具有改善的关于波长扩张的特性的组件

技术领域

本发明涉及一种组件。

背景技术

激光射线的带宽在衍射波导体中有决定性作用。在波导体中通过各个激光的小的带宽产生光学可见的人工损害。人工损害对于AR(增强现实)眼镜或VR(虚拟现实)眼镜或数据眼镜的使用者是可见的和有干扰的。

通过将四重发射器的各个发射区域移动大约几纳米、例如2.5nm，能够调整带宽扩张。然而该方法在生产中有非常大的开销并且导致大的输出量损耗。

发明内容

本发明的目的在于给出一种具有改善的关于波长扩张的特性的组件，其尤其用于提高例如AR眼镜或VR眼镜或数据眼镜的图像质量。

该目的通过根据独立权利要求所述的组件实现。组件的另外的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。

通过合适的芯片设计能够将多重发射器、例如四重发射器划分为小的发射器、例如两个双重发射器。与四重发射器相比，发射区域之间的间距能够保持不变。分成两个激光二极管导致明显简化的生产过程，并且因此给出更简单的方式将带宽扩展到特别是10nm、即10nm+/-5nm、10nm+/-3nm、10nm+/-3nm或10nm+/-1nm，以便减小波导体中的人工损害。

在组件的至少一个实施方式中，其具有多个发射区域。特别是，发射区域配属于至少或刚好两个半导体芯片。

在组件的至少一个实施方式中，其具有至少两个半导体芯片。这两个半导体芯片特别是两个发射器或两个激光二极管。特别地，发射器或激光二极管与单重发射器不同。半导体芯片能够是双重或三重发射器。半导体芯片例如能够具有两个或三个脊部。组件的半导体芯片能够并排地布置在载体上。如果半导体芯片具有两个脊部，那么其被称为双重或双发射器。

在组件的至少另一个实施方式中，其具有载体和刚好两个并排布置在载体上的半导体芯片。刚好两个半导体芯片各自构造为具有刚好两个发射区域的双重发射器或各自构造为具有刚好三个发射区域的三重发射器，并且其因此与单重发射器不同。组件的发射区域、即全部的反射区域配属于刚好两个半导体芯片。刚好两个半导体芯片是激光二极管，其各自具有脊部，其中，脊部限定发射区域。刚好两个半导体芯片经由载体电接触。

特别地，发射区域由所谓的接片区域、又称为脊部来限定。具有这种接片区域的组件或半导体芯片也被称为脊部激光器或条形激光器。这种组件或这种半导体芯片能够具有一个条形波导体或多个条形波导体，其在相应的半导体芯片的第二半导体区域中成型。这种条形波导体能够设计为沿着在半导体芯片的激活区域中生成的激光辐射的一维的波导。如果半导体芯片具有两个或更多的发射区域，那么半导体芯片就能够具有两个或更多个这种条形波导体。

发射区域或条形波导体例如沿着半导体的横向方向延伸。特别地，条形波导体以沿着垂直方向突出的接片的形式实施。如果过半导体芯片具有多个发射区域，那么半导体芯片在俯视图中具有多个并排布置的条形波导体，其尤其呈突出的并排布置的接片的形式。

横向方向被理解为尤其平行于半导体芯片或载体的主延伸面延伸的方向。垂直方向被理解为尤其垂直于半导体芯片或载体的主延伸面取向的方向。垂直方向和横向方向是相互正交的。

在脊部激光器或条形激光器中，激光辐射在脊部激光器或条形激光器的侧面耦合输出。生成的激光辐射基本上沿着横向方向与条形波导体平行地传播。

根据组件的至少一个实施方式，组件的半导体芯片具有连接垫。经由连接垫能从外部接触半导体芯片或发射器，例如经由载体的触点结构接触。

特别地，连接垫在半导体芯片的后侧。例如，连接垫布置在载体和半导体芯片的半导体本体之间。半导体芯片能够具有通孔，其沿着垂直方向例如延伸通过半导体本体的至少一个半导体区域并且分别与连接垫中的一个导电地连接。

根据组件的至少一个实施方式，半导体芯片经由载体电接触。例如，载体具有触点结构，其与半导体芯片的连接垫电接触。触点结构能够与半导体芯片的全部的连接垫电接触。

根据组件的至少一个实施方式，半导体或发射器的连接垫的数量等于配属的半导体芯片或发射器的脊部或发射区域的数量。

根据组件的至少一个实施方式，组件具有至少两个、特别是刚好两个双重发射器或三重发射器。

根据组件的至少一个实施方式，发射器并排布置以实现10nm+/-5nm、10nm+/-3nm或10nm+/-1nm的波长扩张。

在AR眼镜、VR眼镜或数据眼镜的至少一个实施方式中，眼镜具有在此描述的组件。

附图说明

组件的另外的实施方式和改进方案从接下来结合图1至图5阐述的实施例得出。附图示出：

图1示出具有四重发射器的常规的组件，并且

图2、图3、图4和图5示出具有双重发射器的组件的各种实施例。

相同、同类或相同作用的元件在附图中以相同的标号标记。附图分别是示意图并且因此不一定等比例。确切地说，相对较小的元件和特别是层厚能够为了阐述而夸大地示出。

具体实施方式

图1示出了具有四重发射器C的组件10。四重发射器C具有四个脊部R。不同的脊部能够设置用于生成不同波长的电磁辐射。也能够实现的是，不同的脊部R设置用于生成基本上有相同的峰波长的电磁辐射。例如，脊部设置用于生成激光辐射。这种组件或这种四重发射器能够具有大输出量损耗，因为所有四个发射区域R在光谱中并且总计例如应当具有大约10nm的预先给定的期望的波长扩张。因此需要大开销以实现四重发射器上的四个不同的波长。

根据图1，组件10或四重发射器C具有四个连接垫AP，特别是在芯片后侧具有，连接垫各自设置用于例如与脊部R的n或p触点电接触。沿着横向方向，脊部R相互沿侧向间隔开，例如分别通过大约50μm的横向间距。组件10或四重发射器C具有例如300μm的横向宽度B。

根据图2，组件10具有两个双重发射器LC和RC或者两个分离的半导体芯片10C。半导体芯片10C沿着横向方向通过中间区域D或横向间距相互在空间上间隔开。

特别地，图1所示的四重发射器C能被划分成两个双重发射器LC和RC。横向宽度B进行平分，同时能够保持脊部R之间的横向间距A。在该情况下，应当仅两个而不是四个发射区域R、即两个脊部R而不是四个脊部R处于频谱中。这导致了更加高的输出量，因为平移了波长中的最大发射区域。因此在制造各个双重发射器LC和RC中需要明显更少的开销。各个双重发射器LC和RC中的每个都能够实施为单独半导体芯片10C。因为半导体芯片10C之间的横向间距能被可变化地选择，所以能够以简单的方式和方法实现期望的带宽扩张。

因此与图1相比，图2示出了两个双重发射器LC和RC、特别是两个半导体芯片10C作为单个四重发射器的替换。分离的双重发射器LC和RC的制造得到简化，因为不生成例如在四重发射器C中用于带宽扩张的人造沟。与图1所示的四重发射器C相比，分离的半导体芯片10C各自具有横向宽度NB，其尺寸为图1所示的四重发射器C的横向宽度的一半。

图2示例性地示出了双重发射器LC和RC中的每个能够具有多个通孔V。特别地，通孔V各自设置用于脊部R之一的电接触。例如，通孔V沿着配属的脊部R的整体的横向扩展部延伸。通孔V的数量例如与连接垫AP的数量和/或脊部R的数量相等。换句话说，针对每个脊部R设有与其单独对应的通孔V和/或与其单独对应的连接垫AP。

半导体芯片10C能够具有第一半导体层、第二半导体层和布置在第一半导体层和第二半导体层之间的激活区域，其中，激活区域在半导体芯片10C运行时设置用于生成电磁辐射、特别是相干的辐射。在半导体芯片10C的俯视图中，通孔V能够与激活区域的子区域重叠。由于重叠，尤其主要仅在激活区域的与通孔V重叠的子区域中生成电磁辐射。

如果半导体芯片10C具有两个脊部R，脊部经由两个配属的通孔V和两个配属的连接垫AP电连接，那么半导体芯片10C就能够在激活区域的两个不同的子区域中生成电磁辐射。生成的电磁辐射例如是激光辐射。特别地，生成的激光辐射基本上具有相同的峰波长。激光辐射S能够在半导体芯片10C的侧面耦合输出。这例如在图5中示意性地示出。

图2所示的组件10具有两个半导体芯片10C，芯片各自具有两个发射区域R，发射区域的横向间距为A。例如，横向间距A通过半导体芯片10C的侧面上或组件10的侧面上的两个发射区域的两个发射点之间的间距给出。例如，横向间距A在20μm和60μm之间并且包括20μm和60μm，例如为25μm±5μm、30μm±5μm、35μm±5μm或50μm±5μm。如果组件10具有两个或更多个半导体芯片10C，那么半导体芯片10就能够具有发射区域R中的相邻区域之间的相同的横向间距A。

特别地，组件10具有刚好两个半导体芯片10C，其各自构造为具有刚好两个发射区域R的双重发射器LC或RC。与半导体芯片10C各自构造为双重发射器的图2不同，半导体芯片10C能够各自构造为具有刚好三个发射区域R的三重发射器。组件10的相同的半导体芯片10C或者所有发射辐射的半导体芯片10C的发射区域R能够实施用于生成有相同峰波长或不同峰波长的相干的辐射。

能够实现的是，组件10具有两个、三个或更多个半导体芯片10C，其设计成相互不同或者相同类型的。如果半导体芯片10C设计成相同类型的，其能够具有相同的半导体结构。能够实现的是，相同类型构造的半导体芯片10C的半导体本体由相同的材料制成。例如，图2所示的半导体芯片10C的半导体本体能够由例如图1所示的半导体芯片10C的共同的半导体本体制成，例如通过分类过程制成。半导体芯片10C也能够各自具有相同数量的发射区域R。如果过半导体芯片10C相互不同地构造，则半导体芯片10C能够具有不同数量的发射区域R和/或不同的半导体结构，或者由不同的半导体材料制成。

如图1或图2示意性地所示，相同的半导体芯片10C的发射区域R相互平行地延伸。相同的半导体芯片10C的发射区域R通过横向间距A相互在空间上间隔开，其中，横向间距A能够在20μm和60μm之间并且包括20μm和60μm。例如，横向间距A为30μm或50μm。

两个半导体芯片10C通过横向中间区域D或横向间距相互在空间上间隔开。横向中间区域D宽度能够在5μm和50μm之间并且包括5μm和50μm。两个相邻的半导体芯片10C之间的横向间距能够大于或小于两个相邻的发射区域R之间的横向间距A。特别地，两个相邻的半导体芯片10C之间的中间区域设置用于调整相邻的半导体芯片10C的两个外部相邻的发射区域R之间的横向间距。

能够实现的是，组件10具有用于全部发射区域R的等距的横向分配间距DA。其例如在图3中示意性示出。在该情况下，相同的半导体芯片10C或者不同的半导体芯片10C的两个相邻的发射区域具有相同的横向分配间距DA、特别是直到几纳米、如最高5nm、3nm或1nm的制造公差。换句话说，组件的两个任意相邻的发射区域R具有相同的分配间距DA。例如，等距的分配间距DA为30μm±5μm、35μm±5μm、40μm±5μm、45μm±5μm或50μm±5μm。

组件的图3和图4所示的实施例基本对应组件的图2所示的实施例。

根据图3，横向间距A或等距的横向分配间距DA能够是50μm。两个相邻的半导体芯片10C之间的中间区域D能够是5μm。如果组件10具有两个分别总共具有四个发射区域R的半导体芯片10C，那么四个发射区域R就能够分布在大概150μm的横向的整个区域GA上。因此，整个区域GA给出区域宽度，在其中存在组件10的发射区域R、特别是全部的发射区域R。半导体芯片10C中的每个都能够具有大约150μm的横向宽度NB。所有在该公开中给出的有关宽度和/或间距的几何大小能够带有几微米、如最高5μm、3μm、2μm或1μm的制造公差。

根据图3，例如图1所示的半导体芯片C或激光二极管的n个脊部R分布在两个单独的半导体芯片/激光二极管10C上的分别有n/2个脊部R的组上。特别地示出了用于尤其在安装在载体9/热沉上之后的两个单独的半导体芯片/激光二极管的全部n个脊部R的等距的分配间距DA(参见图5)。脊部R的数量n能够不是4，而是6。

根据图4，半导体芯片10C各自具有配属于相应的半导体芯片10C的发射区域R之间的相同的横向间距A。各个半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R通过横向中间间距ZA相互在空间上间隔开，其中，不同半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向中间间距ZA与同一个半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向间距A不同。例如，不同半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向中间间距ZA大于或小于同一个半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向间距A。

根据图4，组件10具有同一个半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向间距A，其能是30μm。相邻的半导体芯片10C的两个相邻的发射区域R之间的横向中间间距ZA能是70μm。中间区域宽度能是45μm。用于分布放置四个发射区域R的整个区域GA的宽度还能是大约150μm。半导体芯片10C中的每个能够具有大约150μm的横向宽度NB。

根据图4，例如图1所示的半导体芯片C或激光二极管的n个脊部R分布在两个单独的半导体芯片/激光二极管10C上的分别有n/2个脊部R的组上。分别在外部的脊部R的横向间距保持不变(例如GA＝150μm)。与图3不同，分别在内部的脊部R移动靠近在外部的脊部(例如间距A＝30μm)，以便实现两个半导体芯片/激光二极管10C之间的更大的结构空间。

特别地，图3和图4示出了具有两个带有10nm的带宽的双重发射器LC和RC的组件10的具体实现方案。然而，在此描述的组件10的说明不强制限制于图3和图4给出的描述。

与图2至图4不同，双重发射器LC和RC布置在载体9、特别是共同的载体9上(例如参见图5)。此外，与图2至图4不同，组件10例如具有两个三重发射器、甚至两个四重发射器。发射器、即半导体芯片10C能够在载体上紧固、特别是焊接，发射区域R之间、即脊部R之间或发射器之间或半导体10C之间的预先给定的间距A或区域D能够保持直到例如+/-5μm或+/-2μm的制造公差。脊部R之间的间距A能够为大约50μm或更小。利用各个分离的双重发射器或三重发射器的组合能够实现大约10nm+/-5nm、10nm+/-3nm或10nm+/-1nm的波长扩张。

例如，为了实现频谱发射的宽度的扩大，各个脊部R的频谱以小的波长偏移重叠。常常期望大约10nm(FWHM)的频谱宽度(波长扩张)。为了实现该值，在各个谐振器之间，发射器之间或发射区域之间或脊部之间的波长偏移能够是大约2μm-5μm。

组件10能够具有多个谐振器，其中，脊部并排布置以在组件10运行时使各个脊部的频谱以波长偏差重叠。特别地，波长偏差在各个谐振器之间在2μm和5μm之间并且包括2μm和5μm。由此能够实现10nm+/-5nm的频谱宽度。

图5示出了在载体9上具有至少两个半导体芯片10C的组件10。半导体芯片10C能够经由载体9、特别是经由载体9的触点结构从外面电接触。载体9的触点结构能够匹配半导体芯片10C的后侧的连接垫AP的布置，或者反之亦然。

半导体芯片10C的连接垫AP的数量能够与配属的半导体芯片10C的发射区域R的数量相等。特别地，发射区域R实施为脊部。半导体芯片10C能够具有通孔V，其各自设置用于脊部R的电接触。通孔V能够沿着配属的脊部R的整体的横向扩展部延伸。特别地，通孔V的位置确定了相应的半导体芯片10C的激活区域的选定的子区域，在其中合适地放置载流子，从而使得激活区域的选出的子区域在组件10运行时设置用于生成电磁辐射。例如，通孔V的数量与连接垫AP的数量和/或脊部R的数量一致。

在组件10运行时发射区域R设置用于生成电磁辐射，其能够在组件10的侧面、即半导体芯片10C的侧面沿侧向从组件10耦合输出。例如，发射区域R并排布置以实现10nm+/-5nm的波长扩张。

通过应用双重发射器，尤其能够实现每半导体芯片10C、如每激光二极管LC或RC的发射区域/脊部R的波长的自然的移动、特别是期望的带宽扩张。特别地，带宽的自然的移动通过发射区域/脊部R到芯片边缘的短的预先给定的间距得出。因此，该公开内容与通过蚀刻的沟槽大开销地移动波长的四重发射器相比提供了更简单的方式，以便实现期望的带宽扩张。

本申请主张德国申请10 2021 115 230.5和德国申请10 2021 123 010.1的优先权，在此引用其公开内容。

本发明不局限于本发明的根据实施例的描述。更确切地说，本发明包括特别包含在权利要求中的每个新的特征以及特征的每个新的组合，即使该特征或该组合自身未在权利要求或实施例中详细说明。

参考标号列表

10 组件

C 半导体芯片、多重发射器

10C，LC 半导体芯片

10C，RC 半导体芯片

9 载体

A 同一个半导体芯片的两个相邻的发射区域之间的间距

AP 连接垫

B 半导体芯片/多重发射器的宽度

D 两个相邻的半导体芯片之间的间距/中间区域

GA 发射区域的区域宽度

NB 半导体芯片/双重发射器的宽度

R 发射区域、脊部

S 辐射

V 通孔

ZA 相邻的半导体芯片的两个相邻的发射区域之间的间距。