WO2025120086A1 - Component package having a hybrid semiconductor chip - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a component package with a hybrid semiconductor chip, which comprises a photonically integrated element and an integrated circuit.
- Laser packages play an important role in the development of electronic devices and systems designed to project/emit laser light.
- laser packages play an important role in things like smart glasses or so-called AR or VR glasses, where they are used to generate holographic images to provide the user with an immersive experience.
- VR virtual reality
- AR augmented reality
- laser packages were mainly used in industrial applications where size and weight are not particularly critical. However, they are now increasingly used in consumer devices such as AR and VR glasses. It is therefore crucial that manufacturers develop smaller laser packages and associated driver circuits suitable for these applications.
- the inventor proposes an integrated component package with a hybrid semiconductor chip which, on the one hand, comprises a photonically integrated element and an integrated circuit.
- the component package comprises an optoelectronic component, in particular a laser, which is arranged and designed to couple laser light into the photonically integrated element and, in particular, to be controlled by means of the integrated circuit.
- the photonically integrated element for example, light emitted by the optoelectronic component can be guided and, for example, a plurality of adjacent emission points emitted by the optoelectronic component can be brought closer together so that the emission points are as close to one another as possible when they exit the photonically integrated element.
- a component package in particular a laser package, is provided.
- the component package comprises a first semiconductor chip with a first main side and an opposite second main side.
- the first semiconductor chip comprises a first layer adjacent to the first main side, which comprises a photonic integrated element or a photonic integrated circuit (PIC), and a second layer adjacent to the second main side, which comprises an integrated circuit (IC), such as an application-specific integrated circuit (ASIC), which is decoupled from the photonic integrated element.
- PIC photonic integrated element
- ASIC application-specific integrated circuit
- the first layer or the photonically integrated element has at least one light coupling surface, at least one light output surface, and at least one optical fiber connecting the at least one light coupling surface and the at least one light output surface.
- the photonically integrated element can be designed to process and/or guide light coupled in via the at least one light coupling surface and subsequently to output it via the at least one light output surface.
- a plurality of contact pads are formed on the second main side of the first semiconductor chip, in particular in the form of a ball grid array (BGA), which is intended for connection to a carrier, in particular a PCB, or a second semiconductor chip.
- BGA ball grid array
- Such a design enables SMD assembly of the first semiconductor chip, since the connections are located compactly on the underside of the semiconductor chip.
- the component package also comprises a first optoelectronic component, in particular a laser chip, which is designed to emit light of a first wavelength from at least one first emission surface.
- the first optoelectronic component is arranged relative to the first semiconductor chip in such a way that the at least one first emission surface of the first optoelectronic component the at least one light coupling surface is opposite the first layer of the first semiconductor chip.
- the contact pads are in the form of small solder balls that are arranged next to one another in a grid of columns and rows (array). These balls are melted during reflow soldering in a soldering oven and connect to contact pads or contact areas on, for example, a carrier or another semiconductor chip.
- This design represents a solution to the problem of accommodating a very large number of connections on a component.
- the first semiconductor chip can be removed (desoldered) from the carrier without being damaged, even if it is soldered over the entire surface, e.g. with hot air.
- the first semiconductor chip can then be freed from the old solder balls (deballed), cleaned, and re-beaded with new solder balls. It can then be soldered again onto a new carrier or semiconductor chip. For example, when repairing a component package, a defective semiconductor chip can be replaced.
- the first semiconductor chip has a cavity or recess in which the first optoelectronic component is at least partially arranged.
- the at least one light coupling surface is arranged in a side surface of the first semiconductor chip formed by the cavity or recess.
- the at least one light coupling surface can lie in a side surface of the first semiconductor chip that is formed by the cavity or recess or is formed by producing the cavity or recess.
- the fact that the first optoelectronic component is arranged at least partially in the cavity or recess of the first semiconductor chip can be understood in particular in such a way that the first optoelectronic component is arranged completely, i.e. to the full extent, in the cavity or recess of the first semiconductor chip, or projects regionally beyond the cavity or recess, but is arranged at least partially in the cavity or recess.
- the first optoelectronic component is arranged on a bottom of the cavity or recess.
- the bottom of the cavity or recess can be formed, in particular, by a surface of the first semiconductor chip arranged opposite an opening of the cavity or recess.
- the bottom of the cavity can be formed by a surface of the first semiconductor chip that is substantially parallel to the first or second main side.
- the first optoelectronic component is arranged on a submount.
- the first optoelectronic component can be arranged on a submount that is arranged adjacent to the first semiconductor chip.
- the submount can also be arranged on the first main side of the first semiconductor chip, in particular in such a way that the first optoelectronic component is arranged at least partially in the cavity or recess of the first semiconductor chip.
- the submount with the first optoelectronic component arranged thereon can be arranged on the first main side of the first semiconductor chip in such a way that the first optoelectronic component points in the direction of the first semiconductor chip and projects into the cavity or recess of the first semiconductor chip.
- Such a submount may be provided, for example, to provide a heat sink and/or an electrical supply for the first optoelectronic component, and/or to provide a further semiconductor chip that provides further functionality of the component package.
- a semiconductor chip may, for example, comprise at least one layer with an integrated circuit.
- the component package further comprises a second optoelectronic component, in particular a laser chip, which is arranged on the first main side and which is designed to emit light of a second wavelength from at least one second emission surface.
- the second optoelectronic component is arranged on the first main side in such a way that the at least a second emission surface and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip are arranged adjacent to one another.
- the first semiconductor chip can in particular serve as a submount for the second optoelectronic component and can be arranged such that the at least one second emission surface and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip are arranged as closely as possible to one another.
- a distance perpendicular to the first main side between the at least one second emission surface and the at least one light output surface can be less than 50 pm, less than 25 pm, or less than 10 pm.
- the second emission surface and the at least one light output surface of the first layer can lie essentially in a common plane or at least in two planes that are only insignificantly spaced from one another.
- the light having the first wavelength emitted by the first optoelectronic component may, in particular, differ from the light having the second wavelength emitted by the second optoelectronic component.
- the light having the first wavelength may be red light
- the light having the second wavelength may be green or blue light.
- each may just as well be light of a different wavelength.
- the at least one second emission surface of the second optoelectronic component and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip can in particular each form an emission surface or an emission point of light of a corresponding wavelength of the component package.
- the emission points of all optoelectronic components and thus of the light of all wavelengths can in particular be arranged in close proximity to one another. This creates a virtual point light source, so to speak.
- the proximity of the emission points enables a simplification of possible downstream optical element(s), which for example enable collimation of all emission points by just one optical element.
- the first optoelectronic component is designed to emit light substantially of the first wavelength from at least two first emission surfaces, wherein the at least two first emission surfaces are spaced apart from one another by a first distance.
- the first optoelectronic component can be formed by an edge-emitting laser chip which has one or more laser ridges or laser resonators, each with a laser facet located at the end of the resonator.
- a laser chip with a plurality of laser ridges or laser resonators can in particular be referred to as a multi-ridge laser. All laser ridges can be individually controllable in order to enable desired colors and gray levels when generating an image with multiple pixels using the component package.
- the at least two first emission surfaces are each arranged opposite an associated light coupling surface of the first layer.
- the first layer can also have at least two light output surfaces and a light guide connecting the at least two light input surfaces and the at least two light output surfaces, wherein the at least two light output surfaces are spaced apart from one another by a second distance.
- the first distance can essentially correspond to the second distance, or the second distance can be smaller than the first distance. In particular, it can be advantageous for the second distance to be smaller than the first distance.
- light-generating structures of the first optoelectronic component such as a plurality of laser bars, can be spaced apart from one another by a first distance in such a way that excessive heating of the first optoelectronic component during its intended use is prevented.
- the light emitted from the first emission surfaces spaced apart by the first distance can be directed by means of the first layer or the photonically integrated element in such a way that the light is coupled out of the light output surfaces spaced apart by a smaller second distance.
- the distance between light-generating structures of the first optoelectronic component can be reduced to improve heat dissipation and increase the efficiency of the first optoelectronic component. be chosen larger, while the emission points emitted by the light of the first optoelectronic component can be located close together by the photonically integrated element.
- the second optoelectronic component is designed to emit light substantially of the second wavelength from at least two second emission surfaces.
- the at least two second emission surfaces can be spaced apart from one another by a third distance, wherein in particular the third and the second distance are substantially identical.
- a cooling problem as described for the first optoelectronic component may not represent a significant limitation, so that a closer arrangement of light-generating structures of the second optoelectronic component and thus of the second emission surfaces is less problematic and a merging of the emission points is not necessary. Rather, a close arrangement of the emission points generated by means of the second optoelectronic component can already be achieved by a closer arrangement of the light-generating structures of the second optoelectronic component and thus of the second emission surfaces.
- the component package further comprises a third optoelectronic component, in particular a laser chip, which is arranged on the first main side adjacent to the second optoelectronic component or in the cavity or recess adjacent to the first optoelectronic component.
- the third optoelectronic component is in particular designed to emit light of a third wavelength from at least one third emission surface, which can differ from the first and the second wavelength.
- the first, second and third optoelectronic components can be designed to emit light in the colors red, green and blue and accordingly form an RGB package.
- the first optoelectronic component is further away from the second and third optoelectronic components than a distance between the second and third optoelectronic components.
- This can be selected in particular such that the emission properties of the first optoelectronic component can be more dependent on the heating of the first optoelectronic component compared to the second and third optoelectronic components. Accordingly, it can be desirable to arrange the first optoelectronic component further away from the second and third optoelectronic components, such that the emission properties of the first optoelectronic component are not influenced or not significantly influenced by heating of the second and third optoelectronic components.
- the first layer or the photonically integrated element as well as the optoelectronic component(s) can be designed such that the light of the emitted wavelength(s) has the same emission pattern.
- the first layer or the photonically integrated element as well as the optoelectronic component(s) can be designed to emit light through the light output surface(s) or emission surface(s) that has a substantially identical slow and fast axis divergence. This can be particularly advantageous in order to avoid color fringes after a combination of light of different wavelengths in, for example, a laser beam scanning system (LBS).
- LBS laser beam scanning system
- the first semiconductor chip has a plurality of first vias, in particular silicon vias, which connect at least the first and/or second and/or third optoelectronic component to the integrated circuit and/or to at least one of the plurality of contact pads.
- the first semiconductor chip can have a plurality of TSVs (Through Silicon Vias) in order to connect the first and/or second and/or third optoelectronic component, for example in the form of a flip-chip laser chip, to the integrated circuit and/or to at least one of the plurality of contact pads.
- an electrical interface between the first semiconductor chip and the first and/or second and/or third optoelectronic component can be realized without wire connections. This helps to reduce the impedance of the component package and enables efficient high-frequency modulation of the optoelectronic component(s).
- the component package further comprises a second semiconductor chip on which the first semiconductor chip is arranged.
- the second semiconductor chip has at least one layer comprising an integrated circuit that is electrically coupled to the first semiconductor chip.
- the second semiconductor chip can have a multiplicity of second vias, in particular silicon vias, which connect the integrated circuit of the second semiconductor chip to a multiplicity of contact areas on one or more main sides of the second semiconductor chip.
- the first semiconductor chip or contact pads of the first semiconductor chip can be arranged on the contact areas or a subset of the contact areas and can be electrically connected to them.
- the first semiconductor chip can, in particular, be stacked on a further semiconductor chip comprising an integrated circuit, wherein the further semiconductor chip has driver functions and is connected to the first semiconductor chip.
- the second semiconductor chip can, for example, serve as a base plate for the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s).
- the component package further comprises a hermetic encapsulation, in particular a hermetically sealing cap, which is arranged on the second semiconductor chip.
- a hermetically sealed cavity can be formed by an inorganic cap on the second semiconductor chip, in which the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s) can be arranged.
- the hermetically sealing cap can in particular be used for the
- the wavelength emitted by the optoelectronic component(s) must be transparent or translucent on at least one side, which is used to extract the light from the component package. Both a lateral emitting configuration, i.e. in the direction of the main propagation direction of the second semiconductor chip, and an upward emitting configuration, i.e. in a direction perpendicular to a main side of the second semiconductor chip, are possible.
- the component package further comprises a carrier, in particular a PCB, on which the first and/or second semiconductor chip are arranged.
- the component package further comprises a plurality of first passive electrical components, such as resistors, thermistors (NTC), ESD protection diodes, capacitors and/or inductors, which are arranged on the second semiconductor chip and/or on the carrier and are each electrically connected to the second semiconductor chip and/or the carrier.
- first passive electrical components such as resistors, thermistors (NTC), ESD protection diodes, capacitors and/or inductors
- the component package further comprises a plurality of bond wires that electrically connect the carrier to contact pads of the second semiconductor chip and/or to contact pads on the first main side of the first semiconductor chip.
- Such bond wires can be provided in addition to or as an alternative to the first and second vias.
- passive electrical components and/or the optoelectronic component(s) can be electrically connected to the first semiconductor chip and/or the carrier by means of additional bond wires or merely by means of bond wires.
- the component package further comprises a third semiconductor chip and/or at least one second passive electrical component, such as a resistor, a capacitor and/or an inductor, which is integrated into the carrier, in particular on a side opposite the first semiconductor chip.
- a third semiconductor chip and/or at least one second passive electrical component, such as a resistor, a capacitor and/or an inductor, which is integrated into the carrier, in particular on a side opposite the first semiconductor chip.
- the component package further comprises a plurality of third vias, in particular metallic vias, through the carrier, which electrically contact the third semiconductor chip and/or the at least one second passive electrical component.
- third vias By means of the third vias, the second semiconductor chip and/or the at least one second passive electrical component can be electrically connected to the first semiconductor chip in a space-saving manner, for example.
- the second semiconductor chip can be designed according to the aspects of the first semiconductor chip and in particular can comprise at least one layer with an integrated circuit which is electrically connected to at least parts of the third vias.
- the second semiconductor chip comprises at least two layers arranged one above the other, each containing an integrated circuit.
- the second semiconductor chip can comprise correspondingly stacked layers, each containing an integrated circuit. Between the layers there can be, for example, an intermediate or compensating layer through which fourth vias run, which electrically couple the layers arranged one above the other, each containing an integrated circuit.
- the fourth vias can therefore also be called IC-IC vias.
- such an arrangement can also result from two separate integrated circuits being stacked on top of one another with their active area facing one another, and an intermediate or compensating layer being arranged between the two circuits.
- the component package further comprises an optical element, in particular a lens, which is arranged on the second semiconductor chip downstream of the first semiconductor chip in the light emission direction of the first optoelectronic component.
- an optical element in particular a lens
- thermal stresses within the component package can have no or only a minimal negative effect on the position of the optical element relative to the first semiconductor chip or the first optoelectronic component.
- optical element is arranged on the same continuous material as the first semiconductor chip or the first optoelectronic component and also to the fact that the second semiconductor chip can have a relatively high rigidity and thus provides an optical bench with high rigidity and low GTE for the arrangement of the first semiconductor chip or first optoelectronic component and optical element.
- the optical element and the first semiconductor chip or first optoelectronic component can be placed on the second semiconductor chip, the space requirement in the lateral direction of such a component package can be greatly reduced compared to individual components arranged next to one another.
- the first semiconductor chip can in particular serve as a submount for light emitted from the at least one light output surface and from emission surfaces of further optoelectronic components.
- This can be advantageous, for example, in combination with an optical element arranged downstream of the at least one light output surface and emission surfaces in the light emission direction, since an increase can prevent or at least reduce so-called beam clipping of the emitted light.
- it also allows greater flexibility in selecting the optical element with regard to, for example, size, optical properties and material, as well as greater flexibility with regard to the arrangement of the optical element with regard to the distance between the optical element and the first semiconductor chip.
- the first semiconductor chip comprises a substrate layer made of a semiconductor material, in particular Si, which is free of an integrated circuit.
- the first semiconductor chip may comprise a leveling layer that, for example, levels out unevenness within or on the first and/or second main side.
- the component package further comprises a heat sink which is arranged on the first and/or second semiconductor chip and/or the carrier. It is also conceivable that the component package additionally or alternatively comprises a heat extraction layer which is arranged between the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s) and/or between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and/or between the second semiconductor chip and the carrier and/or between the layers of the first semiconductor chip.
- Such a heat sink and/or such a heat extraction layer can in particular be designed to store and/or dissipate heat generated during operation of the component package in order to prevent overheating and the associated change in the operating conditions of the component package or, in extreme cases, even failure of the component package.
- Figures 1A to 1C show a side, a top and a front view of a component package according to some aspects of the proposed principle
- FIGS 2A to 6C show side, top and front views of another component package according to some aspects of the proposed principle.
- Figures 7A to 8B show side views and top views of another component package according to some aspects of the proposed principle.
- FIGS 1A to 1C show a first embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the component package comprises a first semiconductor chip 2a with a first main side 3a and a second main side 3b opposite the first.
- the first semiconductor chip 2a has a first layer 10a adjacent to the first main side 3a, which comprises a photonically integrated element, wherein the first layer 10a has light coupling surfaces 13a, light output surfaces 13c, and light guides 13b connecting the light coupling surfaces 13a and the light output surfaces 13c.
- the first semiconductor chip 2a also has a second layer 10b adjacent to the second main side 3b, which comprises an integrated circuit.
- the integrated circuit is decoupled from the photonically integrated element and serves to control the Component packages, in particular optoelectronic component(s) of the component package.
- a plurality of contact pads 4 are formed in the form of a ball grid arrangement, which are provided for connection to, for example, a carrier, in particular a PCB, or a second semiconductor chip.
- the component package 1 also comprises a first optoelectronic component 5a, in particular a laser chip, which is designed to emit light of a first wavelength from a plurality of first emission surfaces 12a.
- the optoelectronic component 5a is arranged adjacent to the first semiconductor chip 2a on a submount 15 such that the first emission surfaces 12a are opposite the light coupling surfaces 13a of the photonically integrated element.
- the core of the invention is the hybrid-designed first semiconductor chip 2a, which, on the one hand, provides a photonically integrated element by means of which light coupled into the light coupling surfaces 13a can be guided and/or processed, while the first semiconductor chip additionally provides an integrated circuit that serves to control the component package. Accordingly, this results in a compact system by means of which light emitted by the first optoelectronic component 5a can be emitted at a different location and optionally with a different emission pattern.
- the first optoelectronic component 5a is designed as an edge-emitting laser chip with three laser ridges (represented by the dash-dot line), which is designed to couple laser light of essentially the same wavelength into light coupling surfaces of the photonically integrated element via three emission surfaces 12a.
- the photonically integrated element is then designed to guide the coupled-in light along the light guides 13b and to couple it out again at the light coupling surfaces 13c.
- the photonically integrated element can be designed to It may be possible to combine light coupled in at a greater distance from one another so that it is coupled out via three very closely spaced light coupling surfaces 13c, thus resulting in a virtual point light source (shown in Figure 4B).
- the emission points located close to one another are to be deflected by means of a small optical system, for example in order to provide an LBS system.
- the individual laser resonators can be controlled individually.
- the number of laser bridges or emission surfaces, light coupling surfaces, light guides and light output surfaces is to be understood as exemplary and can vary in any direction.
- Figures 2A to 2C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the first optoelectronic component 5a is not arranged on a separate submount 15 but on the bottom 3d of a cavity 8 in the first semiconductor chip 2a.
- the light coupling surfaces 13a are arranged in a side surface 3c which is formed by the cavity.
- the cavity 8 has a depth such that the emission surfaces 12a and the light coupling surfaces 13a lie opposite one another.
- the embodiment shown has the advantage that the first optoelectronic component 5a is arranged directly on the first semiconductor chip 2a and can be electrically connected to the integrated circuit by means of first vias 9a. This eliminates the need for conductor tracks for contacting the first optoelectronic component 5a, thereby reducing the impedance of the component package and enabling faster switching frequencies (e.g., 0.2 GHz) of the first optoelectronic component 5a to be realized.
- first vias 9a This eliminates the need for conductor tracks for contacting the first optoelectronic component 5a, thereby reducing the impedance of the component package and enabling faster switching frequencies (e.g., 0.2 GHz) of the first optoelectronic component 5a to be realized.
- Figures 3A to 3C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the first optoelectronic component 5a is not in a cavity, but on the bottom 3d of a rearwardly open recess 8 in the first semiconductor chip 2a.
- the first semiconductor chip 2a is at least partially electrically connected to the integrated circuit by means of a conductor track 11.
- the first optoelectronic component 5a can accordingly also be designed so that it can be contacted vertically, so that electrical contact must be provided separately from a side opposite the base 3d.
- the embodiment shown in Figures 3A to 3C is intended in particular to suggest by way of example the design options for the individual elements covered by the application, which elements can be combined with one another in any embodiment. It should also be understood that the application is not intended to be limited to the design options shown, but that these merely indicate exemplary design options.
- FIGS 4A to 4C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the component package 1 comprises, in addition to the first optoelectronic component 5a, a second and a third optoelectronic component 5b, 5c, which are arranged adjacent to one another on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a.
- the second and third optoelectronic components 5b, 5c are designed to emit light of a second and third wavelength through second and third emission surfaces 12b, 12c, respectively.
- the second and third optoelectronic components 5b, 5c are arranged on an edge region of the first semiconductor chip 2a and, in particular, are essentially flush with a side surface of the first semiconductor chip 2a.
- the second and third optoelectronic components 5b, 5c are also designed and arranged on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a in such a way that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element lie very close to one another and This results in a virtual point light source. This can be particularly advantageous if the emission points located close to one another are to be redirected using a small optic, for example to provide an LBS system.
- the photonically integrated element and the optoelectronic components can in particular be designed and arranged such that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element are spaced from one another in a direction perpendicular to the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a, i.e. in the vertical direction, by a distance of less than 50 pm or less than 25 pm.
- the photonically integrated element and the optoelectronic components can in particular be designed and arranged such that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element are also spaced from one another in the horizontal direction by a distance of less than 50 pm or less than 25 pm.
- the associated emission surfaces 12b, 12c and light output surfaces 13c of an optoelectronic component or of the photonically integrated element can in particular be spaced apart by a distance of less than 10 pm or less than 5 pm.
- the second and third optoelectronic components 5b, 5c can also be electrically connected to the integrated circuit by means of first vias 9a. This eliminates the need for conductor tracks for contacting the second and third optoelectronic components 5b, 5c, thereby reducing the impedance of the component package and enabling faster switching frequencies (e.g., 0.2 GHz) of the optoelectronic components to be realized.
- Figure 4B also shows a possible functionality of the photonically integrated element, according to which the photonically integrated element can be designed to combine light coupled in at a greater distance from one another, so that it is coupled out via three very closely spaced light coupling surfaces 13c, thus resulting in a virtual point light source.
- This can be particularly advantageous for laser bars of the The first optoelectronic component 5a can be designed further apart from one another in order to better dissipate heat during their intended use.
- the final emission points can still be very close to one another.
- Figures 5A to 5C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the second optoelectronic component 5b is arranged on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a, and the third optoelectronic component 5c is arranged on the bottom 3d of the cavity 8 next to the first optoelectronic component 5a.
- the photonically integrated element accordingly has further light coupling surfaces 13a, light coupling surfaces 13c, and light guides 13b connecting the light coupling surfaces 13a and the light coupling surfaces 13c in order to guide the light emitted by the second optoelectronic component 5b.
- the number and arrangement of the optoelectronic components is to be understood merely as an example, and more or fewer optoelectronic components than those shown can also be provided and arranged in any number on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a and/or on the bottom 3d of the cavity 8 or recess next to the first optoelectronic component 5a.
- the optoelectronic components and the photonically integrated element are designed and arranged such that the emission points of the light emitted by the component package are as close to one another as possible.
- Figures 6A to 6C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the first optoelectronic component 5a is not arranged on the bottom 3d of a cavity or recess in the first semiconductor chip, but is arranged by means of a submount 15 on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a in such a way that the first optoelectronic component 5a projects into the cavity 8, but does not necessarily touch the bottom 3d of the cavity.
- the submount 15 can serve, on the one hand, for electrically contacting the first optoelectronic component 5a and for cooling the first optoelectronic component 5a during its operation.
- the submount 15 can be electrically coupled to the integrated circuit of the first semiconductor chip 2a by means of first vias 9a. Contacting of the first optoelectronic component 5a can, for example, be effected solely via the submount 15, or a contacting option can also be provided between the base 3d of the cavity 8 and the first optoelectronic component 5a.
- the submount 15 or contact paths integrated therein can be in direct contact with the laser bars of the first optoelectronic component 5a in order to ensure optimal heat dissipation of the first optoelectronic component 5a during its operation.
- FIGS 7A and 7B show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle.
- the component package 1 comprises a carrier 6 on which a second semiconductor chip 2b is arranged.
- a first semiconductor chip 2a which has a first layer 10a comprising a photonically integrated element and a second layer 10b comprising an integrated circuit.
- the component package 1 has a first optoelectronic component 5a which is arranged on the first semiconductor chip 2a or integrated therein in such a way that light coupled out from first emission surfaces 12a is coupled into light coupling surfaces 13a of the photonically integrated element.
- the component package 1 has a second and a third optoelectronic component 5b, 5c, which are arranged on a first main side 3a on the first semiconductor chip 2a and which are designed to emit light via second and third emission surfaces 12b, 12c.
- the component package 1 is designed, in particular, to emit light L of the colors red, green, and blue, or any color that can be mixed therewith, by means of the optoelectronic components 5a, 5b, 5c.
- the module arranged on the second semiconductor chip 2b, comprising the first semiconductor chip 2a and the optoelectronic component(s), can be designed according to one of the aforementioned embodiments.
- the said module is covered on the second semiconductor chip 2b by means of a hermetically sealing cap 17 which, together with the second semiconductor chip, forms a hermetically sealed cavity in which the module is arranged.
- the cap is designed to be transparent to the light emitted by the optoelectronic component(s), so that the light L can pass through the cap without being substantially influenced by it.
- the cap can be particularly advantageous for increasing the service life of the optoelectronic component(s) during operation of the component package 1 by preventing foreign bodies from settling on the emission surfaces of the optoelectronic component(s).
- a connecting region can be provided between the cap 17 and the second semiconductor chip 2b, which connecting region is free of organic material and exerts a sealing effect between the cap 17 and the second semiconductor chip 2b.
- the second semiconductor chip 2b or a surface of the second semiconductor chip located within the hermetically sealed cavity can also be free of organic material in order to prevent particles of the organic material from settling on the emission surfaces of the optoelectronic component(s) and leading to degradation thereof.
- the second semiconductor chip 2b has a layer with an integrated circuit 8, which is electrically connected to the carrier 6 for its power supply.
- the layer with the integrated circuit is indicated by the dashed line.
- An electrical connection to the carrier 6 can be made via second vias 9b directly or via bonding wires 11.
- the second semiconductor chip has on a main side facing the first semiconductor chip Contact surfaces 16 which are at least partially in electrical contact with the contact pads 4 of the first semiconductor chip 2a.
- first passive electrical components 18a are arranged on the second semiconductor chip 2b and on the carrier 6, which are each electrically connected to the second semiconductor chip 2b and to the carrier 6 and contribute partial functionality to the operation of the component package 1.
- the term "operation of the integrated component package” is to be understood as meaning both an electrical supply and a signaling control of the component package.
- the positioning and number of the first passive electrical components 18a and the bond wires 11, as well as the contact surfaces, are to be understood as examples and can vary depending on the design and application of the component package 1.
- bonding wires 11 alternatively or in addition to vias 9b through the second semiconductor chip 2b, the design and implementation of the second semiconductor chip 2b itself can be simplified, since no or at least fewer vias through the second semiconductor chip 2b are necessary.
- the carrier 6, the second semiconductor chip 2b, the first semiconductor chip 2a, the optoelectronic components, and the passive electrical components 18a By stacking the carrier 6, the second semiconductor chip 2b, the first semiconductor chip 2a, the optoelectronic components, and the passive electrical components 18a, it is possible to design the component package 1 in the most space-saving way possible compared to a design in which the individual components are arranged side by side and must be electrically connected to one another by laterally extending contact lines. Furthermore, such an integrated module can be installed and connected in a designated application easily and without any further complex subsequent processes.
- the component package 1 also has a third semiconductor chip 2c and second passive electrical components 18b, which are integrated into the carrier 6 on a side opposite the first semiconductor chip 2a.
- the carrier 6 has recesses in which the components or the semiconductor chip are arranged.
- third vias 9c are provided through the carrier, by means of which an electrical contact is passed through the carrier 6 in order to connect the third semiconductor chip 2c and the second passive electrical components 18b from the side facing the first semiconductor chip 2a.
- Figures 8a and 8B show an embodiment of a component package 1 which additionally comprises an optical element 14.
- the optical element 14 is arranged downstream of the first semiconductor chip 2a or the optoelectronic components in the light emission direction L on the second semiconductor chip 2b.
- the optical element 14 can in particular be a passive optical element such as one or more lenses which shape, scatter or deflect/redirect the light emitted by the optoelectronic components.
- the optical element 14 it is also conceivable for the optical element 14 to be formed by an active optical element which actively shapes, scatters or in particular deflects/redirects the light emitted by the optoelectronic components.
- the optical element 14 can also be formed by a prism which deflects the emitted light in a direction perpendicular to the second semiconductor chip 2b.
- thermal stresses within the component package 1 can have no or only a minimal negative effect on the position of the optical element 14 relative to the optoelectronic components. This can be due, among other things, to the fact that the optical element 14 is arranged on the same continuous material as the first semiconductor chip 2a or the optoelectronic components and also to the fact that the second semiconductor chip 2b can have a relatively high rigidity and thus provides an optical bench with high rigidity and low GTE for the arrangement of optoelectronic components and optical element 14.
- the space requirement in the lateral direction of such a component package 1 can be greatly reduced compared to individual components arranged next to one another.
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Abstract
Description
BAUELEMENTPACKAGE MIT EINEM HYBRIDEN HALBLEITERCHIP Component package with a hybrid semiconductor chip
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr . 10 2023 134 453 . 6 vom 08 . Dezember 2023 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung auf genommen wird . The present application claims priority from German patent application No. 10 2023 134 453 . 6 of December 8, 2023, the disclosure of which is hereby incorporated by reference into the present application.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelementpackage mit einem hybriden Halbleiterchip, der zum einen ein photonisch integriertes Element , sowie einen integrierten Schaltkreis umfasst . The present invention relates to a component package with a hybrid semiconductor chip, which comprises a photonically integrated element and an integrated circuit.
HINTERGRUND BACKGROUND
Laserpackages spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Elektronikgeräten und Systemen, die zur Pro ektion/Emission von Laserlicht ausgebildet sind . Insbesondere im Bereich von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) spielen Laserpackages in beispielwiese Datenbrillen ( engl . smart glasses ) oder sogenannten AR- oder VR-Brillen eine wichtige Rolle , wo sie für die Erzeugung von holografischen Bildern verwendet werden, um dem Benutzer ein immersives Erlebnis zu bieten . In der Vergangenheit wurden Laserpackages hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt , bei denen Größe und Gewicht nicht besonders kritisch sind . Heute werden sie j edoch immer häufiger in Endverbrauchergeräten wie AR- und VR-Brillen verwendet . Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Hersteller kleinere Laserpackages und zugehörige Treiberschaltungen entwickeln, die für diese Anwendungen geeignet sind . Laser packages play an important role in the development of electronic devices and systems designed to project/emit laser light. In particular, in the field of virtual reality (VR) and augmented reality (AR), laser packages play an important role in things like smart glasses or so-called AR or VR glasses, where they are used to generate holographic images to provide the user with an immersive experience. In the past, laser packages were mainly used in industrial applications where size and weight are not particularly critical. However, they are now increasingly used in consumer devices such as AR and VR glasses. It is therefore crucial that manufacturers develop smaller laser packages and associated driver circuits suitable for these applications.
Jedoch ist die Größe dieser Bauelemente , insbesondere in Kombination mit einer Treiberschaltung zum Betreiben des Laserpackages , bei der Verwendung in AR- und VR-Brillen bisher eine Herausforderung . Aktuelle Laserpackages in Kombination mit einer Treiberschaltung zum Betreiben des Laserpackages sind zu groß , um unauffällig in AR- und VR-Brillen eingebaut zu werden . Dies stellt Entwickler und Hersteller vor Probleme , da sie kleinere Bauelemente benötigen, um die Größe und das Gewicht der Brillen zu reduzieren . Es besteht demnach das Bedürfnis , ein Laserpackage umfassend eine zugehörige Treiberelektronik bereitzustellen, mit dem wenigstens einige der oben genannten Probleme behoben werden können . However, the size of these components, especially in combination with a driver circuit to power the laser package, has so far been a challenge for use in AR and VR headsets. Current laser packages combined with a driver circuit to power the laser package are too large to be discreetly integrated into AR and VR headsets. This poses a problem for developers and manufacturers, as they require smaller components to reduce the size and weight of the headsets. There is therefore a need to provide a laser package comprising associated driver electronics with which at least some of the problems mentioned above can be eliminated.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen . Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben . This need is met by the subject matter of the independent patent claims. Further developments and embodiments of the proposed principle are specified in the subclaims.
Der Erfinder schlägt zur Lösung des genannten Problems ein integriertes Bauelementpackage mit einem hybriden Halbleiterchip vor , der zum einen ein photonisch integriertes Element , sowie einen integrierten Schaltkreis umfasst . Zudem umfasst das Bauelementpackage ein optoelektronisches Bauelement , insbesondere einen Laser , der angeordnet und ausgebildet ist Laserlicht in das photonisch integrierte Element einzukoppeln und insbesondere mittels des integrierten Schaltkreises angesteuert zu werden . Mittels des photonisch integrierten Elements kann beispielsweise von dem optoelektronischen Bauelement emittiertes Licht geleitet werden und es können beispielsweise mehrere benachbarte von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Emissionspunkte näher zusammengeführt werden, sodass die Emissionspunkte bei Austritt aus dem photonisch integrierten Element möglichst dicht beieinander liegen . Die hybride Ausgestaltung des Halbleiterchips , sodass dieser mehrere Funktionen erfüllt dient dabei einer höheren Integration des Bauelementpackage und ermöglicht eine sehr kompakte und eng beieinander liegende Anordnung von integriertem Schaltkreis und optoelektronischem Bauelement , um auf ( lange ) Drahtverbindungen zwischen integriertem Schaltkreis und optoelektronischem Bauelement verzichten zu können . Dadurch kann beispielsweise im analogen Hochfrequenzbereich die Impedanz des Systems niedrig gehalten werden und es können so schnellere Schalt geschwindigkei ten/ Ansteuergeschwindigkeiten des optoelektronischen Bauelementes ermöglicht werden . Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Bauelementpackage , insbesondere Laserpackage bereitgestellt . Das Bauelementpackage umfasst einen ersten Halbleiterchip mit einer ersten Hauptseite und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptseite . Der erste Halbleiterchip umfasst dabei eine zur ersten Hauptseite benachbarte erste Lage , die ein photonisch integriertes Element bzw . eine photonisch integrierte Schaltung ( engl . photonic integrated circuit , PIC ) umfasst , und eine zur zweiten Hauptseite benachbarte zweite Lage , die einen integrierten Schaltkreis ( engl . integrated circuit , IC ) wie beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ( engl . application-specific integrated circuit , ASIC ) umfasst , der entkoppelt von dem photonisch integrierten Element ist . To solve the problem mentioned, the inventor proposes an integrated component package with a hybrid semiconductor chip which, on the one hand, comprises a photonically integrated element and an integrated circuit. In addition, the component package comprises an optoelectronic component, in particular a laser, which is arranged and designed to couple laser light into the photonically integrated element and, in particular, to be controlled by means of the integrated circuit. By means of the photonically integrated element, for example, light emitted by the optoelectronic component can be guided and, for example, a plurality of adjacent emission points emitted by the optoelectronic component can be brought closer together so that the emission points are as close to one another as possible when they exit the photonically integrated element. The hybrid design of the semiconductor chip, so that it fulfills multiple functions, serves to increase the integration of the component package and enables a very compact and closely spaced arrangement of the integrated circuit and optoelectronic component, eliminating the need for (long) wire connections between the integrated circuit and the optoelectronic component. This makes it possible, for example, to keep the system impedance low in the analog high-frequency range, thus enabling faster switching speeds/control speeds of the optoelectronic component. According to a first aspect, a component package, in particular a laser package, is provided. The component package comprises a first semiconductor chip with a first main side and an opposite second main side. The first semiconductor chip comprises a first layer adjacent to the first main side, which comprises a photonic integrated element or a photonic integrated circuit (PIC), and a second layer adjacent to the second main side, which comprises an integrated circuit (IC), such as an application-specific integrated circuit (ASIC), which is decoupled from the photonic integrated element.
Die erste Lage bzw . das photonisch integrierte Element weist dabei wenigstens eine Lichteinkoppelfläche , wenigstens eine Lichtauskoppelfläche , und wenigstens einen die wenigstens eine Lichteinkoppelfläche und die wenigstens eine Lichtauskoppelfläche verbindenden Lichtleiter auf . Insbesondere kann das photonisch integrierte Element dazu ausgebildet sein, ein über die wenigstens eine Lichteinkoppelfläche eingekoppeltes Licht zu prozessieren und/oder zu leiten und anschließend über die wenigstens eine Lichtauskoppelfläche auszukoppeln . The first layer or the photonically integrated element has at least one light coupling surface, at least one light output surface, and at least one optical fiber connecting the at least one light coupling surface and the at least one light output surface. In particular, the photonically integrated element can be designed to process and/or guide light coupled in via the at least one light coupling surface and subsequently to output it via the at least one light output surface.
Auf der zweiten Hauptseite des ersten Halbleiterchips ist eine Vielzahl von Kontaktpads ausgebildet , insbesondere in Form einer Kugelgitteranordnung ( engl . ball grid array, BGA) , die zum Anschluss an einen Träger , insbesondere ein PCB , oder einen zweiten Halbleiterchip vorgesehen ist . Eine solche Ausführung ermöglicht eine SMD-Bestückung des ersten Halbleiterchips , da die Anschlüsse kompakt auf der Unterseite des Halbleiterchips liegen . A plurality of contact pads are formed on the second main side of the first semiconductor chip, in particular in the form of a ball grid array (BGA), which is intended for connection to a carrier, in particular a PCB, or a second semiconductor chip. Such a design enables SMD assembly of the first semiconductor chip, since the connections are located compactly on the underside of the semiconductor chip.
Das Bauelementpackage umfasst zudem ein erstes optoelektronisches Bauelement , insbesondere einen Laserchip, das zur Emission von Licht einer ersten Wellenlänge aus wenigstens einer ersten Emissionsfläche ausgebildet ist . Das erste optoelektronische Bauelement ist dabei derart gegenüber dem ersten Halbleiterchip angeordnet , dass die wenigstens eine erste Emissionsfläche des ersten optoelektronischen Bauelementes der wenigstens einen Lichteinkoppelfläche der ersten Lage des ersten Halbleiterchips gegenüberliegt . The component package also comprises a first optoelectronic component, in particular a laser chip, which is designed to emit light of a first wavelength from at least one first emission surface. The first optoelectronic component is arranged relative to the first semiconductor chip in such a way that the at least one first emission surface of the first optoelectronic component the at least one light coupling surface is opposite the first layer of the first semiconductor chip.
Gemäß einigen Aspekten sind die Kontaktpads in Form von kleinen Lotperlen ( engl . balls ) ausgebildet , die nebeneinander in einem Raster ( engl . grid) aus Spalten und Zeilen ( engl . array) stehen . Diese Perlen werden beim Reflow-Löten in einem Lötofen auf geschmolzen und verbinden sich mit Kontaktpads bzw . Kontaktflächen auf beispielsweise einem Träger oder einem weiteren Halbleiterchip . Diese Bauform stellt eine Lösung des Problems der Unterbringung einer sehr großen Zahl von Anschlüssen auf einem Bauteil dar . Der erste Halbleiterchip kann dadurch zudem trotz einer flächigen Verlötung z . B . mit Heißluft wieder von dem Träger entfernt ( ausgelötet ) werden, ohne Schaden zu nehmen . Der erste Halbleiterchip kann anschließend von den alten Lotperlen befreit ( entlotet , engl . deballing ) , gereinigt und mit neuen Lotperlen bestückt (Neubeperlung, engl . rebelling ) werden und kann anschließend wieder auf einen neuen Träger oder Halbleiterchip gelötet werden . So kann beispielsweise bei der Reparatur eines Bauelementpackages ein defekter Halbleiterchip ausgetauscht werden . According to some aspects, the contact pads are in the form of small solder balls that are arranged next to one another in a grid of columns and rows (array). These balls are melted during reflow soldering in a soldering oven and connect to contact pads or contact areas on, for example, a carrier or another semiconductor chip. This design represents a solution to the problem of accommodating a very large number of connections on a component. This also means that the first semiconductor chip can be removed (desoldered) from the carrier without being damaged, even if it is soldered over the entire surface, e.g. with hot air. The first semiconductor chip can then be freed from the old solder balls (deballed), cleaned, and re-beaded with new solder balls. It can then be soldered again onto a new carrier or semiconductor chip. For example, when repairing a component package, a defective semiconductor chip can be replaced.
Gemäß einigen Aspekten weist der erste Halbleiterchip eine Kavität oder Aussparung auf , in der das erste optoelektronische Bauelement wenigstens teilweise angeordnet ist . Insbesondere ist die wenigstens eine Lichteinkoppelfläche in einer durch die Kavität oder Aussparung gebildeten Seitenfläche des ersten Halbleiterchips angeordnet . Beispielsweise kann die wenigstens eine Lichteinkoppelfläche in einer Seitenfläche des ersten Halbleiterchips liegen, die durch die Kavität oder Aussparung gebildet ist bzw . durch Erzeugen der Kavität oder Aussparung gebildet wird . According to some aspects, the first semiconductor chip has a cavity or recess in which the first optoelectronic component is at least partially arranged. In particular, the at least one light coupling surface is arranged in a side surface of the first semiconductor chip formed by the cavity or recess. For example, the at least one light coupling surface can lie in a side surface of the first semiconductor chip that is formed by the cavity or recess or is formed by producing the cavity or recess.
Dass das erste optoelektronische Bauelement wenigstens teilweise in der Kavität oder Aussparung des ersten Halbleiterchips angeordnet ist , kann insbesondere derart verstanden werden, dass das erste optoelektronische Bauelement vollständig , also in vollem Umfang, in der Kavität oder Aussparung des ersten Halbleiterchips angeordnet ist , oder bereichsweise über die Kavität oder Aussparung hinausragt , j edoch zumindest teilweise in der Kavität oder Aussparung angeordnet ist . Gemäß einigen Aspekten ist das erste optoelektronische Bauelement auf einem Boden der Kavität oder Aussparung angeordnet . Der Boden der Kavität oder Aussparung kann insbesondere durch eine gegenüber einer Öffnung der Kavität oder Aussparung angeordnete Fläche des ersten Halbleiterchips gebildet sein . Insbesondere kann der Boden der Kavität durch eine zur ersten oder zweiten Hauptseite im Wesentlichen parallele Fläche des ersten Halbleiterchips gebildet sein . The fact that the first optoelectronic component is arranged at least partially in the cavity or recess of the first semiconductor chip can be understood in particular in such a way that the first optoelectronic component is arranged completely, i.e. to the full extent, in the cavity or recess of the first semiconductor chip, or projects regionally beyond the cavity or recess, but is arranged at least partially in the cavity or recess. According to some aspects, the first optoelectronic component is arranged on a bottom of the cavity or recess. The bottom of the cavity or recess can be formed, in particular, by a surface of the first semiconductor chip arranged opposite an opening of the cavity or recess. In particular, the bottom of the cavity can be formed by a surface of the first semiconductor chip that is substantially parallel to the first or second main side.
Gemäß einigen Aspekten ist das erste optoelektronische Bauelement auf einem Submount angeordnet . Beispielsweise kann das erste optoelektronische Bauelement auf einem Submount angeordnet sein, der benachbart zu dem ersten Hableiterchip angeordnet ist . Der Submount kann hingegen auch auf der ersten Hauptseite des ersten Halbleiterchips angeordnet sein, insbesondere derart , dass das erste optoelektronische Bauelement wenigstens teilweise in der Kavität oder Aussparung des ersten Halbleiterchips angeordnet ist . Dazu kann der Submount mit dem darauf angeordneten ersten optoelektronischen Bauelement derart auf der ersten Hauptseite des ersten Halbleiterchips angeordnet werden, dass das erste optoelektronische Bauelement in Richtung des ersten Halbleiterchips weist und in die Kavität oder Aussparung des ersten Halbleiterchips hineinragt . According to some aspects, the first optoelectronic component is arranged on a submount. For example, the first optoelectronic component can be arranged on a submount that is arranged adjacent to the first semiconductor chip. However, the submount can also be arranged on the first main side of the first semiconductor chip, in particular in such a way that the first optoelectronic component is arranged at least partially in the cavity or recess of the first semiconductor chip. For this purpose, the submount with the first optoelectronic component arranged thereon can be arranged on the first main side of the first semiconductor chip in such a way that the first optoelectronic component points in the direction of the first semiconductor chip and projects into the cavity or recess of the first semiconductor chip.
Ein solcher Submount kann beispielsweise vorgesehen sein, um einen Kühlkörper und/oder eine elektrische Versorgung für das erste optoelektronische Bauelement bereitzustellen, und/oder um einen weiteren Halbleiterchip bereitzustellen, der eine weitere Funktionalität des Bauelementpackages bereitstellt . Ein solcher Halbleiterchip kann beispielsweise zumindest eine Lage mit einem integrierten Schaltkreis umfassen . Such a submount may be provided, for example, to provide a heat sink and/or an electrical supply for the first optoelectronic component, and/or to provide a further semiconductor chip that provides further functionality of the component package. Such a semiconductor chip may, for example, comprise at least one layer with an integrated circuit.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner ein zweites optoelektronisches Bauelement , insbesondere einen Laserchip, das auf der ersten Hauptseite angeordnet ist und das zur Emission von Licht einer zweiten Wellenlänge aus wenigstens einer zweiten Emissionsfläche ausgebildet ist . Insbesondere ist das zweite optoelektronische Bauelement derart auf der ersten Hauptseite angeordnet , dass die wenigstens eine zweite Emissionsfläche und die wenigstens eine Lichtaus koppelf lache der ersten Lage des ersten Halbleiterchips benachbart zueinander angeordnet sind . Der erste Halbleiterchip kann insbesondere als Unter- bau/Submount für das zweite optoelektronische Bauelement dienen und so angeordnet sein, dass die wenigstens eine zweite Emissionsfläche und die wenigstens eine Lichtauskoppelfläche der ersten Lage des ersten Halbleiterchips möglichst nah beieinander benachbart zueinander angeordnet sind . Insbesondere kann ein zur ersten Hauptseite senkrechter Abstand zwischen der wenigstens einen zweiten Emissionsfläche und der wenigstens einen Lichtaus koppelf läche kleiner 50 pm, kleiner 25 pm, oder kleiner 10 pm sein . Insbesondere können die zweite Emissionsfläche und die wenigstens eine Lichtauskoppelfläche der ersten Lage im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen oder zumindest in zwei Ebenen, die nur unwesentlich voneinander beabstandet sind . According to some aspects, the component package further comprises a second optoelectronic component, in particular a laser chip, which is arranged on the first main side and which is designed to emit light of a second wavelength from at least one second emission surface. In particular, the second optoelectronic component is arranged on the first main side in such a way that the at least a second emission surface and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip are arranged adjacent to one another. The first semiconductor chip can in particular serve as a submount for the second optoelectronic component and can be arranged such that the at least one second emission surface and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip are arranged as closely as possible to one another. In particular, a distance perpendicular to the first main side between the at least one second emission surface and the at least one light output surface can be less than 50 pm, less than 25 pm, or less than 10 pm. In particular, the second emission surface and the at least one light output surface of the first layer can lie essentially in a common plane or at least in two planes that are only insignificantly spaced from one another.
Das von dem ersten optoelektronischen Bauelement emittierte Licht mit der ersten Wellenlänge kann sich insbesondere von dem von dem zweiten optoelektronischen Bauelement emittierten Licht mit der zweiten Wellenlänge unterscheiden . Beispielsweise kann es sich bei dem Licht mit der ersten Wellenlänge um beispielsweise rotes Licht und bei dem Licht mit der zweiten Wellenlänge um grünes oder blaues Licht handeln . Dies ist j edoch lediglich exemplarisch zu verstehen, und es kann sich ebenso gut j eweils um Licht einer anderen Wellenlänge handeln . The light having the first wavelength emitted by the first optoelectronic component may, in particular, differ from the light having the second wavelength emitted by the second optoelectronic component. For example, the light having the first wavelength may be red light, and the light having the second wavelength may be green or blue light. However, this is merely an example, and each may just as well be light of a different wavelength.
Die wenigstens eine zweite Emissionsfläche des zweiten optoelektronischen Bauelementes und die wenigstens eine Lichtauskoppelfläche der ersten Lage des ersten Halbleiterchips können insbesondere j eweils eine Emissionsfläche bzw . einen Emissionspunkt von Licht einer entsprechenden Wellenlänge des Bauelementpackages bilden . Die Emissionspunkte aller optoelektronischen Bauelemente und damit des Lichts aller Wellenlängen können dabei insbesondere in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sein . Dadurch wird sozusagen eine virtuelle Punktlichtquelle erreicht . Die Nähe der Emissionspunkte ermöglicht eine Vereinfachung möglicher nachgelagerter optischer Element ( e ) , die beispielsweise eine Kollimation aller Emissionspunkte durch nur ein optisches Element ermöglichen . Gemäß einigen Aspekten ist das erste optoelektronische Bauelement dazu ausgebildet , aus wenigstens zwei ersten Emissionsflächen Licht im Wesentlichen der ersten Wellenlänge zu emittieren, wobei die wenigstens zwei ersten Emissionsflächen mit einem ersten Abstand voneinander be- abstandet sind . Insbesondere kann das erste optoelektronische Bauelement durch einen kantenemittierenden Laserchip gebildet sein, der einen oder mehrere Laserstege ( engl . Laserridge ) bzw . Laserresonatoren mit j eweils einer am Ende des Resonators befindlichen Laserfacette aufweist . Ein Laserchip mit mehreren Laserstegen bzw . Laserresonatoren kann insbesondere als Multi-Ridge-Laser bezeichnet werden . Alle Laserstege können dabei einzeln ansteuerbar sein, um gewünschte Farben und Graustufen beim Erzeugen eines Bildes mit mehreren Pixeln mittels dem Bauelementpackage zu ermöglichen . The at least one second emission surface of the second optoelectronic component and the at least one light output surface of the first layer of the first semiconductor chip can in particular each form an emission surface or an emission point of light of a corresponding wavelength of the component package. The emission points of all optoelectronic components and thus of the light of all wavelengths can in particular be arranged in close proximity to one another. This creates a virtual point light source, so to speak. The proximity of the emission points enables a simplification of possible downstream optical element(s), which for example enable collimation of all emission points by just one optical element. According to some aspects, the first optoelectronic component is designed to emit light substantially of the first wavelength from at least two first emission surfaces, wherein the at least two first emission surfaces are spaced apart from one another by a first distance. In particular, the first optoelectronic component can be formed by an edge-emitting laser chip which has one or more laser ridges or laser resonators, each with a laser facet located at the end of the resonator. A laser chip with a plurality of laser ridges or laser resonators can in particular be referred to as a multi-ridge laser. All laser ridges can be individually controllable in order to enable desired colors and gray levels when generating an image with multiple pixels using the component package.
Gemäß einigen Aspekten sind die wenigstens zwei ersten Emissionsflächen j eweils einer zugeordneten Lichteinkoppelfläche der ersten Lage gegenüberliegend angeordent . Die erste Lage kann zudem wenigstens zwei Lichtaus koppelf lächen, und j eweils einen die wenigstens zwei Lichteinkoppelflächen und die wenigstens zwei Lichtauskoppelflächen verbindenden Lichtleiter aufweisen, wobei die wenigstens zwei Lichtaus koppel- f lächen mit einem zweiten Abstand voneinander beabstandet sind . Der erste Abstand kann dabei im Wesentlichen dem zweiten Abstand entsprechen, oder der zweite Abstand kann kleiner als der erste Abstand sein . Insbesondere kann es vorteilhaft sein, dass der zweite Abstand kleiner als der erste Abstand ist . Insbesondere können lichterzeugende Strukturen des ersten optoelektronischen Bauelementes , wie beispielsweise mehrere Laserstege , mit einem ersten Abstand derart voneinander beabstandet sein, dass eine zu hohe Erwärmung des ersten optoelektronischen Bauelementes während dessen bestimmungsgemäßer Verwendung verhindert wird . Gleichzeitig kann das aus den mit dem ersten Abstand beabstan- deten ersten Emissionsflächen emittierte Licht mittels der ersten Lage bzw . dem photonisch integrierten Element so geführt bzw . zusammengeführt werden, dass das Licht aus den mit einem kleineren zweiten Abstand beabstandeten Lichtauskoppelflächen ausgekoppelt wird . Entsprechend kann der Abstand zwischen lichterzeugenden Strukturen des ersten optoelektronischen Bauelementes zur Verbesserung der Entwärmung und Steigerung der Effizienz des ersten optoelektronischen Bauelementes größer gewählt werden, während die von dem Licht des ersten optoelektronischen Bauelementes emittierten Emissionspunkte durch das photo- nisch integrierte Element eng beieinander liegen können . According to some aspects, the at least two first emission surfaces are each arranged opposite an associated light coupling surface of the first layer. The first layer can also have at least two light output surfaces and a light guide connecting the at least two light input surfaces and the at least two light output surfaces, wherein the at least two light output surfaces are spaced apart from one another by a second distance. The first distance can essentially correspond to the second distance, or the second distance can be smaller than the first distance. In particular, it can be advantageous for the second distance to be smaller than the first distance. In particular, light-generating structures of the first optoelectronic component, such as a plurality of laser bars, can be spaced apart from one another by a first distance in such a way that excessive heating of the first optoelectronic component during its intended use is prevented. At the same time, the light emitted from the first emission surfaces spaced apart by the first distance can be directed by means of the first layer or the photonically integrated element in such a way that the light is coupled out of the light output surfaces spaced apart by a smaller second distance. Accordingly, the distance between light-generating structures of the first optoelectronic component can be reduced to improve heat dissipation and increase the efficiency of the first optoelectronic component. be chosen larger, while the emission points emitted by the light of the first optoelectronic component can be located close together by the photonically integrated element.
Gemäß einigen Aspekten ist das zweite optoelektronische Bauelement dazu ausgebildet aus wenigstens zwei zweiten Emissionsflächen Licht im Wesentlichen der zweiten Wellenlänge zu emittieren . Die wenigstens zwei zweiten Emissionsflächen können dabei mit einem dritten Abstand voneinander beabstandet sein, wobei insbesondere der dritte und der zweite Abstand im Wesentlichen identisch sind . Im Falle des zweiten optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise eine Entwärmungsprob- lematik wie für das erste optoelektronische Bauelement beschrieben keine wesentliche Limitierung darstellen, sodass eine engere Anordnung von lichterzeugenden Strukturen des zweiten optoelektronischen Bauelementes und damit der zweiten Emissionsflächen weniger problematisch ist und eine Zusammenführung der Emissionspunkte nicht notwendig ist . Vielmehr kann eine enge Anordnung der mittels des zweiten optoelektronischen Bauelementes erzeugten Emissionspunkte bereits durch eine engere Anordnung der lichterzeugenden Strukturen des zweiten optoelektronischen Bauelementes und damit der zweiten Emissionsflächen erreicht werden . According to some aspects, the second optoelectronic component is designed to emit light substantially of the second wavelength from at least two second emission surfaces. The at least two second emission surfaces can be spaced apart from one another by a third distance, wherein in particular the third and the second distance are substantially identical. In the case of the second optoelectronic component, for example, a cooling problem as described for the first optoelectronic component may not represent a significant limitation, so that a closer arrangement of light-generating structures of the second optoelectronic component and thus of the second emission surfaces is less problematic and a merging of the emission points is not necessary. Rather, a close arrangement of the emission points generated by means of the second optoelectronic component can already be achieved by a closer arrangement of the light-generating structures of the second optoelectronic component and thus of the second emission surfaces.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner ein drittes optoelektronisches Bauelement , insbesondere einen Laserchip, das auf der ersten Hauptseite benachbart zu dem zweiten optoelektronischen Bauelement oder in der Kavität oder Aussparung benachbart zu dem ersten optoelektronischen Bauelement angeordnet ist . Das dritte optoelektronische Bauelement ist dabei insbesondere zur Emission von Licht einer dritten Wellenlänge aus wenigstens einer dritten Emissionsfläche ausgebildet , die sich von der ersten und der zweiten Wellenlänge unterscheiden kann . Beispielsweise können das erste , zweite und dritte optoelektronische Bauelement dazu ausgebildet sein, Licht mit den Farben rot , grün und blau zu emittieren und entsprechend ein RGB-Package bilden . Es ist j edoch auch möglich, dass das erste , zweite und dritte optoelektronische Bauelement Licht einer anderen Wellenlänge oder j eweils Licht im Wesentlichen derselben Wellenlänge emittieren . Gemäß einigen Aspekten ist das erste optoelektronische Bauelement weiter von dem zweiten und dritten optoelektronischen Bauelement entfernt , als ein Abstand zwischen dem zweiten und dritten optoelektronischen Bauelement . Dies kann insbesondere derart gewählt werden, da die Emissionseigenschaften des ersten optoelektronischen Bauelementes abhängiger von der Erwärmung des ersten optoelektronischen Bauelementes gegenüber dem zweiten und dritten optoelektronischen Bauelement sein können . Entsprechend kann es gewünscht sein das erste optoelektronische Bauelement weiter entfernt von dem zweiten und dritten optoelektronischen Bauelement anzuordnen, sodass die Emissionseigenschaften des ersten optoelektronischen Bauelementes nicht oder nicht wesentlich durch eine Erwärmung des zweiten und dritten optoelektronischen Bauelementes beeinflusst werden . According to some aspects, the component package further comprises a third optoelectronic component, in particular a laser chip, which is arranged on the first main side adjacent to the second optoelectronic component or in the cavity or recess adjacent to the first optoelectronic component. The third optoelectronic component is in particular designed to emit light of a third wavelength from at least one third emission surface, which can differ from the first and the second wavelength. For example, the first, second and third optoelectronic components can be designed to emit light in the colors red, green and blue and accordingly form an RGB package. However, it is also possible for the first, second and third optoelectronic components to emit light of a different wavelength or each to emit light of substantially the same wavelength. According to some aspects, the first optoelectronic component is further away from the second and third optoelectronic components than a distance between the second and third optoelectronic components. This can be selected in particular such that the emission properties of the first optoelectronic component can be more dependent on the heating of the first optoelectronic component compared to the second and third optoelectronic components. Accordingly, it can be desirable to arrange the first optoelectronic component further away from the second and third optoelectronic components, such that the emission properties of the first optoelectronic component are not influenced or not significantly influenced by heating of the second and third optoelectronic components.
Gemäß einigen Aspekten kann die erste Lage bzw . das photonisch integrierte Element sowie die optoelektronischen Bauelement ( e ) ausgebildet sein, dass das Licht der emittierten Wellenlänge ( n) das selbe Emissionsmuster aufweisen . Insbesondere können die erste Lage bzw . das photonisch integrierte Element sowie die optoelektronischen Bauelement ( e ) ausgebildet sein ein Licht durch die Lichtauskoppelf läche ( n) bzw . Emissionsfläche ( n) zu emittieren, dass eine im Wesentlichen identische langsame und schnelle Achsendivergenz aufweist . Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um Farbsäume nach einer Kombination von Licht unterschiedlicher Wellenlängen in beispielsweise einem Laser-Beam-Scanning System ( LBS ) zu vermeiden . According to some aspects, the first layer or the photonically integrated element as well as the optoelectronic component(s) can be designed such that the light of the emitted wavelength(s) has the same emission pattern. In particular, the first layer or the photonically integrated element as well as the optoelectronic component(s) can be designed to emit light through the light output surface(s) or emission surface(s) that has a substantially identical slow and fast axis divergence. This can be particularly advantageous in order to avoid color fringes after a combination of light of different wavelengths in, for example, a laser beam scanning system (LBS).
Gemäß einigen Aspekten weist der erste Halbleiterchip eine Vielzahl von ersten Durchkontaktierungen, insbesondere Silizium-Durchkontaktierung auf , die wenigstens das erste und/oder zweite und/oder dritte optoelektronische Bauelement mit dem integrierten Schaltkreis und/oder mit wenigstens einem der Vielzahl von Kontaktpads verbinden . Insbesondere kann der erste Halbleiterchip eine Vielzahl von TSVs ( Through Silicon Vias ) aufweisen, um das erste und/oder zweite und/oder dritte optoelektronische Bauelement , beispielsweise in Form eines Flip-Chip- Laserchips , mit dem integrierten Schaltkreis und/oder mit wenigstens einem der Vielzahl von Kontaktpads verbinden . Durch eine derartige Kontaktierung des ersten und/oder zweite und/oder dritten optoelektronische Bauelementes kann eine elektrische Schnittstelle zwischen erstem Halbleiterchip und erstem und/oder zweitem und/oder drittem optoelektronischen Bauelement ohne Drahtverbindungen realisiert werden . Dies hilft , die Impedanz des Bauelementpackages zu reduzieren und ermöglicht eine effiziente Hochfrequenzmodulation der optoelektronischen Bauelement ( e ) . According to some aspects, the first semiconductor chip has a plurality of first vias, in particular silicon vias, which connect at least the first and/or second and/or third optoelectronic component to the integrated circuit and/or to at least one of the plurality of contact pads. In particular, the first semiconductor chip can have a plurality of TSVs (Through Silicon Vias) in order to connect the first and/or second and/or third optoelectronic component, for example in the form of a flip-chip laser chip, to the integrated circuit and/or to at least one of the plurality of contact pads. By means of such By contacting the first and/or second and/or third optoelectronic component, an electrical interface between the first semiconductor chip and the first and/or second and/or third optoelectronic component can be realized without wire connections. This helps to reduce the impedance of the component package and enables efficient high-frequency modulation of the optoelectronic component(s).
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner einen zweiten Halbleiterchip, auf dem der erste Halbleiterchip angeordnet ist . Der zweite Halbleiterchip weist dabei mindestens eine Lage umfassend einen integrierten Schaltkreis auf , der mit dem ersten Halbleiterchip elektrisch gekoppelt ist . Der zweite Halbleiterchip kann eine Vielzahl von zweiten Durchkontaktierungen, insbesondere Silizium-Durchkontaktierung aufweisen, die den integrierten Schaltkreis des zweiten Halbleiterchips mit einer Vielzahl von Kontaktflächen auf einer oder mehreren Hauptseiten des zweiten Halbleiterchips verbinden . Auf den Kontaktflächen bzw . einer Teilmenge der Kontaktflächen kann beispielsweise der erste Halbleiterchip bzw . können Kontaktpads des ersten Halbleiterchips angeordnet sein und mit diesen in elektrischer Verbindung stehen . According to some aspects, the component package further comprises a second semiconductor chip on which the first semiconductor chip is arranged. The second semiconductor chip has at least one layer comprising an integrated circuit that is electrically coupled to the first semiconductor chip. The second semiconductor chip can have a multiplicity of second vias, in particular silicon vias, which connect the integrated circuit of the second semiconductor chip to a multiplicity of contact areas on one or more main sides of the second semiconductor chip. For example, the first semiconductor chip or contact pads of the first semiconductor chip can be arranged on the contact areas or a subset of the contact areas and can be electrically connected to them.
Der erste Halbleiterchip kann insbesondere auf einem weiteren Halbleiterchip umfassend einen integrierten Schaltkreis gestapelt sein, wobei der weitere Halbleiterchip über Treiberfunktionen verfügt und mit dem ersten Halbleiterchip verbunden ist . Der zweite Halbleiterchip kann beispielsweise als Grundplatte für den ersten Halbleiterchip und die optoelektronischen Bauelement ( e ) dienen . The first semiconductor chip can, in particular, be stacked on a further semiconductor chip comprising an integrated circuit, wherein the further semiconductor chip has driver functions and is connected to the first semiconductor chip. The second semiconductor chip can, for example, serve as a base plate for the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s).
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner eine hermetische Kapselung, insbesondere eine hermetisch abdichtende Kappe , die auf dem zweiten Halbleiterchip angeordnet ist . Insbesondere kann ein hermetisch abgedichteter Hohlraum durch eine anorganische Kappe auf dem zweiten Halbleiterchip gebildet werden, in dem der erste Halbleiterchip und die optoelektronischen Bauelement ( e ) angeordnet werden können . Die hermetisch abdichtende Kappe kann insbesondere für die von den optoelektronischen Bauelement ( en) emittierte Wellenlänge auf wenigstens einer Seite transparent bzw . lichtdurchlässig sein, die zur Extraktion des Lichts aus dem Bauelementpackage heraus verwendet wird . Es ist dabei sowohl eine seitliche , also in Richtung der Hauptausbreitungsrichtung des zweiten Halbleiterchips , als auch eine nach oben, also in Richtung senkrecht zu einer Hauptseite des zweiten Halbleiterchips , emittierende Konfigurationen möglich . According to some aspects, the component package further comprises a hermetic encapsulation, in particular a hermetically sealing cap, which is arranged on the second semiconductor chip. In particular, a hermetically sealed cavity can be formed by an inorganic cap on the second semiconductor chip, in which the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s) can be arranged. The hermetically sealing cap can in particular be used for the The wavelength emitted by the optoelectronic component(s) must be transparent or translucent on at least one side, which is used to extract the light from the component package. Both a lateral emitting configuration, i.e. in the direction of the main propagation direction of the second semiconductor chip, and an upward emitting configuration, i.e. in a direction perpendicular to a main side of the second semiconductor chip, are possible.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner einen Träger, insbesondere ein PCB, auf dem der erste und/oder zweite Halbleiterchip angeordnet sind . According to some aspects, the component package further comprises a carrier, in particular a PCB, on which the first and/or second semiconductor chip are arranged.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner eine Vielzahl von ersten passiven elektrischen Komponenten, wie beispielsweise Widerstände , Heißleiter (NTC ) , ESD-Schutzdioden, Kondensatoren und/oder Induktivitäten, die auf dem zweiten Halbleiterchip und/oder auf dem Träger angeordnet sind und j eweils elektrisch mit dem zweiten Halbleiterchip und/oder dem Träger verbunden sind . According to some aspects, the component package further comprises a plurality of first passive electrical components, such as resistors, thermistors (NTC), ESD protection diodes, capacitors and/or inductors, which are arranged on the second semiconductor chip and/or on the carrier and are each electrically connected to the second semiconductor chip and/or the carrier.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner eine Vielzahl von Bonddrähten, die den Träger mit Kontaktflächen des zweiten Halbleiterchips und/oder mit Kontaktflächen auf der ersten Hauptseite des ersten Halbleiterchips elektrisch verbinden . Solche Bonddrähte können dabei zusätzlich oder alternativ zu den ersten und zweiten Durchkontaktierungen bereitgestellt sein . Beispielsweise können mittels der Bonddrähte passive elektrische Komponenten und/oder die optoelektronischen Bauelement ( e ) mittels zusätzlichen Bonddrähten oder lediglich mittels Bonddrähten mit dem ersten Halbleiterchip und/oder dem Träger elektrisch verbunden sein . According to some aspects, the component package further comprises a plurality of bond wires that electrically connect the carrier to contact pads of the second semiconductor chip and/or to contact pads on the first main side of the first semiconductor chip. Such bond wires can be provided in addition to or as an alternative to the first and second vias. For example, passive electrical components and/or the optoelectronic component(s) can be electrically connected to the first semiconductor chip and/or the carrier by means of additional bond wires or merely by means of bond wires.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner einen dritten Halbleiterchip und/oder wenigstens eine zweite passive elektrische Komponente , wie beispielsweise einen Widerstand, einen Kondensator und oder eine Induktivität , die in den Träger, insbesondere auf einer dem ersten Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite , integriert ist . Dadurch kann zusätzlich der Platzbedarf in laterale Richtung eines solchen Bauelementpackages gegenüber nebeneinander angeordneten Einzelkomponenten stark reduziert werden . According to some aspects, the component package further comprises a third semiconductor chip and/or at least one second passive electrical component, such as a resistor, a capacitor and/or an inductor, which is integrated into the carrier, in particular on a side opposite the first semiconductor chip. This additionally allows the space requirement in the lateral direction of a Such component packages can be greatly reduced compared to individual components arranged side by side.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner eine Vielzahl von dritten Durchkontaktierungen, insbesondere metallische Durchkontaktierungen, durch den Träger, die den dritten Halbleiterchip und/oder die wenigstens eine zweite passive elektrische Komponente elektrisch kontaktieren . Durch die dritten Durchkontaktierungen können der zweite Halbleiterchip und/oder die wenigstens eine zweite passive elektrische Komponente elektrisch an beispielsweise den ersten Halbleiterchip platzsparend angeschlossen werden . Der zweiten Halbleiterchip kann dabei gemäß den Aspekten des ersten Halbleiterchips ausgebildet sein und insbesondere zumindest eine Lage mit einem integrierten Schaltkreis umfassen, der zumindest mit Teilen der dritten Durchkontaktierungen elektrisch verbunden ist . According to some aspects, the component package further comprises a plurality of third vias, in particular metallic vias, through the carrier, which electrically contact the third semiconductor chip and/or the at least one second passive electrical component. By means of the third vias, the second semiconductor chip and/or the at least one second passive electrical component can be electrically connected to the first semiconductor chip in a space-saving manner, for example. The second semiconductor chip can be designed according to the aspects of the first semiconductor chip and in particular can comprise at least one layer with an integrated circuit which is electrically connected to at least parts of the third vias.
Gemäß einigen Aspekten umfasst der zweite Halbleiterchip wenigstens zwei übereinander angeordnete Lagen mit j eweils einem integrierten Schaltkreis . Der zweite Halbleiterchip kann entsprechend gestapelte Lagen mit j eweils einem integrierten Schaltkreis umfassen . Zwischen den Lagen kann sich beispielswese eine Zwischen- oder Ausgleichslage befinden, durch die vierte Durchkontaktierungen verlaufen, die die übereinander angeordneten Lagen mit j eweils einem integrierten Schaltkreis miteinander elektrisch koppeln . Insbesondere können die vierten Durchkontaktierungen daher auch IC-IC-vias genannt werden . Beispielsweise kann eine solche Anordnung auch daraus resultieren, dass zwei separate integrierte Schaltkreise mit ihrer aktiven Fläche zueinander gewandt aufeinandergestapelt werden, und eine Zwischen- bzw . Ausgleichslage zwischen den beiden Schaltkreisen angeordnet wird . According to some aspects, the second semiconductor chip comprises at least two layers arranged one above the other, each containing an integrated circuit. The second semiconductor chip can comprise correspondingly stacked layers, each containing an integrated circuit. Between the layers there can be, for example, an intermediate or compensating layer through which fourth vias run, which electrically couple the layers arranged one above the other, each containing an integrated circuit. In particular, the fourth vias can therefore also be called IC-IC vias. For example, such an arrangement can also result from two separate integrated circuits being stacked on top of one another with their active area facing one another, and an intermediate or compensating layer being arranged between the two circuits.
Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner ein optisches Element , insbesondere eine Linse , das auf dem zweiten Halbleiterchip in Lichtemissionsrichtung des ersten optoelektronischen Bauelementes dem ersten Halbleiterchip nachgelagert angeordnet ist . Durch die Anordnung des optischen Elementes auf dem zweiten Halbleiterchip, auf dem auch der erste Halbleiterchip bzw . das erste optoelektronische Bauelement angeordnet ist können sich thermische Verspannungen innerhalb des Bauelementpackage nicht oder nur kaum negativ auf die Position des optischen Elementes gegenüber dem ersten Halbleiterchip bzw . dem ersten optoelektronischen Bauelement auswirken . Dies kann unter anderem daran liegen, dass das optische Element auf demselben zusammenhängenden Material wie der erste Halbleiterchip bzw . das erste optoelektronische Bauelement angeordnet ist und zudem daran, dass der zweite Halbleiterchip eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit aufweisen kann und somit eine optische Bank ( eng . optical bench ) mit hoher Steifigkeit und niedrigem GTE für die Anordnung aus erstem Halbleiterchip bzw . erstem optoelektronischen Bauelement und optischem Element bereitstellt . Zudem kann durch die Platzierung des optischen Elementes und des ersten Halbleiterchips bzw . ersten optoelektronischen Bauelementes auf dem zweiten Halbleiterchip der Platzbedarf in laterale Richtung eines solchen Bauelementpackages gegenüber nebeneinander angeordneten Einzelkomponenten stark reduziert werden . According to some aspects, the component package further comprises an optical element, in particular a lens, which is arranged on the second semiconductor chip downstream of the first semiconductor chip in the light emission direction of the first optoelectronic component. By arranging the optical element on the second semiconductor chip, on which the first semiconductor chip or the first optoelectronic component, thermal stresses within the component package can have no or only a minimal negative effect on the position of the optical element relative to the first semiconductor chip or the first optoelectronic component. This can be due, among other things, to the fact that the optical element is arranged on the same continuous material as the first semiconductor chip or the first optoelectronic component and also to the fact that the second semiconductor chip can have a relatively high rigidity and thus provides an optical bench with high rigidity and low GTE for the arrangement of the first semiconductor chip or first optoelectronic component and optical element. In addition, by placing the optical element and the first semiconductor chip or first optoelectronic component on the second semiconductor chip, the space requirement in the lateral direction of such a component package can be greatly reduced compared to individual components arranged next to one another.
Der erste Halbleiterchip kann insbesondere als Submount für ein aus der wenigstens einen Lichtaus koppelf läche und aus Emissionsflächen weiterer optoelektronischer Bauelemente emittierten Lichts dienen . Dies kann beispielsweise in Kombination mit einem in Lichtemissionsrichtung der wenigstens einen Lichtaus koppelf läche und Emissionsflächen nachgelagerten optischen Element vorteilhaft sein, da durch eine Erhöhung ein sog . beam clipping des emittierten Lichts verhindert oder zumindest reduziert werden kann . Zudem ermöglicht es auch einen größeren Spielraum für die Wahl des optischen Elementes in Bezug auf beispielsweise Größe , optische Eigenschaften und Material , sowie einen größeren Spielraum bzgl . der Anordnung des optischen Elementes in Bezug auf die Entfernung zwischen dem optischen Element und dem ersten Halbleiterchip . The first semiconductor chip can in particular serve as a submount for light emitted from the at least one light output surface and from emission surfaces of further optoelectronic components. This can be advantageous, for example, in combination with an optical element arranged downstream of the at least one light output surface and emission surfaces in the light emission direction, since an increase can prevent or at least reduce so-called beam clipping of the emitted light. In addition, it also allows greater flexibility in selecting the optical element with regard to, for example, size, optical properties and material, as well as greater flexibility with regard to the arrangement of the optical element with regard to the distance between the optical element and the first semiconductor chip.
Gemäß einigen Aspekten weist der erste Halbleiterchip eine Substratlage aus einem Halbleitermaterial , insbesondere Si , auf , die frei von einem integrierten Schaltkreis ist . Ferner kann der erste Halbleiterchip eine Ausgleichschicht aufweisen, die beispielsweise Unebenheiten innerhalb oder auf der ersten und/oder zweiten Hauptseite ausgleicht . Gemäß einigen Aspekten umfasst das Bauelementpackage ferner einen Kühlkörper , der auf dem ersten und/oder zweiten Halbleiterchip und/oder dem Träger angeordnet ist . Ebenso ist es denkbar, dass das Bauelementpackage zusätzlich oder alternativ eine Wärmeauskoppelschicht umfasst , die zwischen dem ersten Halbleiterchip und den optoelektronischen Bauelement ( en ) und/oder zwischen dem ersten Halbleiterchip und dem zweiten Halbleiterchip und/oder zwischen dem zweiten Halbleiterchip und dem Träger und/oder zwischen den Lagen des ersten Halbleiterchips angeordnet ist . Ein solcher Kühlkörper und/oder eine solche Wärmeauskoppelschicht können insbesondere dazu ausgebildet sein eine im Betrieb des Bauelementpackages entstehende Wärme zu speichern und/oder abzuführen, um eine Überhitzung und damit verbundene Veränderung der Betriebsbedingungen des Bauelementpackages oder im Extremfall sogar ein Versagen des Bauelementpackages zu verhindern . According to some aspects, the first semiconductor chip comprises a substrate layer made of a semiconductor material, in particular Si, which is free of an integrated circuit. Furthermore, the first semiconductor chip may comprise a leveling layer that, for example, levels out unevenness within or on the first and/or second main side. According to some aspects, the component package further comprises a heat sink which is arranged on the first and/or second semiconductor chip and/or the carrier. It is also conceivable that the component package additionally or alternatively comprises a heat extraction layer which is arranged between the first semiconductor chip and the optoelectronic component(s) and/or between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and/or between the second semiconductor chip and the carrier and/or between the layers of the first semiconductor chip. Such a heat sink and/or such a heat extraction layer can in particular be designed to store and/or dissipate heat generated during operation of the component package in order to prevent overheating and the associated change in the operating conditions of the component package or, in extreme cases, even failure of the component package.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden . Further aspects and embodiments according to the proposed principle will become apparent with reference to the various embodiments and examples which will be described in detail in conjunction with the accompanying drawings.
Figuren 1A bis IC zeigen eine Seiten- , ein Drauf- und eine Frontansicht eines Bauelementpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; Figures 1A to 1C show a side, a top and a front view of a component package according to some aspects of the proposed principle;
Figuren 2A bis 6C zeigen Seiten- , ein Drauf- und Frontansichten eines weiteren Bauelementpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ; und Figures 2A to 6C show side, top and front views of another component package according to some aspects of the proposed principle; and
Figuren 7A bis 8B zeigen Seitenansichten und Draufsichten eines weiteren Bauelementpackages nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Figures 7A to 8B show side views and top views of another component package according to some aspects of the proposed principle.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu . Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben . Es versteht sich von selbst , dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird . Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf . Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auf treten können, ohne j edoch der erfinderischen Idee zu widersprechen . DETAILED DESCRIPTION The following embodiments and examples show various aspects and their combinations according to the proposed principle. The embodiments and examples are not always to scale. Likewise, various elements can be shown enlarged or reduced in size to emphasize individual aspects. It goes without saying that the individual aspects and features of the embodiments and examples shown in the figures can be combined with one another without thereby impairing the inventive principle. Some aspects have a regular structure or shape. It should be noted that in practice slight deviations from the ideal shape can occur without, however, contradicting the inventive idea.
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt , und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein . Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden . Begriffe wie "oben" , "oberhalb" , "unten" , "unterhalb" , "größer" , " kleiner" und dergleichen werden j edoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt . So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten . Furthermore, the individual figures, features, and aspects are not necessarily shown in the correct size, and the proportions between the individual elements may not always be correct. Some aspects and features are emphasized by being shown larger. However, terms such as "top", "above", "below", "below", "larger", "smaller", and the like are correctly represented in relation to the elements in the figures. This makes it possible to infer such relationships between the elements from the illustrations.
Die Figuren 1A bis IC zeigen eine erste Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Das Bauelementpackage umfasst einen ersten Halbleiterchip 2a mit einer ersten Hauptseite 3a und einer der ersten gegenüberliegenden zweiten Hauptseite 3b . Der erste Halbleiterchip 2a weist eine zur ersten Hauptseite 3a benachbarte erste Lage 10a auf , die eine photonisch integriertes Element umfasst , wobei die erste Lage 10a Lichteinkoppelflächen 13a , Lichtaus koppelf lächen 13c , und j eweils die Lichteinkoppelflächen 13a und die Lichtaus koppelf lächen 13c verbindende Lichtleiter 13b aufweist . Der erste Halbleiterchip 2a weist zudem eine zur zweiten Hauptseite 3b benachbarte zweite Lage 10b auf , die einen integrierten Schaltkreis umfasst . Der integrierte Schaltkreis ist dabei entkoppelt von dem photonisch integrierten Element und dient der Ansteuerung des Bauelementpackages , insbesondere optoelektronischer Bauelement ( e ) des Bauelementpackages . Figures 1A to 1C show a first embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. The component package comprises a first semiconductor chip 2a with a first main side 3a and a second main side 3b opposite the first. The first semiconductor chip 2a has a first layer 10a adjacent to the first main side 3a, which comprises a photonically integrated element, wherein the first layer 10a has light coupling surfaces 13a, light output surfaces 13c, and light guides 13b connecting the light coupling surfaces 13a and the light output surfaces 13c. The first semiconductor chip 2a also has a second layer 10b adjacent to the second main side 3b, which comprises an integrated circuit. The integrated circuit is decoupled from the photonically integrated element and serves to control the Component packages, in particular optoelectronic component(s) of the component package.
Auf der zweiten Hauptseite 3b des ersten Halbleiterchips 2a ist eine Vielzahl von Kontaktpads 4 in Form einer Kugelgitteranordnung ausgebildet , die zum Anschluss an beispielsweise einen Träger , insbesondere ein PCB, oder einen zweiten Halbleiterchip vorgesehen sind . On the second main side 3b of the first semiconductor chip 2a, a plurality of contact pads 4 are formed in the form of a ball grid arrangement, which are provided for connection to, for example, a carrier, in particular a PCB, or a second semiconductor chip.
Das Bauelementpackage 1 umfasst außerdem ein erstes optoelektronisches Bauelement 5a , insbesondere einen Laserchip , das zur Emission von Licht einer ersten Wellenlänge aus mehreren ersten Emissionsflächen 12a ausgebildet ist . Das optoelektronische Bauelement 5a ist dabei im dargestellten Fall derart benachbart zu dem ersten Halbleiterchip 2a auf einem Submount 15 angeordnet , dass die ersten Emissionsflächen 12a den Lichteinkoppelflächen 13a des photonisch integrierten Elementes gegenüberliegen . The component package 1 also comprises a first optoelectronic component 5a, in particular a laser chip, which is designed to emit light of a first wavelength from a plurality of first emission surfaces 12a. In the illustrated case, the optoelectronic component 5a is arranged adjacent to the first semiconductor chip 2a on a submount 15 such that the first emission surfaces 12a are opposite the light coupling surfaces 13a of the photonically integrated element.
Kern der Erfindung ist dabei der hybrid ausgestaltete erste Halbleiterchip 2a, der zum einen ein photonisch integriertes Element bereitstellt , mittels dem ein in die Lichteinkoppelflächen 13a eingekoppeltes Licht geleitet und/oder prozessiert werden kann, während der erste Halbleiterchip zusätzlich dazu einen integrierten Schaltkreis bereitstellt , der der Ansteuerung des Bauelementpackages dient . Entsprechend ergibt sich derart ein kompaktes System, mittels dem von dem ersten optoelektronischen Bauelement 5a emittiertes Licht an anderer Stelle und mit optional mit unterschiedlichem Emissionsmuster emittiert werden kann . The core of the invention is the hybrid-designed first semiconductor chip 2a, which, on the one hand, provides a photonically integrated element by means of which light coupled into the light coupling surfaces 13a can be guided and/or processed, while the first semiconductor chip additionally provides an integrated circuit that serves to control the component package. Accordingly, this results in a compact system by means of which light emitted by the first optoelectronic component 5a can be emitted at a different location and optionally with a different emission pattern.
Im dargestellten Fall ist das erste optoelektronische Bauelement 5a als kantenemittierender Laserchip mit drei Laserstegen ( dargestellt durch die Strichpunkt-Linie ) ausgebildet , das dazu ausgebildet ist über drei Emissionsflächen 12a Laserlicht im wesentlichen der selben Wellenlänge in Lichteinkoppelflächen des photonisch integrierten Elementes einzukoppeln . Das photonisch integrierte Element ist dann ausgebildet das eingekoppelte Licht entlang der Lichtleiter 13b zu leiten und an den Lichtauskoppelflächen 13c wieder aus zukoppeln . Beispielsweise kann das photonisch integrierte Element dabei dazu ausgestaltet sein ein mit größerem Abstand zueinander eingekoppeltes Licht zusammenzuführen, sodass es über drei sehr dicht beieinanderliegende Lichtauskoppelflächen 13c ausgekoppelt wird und sich entsprechend eine virtuelle Punktlichtquelle ergibt ( dargestellt in Figur 4B ) . Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn die nahe beieinander liegenden Emissionspunkte mittels einer kleinen Optik umgelenkt werden soll , beispielsweise um ein LBS-System bereitzustellen . Dazu kann es insbesondere von Vorteil sein, dass die einzelnen Laserresonatoren einzeln ansteuerbar sind . In the illustrated case, the first optoelectronic component 5a is designed as an edge-emitting laser chip with three laser ridges (represented by the dash-dot line), which is designed to couple laser light of essentially the same wavelength into light coupling surfaces of the photonically integrated element via three emission surfaces 12a. The photonically integrated element is then designed to guide the coupled-in light along the light guides 13b and to couple it out again at the light coupling surfaces 13c. For example, the photonically integrated element can be designed to It may be possible to combine light coupled in at a greater distance from one another so that it is coupled out via three very closely spaced light coupling surfaces 13c, thus resulting in a virtual point light source (shown in Figure 4B). This may be particularly advantageous if the emission points located close to one another are to be deflected by means of a small optical system, for example in order to provide an LBS system. In this case, it may be particularly advantageous if the individual laser resonators can be controlled individually.
Die Anzahl der Laserstege bzw . Emissionsflächen, Lichteinkoppelflächen, Lichtleiter und Lichtaus koppelf lächen ist dabei als exemplarisch zu verstehen und kann in j edwede Richtung variieren . The number of laser bridges or emission surfaces, light coupling surfaces, light guides and light output surfaces is to be understood as exemplary and can vary in any direction.
Die Figuren 2A bis 2C zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Das erste optoelektronische Bauelement 5a ist dabei nicht auf einem separaten Submount 15 sondern auf dem Boden 3d einer Kavität 8 in dem ersten Halbleiterchip 2a angeordnet . Die Lichteinkoppelflächen 13a sind dabei in einer Seitenfläche 3c angeordnet , die durch die Kavität gebildet ist . Zudem weist die Kavität 8 eine derartige Tiefe auf , dass sich die Emissionsflächen 12a und die Lichteinkoppelflächen 13a gegenüberliegen . Figures 2A to 2C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. The first optoelectronic component 5a is not arranged on a separate submount 15 but on the bottom 3d of a cavity 8 in the first semiconductor chip 2a. The light coupling surfaces 13a are arranged in a side surface 3c which is formed by the cavity. In addition, the cavity 8 has a depth such that the emission surfaces 12a and the light coupling surfaces 13a lie opposite one another.
Die gezeigte Ausführung hat den Vorteil , dass das erste optoelektronische Bauelement 5a direkt auf dem ersten Halbleiterchip 2a angeordnet ist und mittels ersten Durchkontaktierungen 9a mit dem integrierten Schaltkreis elektrisch angeschlossen werden kann . Dadurch können Leiterbahnen zum Kontaktieren des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a entfallen, wodurch die Impedanz des Bauelementpackages reduziert wird und schneller Schaltfrequenzen ( z . B . : 0 , 2GHz ) des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a realisiert werden können . The embodiment shown has the advantage that the first optoelectronic component 5a is arranged directly on the first semiconductor chip 2a and can be electrically connected to the integrated circuit by means of first vias 9a. This eliminates the need for conductor tracks for contacting the first optoelectronic component 5a, thereby reducing the impedance of the component package and enabling faster switching frequencies (e.g., 0.2 GHz) of the first optoelectronic component 5a to be realized.
Die Figuren 3A bis 3C zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Das erste optoelektronische Bauelement 5a ist dabei nicht in einer Kavität , sondern auf dem Boden 3d einer nach hinten offenen Aussparung 8 in dem ersten Halbleiterchip 2a angeordnet . Zudem ist der erste Halbleiterchip 2a zumindest teilweise mittels einer Leiterbahn 11 elektrisch an den integrierten Schaltkreis angeschlossen . Das erste optoelektronische Bauelement 5a kann entsprechend auch vertikal kontaktierbar ausgestaltet sein, sodass eine elektrische Kontaktierung von einer dem Boden 3d gegenüberliegenden Seite separat bereitgestellt werden muss . Die in den Figuren 3A bis 3C gezeigte Ausführungsform soll dabei insbesondere exemplarisch die unter die Anmeldung fallenden Ausgestaltungsmöglichkeiten der einzelnen Elemente nahelegen die in j edweder Hinsicht Ausführungsform übergreifend miteinander kombiniert werden können . Zudem ist zu verstehen, dass die Anmeldung nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsmöglichkeiten begrenzt sein soll , sondern diese lediglich exemplarische Möglichkeiten der Ausgestaltung angeben . Figures 3A to 3C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. The first optoelectronic component 5a is not in a cavity, but on the bottom 3d of a rearwardly open recess 8 in the first semiconductor chip 2a. In addition, the first semiconductor chip 2a is at least partially electrically connected to the integrated circuit by means of a conductor track 11. The first optoelectronic component 5a can accordingly also be designed so that it can be contacted vertically, so that electrical contact must be provided separately from a side opposite the base 3d. The embodiment shown in Figures 3A to 3C is intended in particular to suggest by way of example the design options for the individual elements covered by the application, which elements can be combined with one another in any embodiment. It should also be understood that the application is not intended to be limited to the design options shown, but that these merely indicate exemplary design options.
Die Figuren 4A bis 4C zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Das Bauelementpackage 1 umfasst neben dem ersten optoelektronischen Bauelement 5a ein zweites und ein drittes optoelektronisches Bauelement 5b , 5c , die benachbart zueinander auf der ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a angeordnet sind . Das zweite und dritte optoelektronische Bauelement 5b , 5c sind dabei ausgebildet durch zweite bzw . dritte Emissionsflächen 12b, 12 c Licht einer zweiten und dritten Wellenlänge zu emittieren . Zudem sind das zweite und dritte optoelektronische Bauelement 5b, 5c auf einem Randbereich des ersten Halbleiterchips 2a angeordnet und schließen insbesondere mit einer Seitenfläche des ersten Halbleiterchips 2a im Wesentlichen bündig ab . Dies hat zur Folge , dass die Emissionsflächen 12b , 12 c, im Wesentlichen in der selben Ebene wie die Lichtauskoppelflächen 13c des photonisch integrierten Elementes liegen, und dass ein sogenanntes beam clipping des von den optoelektronischen Bauelementen emittierten Lichts L verhindert oder zumindest reduziert wird . Das zweite und dritte optoelektronische Bauelement 5b , 5 c sind zudem derart ausgebildet und auf der ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a angeordnet , dass die Emissionflächen 12b , 12 c und die Lichtauskoppelflächen 13c des photonisch integrierten Elementes sehr nahe beieinander liegen und sich entsprechend eine virtuelle Punktlichtquelle ergibt . Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn die nahe beieinander liegenden Emissionspunkte mittels einer kleinen Optik umgelenkt werden soll , beispielsweise um ein LBS-System bereitzustellen . Figures 4A to 4C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. The component package 1 comprises, in addition to the first optoelectronic component 5a, a second and a third optoelectronic component 5b, 5c, which are arranged adjacent to one another on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a. The second and third optoelectronic components 5b, 5c are designed to emit light of a second and third wavelength through second and third emission surfaces 12b, 12c, respectively. In addition, the second and third optoelectronic components 5b, 5c are arranged on an edge region of the first semiconductor chip 2a and, in particular, are essentially flush with a side surface of the first semiconductor chip 2a. This has the consequence that the emission surfaces 12b, 12c lie essentially in the same plane as the light output surfaces 13c of the photonically integrated element, and that so-called beam clipping of the light L emitted by the optoelectronic components is prevented or at least reduced. The second and third optoelectronic components 5b, 5c are also designed and arranged on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a in such a way that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element lie very close to one another and This results in a virtual point light source. This can be particularly advantageous if the emission points located close to one another are to be redirected using a small optic, for example to provide an LBS system.
Das photonisch integrierte Element und die optoelektronische Bauelemente können insbesondere derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die Emissionflächen 12b , 12 c und die Lichtauskoppelflächen 13c des photonisch integrierten Elementes in eine Richtung senkrecht zur ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a , also in vertikale rich- tung , mit einem Abstand kleiner 50 pm oder kleiner 25 pm voneinander beabstandet sind . Zudem können das photonisch integrierte Element und die optoelektronische Bauelemente insbesondere derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die Emissionflächen 12b , 12 c und die Lichtauskoppelflächen 13c des photonisch integrierten Elementes in horizontale Richtung ebenfalls mit einem Abstand kleiner 50 pm oder kleiner 25 pm voneinander beabstandet sind . Die zusammengehörenden Emissionflächen 12b, 12c und Lichtauskoppelflächen 13c eines optoelektronischen Bauelementes bzw . des photonisch integrierten Elementes können insbesondere mit einem Abstand kleiner 10 pm oder kleiner 5 pm voneinander beabstandet sein . The photonically integrated element and the optoelectronic components can in particular be designed and arranged such that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element are spaced from one another in a direction perpendicular to the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a, i.e. in the vertical direction, by a distance of less than 50 pm or less than 25 pm. In addition, the photonically integrated element and the optoelectronic components can in particular be designed and arranged such that the emission surfaces 12b, 12c and the light output surfaces 13c of the photonically integrated element are also spaced from one another in the horizontal direction by a distance of less than 50 pm or less than 25 pm. The associated emission surfaces 12b, 12c and light output surfaces 13c of an optoelectronic component or of the photonically integrated element can in particular be spaced apart by a distance of less than 10 pm or less than 5 pm.
Auch das zweite und das dritte optoelektronische Bauelement 5b, 5 c können mittels ersten Durchkontaktierungen 9a an den integrierten Schaltkreis elektrisch angeschlossen werden . Dadurch können Leiterbahnen zum Kontaktieren des zweiten und das dritten optoelektronischen Bauelementes 5b, 5c entfallen, wodurch die Impedanz des Bauelementpackages reduziert wird und schneller Schaltfrequenzen ( z . B . : 0 , 2GHz ) der optoelektronischen Bauelemente realisiert werden können . The second and third optoelectronic components 5b, 5c can also be electrically connected to the integrated circuit by means of first vias 9a. This eliminates the need for conductor tracks for contacting the second and third optoelectronic components 5b, 5c, thereby reducing the impedance of the component package and enabling faster switching frequencies (e.g., 0.2 GHz) of the optoelectronic components to be realized.
Wie bereits erwähnt ist in Figur 4B zudem noch eine mögliche Funktionalität des photonisch integrierten Elementes dargestellt , wonach das photonisch Integrierte Element ausgebildet sein kann ein mit größerem Abstand zueinander eingekoppeltes Licht zusammenzuführen, sodass es über drei sehr dicht beieinanderliegende Lichtaus koppelf lächen 13c ausgekoppelt wird und sich entsprechend eine virtuelle Punktlichtquelle ergibt . Dies kann vor allem von Vorteil sein, um Laserstege des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a weiter voneinander beab- standet ausbilden zu können, um diese während deren bestimmungsgemäßer Verwendung besser entwärmen zu können . Gleichzeitig kann j edoch dank des photonisch integrierten Elementes bereitgestellt werden, dass die finalen Emissionspunkte dennoch sehr dicht beieinander liegen . As already mentioned, Figure 4B also shows a possible functionality of the photonically integrated element, according to which the photonically integrated element can be designed to combine light coupled in at a greater distance from one another, so that it is coupled out via three very closely spaced light coupling surfaces 13c, thus resulting in a virtual point light source. This can be particularly advantageous for laser bars of the The first optoelectronic component 5a can be designed further apart from one another in order to better dissipate heat during their intended use. At the same time, however, thanks to the photonically integrated element, the final emission points can still be very close to one another.
Die Figuren 5A bis 5C zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Im Vergleich zu der in den Figuren 4A bis 4C dargestellten Ausführungsform ist lediglich das zweite optoelektronische Bauelement 5b auf der ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a angeordnet und das dritte optoelektronische Bauelement 5c ist auf dem Boden 3d der Kavität 8 neben dem ersten optoelektronische Bauelement 5a angeordnet . Das photonisch integrierte Element weist entsprechend weitere Lichteinkoppelflächen 13a , Lichtaus koppelf lächen 13c, und j eweils die Lichteinkoppelflächen 13a und die Lichtaus koppelf lächen 13c verbindende Lichtleiter 13b auf , um das von dem zweiten optoelektronischen Bauelement 5b emittierte Licht zu leiten . Figures 5A to 5C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. In comparison to the embodiment shown in Figures 4A to 4C, only the second optoelectronic component 5b is arranged on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a, and the third optoelectronic component 5c is arranged on the bottom 3d of the cavity 8 next to the first optoelectronic component 5a. The photonically integrated element accordingly has further light coupling surfaces 13a, light coupling surfaces 13c, and light guides 13b connecting the light coupling surfaces 13a and the light coupling surfaces 13c in order to guide the light emitted by the second optoelectronic component 5b.
Die Anzahl und Anordnung der optoelektronischen Bauelemente ist dabei j edoch lediglich als exemplarisch zu verstehen, und es können auch mehr oder weniger als die dargestellten optoelektronischen Bauelemente bereitgestellt werden und in beliebiger Anzahl auf der ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a und/oder auf dem Boden 3d der Kavität 8 oder Aussparung neben dem ersten optoelektronische Bauelement 5a angeordnet sein . Vorzugsweise sind die optoelektronischen Bauelemente , sowie das photonisch integrierte Element j edoch so ausgebildet und angeordnet , dass sich möglichst dicht beieinander liegende Emissionspunkte des von dem Bauelementpackage emittierten Lichts ergeben . However, the number and arrangement of the optoelectronic components is to be understood merely as an example, and more or fewer optoelectronic components than those shown can also be provided and arranged in any number on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a and/or on the bottom 3d of the cavity 8 or recess next to the first optoelectronic component 5a. Preferably, however, the optoelectronic components and the photonically integrated element are designed and arranged such that the emission points of the light emitted by the component package are as close to one another as possible.
Die Figuren 6A bis 6C zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Im Vergleich zu den in den Figuren 2A bis 5C dargestellten Ausführungsformen ist das erste optoelektronische Bauelement 5a nicht auf dem Boden 3d einer Kavität oder Aussparung in dem ersten Halbleiterchip angeordnet , sondern mittels einem Submount 15 derart auf der ersten Hauptseite 3a des ersten Halbleiterchips 2a angeordnet , dass das erste optoelektronische Bauelement 5a in die Kavität 8 hineinragt , j edoch nicht zwangsläufig den Boden 3d der Kavität berührt . Der Submount 15 kann dabei zum einen der elektrischen Kontaktierung des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a und der Entwärmung des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a während dessen Betrieb dienen . Figures 6A to 6C show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. In comparison to the embodiments shown in Figures 2A to 5C, the first optoelectronic component 5a is not arranged on the bottom 3d of a cavity or recess in the first semiconductor chip, but is arranged by means of a submount 15 on the first main side 3a of the first semiconductor chip 2a in such a way that the first optoelectronic component 5a projects into the cavity 8, but does not necessarily touch the bottom 3d of the cavity. The submount 15 can serve, on the one hand, for electrically contacting the first optoelectronic component 5a and for cooling the first optoelectronic component 5a during its operation.
Der Submount 15 kann dazu, wie auch in den Figuren 7a und 8A dargestellt , mittels ersten Durchkontaktierungen 9a mit dem integrierten Schaltkreis des ersten Halbeliterchips 2a elektrisch gekoppelt sein . Eine Kontaktierung des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a kann dabei beispielsweise lediglich über den Submount 15 erfolgen, oder aber es kann auch eine Kontaktierungsmöglichkeit zwischen dem Boden 3d der Kavität 8 und dem ersten optoelektronischen Bauelement 5a vorgesehen sein . For this purpose, as also shown in Figures 7a and 8A, the submount 15 can be electrically coupled to the integrated circuit of the first semiconductor chip 2a by means of first vias 9a. Contacting of the first optoelectronic component 5a can, for example, be effected solely via the submount 15, or a contacting option can also be provided between the base 3d of the cavity 8 and the first optoelectronic component 5a.
Durch eine , wie dargestellte , Ausgestaltung kann der Submount 15 bzw . darin integrierte Kontaktpfade in unmittelbarem Kontakt mit den Laserstegen des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a stehen, um eine optimale Entwärmung des ersten optoelektronischen Bauelementes 5a während dessen Betrieb zu gewährleisten . By means of a configuration as shown, the submount 15 or contact paths integrated therein can be in direct contact with the laser bars of the first optoelectronic component 5a in order to ensure optimal heat dissipation of the first optoelectronic component 5a during its operation.
Figuren 7A und 7B zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bauelementpackages 1 nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Das Bauelementpackage 1 umfasst einen Träger 6 , auf dem ein zweiter Halbleiterchip 2b angeordnet ist . Auf dem zweiten Halbleiterchip 2 c ist wiederum ein erster Halbleiterchip 2a angeordnet , der eine erste Lage 10a umfassend ein photonisch integriertes Element und eine zweite Lage 10b umfassend einen integrierten Schaltkreis aufweist . Zudem weist das Bauelementpackage 1 ein erstes optoelektronisches Bauelement 5a auf , dass so auf dem ersten Halbleiterchip 2a angeordnet bzw . in diesen integriert ist , dass aus ersten Emissionsflächen 12a ausgekoppeltes Licht in Lichteinkopplungsflächen 13a des photonisch integrierten Elementes eingekoppelt wird . Zudem weist das Bauelementpackage 1 ein zweites und ein drittes optoelektronisches Bauelement 5b , 5 c auf , die auf einer ersten Hauptseite 3a auf dem ersten Halbleiterchip 2a angeordnet sind und die ausgebildet sind Licht über zweite und dritte Emissions- flächen 12b, 12 c zu emittieren . Im dargestellten Fall ist das Bauelementpackage 1 insbesondere dazu ausgebildet mittels der optoelektronischen Bauelemente 5a, 5b, 5 c Licht L der Farben rot , grün und blau bzw . j eder daraus mischbaren Farbe zu emittieren . Insbesondere kann das auf dem zweiten Halbleiterchip 2b angeordnete Modul aus erstem Halbleiterchip 2a und optoelektronischen Bauelement ( en ) gemäß einer der vorstehend genannten Ausführungsformen ausgebildet sein . Figures 7A and 7B show a further embodiment of a component package 1 according to some aspects of the proposed principle. The component package 1 comprises a carrier 6 on which a second semiconductor chip 2b is arranged. On the second semiconductor chip 2c there is in turn arranged a first semiconductor chip 2a which has a first layer 10a comprising a photonically integrated element and a second layer 10b comprising an integrated circuit. In addition, the component package 1 has a first optoelectronic component 5a which is arranged on the first semiconductor chip 2a or integrated therein in such a way that light coupled out from first emission surfaces 12a is coupled into light coupling surfaces 13a of the photonically integrated element. In addition, the component package 1 has a second and a third optoelectronic component 5b, 5c, which are arranged on a first main side 3a on the first semiconductor chip 2a and which are designed to emit light via second and third emission surfaces 12b, 12c. In the illustrated case, the component package 1 is designed, in particular, to emit light L of the colors red, green, and blue, or any color that can be mixed therewith, by means of the optoelectronic components 5a, 5b, 5c. In particular, the module arranged on the second semiconductor chip 2b, comprising the first semiconductor chip 2a and the optoelectronic component(s), can be designed according to one of the aforementioned embodiments.
Das genannte Modul ist auf dem zweiten Halbleiterchip 2b mittels einer hermetisch abdichtenden Kappe 17 bedeckt , die zusammen mit dem zweiten Halbleiterchip einen hermetisch abgedichteten Hohlraum bildet in dem das Modul angeordnet ist . Die Kappe ist dabei für das von den optoelektronischen Bauelement ( en) emittierte Licht transparent ausgestaltet , sodass das Licht L durch die Kappe hindurchtreten kann ohne im Wesentlichen davon beeinflusst zu werden . Die Kappe kann dabei insbesondere von Vorteil sein, um im Betrieb des Bauelementpackage 1 die Lebensdauer der optoelektronischen Bauelement ( e ) zu erhöhen, indem Fremdkörper daran gehindert werden sich an die Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelement ( e ) abzusetzen . Um mit dem zweiten Halbleiterchip 2b einen hermetisch abgedichteten Hohlraum bilden zu können kann zwischen der Kappe 17 und dem zweiten Halbleiterchip 2b ein Verbindungsbereich vorgesehen sein, der frei von organischem Material ist und eine abdichtende Wirkung zwischen der Kappe 17 und dem zweiten Halbleiterchip 2b ausübt . Zudem kann auch der zweite Halbleiterchip 2b bzw . eine innerhalb des hermetisch abgedichteten Hohlraums liegende Oberfläche des zweiten Halbleiterchips frei von organischem Material sein, um zu verhindern, dass sich Partikel des organischen Materials an den Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelement ( e ) absetzen und zu einer Degradation derselben führen . The said module is covered on the second semiconductor chip 2b by means of a hermetically sealing cap 17 which, together with the second semiconductor chip, forms a hermetically sealed cavity in which the module is arranged. The cap is designed to be transparent to the light emitted by the optoelectronic component(s), so that the light L can pass through the cap without being substantially influenced by it. The cap can be particularly advantageous for increasing the service life of the optoelectronic component(s) during operation of the component package 1 by preventing foreign bodies from settling on the emission surfaces of the optoelectronic component(s). In order to be able to form a hermetically sealed cavity with the second semiconductor chip 2b, a connecting region can be provided between the cap 17 and the second semiconductor chip 2b, which connecting region is free of organic material and exerts a sealing effect between the cap 17 and the second semiconductor chip 2b. In addition, the second semiconductor chip 2b or a surface of the second semiconductor chip located within the hermetically sealed cavity can also be free of organic material in order to prevent particles of the organic material from settling on the emission surfaces of the optoelectronic component(s) and leading to degradation thereof.
Der zweite Halbleiterchip 2b weist eine Lage mit einem integrierten Schaltkreis 8 auf , der zu dessen Stromversorgung elektrisch mit dem Träger 6 verbunden ist . Die Lage mit dem integrierten Schaltkreis ist dabei durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet . Eine elektrische Verbindung mit dem Träger 6 kann über zweite Durchkontaktierungen 9b direkt oder über Bonddrähte 11 erfolgen . Zudem weist der zweite Halbleiterchip auf einer dem ersten Halleiterchip zugewandten Hauptseite Kontaktflächen 16 auf , die zumindest teilweise in elektrischem Kontakt mit den Kontaktpads 4 des ersten Halbleiterchips 2a stehen . Auf dem zweiten Halbleiterchip 2b sowie auf dem Träger 6 sind zudem erste passive elektrische Komponenten 18a angeordnet , die j eweils mit dem zweiten Halbleiterchip 2b und mit dem Träger 6 elektrisch verbunden sind und eine Teilfunktonalität zum Betrieb des Bauelementpackages 1 beitragen . Unter dem Begriff „Betrieb des integrierten Bauelementpackages" soll dabei sowohl eine elektrische Versorgung als auch eine signaltechnische Ansteuerung des Bauelementpackages verstanden werden . Die Positionierung und Anzahl der ersten passiven elektrischen Komponenten 18a und der Bonddrähten 11 , sowie der Kontaktflächen ist dabei j edoch exemplarisch zu verstehen und kann j e nach Ausgestaltung und Anwendung des Bauelementpackages 1 variieren . Durch die Verwendung von Bonddrähten 11 alternativ oder zusätzlich zu Durchkontaktierungen 9b durch den zweiten Halbleiterchip 2b, kann das Design und die Ausführung des zweiten Halbleiterchips 2b selbst vereinfacht werden, da keine oder zumindest weniger Durchkontaktierungen durch den zweiten Halbleiterchip 2b notwendig sind . The second semiconductor chip 2b has a layer with an integrated circuit 8, which is electrically connected to the carrier 6 for its power supply. The layer with the integrated circuit is indicated by the dashed line. An electrical connection to the carrier 6 can be made via second vias 9b directly or via bonding wires 11. In addition, the second semiconductor chip has on a main side facing the first semiconductor chip Contact surfaces 16 which are at least partially in electrical contact with the contact pads 4 of the first semiconductor chip 2a. Furthermore, first passive electrical components 18a are arranged on the second semiconductor chip 2b and on the carrier 6, which are each electrically connected to the second semiconductor chip 2b and to the carrier 6 and contribute partial functionality to the operation of the component package 1. The term "operation of the integrated component package" is to be understood as meaning both an electrical supply and a signaling control of the component package. The positioning and number of the first passive electrical components 18a and the bond wires 11, as well as the contact surfaces, are to be understood as examples and can vary depending on the design and application of the component package 1. By using bonding wires 11 alternatively or in addition to vias 9b through the second semiconductor chip 2b, the design and implementation of the second semiconductor chip 2b itself can be simplified, since no or at least fewer vias through the second semiconductor chip 2b are necessary.
Durch die Stapelung des Träger 6 , des zweiten Halbleiterchips 2b , des ersten Halbleiterchips 2a, der optoelektronischen Bauelemente und der passiven elektrische Komponenten 18a ist es möglich das Bauelementpackage 1 gegenüber einer Ausführung, bei der die einzelnen Komponenten nebeneinander angeordnet sind und durch lateral verlaufende Kontaktleitungen elektrisch miteinander verbunden werden müssen, möglichst platzsparend aus zugestalten . Zudem kann ein solches integriertes Modul einfach und ohne weitere aufwändige nachfolgende Prozesse in einer vorgesehenen Applikation verbaut und angeschlossen werden . By stacking the carrier 6, the second semiconductor chip 2b, the first semiconductor chip 2a, the optoelectronic components, and the passive electrical components 18a, it is possible to design the component package 1 in the most space-saving way possible compared to a design in which the individual components are arranged side by side and must be electrically connected to one another by laterally extending contact lines. Furthermore, such an integrated module can be installed and connected in a designated application easily and without any further complex subsequent processes.
Das Bauelementpackage 1 , weist zudem einen dritten Halbleiterchip 2 c auf , sowie zweite passive elektrische Komponenten 18b, die in den Träger 6 auf einer dem ersten Halbleiterchip 2a gegenüberliegenden Seite integriert sind . Der Träger 6 weist dazu Aussparungen auf , in denen die Komponenten bzw . der Halbleiterchip angeordnet sind . Zudem sind durch den Träger dritte Durchkontaktierungen 9c vorgesehen, mittels denen ein elektrischer Kontakt durch den Träger 6 hindurchgeführt ist , um den dritten Halbleiterchip 2 c, sowie die zweiten passiven elektrischen Komponenten 18b von der dem ersten Halbeiterchip 2a zugewandten Seite elektrisch kontaktieren zu können . Durch eine derartige Anordnung kann der Platzbedarf des Bauelementpackages 1 in laterale Richtung weiter reduziert werden . The component package 1 also has a third semiconductor chip 2c and second passive electrical components 18b, which are integrated into the carrier 6 on a side opposite the first semiconductor chip 2a. The carrier 6 has recesses in which the components or the semiconductor chip are arranged. In addition, third vias 9c are provided through the carrier, by means of which an electrical contact is passed through the carrier 6 in order to connect the third semiconductor chip 2c and the second passive electrical components 18b from the side facing the first semiconductor chip 2a. Such an arrangement allows the space requirement of the component package 1 to be further reduced in the lateral direction.
Die Figuren 8a und 8B zeigen eine Ausführung eines Bauelementpackages 1 , das zusätzlich ein optisches Element 14 umfasst . Das optische Element 14 ist dabei dem ersten Halbleiterchips 2a bzw . den optoelektronischen Bauelementen in Lichtemissionsrichtung L nachgelagert auf dem zweiten Halbleiterchip 2b angeordnet . Bei dem optischen Element 14 kann es sich insbesondere um ein passives optisches Element wie beispielsweise eine oder mehrere Linsen handeln, die das von den optoelektronischen Bauelementen emittierte Licht formen, streuen oder ablen- ken/umlenken . Es ist j edoch auch denkbar, dass das optische Element 14 durch ein aktives optisches Element gebildet ist , dass das von den optoelektronischen Bauelementen emittierte Licht in aktiver Weise formt , streut oder insbesondere ablenkt/umlenkt . Beispielsweise kann das optische Element 14 auch durch ein Prisma gebildet sein, dass das emittierte licht in eine Richtung senkrecht zum zweiten Halbleiterchip 2b umlenkt . Figures 8a and 8B show an embodiment of a component package 1 which additionally comprises an optical element 14. The optical element 14 is arranged downstream of the first semiconductor chip 2a or the optoelectronic components in the light emission direction L on the second semiconductor chip 2b. The optical element 14 can in particular be a passive optical element such as one or more lenses which shape, scatter or deflect/redirect the light emitted by the optoelectronic components. However, it is also conceivable for the optical element 14 to be formed by an active optical element which actively shapes, scatters or in particular deflects/redirects the light emitted by the optoelectronic components. For example, the optical element 14 can also be formed by a prism which deflects the emitted light in a direction perpendicular to the second semiconductor chip 2b.
Durch die Anordnung des optischen Elementes 14 auf dem zweiten Halbleiterchip 2b, auf dem auch der erste Halbleiterchips sowie die optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind können sich thermische Verspannungen innerhalb des Bauelementpackage 1 nicht oder nur kaum negativ auf die Position des optischen Elementes 14 gegenüber den optoelektronischen Bauelementen auswirken . Dies kann unter anderem daran liegen, dass das optische Element 14 auf demselben zusammenhängenden Material wie der erste Halbleiterchip 2a bzw . die optoelektronischen Bauelemente angeordnet ist und zudem daran, dass der zweite Halbleiterchip 2b eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit aufweisen kann und somit eine optische Bank mit hoher Steifigkeit und niedrigem GTE für die Anordnung aus optoelektronischen Bauelementen und optischem Element 14 bereitstellt . Zudem kann durch die Platzierung des optischen Elementes 14 und der optoelektronischen Bauelemente auf dem zweiten Halbleiter- chip 2b der Platzbedarf in laterale Richtung eines solchen Bauelementpackages 1 gegenüber nebeneinander angeordneten Einzelkomponenten stark reduziert werden . By arranging the optical element 14 on the second semiconductor chip 2b, on which the first semiconductor chip and the optoelectronic components are also arranged, thermal stresses within the component package 1 can have no or only a minimal negative effect on the position of the optical element 14 relative to the optoelectronic components. This can be due, among other things, to the fact that the optical element 14 is arranged on the same continuous material as the first semiconductor chip 2a or the optoelectronic components and also to the fact that the second semiconductor chip 2b can have a relatively high rigidity and thus provides an optical bench with high rigidity and low GTE for the arrangement of optoelectronic components and optical element 14. In addition, by placing the optical element 14 and the optoelectronic components on the second semiconductor chip chip 2b the space requirement in the lateral direction of such a component package 1 can be greatly reduced compared to individual components arranged next to one another.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE SYMBOLS
1 Bauelementpackage 1 component package
2a, 2b, 2c Halbleiterchip 2a, 2b, 2c semiconductor chip
3a, 3b Hauptseite 3a, 3b main page
3c Seitenfläche 3c side surface
4 Kontaktpad 4 contact pad
5a, 5b, 5c optoelektronisches Bauelement5a, 5b, 5c optoelectronic component
6 Träger 6 carriers
7a, 7b passive elektrische Komponente7a, 7b passive electrical component
8 Kavität 8 Cavity
9a, 9b, 9c Durchkontaktierung 9a, 9b, 9c through-hole plating
10a, 10b Lage 10a, 10b Location
11 Bonddraht 11 Bonding wire
12a, 12b, 12c Emissionsfläche 12a, 12b, 12c emission surface
13a Einkoppel fläche 13a Coupling area
13b Lichtleiter 13b Fiber optic cable
13c Aus koppel fläche 13c From coupling area
14 optisches Element 14 optical element
15 Submount 15 submounts
16 Kontakt fläche 16 Contact area
17 Kappe 17 cap
18a, 18b passive elektrische Komponente 18a, 18b passive electrical component
L Licht L Light
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