特表 2024-522977 波長拡大に関して向上した特性を有するコンポーネント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-25

(54)【発明の名称】波長拡大に関して向上した特性を有するコンポーネント

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02355 20210101AFI20240618BHJP

   H01S 5/22 20060101ALI20240618BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02355

H01S5/22 610

G02B27/02 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571412

(86)(22)【出願日】2022-06-09

(85)【翻訳文提出日】2024-01-12

(86)【国際出願番号】 EP2022065698

(87)【国際公開番号】W WO2022258757

(87)【国際公開日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】102021115230.5

(32)【優先日】2021-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102021123010.1

(32)【優先日】2021-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ａｍｓ－ＯＳＲＡＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ－９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュレグル セバスチャン

(72)【発明者】

【氏名】サマーズ アンドレ

(72)【発明者】

【氏名】ゾルグ ヨルグ エリッヒ

【テーマコード（参考）】

2H199

5F173

【Ｆターム（参考）】

2H199CA29

2H199CA86

5F173AD04

5F173MA10

5F173MC30

5F173MD64

5F173MD65

5F173ME44

(57)【要約】

支持体（９）と、支持体（９）上に相並んで配置された正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）とを有するコンポーネント（１０）の仕様が定められ、正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、それぞれ正確に２つのエミッタ領域（Ｒ）を有する二重エミッタとして、またはそれぞれ正確に３つのエミッタ領域（Ｒ）を有する三重エミッタとして具現化され、よって単一エミッタとは異なる。コンポーネント（１０）のエミッタ領域（Ｒ）は、正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）に関連付けられ、正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、エミッタ領域（Ｒ）を画定するリッジをそれぞれ有するレーザダイオードである。正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、支持体（９）を介して電気接触される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体（９）と、前記支持体（９）上に相並んで配置された正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）とを有するコンポーネント（１０）であって、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、それぞれ正確に２つのエミッタ領域（Ｒ）を有する二重エミッタとして、またはそれぞれ正確に３つのエミッタ領域（Ｒ）を有する三重エミッタとして形成され、よって単一エミッタとは異なり、
前記コンポーネント（１０）の前記エミッタ領域（Ｒ）は、前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）に割り当てられ、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記エミッタ領域（Ｒ）を画定するそれぞれのリッジを有するレーザダイオードであり、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記支持体（９）を介して電気接触される、
前記コンポーネント（１０）。

【請求項2】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、正確に２つのエミッタ領域（Ｒ）を有する二重エミッタとして形成される、
請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項3】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、正確に３つのエミッタ領域（Ｒ）を有する三重エミッタとして形成される、
請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項4】

前記エミッタ領域（Ｒ）はそれぞれ、コヒーレント放射線を生成するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項5】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、同じ構造を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項6】

同一の半導体チップ（１０Ｃ）の前記エミッタ領域（Ｒ）は、互いに平行であり、横方向距離（Ａ）だけ空間的に離隔され、前記横方向距離（Ａ）は２０μｍ～６０μｍである、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項7】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、横方向中間領域（Ｄ）だけ空間的に互いに離隔され、前記横方向中間領域（Ｄ）は幅５μｍ～５０μｍである、請求項１から６のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項8】

すべてのエミッタ領域（Ｒ）に等間隔の横方向分離距離（ＤＡ）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項9】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、前記各半導体チップ（１０Ｃ）に関連付けられた前記エミッタ領域（Ｒ）間に同じ横方向距離（Ａ）を有し、
異なる半導体チップ（１０Ｃ）の隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）は、中間距離（ＺＡ）だけ空間的に互いに離隔され、
異なる半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の横方向中間距離（ＺＡ）は、同一の半導体チップ（１０Ｃ）の隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向距離（Ａ）とは異なる、
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項10】

異なる半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向中間距離（ＺＡ）は、同一の半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向距離（Ａ）より長い、
請求項９に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項11】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、接続パッド（ＡＰ）を有し、前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記接続パッド（ＡＰ）を介して前記支持体（９）のコンタクト構造に導電接続される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項12】

前記半導体チップ（１０Ｃ）の前記接続パッド（ＡＰ）の数は、関連付けられた半導体チップ（１０Ｃ）の前記エミッタ領域（Ｒ）の数と等しい、
請求項１１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項13】

前記半導体チップ（１０Ｃ）は、スルーコンタクト（Ｖ）を有し、前記スルーコンタクト（Ｖ）はそれぞれ、前記リッジのうちの１つと電気接触するように形成され、
前記スルーコンタクト（Ｖ）は、前記関連付けられたリッジの横範囲全体に沿って延在し、
前記スルーコンタクト（Ｖ）の数は、前記接続パッド（ＡＰ）の数及び／または前記リッジの数と同一である、
請求項１１から１２のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項14】

１０ｎｍ±５ｎｍの波長拡大が達成されるように、前記エミッタ領域（Ｒ）は相並んで配置される、請求項１から１３のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項15】

前記コンポーネント（１０）は複数の共振器を備え、前記エミッタ領域（Ｒ）は相並んで配置され、よって、前記コンポーネント（１０）の動作中に、個々のエミッタ領域（Ｒ）のスペクトルは、個々の共振器間で２μｍ～５μｍの波長オフセットで重なり、これにより、１０ｎｍ±５ｎｍのスペクトル幅が達成される、
請求項１から１４のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項16】

請求項１から１５のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）を備える、ＡＲ眼鏡、ＶＲ眼鏡、またはデータ眼鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

コンポーネントの仕様が定められる。

【背景技術】

【0002】

回折導波管では、レーザビームの帯域幅が重要な役割を果たす。単一レーザの帯域幅は小さいため、光学的可視アーチファクトが導波管内に形成される。ＡＲ（拡張現実）眼鏡またはＶＲ（仮想現実）眼鏡またはデータ眼鏡のユーザには、これらが見えて煩わしくある。

【0003】

四重エミッタの個々のエミッタ領域を、約数ナノメートル、例えば２．５ｎｍだけシフトさせることにより、帯域幅の広がりを調整することができる。しかしながら、この方法は、製造が非常に複雑であり、高い歩留まり損失につながる。

【発明の概要】

【0004】

本発明の目的の１つは、波長拡大に関して向上した特性、具体的には、例えばＡＲ眼鏡またはＶＲ眼鏡またはデータ眼鏡の画質を高める向上した特性を有するコンポーネントを提供することである。

【0005】

この目的は、独立請求項に記載のコンポーネントにより解決される。コンポーネントのさらなる構造及びさらなる発展形態は、従属請求項の主題である。

【0006】

適合したチップ構造により、例えば四重エミッタなどのマルチエミッタは、例えば２つの二重エミッタなどの小さいエミッタに分割され得る。マルチエミッタと比べて、エミッタ領域間の距離が維持され得る。２つのレーザダイオードに分割することにより、製造プロセスは大幅に簡略化され、よって、導波管内の光学アーチファクトを削減するために、帯域幅を特に１０ｎｍ、例えば１０ｎｍ±５ｎｍ、１０ｎｍ±３ｎｍ、１０ｎｍ±３ｎｍ、または１０ｎｍ±１ｎｍなどに拡張する、より簡単な方法が提供される。

【0007】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態では、コンポーネントは、複数のエミッタ領域を有する。具体的には、エミッタ領域は、少なくとも２つまたは正確に２つの半導体チップに割り当てられる。

【0008】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態では、コンポーネントは、少なくとも２つの半導体チップを有する。２つの半導体チップは、具体的には２つのエミッタまたは２つのレーザダイオードである。具体的には、エミッタまたはレーザダイオードは、単一エミッタとは異なる。半導体チップは、二重エミッタまたは三重エミッタであり得る。例えば、半導体チップは２つまたは３つのリッジを有し得る。コンポーネントの半導体チップは、支持体上に並んで配置され得る。半導体チップが２つのリッジを有する場合、デュアルエミッタまたは二重エミッタと称される。

【0009】

コンポーネントの少なくとも１つのさらなる実施形態では、コンポーネントは、支持体と、支持体上に相並んで配置された正確に２つの半導体チップと、を有する。正確に２つの半導体チップは、それぞれ正確に２つのエミッタ領域を有する二重エミッタとして、またはそれぞれ正確に３つのエミッタ領域を有する三重エミッタとして形成され、よって単一エミッタとは異なる。コンポーネントのエミッタ領域、例えばすべてのエミッタ領域は、正確に２つの半導体チップに割り当てられる。正確に２つの半導体チップはレーザダイオードであり、それぞれがリッジを有し、リッジはエミッタ領域を画定する。正確に２つの半導体チップは、支持体を介して電気接触される。

【0010】

具体的には、エミッタ領域は、いわゆるリッジ領域またはリッジにより画定される。このようなリッジ領域を有するコンポーネントまたは半導体チップは、リッジレーザまたはストライプレーザとも称される。このようなコンポーネントまたは半導体チップは、それぞれの半導体チップの第２の半分の導波路領域に形成された１つ以上のストライプ導波路を有し得る。このようなストリップ導波路は、半導体チップの活性領域で生成されたレーザ放射線の導波方向に沿って、一次元導波を行うように形成され得る。半導体チップが２つ以上のエミッタ領域を有する場合、半導体チップは、このようなストリップ導波路を２つ以上有し得る。

【0011】

例えば、エミッタ領域またはストリップ導波路は、半導体チップの横方向に沿って延在する。具体的には、ストリップ導波路は、垂直方向に沿って突出するリッジの形態を有する。半導体チップが複数のエミッタ領域を有する場合、半導体チップは、複数のストリップ導波路を有し得、これらは、上面視では並んで配置され、具体的には並んで配置された凸状リッジの形態を有し得る。

【0012】

横方向とは、具体的には、半導体チップまたは支持体の主延在面に対して平行な方向を意味することが、理解されよう。垂直方向とは、具体的には、半導体チップまたは支持体の主延在面に直交するように配向された方向を意味することが、理解されよう。垂直方向と横方向は、互いに直交する。

【0013】

リッジ型レーザまたはストライプ型レーザの場合、レーザビームは、リッジ型レーザまたはストライプ型レーザの側面にて出射される。生成されたレーザビームは、ストリップ導波路に平行な横方向に基本的に沿って伝搬する。

【0014】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態によれば、コンポーネントの半導体チップは、接続パッドを有する。接続パッドを介して、半導体チップまたはエミッタは、例えば支持体のコンタクト構造により、外部と接触し得る。

【0015】

具体的には、接続パッドは、半導体チップの後側に配置される。例えば、接続パッドは、支持体と半導体チップの半導体本体と間に配置される。半導体チップは、スルーコンタクトを有し得、スルーコンタクトは、垂直方向に沿って延在し、例えば半導体本体の少なくとも１つの半導体領域を貫通し、それぞれ接続パッドのうちの１つに導電接続される。

【0016】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップは、支持体を介して電気接続される。例えば、支持体は、半導体チップの接続パッドと電気接触するコンタクト構造を有する。コンタクト構造は、半導体チップのすべての接続パッドと電気接触し得る。

【0017】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態によれば、半導体チップまたはエミッタの接続パッドの数は、関連付けられた半導体チップまたはエミッタのリッジまたはエミッタ領域の数に等しい。

【0018】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態によれば、コンポーネントは、少なくとも２つ、具体的には正確に２つの二重エミッタまたは三重エミッタを有する。

【0019】

コンポーネントの少なくとも１つの実施形態によれば、１０ｎｍ±５ｎｍ、１０ｎｍ±３ｎｍ、または１０ｎｍ±１ｎｍの波長拡大が達成されるように、エミッタは互いに隣接して配置される。

【0020】

ＡＲ眼鏡、ＶＲ眼鏡、またはデータ眼鏡の少なくとも１つの実施形態では、眼鏡は、本明細書で説明されるコンポーネントを含む。

【0021】

コンポーネントのさらなる実施形態及びさらなる発展形態は、図１～図５に関連して以下に説明される例示的な実施形態から、明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】四重エミッタを有する従来のコンポーネントを示す。

【図2】二重エミッタを有するコンポーネントの様々な例を示す。

【図3】二重エミッタを有するコンポーネントの様々な例を示す。

【図4】二重エミッタを有するコンポーネントの様々な例を示す。

【図5】二重エミッタを有するコンポーネントの様々な例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

同一要素、均等要素、または均等に作用する要素は、図中では同じ参照番号で示される。図は、概略図であるため、必ずしも縮尺どおりではない。比較的小さい要素、特に層厚は、より明確にする目的で、むしろ誇張して大きく示される場合がある。

【0024】

図１は、四重エミッタＣを備えるコンポーネント１０を示す。四重エミッタＣは、４つのリッジＲを有する。異なるリッジＲは、異なる波長の電磁放射線を生成するように構成され得る。異なるリッジＲは、実質的に同じピーク波長の電磁放射線を生成するように構成されることも可能である。例えば、リッジは、レーザ放射線を生成するように構成される。このようなコンポーネントまたは四重エミッタは、４つすべてのエミッタ領域Ｒが仕様に則し、かつ合計で例えば約１０ｎｍの所定の所望波長拡大を有する必要があるため、歩留まり損失が高くあり得る。よって、四重エミッタで４つの異なる波長を達成するには、多大な労力が求められる。

【0025】

図１によれば、コンポーネント１０または四重エミッタＣは、具体的にはチップ後側に、４つの接続パッドＡＰを有し、これらはそれぞれ、例えばリッジＲのうちの１つにｎコンタクトまたはｐコンタクトの電気接触を行うように構成される。横方向に沿って、リッジＲは、横方向に互いに、例えばそれぞれ約５０μｍの横方向距離Ａだけ離隔される。コンポーネント１０または四重エミッタＣは、例えば３００μｍの横幅Ｂを有する。

【0026】

図２によれば、コンポーネント１０は、２つの二重エミッタＬＣ及びＲＣ、すなわち分離された２つの半導体チップ１０Ｃを有する。半導体チップ１０Ｃは、横方向に沿って、中間領域Ｄまたは横方向距離Ｄだけ、空間的に互いに離隔される。

【0027】

具体的には、図１に示される四重エミッタＣは、２つの二重エミッタＬＣ及びＲＣに分割され得る。横幅Ｂは半分になるが、リッジＲ間の横方向距離Ａは維持され得る。この場合、４つのエミッタ領域Ｒの代わりに２つだけ、すなわち４つのリッジＲの代わりに２つのリッジＲが、仕様に則する必要がある。これにより、最大で１つのエミッタ領域が波長シフトされるため、歩留まりが大幅に高くなる。よって、個々の二重エミッタＬＣ及びＲＣの製造に要する労力は、格段に少なくて済む。個々の二重エミッタＬＣ及びＲＣのそれぞれは、単一の半導体チップ１０Ｃとして形成され得る。半導体チップ１０Ｃ間の横方向距離Ｄは可変的に選択できるので、簡単な方法で所望の帯域幅拡大を実現することができる。

【0028】

よって図２は、図１と比較すると、ただ１つの四重エミッタＣの代わりに、２つの二重エミッタＬＣ及びＲＣ、具体的には分離された２つの半導体チップ１０Ｃを示す。例えば四重エミッタＣのように帯域幅を広げるための人工的トレンチを作成しないため、分離された二重エミッタＬＣ及びＲＣの製造は簡略化される。図１に示される四重エミッタＣと比較すると、分離された半導体チップ１０Ｃはそれぞれ、図１に示される四重エミッタＣの横幅の半分である横幅ＮＢを有する。

【0029】

図２に概略的に示されるように、二重エミッタＬＣ及びＲＣのそれぞれは、いくつかのスルーコンタクトＶを有し得る。具体的には、スルーコンタクトＶは、リッジＲのうちの１つと電気接触するように形成される。例えば、スルーコンタクトＶは、関連付けられたリッジＲの横範囲全体に沿って延在する。スルーコンタクトＶの数は、例えば接続パッドＡＰの数及び／またはリッジＲの数と同一である。言い換えると、各リッジＲには、一意的に割り当てられたスルーコンタクトＶ及び／または接続パッドＡＰが存在する。

【0030】

半導体チップ１０Ｃは、第１の半導体層と、第２の半導体層と、第１の半導体層と第２の半導体層との間に配置された活性領域とを有し、活性領域は、半導体チップ１０Ｃの動作中に、電磁放射線、具体的にはコヒーレント電磁放射線を生成するように構成される。半導体チップ１０Ｃの上面視では、スルーコンタクトＶは、活性ゾーンの部分領域と重なり得る。この重なりにより、具体的にはスルーコンタクトＶと重なる活性領域の部分領域においてのみ、電磁放射線は主に生成される。

【0031】

半導体チップ１０Ｃが、２つの関連付けられたスルーコンタクトＶ及び２つの関連付けられた接続パッドＡＰを介して電気接触される２つのリッジＲを有する場合に、半導体チップ１０Ｃは、活性ゾーンの２つの異なる部分領域で電磁放射線を生成することができる。生成される電磁放射線は、例えばレーザ放射線である。具体的には、生成されるレーザ放射線は、実質的に同じピーク波長を有する。レーザ放射線Ｓは、半導体チップ１０Ｃの側面にて出射され得る。これは、例えば図５に概略的に示される。

【0032】

図２に示されるコンポーネント１０は、２つの半導体チップ１０Ｃを有し、半導体チップ１０Ｃはそれぞれ２つのエミッタ領域Ｒを有し、２つのエミッタ領域Ｒの横方向距離はＡである。例えば横方向距離Ａは、半導体チップ１０Ｃの側面またはコンポーネント１０の側面における２つのエミッタ領域の２つの発光点間の距離により示される。例えば、横方向距離Ａは、２０μｍ～６０μｍ、例えば２５μｍ±５μｍ、３０μｍ±５μｍ、３５μｍ±５μｍ、または５０μｍ±５μｍである。コンポーネント１０が２つ以上の半導体チップ１０Ｃを有する場合、半導体チップ１０Ｃは、隣接するエミッタ領域Ｒ間で同じ横方向距離Ａを有し得る。

【0033】

具体的には、コンポーネント１０は、正確に２つの半導体チップ１０Ｃを有し、これらはそれぞれ、正確に２つのエミッタ領域Ｒを有する二重エミッタＬＣまたはＲＣとして形成される。半導体チップ１０Ｃがそれぞれ二重エミッタとして形成される図２から逸脱して、半導体チップ１０Ｃはそれぞれ、正確に３つのエミッタ領域Ｒを有する三重エミッタとして形成されてもよい。コンポーネント１０の同一の半導体チップ１０Ｃまたはすべての放射線放出半導体チップ１０Ｃのエミッタ領域Ｒは、同じピーク波長または異なるピーク波長のコヒーレント放射線を生成するように構成され得る。

【0034】

コンポーネント１０は、互いに異なるまたは同じ構造を有する２つ、３つ、またはそれ以上の半導体チップ１０Ｃを有することが可能である。半導体チップ１０Ｃが同様に形成される場合、これらは同じ半導体構造を有し得る。同様に形成される半導体チップ１０Ｃの半導体本体は、同じ材料で形成される可能性がある。例えば、図２に示される半導体チップ１０Ｃの半導体本体は、図１に示される半導体チップ１０Ｃの共通の半導体本体から、例えば個片化プロセスにより形成され得る。また、半導体チップ１０Ｃはそれぞれ、同数のエミッタ領域Ｒを有し得る。半導体チップ１０Ｃが互いに異なるように形成される場合、半導体チップ１０Ｃは、異なる数のエミッタ領域Ｒ及び／または異なる半導体構造を有し得る、または異なる半導体材料から形成され得る。

【0035】

図１または図２に概略的に示されるように、同一の半導体チップ１０Ｃのエミッタ領域Ｒは、互いに平行に延在する。同一の半導体チップ１０Ｃのエミッタ領域Ｒは、横方向距離Ａだけ互いに離隔され、横方向距離Ａは、２０μｍ～６０μｍであり得る。例えば、横方向距離Ａは、３０μｍまたは５０μｍである。

【0036】

２つの半導体チップ１０Ｃは、横方向中間領域Ｄまたは横方向距離Ｄだけ空間的に互いに離隔される。横方向中間領域Ｄは、幅５μｍ～５０μｍであり得る。隣接する２つの半導体チップ１０Ｃ間の横方向距離Ｄは、隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向距離Ａより長くてもよく、または短くてもよい。具体的には、隣接する２つの半導体チップ１０Ｃ間の中間領域Ｄは、隣接する半導体チップ１０Ｃの外側の隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向距離を調整するように構成される。

【0037】

コンポーネント１０は、すべてのエミッタ領域Ｒに等間隔の横方向分離距離ＤＡを有することが可能である。これは、例えば図３に概略的に示される。この場合、同一の半導体チップ１０Ｃまたは異なる半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒは、同じ横方向分離距離ＤＡを有し、具体的には、最大５ｎｍ、３ｎｍ、または１ｎｍなど、数ナノメートルの最大製造公差を有する。言い換えると、コンポーネントの隣接するいずれの２つのエミッタ領域Ｒも、同じ分離距離ＤＡを有し得る。例えば、等間隔の分離距離ＤＡは、３０μｍ±５μｍ、３５μｍ±５μｍ、４０μｍ±５μｍ、４５μｍ±５μｍ、または５０μｍ±５μｍである。

【0038】

図３及び図４に示されるコンポーネントの実施形態は、図２に示されるコンポーネントの実施形態と実質的に同じである。

【0039】

図３によれば、横方向間隔Ａまたは等間隔の横方向分離距離ＤＡは、５０μｍであり得る。隣接する２つの半導体チップ１０Ｃ間の中間領域Ｄは、幅５μｍであり得る。コンポーネント１０が２つの半導体チップ１０Ｃを有し、合計４つのエミッタ領域Ｒを有する場合、４つのエミッタ領域Ｒは、例えば１５０μｍの全横幅ＧＡにわたり分散され得る。よって、全幅ＧＡは、コンポーネント１０のエミッタ領域Ｒ、具体的にはすべてのエミッタ領域Ｒが配置される領域の幅を示す。半導体チップ１０Ｃのそれぞれは、例えば１５０μｍの横幅ＮＢを有し得る。幅及び／または間隔に関して本開示で指定されるすべての幾何学的寸法は、例えば５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、または１μｍ以下など数ミクロンの製造公差の対象であり得る。

【0040】

図３によれば、例えば図１に示される半導体チップＣまたはレーザダイオードのｎ個のリッジＲは、分離された２つの半導体チップ／レーザダイオード１０Ｃ上に、それぞれｎ／２個のリッジＲのグループに分割される。具体的には、分離された両方の半導体チップ／レーザダイオードのｎ個のリッジＲはすべて、特に支持体／基板９に取り付けられた後（図５も参照）、等間隔の分離距離ＤＡで配置されることが示される。リッジＲの数ｎは、４から逸脱して、６であってもよい。

【0041】

図４によれば、半導体チップ１０Ｃはそれぞれ、各半導体チップ１０Ｃに関連付けられたエミッタ領域Ｒ間に同じ横方向距離Ａを有する。異なる半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒは、横方向中間距離ＺＡにより空間的に互いに離隔され、異なる半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向中間距離ＺＡは、同一の半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向距離Ａとは異なる。例えば、異なる半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向中間距離ＺＡは、同一の半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向距離Ａより長い、または短い。

【0042】

図４を参照すると、コンポーネント１０は、同一の半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間に、横方向距離Ａを有し、これは３０μｍであり得る。隣接する半導体チップ１０Ｃの隣接する２つのエミッタ領域Ｒ間の横方向中間距離ＺＡは、７０μｍであり得る。中間領域Ｄは、幅４５μｍであり得る。４つのエミッタ領域Ｒが分散される全幅ＧＡはさらに、例えば１５０μｍであり得る。半導体チップ１０Ｃのそれぞれは、約１５０μｍの横方向のＮＢを有し得る。

【0043】

図４によれば、例えば図１に示される半導体チップＣまたはレーザダイオードのｎ個のリッジＲは、分離された２つの半導体チップ／レーザダイオード１０Ｃ上に、それぞれｎ／２個のリッジＲのグループに分割される。外側のそれぞれのリッジＲの横方向距離は、維持される（例えばＧＡ＝１５０μｍ）。図３とは対照的に、内側のそれぞれのリッジＲは、２つの半導体チップ／レーザダイオード１０Ｃ間の空間をより大きくするために、外側のリッジの近くに移動される（例えば距離Ａ＝３０μｍ）。

【0044】

具体的には、図３及び図４は、１０ｎｍの帯域幅を有する２つの二重エミッタＬＣ及びＲＣを備えたコンポーネント１０の有形実現を示す。しかし、本明細書で説明されるコンポーネント１０の詳細は、図３及び図４に示されるものに必ずしも限定されない。

【0045】

図２～図４から逸脱して、二重エミッタＬＣ及びＲＣは、支持体９、具体的には共通の支持体９上に配置され得る（例えば図５を参照）。さらに図２～図４から逸脱して、コンポーネント１０は、例えば２個の三重エミッタ、またはさらには２個の四重エミッタを有してもよい。エミッタ、すなわち半導体チップ１０Ｃは、エミッタ領域Ｒ間、すなわちリッジＲ間またはエミッタ間または半導体チップ１０Ｃ間の所定距離ＡまたはＤを、例えば±５μｍまたは±２μｍの最大製造公差で維持できるように、支持体９上に固定され、具体的にははんだ付けされ得る。リッジＲ間の距離Ａは、約５０μｍ以下であり得る。個別の分離された二重エミッタまたは三重エミッタの組み合わせにより、例えば１０ｎｍ±５ｎｍ、１０ｎｍ±３ｎｍ、または１０ｎｍ±１ｎｍの波長拡大が達成され得る。

【0046】

スペクトル放出幅の増大を達成するためには、小さい波長オフセットにより個々のリッジのスペクトルを重ね合わせることが挙げられる。多くの場合、約１０ｎｍ（ＦＷＨＭ）のスペクトル幅（波長拡大）が望ましい。この値を達成するために、エミッタ間またはエミッタ領域間またはリッジ間の波長オフセットは、個々の共振器間で約２μｍ～５μｍにされ得る。

【0047】

コンポーネント１０は複数の共振器を含み得、コンポーネント１０の動作中に波長オフセットで個々のリッジＲのスペクトルが重なるように、リッジは互いに隣接して配置される。具体的には、波長オフセットは、個々の共振器間で２μｍ～５μｍである。その結果、１０ｎｍ±５ｎｍのスペクトル幅が達成され得る。

【0048】

図５は、共通の支持体９上に少なくとも２つの半導体チップ１０Ｃを有するコンポーネント１０を示す。半導体チップ１０Ｃは、支持体９を介して、具体的には支持体９のコンタクト構造を介して、外部と電気接続され得る。支持体９のコンタクト構造は、半導体チップ１０Ｃの後側における接続パッドＡＰの配置に適合され得、またはその逆も同様であり得る。

【0049】

半導体チップ１０Ｃの接続パッドＡＰの数は、対応する半導体チップ１０Ｃのエミッタ領域Ｒの数と同一であり得る。具体的には、エミッタ領域Ｒは、リッジとして形成される。半導体チップ１０Ｃは、スルーコンタクトＶを有し得、これらはそれぞれ、リッジＲのうちの１つと電気接触するように形成される。スルーコンタクトＶは、関連付けられたリッジＲの横範囲全体に沿って延在し得る。具体的には、スルーコンタクトＶの位置は、各半導体チップ１０Ｃの活性領域の選択された部分領域を画定し、この部分領域に電荷キャリアが選択的に注入され、これにより、活性領域の選択された部分領域は、コンポーネント１０の動作中に電磁放射線を生成するように構成される。例えば、スルーコンタクトＶの数は、接続パッドＡＰの数及び／またはリッジＲの数と同一である。

【0050】

コンポーネント１０の動作時に、エミッタ領域Ｒは、コンポーネント１０の側面、すなわち半導体チップ１０Ｃの側面にて、コンポーネント１０から横方向に出射され得る電磁放射線を生成するように構成される。例えば、エミッタ領域Ｒは、１０ｎｍ±５ｎｍの波長拡大が達成されるように、互いに隣接して配置される。

【0051】

具体的には、二重エミッタを使用することにより、レーザダイオードＬＣまたはＲＣあたりなど、半導体チップ１０Ｃあたりのエミッタ領域／リッジＲの自然な波長シフト、特に所望の帯域幅拡張を達成することができる。具体的には、チップエッジからエミッタ領域／リッジＲの短い所定距離により、自然な波長シフトは生じる。よって、エッチングされたトレンチにより精緻な波長シフトを行う四重エミッタと比較して、本開示は、所望の帯域幅拡大を達成するためのより簡単な方法を提供する。

【0052】

本特許出願は、ドイツ特許出願第１０ ２０２１ １１５ ２３０．５号の優先権及びドイツ特許出願第１０ ２０２１ １２３ ０１０．１号の優先権を主張し、これらの開示内容は、参照により本明細書に含まれるものとする。

【0053】

例示的な実施形態を参照して行われた本発明の説明により、本発明は例示的な実施形態に限定されるものではない。本発明は、むしろ、任意の新たな特徴及び特徴の任意の組み合わせを含み、具体的には特許請求の範囲における特徴の任意の組み合わせを含み、この特徴またはこの組み合わせ自体が、特許請求の範囲または例示的な実施形態に明示的に示されていなくても、この特徴またはこの組み合わせを含む。

【符号の説明】

【0054】

１０ コンポーネント
Ｃ 半導体チップ、マルチエミッタ
１０Ｃ、ＬＣ 半導体チップ
１０Ｃ、ＲＣ 半導体チップ
９ 支持体
Ａ 同一の半導体チップの隣接する２つのエミッタ領域間の距離
ＡＰ 接続パッド
Ｂ 半導体チップ／マルチエミッタの幅
Ｄ 隣接する２つの半導体チップ間の距離／中間領域
ＧＡ エミッタ領域の面積の幅
ＮＢ 半導体チップ／二重エミッタの幅
Ｒ エミッタ領域、リッジ
Ｓ 放射線
Ｖ スルーコンタクト
ＺＡ 隣接する半導体チップの隣接する２つのエミッタ領域間の距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体（９）と、前記支持体（９）上に相並んで配置された正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）とを有するコンポーネント（１０）であって、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、それぞれ正確に２つのエミッタ領域（Ｒ）を有する二重エミッタとして、またはそれぞれ正確に３つのエミッタ領域（Ｒ）を有する三重エミッタとして形成され、よって単一エミッタとは異なり、
前記コンポーネント（１０）の前記エミッタ領域（Ｒ）は、前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）に割り当てられ、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記エミッタ領域（Ｒ）を画定するそれぞれのリッジを有するレーザダイオードであり、
前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記支持体（９）を介して電気接触される、
前記コンポーネント（１０）。

【請求項2】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、正確に２つのエミッタ領域（Ｒ）を有する二重エミッタとして形成される、
請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項3】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、正確に３つのエミッタ領域（Ｒ）を有する三重エミッタとして形成される、
請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項4】

前記エミッタ領域（Ｒ）はそれぞれ、コヒーレント放射線を生成するように構成される、請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項5】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、同じ構造を有する、請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項6】

同一の半導体チップ（１０Ｃ）の前記エミッタ領域（Ｒ）は、互いに平行であり、横方向距離（Ａ）だけ空間的に離隔され、前記横方向距離（Ａ）は２０μｍ～６０μｍである、請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項7】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、横方向中間領域（Ｄ）だけ空間的に互いに離隔され、前記横方向中間領域（Ｄ）は幅５μｍ～５０μｍである、請求項１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項8】

すべてのエミッタ領域（Ｒ）に等間隔の横方向分離距離（ＤＡ）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項9】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、前記各半導体チップ（１０Ｃ）に関連付けられた前記エミッタ領域（Ｒ）間に同じ横方向距離（Ａ）を有し、
異なる半導体チップ（１０Ｃ）の隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）は、中間距離（ＺＡ）だけ空間的に互いに離隔され、
異なる半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の横方向中間距離（ＺＡ）は、同一の半導体チップ（１０Ｃ）の隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向距離（Ａ）とは異なる、
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項10】

異なる半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向中間距離（ＺＡ）は、同一の半導体チップ（１０Ｃ）の前記隣接する２つのエミッタ領域（Ｒ）間の前記横方向距離（Ａ）より長い、
請求項９に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項11】

前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）はそれぞれ、接続パッド（ＡＰ）を有し、前記正確に２つの半導体チップ（１０Ｃ）は、前記接続パッド（ＡＰ）を介して前記支持体（９）のコンタクト構造に導電接続される、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項12】

前記半導体チップ（１０Ｃ）の前記接続パッド（ＡＰ）の数は、関連付けられた半導体チップ（１０Ｃ）の前記エミッタ領域（Ｒ）の数と等しい、
請求項１１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項13】

前記半導体チップ（１０Ｃ）は、スルーコンタクト（Ｖ）を有し、前記スルーコンタクト（Ｖ）はそれぞれ、前記リッジのうちの１つと電気接触するように形成され、
前記スルーコンタクト（Ｖ）は、前記関連付けられたリッジの横範囲全体に沿って延在し、
前記スルーコンタクト（Ｖ）の数は、前記接続パッド（ＡＰ）の数及び／または前記リッジの数と同一である、
請求項１１に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項14】

１０ｎｍ±５ｎｍの波長拡大が達成されるように、前記エミッタ領域（Ｒ）は相並んで配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項15】

前記コンポーネント（１０）は複数の共振器を備え、前記エミッタ領域（Ｒ）は相並んで配置され、よって、前記コンポーネント（１０）の動作中に、個々のエミッタ領域（Ｒ）のスペクトルは、個々の共振器間で２μｍ～５μｍの波長オフセットで重なり、これにより、１０ｎｍ±５ｎｍのスペクトル幅が達成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）。

【請求項16】

請求項１から７のいずれか１項に記載のコンポーネント（１０）を備える、ＡＲ眼鏡、ＶＲ眼鏡、またはデータ眼鏡。

【国際調査報告】