予以說明。本專利申請要求德國專利申請10 2009 013 909. 5的優(yōu)先權，其公開內容通過引
用結合于此。
權利要求
1.一種光電子半導體部件(1)，具有-外延生長的半導體本體O)，其帶有至少一個有源層(3)，-至少一個勢壘層G)，其直接與所述有源層C3)鄰接，其中所述有源層⑶和/或所述勢壘層⑷的材料組分和/或層厚度(B，D)沿著變化方向(L)、垂直于半導體本體O)的生長方向(G)變化，以及其中沿著變化方向(L)通過所述有源層C3)和/或所述勢壘層(4)的材料組分和 /或層厚度(B，D)的變化調節(jié)在所述有源層(3)中產生的輻射的發(fā)射波長U)。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電子半導體部件(1)，所述光電子半導體部件是邊發(fā)射半導體激光器或表面發(fā)射半導體激光器。
3.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中所述有源層( 和/或所述勢壘層的材料組分和/或層厚度(B，D)僅僅在縱向方向(L)上、垂直于發(fā)射方向 (E)并且垂直于生長方向(G)地變化，其中發(fā)射方向(E)橫向于生長方向(G)取向。
4.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中發(fā)射波長(λ)沿著變化方向或者沿著縱向方向(L)在輻射透射面(12)上改變至少5nm。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中發(fā)射波長(λ)沿著變化方向或沿著縱向方向(L)單調改變。
6.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中發(fā)射波長(λ)沿著變化方向或者沿著縱向方向(L)周期性地和/或以階躍函數(shù)形式改變。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中半導體本體( 構建為一體式激光器條。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中所述至少一個有源層 (3)沿著所述變化方向或沿著所述縱向方向(L)是連貫的。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，所述光電子半導體部件沿著變化方向或沿著縱向方向(L)具有多個電接觸區(qū)域(7)，所述電接觸區(qū)域構建用于電接觸半導體本體O)，并且其中接觸區(qū)域(7)分別與確定的發(fā)射波長(λ)關聯(lián)。
10.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中半導體本體( 沿著所述變化方向或沿著所述縱向方向(L)的伸展在3mm到30mm之間，其中包括端值，并且沿著發(fā)射方向(E)的伸展在Imm到IOmm之間，其中包括端值。
11.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，所述光電子半導體部件構建用于產生至少30W的平均輻射功率。
12.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中所述有源層C3)和/或所述勢壘層(4)的沿著所述變化方向或沿著所述縱向方向(L)的層厚度(B，D)在0. 3nm到 3. Onm之間變化，其中包括端值。
13.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，其中所述有源層( 具有 In，并且其中所述有源層(3)的^！含量沿著所述變化方向或沿著所述縱向方向(L)在0.5 個百分點到10個百分點之間變化，其中包括端值。
14.根據(jù)上述權利要求之一所述的光電子半導體部件(1)，-其中所述半導體本體(2)基于AlGaAs材料系，-其中所述至少一個有源層(3)的^！含量沿著所述縱向方向(L)變化至少0.5個百分-其中發(fā)射波長U)沿著所述縱向方向(L)改變至少5nm，以及 -其中發(fā)射波長(λ)沿著所述縱向方向(L)線性改變。
15. 一種用于泵浦激光介質(8)的裝置，具有 -根據(jù)上述權利要求之一所述的至少一個光電子半導體部件(1)，以及 -至少一種激光介質(8)，其中所述激光介質(8)由半導體部件(1)以光學方式泵浦。
全文摘要
在光電子半導體部件(1)的至少一個實施形式中，該光電子半導體部件包括外延生長的半導體本體(2)，其帶有至少一個有源層(3)。此外，半導體部件(1)的半導體本體(2)具有至少一個勢壘層(4)，其中所述勢壘層(4)直接與所述有源層(3)鄰接。有源層(3)和/或勢壘層(4)的材料組分和/或層厚度沿著變化方向或縱向方向(L)、垂直于半導體本體(2)的生長方向(G)變化。通過有源層(3)和/或勢壘層(4)的材料組分和/或層厚度的變化，同樣沿著變化方向或沿著縱向方向(L)調節(jié)在有源層(3)中產生的輻射(R)的發(fā)射波長(λ)。
文檔編號H01S5/40GK102356522SQ201080012813
公開日2012年2月15日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2009年3月19日
發(fā)明者尤偉·斯特勞斯, 馬丁·穆勒 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司