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WO2018219771A1 - Optoelectronic semiconductor module - Google Patents

Optoelectronic semiconductor module Download PDF

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Publication number
WO2018219771A1
WO2018219771A1 PCT/EP2018/063635 EP2018063635W WO2018219771A1 WO 2018219771 A1 WO2018219771 A1 WO 2018219771A1 EP 2018063635 W EP2018063635 W EP 2018063635W WO 2018219771 A1 WO2018219771 A1 WO 2018219771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control unit
semiconductor
current control
emitter
semiconductor emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/063635
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Stojetz
Georg BRÜDERL
André Somers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of WO2018219771A1 publication Critical patent/WO2018219771A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0261Non-optical elements, e.g. laser driver components, heaters

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor module is specified.
  • An object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor module, which has an enlarged
  • Optoelectronic semiconductor module designed as a module. This means in particular that the semiconductor module
  • this includes
  • Semiconductor module one or more semiconductor emitter.
  • the at least one, preferably exactly one semiconductor emitter is set up to generate radiation.
  • the radiation is, for example, near ultraviolet radiation with a maximum intensity wavelength in the range of 360 nm to 410 nm or visible light with a maximum in the range of 410 nm to 700 nm or near-infrared radiation with a maximum in the region of 700 nm to 1.5 ym.
  • the semiconductor emitter has exactly one
  • the semiconductor emitter is not subdivided or pixelated into a plurality of independently operable emitter units.
  • the semiconductor emitter is a laser diode, in short LD.
  • the semiconductor emitter can be designed as a light-emitting diode, in short LED.
  • this includes
  • the semiconductor module one or more current control units.
  • the at least one current control unit is set up to regulate, in particular limit, a current through the associated semiconductor emitter. It is the
  • this provides
  • Semiconductor module is a separately manageable electrical and preferably also mechanical component.
  • the semiconductor emitter and the current control unit are permanently integrated mechanically and coherently in the semiconductor module.
  • the semiconductor emitter and the current control unit are permanently integrated mechanically and coherently in the semiconductor module.
  • a distance between the semiconductor emitter and the associated current control unit is at most the simple average diagonal length of the semiconductor emitter. Preferably, this distance is at most 50% or 25% of the average diagonal length. Alternatively or additionally, this distance is at most the smallest edge length of the semiconductor emitter and / or the current control unit, seen in plan view. Furthermore, the distance can be that it is at most 100 ym or 50 ym or 30 ym. It is possible that the distance is zero, in particular if the semiconductor emitter and the current control unit seen in plan view overlap each other or are arranged congruently. Otherwise, this distance may also be at least 5 ym or 10 ym. In at least one embodiment, this includes
  • Optoelectronic semiconductor module a semiconductor emitter for generating radiation and a current control unit.
  • Components are usually arranged spatially spaced from the semiconductor emitter and electrically
  • the current control unit may include an integrated circuit and / or may include various sensors such as for temperature or optical power, or may be connected to such sensors.
  • the flow control unit is dynamic or static programmable. Furthermore, the flow control unit is dynamic or static programmable. Furthermore, the flow control unit is dynamic or static programmable. Furthermore, the flow control unit is dynamic or static programmable.
  • Current control unit may be placed next to or below the semiconductor emitter, in particular be integrated in a heat sink or be monolithically designed as part of the semiconductor emitter, electrically parallel or serial to an emitter structure of the semiconductor emitter. Further, it is possible that the power control unit includes a data memory and / or interfaces for communication, such as an electric bus system or a system for optical
  • Semiconductor emitter and the current control unit monolithically integrated in a single semiconductor chip. This allows the semiconductor emitter and the current control unit on a
  • the semiconductor emitter and the semiconductor emitter are stacked on a substrate.
  • the semiconductor emitter and the semiconductor emitter are stacked on a substrate.
  • the semiconductor module is designed as a whole as a semiconductor chip and consists of the semiconductor chip with the semiconductor emitter and the current control unit.
  • Semiconductor emitter configured to be operated with a mean electrical power of at least 0.1 W or 0.4 W or 1 W or 5 W. If the semiconductor emitter has a plurality of emission regions or a plurality of regions provided for generating radiation, then the average electrical power consumption is preferably valid for each of these regions. By comparison, individual pixels or
  • Pixels in displays usually electrical
  • Semiconductor emitter can therefore be an electrical
  • Power consumption can be set at two, three or three four orders of magnitude above the typical electrical power consumption of pixels or pixels in displays.
  • the semiconductor emitter and the semiconductor module are used, for example, for distance measurements via a
  • Running time determination also known as Time of Flight or ToF for short.
  • Scanner or a projection beam can be used.
  • Semiconductor emitter grown on the flow control unit in particular epitaxially grown, or vice versa.
  • Semiconductor emitter preferably electrically anti-parallel
  • Thyristor be designed or include such. According to at least one embodiment is a
  • Breakdown voltage of the zener diode equal to one
  • the intended operating voltage of the semiconductor emitter at a temperature of -20 ° C and / or +80 ° C. This is preferably true with a tolerance of at most 1 V or 0.5 V.
  • Proper operating voltage means that at this operating voltage and / or the associated operating current of the semiconductor emitter can be operated without significant lifetime reduction.
  • Breakdown voltage of the current control unit by at most one of a band gap of an active region of the semiconductor emitter corresponding amount above the intended
  • the breakdown voltage of the current control unit is then at most 2.5 V above the intended
  • this voltage difference between the breakdown voltage and the intended operating voltage is at most 50% or 25% of the voltage corresponding to the bandgap.
  • the intended operating voltage at least equal to the band gap value or at least twice the band gap corresponding value.
  • the operating voltage is at most the
  • the band gap is 2.5 eV
  • the intended operating voltage is accordingly between 2.5 V and 15 V or preferably between 5 V and 10 V. Accordingly, the breakdown voltage is
  • band gap Voltage value at most five times the band gap Voltage value, in the above example so at most 12.5 V or 17.5 V.
  • the intended operating voltage is, relative to the band gap, dependent on the emission wavelength.
  • Operating voltage can be approximately four times the voltage corresponding to the band gap voltage value.
  • the current control unit does not function as an intensity modulator approximately similar to a pulse width modulation, PWM for short.
  • PWM pulse width modulation
  • Current control unit mainly serves in the forward direction to a current limit through the semiconductor emitter therethrough.
  • the flow control unit can be understood as a reversible protection against excessive currents.
  • Current control unit is a current control diode or consists of such. With a current control diode are too high currents through the semiconductor emitter preventable.
  • the current control unit in turn serves for a current limitation and / or as a constant current source.
  • the semiconductor module is configured to be connected to external electrical terminals with a constant current source which is located outside the semiconductor module. That is, the current control unit is then not a power source for the semiconductor emitter.
  • Current control unit of the semiconductor emitter electrically connected in series.
  • the current control unit and the semiconductor emitter may be electrically connected in parallel or in anti-parallel.
  • Power control unit a programmable integrated circuit
  • Semiconductor emitter electrically connected to the integrated circuit.
  • the programming can be permanently and firmly implemented in the circuit or be changeable during operation of the semiconductor module.
  • Power control unit on an external electrical connection is also called a bus.
  • a connection is also called a bus.
  • the electrical connection which can have one or more parallel signal lines, the
  • Flow control unit be programmable.
  • the current control unit comprises a memory unit.
  • Memory unit operating data of the semiconductor emitter can be stored, such as an operating time and / or maximum voltages or currents and / or a
  • the memory unit may store necessary data for the operation of the semiconductor module, in particular to permanently store it, for example maximally permitted
  • Such tables are also referred to as look up tables.
  • this includes
  • the heat sink may be an assembly platform for the flow control unit and the semiconductor emitter. This makes it possible for the heat sink to be the component mechanically supporting and stabilizing the semiconductor module. Without the heat sink, the semiconductor module would then not be manageable as a mechanically stable component.
  • the heat sink has an average thermal conductivity of at least 120 W / (m-K) or 200 W / (m-K) or 250 W / (m-K).
  • the heat sink is made of a metal or a metal alloy, such as a major constituent in the form of copper or aluminum or silver.
  • the heat sink from a
  • thermally conductive ceramic or a crystalline or amorphous semiconductor material such as silicon carbide or
  • the heat sink may be made of a composite material such as copper-tungsten or Direct Bonded Copper, DBC for short.
  • DBC Direct Bonded Copper
  • an electrically insulating passivation layer may be present to prevent electrical short circuits. According to at least one embodiment, the
  • Integrated heat sink This means in particular that the flow control unit is partially or completely located in one or more recesses or openings of the heat sink.
  • the current control unit is glued or soldered thermally conductive, for example, to the heat sink.
  • an average thickness of the flow control unit is at most 20 ym or 15 ym or 10 ym or 6 ym. Due to the small thickness of
  • the current control unit is preferably based on a semiconductor material such as silicon.
  • the semiconductor emitter may be located between the flow control unit and the heat sink or the flow control unit is mounted between the semiconductor emitter and the heat sink.
  • Completely stacked means in particular that the current control unit and the semiconductor emitter
  • the semiconductor emitter and the current control unit electrically connected directly and / or surface.
  • the semiconductor emitter and the current control unit are electrically conductively glued together flat or flat
  • this includes
  • Semiconductor module one or more sensors.
  • the at least one sensor is for measuring temperature, brightness,
  • Humidity, air pressure, operating time and / or electrical power consumption such as current and / or voltage set up can be integrated in a single component, such as a semiconductor chip, or several separate sensors can be different than one another
  • Components be present.
  • the at least one sensor is connected to the semiconductor emitter and / or to the semiconductor emitter
  • the semiconductor module comprises one or more monitor photodiodes.
  • the at least one monitor photodiode is set up to determine a radiation power of the radiation emitted by the semiconductor emitter.
  • the monitor photodiode may be located outside of a beam path for emission of the radiation. That is, it is possible that the monitor photodiode detects only stray radiation within the semiconductor module.
  • the monitor photodiode and the current control unit are monolithically integrated in a single chip.
  • the monitor photodiode and the current control unit are separate components.
  • the monitor photodiode are integrated monolithically in the semiconductor emitter together with the current control unit, so that the
  • Semiconductor module can consist of a single semiconductor chip.
  • Semiconductor emitter a semiconductor layer sequence.
  • Semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material is In] __ n _ m N m Ga or a for example, a nitride compound semiconductor material such as Al n
  • Phosphide compound semiconductor material such as Al n Iri ] __ n _ m Ga m P or even an arsenide
  • Compound semiconductor material such as Al n In ] __ n _ m Ga m As or as
  • the Current control unit configured to limit an operating current through the semiconductor emitter only outside a certain parameter range.
  • the parameter range is defined, for example, by a core operating temperature range or a specific operating time.
  • Core operating temperature range is, for example, between -20 ° C and 80 ° C, for example, in automotive applications, this temperature range is under or exceeded test conditions. Especially for
  • Automotive applications is a functional capability of the
  • the semiconductor module is preferably operated such that the current control unit is usually inactive during operation.
  • the current control unit is merely activated and / or actively regulates the current when the semiconductor module is operated under comparatively extreme conditions
  • an operating range of the semiconductor module is extended by the current control unit and the current control unit fulfills a function only in this extended range.
  • the current control unit is virtually without effect when the semiconductor module is operated as intended.
  • an operating method is specified, with which the semiconductor module is operated. It is the
  • Zener diode or comprises a Zener diode.
  • the zener diode is connected to the semiconductor emitter electrically in anti-parallel.
  • a breakdown voltage of the Zener diode is at most equal to or equal to a bandgap of an active region of the semiconductor emitter highest 75% or 50% of this amount above one
  • Figure 10 is a schematic perspective view of an embodiment of one described here
  • Figure 2 is a schematic representation of electrical
  • Figure 1 is an embodiment of a
  • Semiconductor module 1 comprises a semiconductor emitter 2.
  • the semiconductor emitter 2 is for example by a laser diode, about to produce green light, formed. Electrically anti-parallel to the semiconductor emitter 2 is a
  • the current control unit 3 connected.
  • the current control unit 3 is a Zener diode. Furthermore, the
  • the semiconductor emitter 2 and the current control unit 3 are mounted on a common substrate 22.
  • Substrate 22 is about an electrical
  • the substrate 22 is a growth substrate for the semiconductor emitter 2, which in particular a
  • Semiconductor layer sequence based on the material system AlInGaN may include an active zone for generating radiation.
  • the current control unit 3 and the semiconductor emitter 2 form a single semiconductor chip 23.
  • the current control unit 3 is for example in one
  • the flow control unit 3 is based on the same material system as the semiconductor emitter.
  • the flow control unit may be made of a different material system and via an electrical
  • Contact surface 44 as formed by a metallization or by a layer of a transparent conductive oxide such as ITO, be applied.
  • electrical contact surfaces 41, 42, 43 which are connected via bonding wires.
  • bonding wires external electrical connections 31 are realized.
  • the semiconductor module can be designed differently from the illustration in FIG. 1 as a surface-mountable module. In this case, in the electrically insulating heat sink 4,
  • nitride such as aluminum nitride or silicon nitride or a carbide such as silicon carbide
  • electrical feedthroughs which are guided to a side facing away from the semiconductor chip 23 underside. All external electrical connections are then, deviating from the illustration in Figure 1, at the
  • FIG. 2A for a first temperature T1 of 25 ° C. and a second temperature T2 of -40 ° C., a profile of an electrical current I relative to an electrical voltage U is shown, in FIG. 2B the course of the current I is compared with the electrical power P. shown. It can be seen that at the first temperature Tl the current-voltage curve and the current-power curve correspond to a conventional diode characteristic. That is, at a comparatively normal temperature of 25 ° C is the
  • the current control unit 3 virtually no effect. At a significantly lower temperature than the second temperature T2 is carried out by the current control unit 3 in the form of the Zener diode according to Figure 1, a significant reduction, recognizable in the kinks in the curves to the second temperature T2. As a result, overloading of the semiconductor emitter 2 by the current control unit 3 is prevented at low temperatures. Thus, in a compact and efficient manner, the large increase in operating voltage at low temperatures, which may be associated with failure of the module, can be avoided.
  • the flow control unit 3 serves as the flow control unit the Zener diode, similar to a diode for protection
  • Breakdown voltage of this Zener diode designed so that this at low temperatures of the laser diode voltage
  • the zener diode limits the current flow through the laser diode.
  • the breakdown voltage of the zener diode constituting the current control unit 3 is significantly lower than that of a conventional electrostatic discharge protection diode.
  • the current control unit 3 thus acts primarily in the forward direction and not in the reverse direction.
  • the current control unit 3 in the reverse direction can serve as an ESD protection diode.
  • the semiconductor emitter 2 is, for example, a laser diode chip or laser bar which has a greater extent in the direction perpendicular to the plane of the drawing than the smallest edge length E.
  • the current control unit 3 is formed by a current regulator, which is mounted together with the semiconductor emitter 2 on the heat sink 4.
  • the current control unit 3 is electrically connected in series with the semiconductor emitter.
  • Flow control unit 3 is for example by a
  • Resistor a current control diode and / or an integrated circuit formed.
  • a current control diode for the current control unit 3
  • the corresponding equivalent circuit diagram in Figure 4B is illustrated.
  • Memory unit 32 may include. The electric
  • At least one sensor 5a, 5b is also present.
  • the at least one sensor 5a, 5b can be set up for temperature, optical power of the semiconductor emitter, air humidity or air pressure.
  • the sensor 5 a can be integrated in the semiconductor chip 23 of the current control unit 3, or a separate sensor 5 b can be attached approximately to the heat sink 4.
  • the separate sensor 5b preferably has more than one electrical connection to the sensor 5a and to the current control unit 3, for example over not drawn additional bonding wires and / or
  • a maximum current at a temperature of 25 ° C is 2 A, whereas at a temperature of -40 ° C, the maximum current allowed is only 1 A
  • the optionally existing memory unit 32 which may also be implemented as an external component outside the semiconductor chip 23 for the current control unit 3, is about a table deposited, the temperature-dependent
  • Semiconductor emitter 2 is precisely adjustable.
  • the integrated circuit, or IC for short, is in particular a user-specific integrated one
  • the integrated circuit and thus the current control unit 3 are preferably made in silicon technology.
  • Control characteristic of the current control unit 3 may be burned into the integrated circuit. It can be anyone
  • Semiconductor emitter 2 may be provided with an individual flow control unit 3.
  • a control characteristic can be reprogrammed during operation of the semiconductor module.
  • the current control unit 3 in particular comprises a bus connection to
  • the memory unit 32 may have a data storage function which determines the operating conditions of the
  • Semiconductor emitter 2 records, in particular the current, the voltage, the optical power and / or the
  • Current control unit 3 comprises an additional emitter, preferably for non-visible radiation such as near-infrared radiation, or is connected to such an emitter.
  • an additional photodiode preferably for non-visible radiation such as near-infrared radiation, or is connected to such an emitter.
  • the current control unit 3 an additional photodiode
  • the current control unit 3 is similarly functionalized, such as the IC SFH 7770 E6 manufacturer OSRAM Opto Semiconductors GmbH.
  • Current control unit 3 is designed as a Zener diode, thyristor or current control diode.
  • Figure 6 is the
  • the electrical contact surface 41 may be located.
  • a stacking can also take place in such a way that the semiconductor emitter 2 is located between the current control unit 3 and the heat sink 4.
  • the heat sink 4 has a recess in which the flow control unit 3 is completely located.
  • the flow control unit 3 preferably ends flush with the heat sink 4.
  • the current control unit approximately in silicon technology
  • Semiconductor emitter 2 is only partially mounted on the flow control unit 3 and partially located directly on the heat sink 4. Alternatively, the semiconductor emitter 2 may be completely above the current control unit 3.
  • the semiconductor module 1 is surface mountable and without electrical connections 31, realized by
  • Bond wires is contactable. Furthermore, it is possible that an external electrical connection 31 at the optional
  • Contact surface 43 is attached to a side facing away from the semiconductor emitter 2 side. So can electrical
  • FIG. 9 illustrates that the flow control unit 3 is monolithically integrated in the heat sink 4. This makes it possible to realize a particularly compact design.
  • the flow control unit 3 and the remaining parts of Heat sink 4 preferably have the same width. Notwithstanding the illustration in Figure 9, in the lateral direction, the heat sink 4 with the flow control unit 3 and the
  • the current control unit 3 at the location of a monitor photodiode 6. That is, the current control unit 3 may be integrated in the monitor photodiode 6, which is preferably in the same housing as the semiconductor emitter 2. In other words, the current control unit 3 then contains a photodiode with which the optical power of the semiconductor emitter 2 can be monitored and preferably regulated. A distance of
  • Semiconductor chip 23 may be integrated for the semiconductor emitter 2, such as in a designated recess of the
  • Flow control unit 3 done, for example by means
  • Semiconductor emitter 2 and the current control unit 3 may be generated approximately by selective epitaxy on the common substrate 22. Alternatively, a subsequent treatment of
  • Ion implantation possible to locally turn a diode in reverse To obtain direction and so to produce the current control unit 3.
  • the current control unit 3 and the semiconductor emitter 2 may be based on the same material system, for example both on GaN. Alternatively, different materials system
  • Material systems are used, for example, GaN on
  • Silicon substrate can be made or on a
  • Silicon substrate are transposed.
  • FIG. 13 illustrates that the current control unit 3 forms a growth substrate for the semiconductor emitter 2.
  • an electrical contact surface 43 is on an exposed subarea of the current control diode 3
  • FIG. 14 it is illustrated that, unlike in FIG. 13, the semiconductor emitter 2 is used as a growth substrate for the
  • Flow control unit 3 is designed. In this case, as in Figure 13, not shown additional buffer layers may be present to the mutual growth of the semiconductor emitter 2 and the flow control unit 3 to
  • the semiconductor emitter 2 is designed thin, such as a substrateless diode whose semiconductor layer sequence of a
  • Tl first temperature 25 ° C

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

In one embodiment, an optoelectronic semiconductor module (1) comprises a semiconductor emitter (2) for generating radiation and comprises a current regulating unit (3). When viewed from above, the semiconductor emitter (2) and the current regulating unit (3) have a distance (D) from each other of a central diagonal length (G) of the semiconductor emitter (2) at most. The semiconductor emitter (2) and the current regulating unit (3) are firmly and cohesively integrated in the semiconductor module (1) by mechanical means.

Description

Beschreibung description

OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERMODUL OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR MODULE

Es wird ein optoelektronisches Halbleitermodul angegeben. An optoelectronic semiconductor module is specified.

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein optoelektronisches Halbleitermodul anzugeben, das über einen vergrößerten An object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor module, which has an enlarged

Betriebsparameterbereich hinweg sicher betreibbar ist. Operating parameter range away safely operable.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleitermodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved inter alia by an optoelectronic semiconductor module having the features of patent claim 1. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das In accordance with at least one embodiment, this is

optoelektronische Halbleitermodul als Modul ausgeführt. Dies bedeutet insbesondere, dass das Halbleitermodul Optoelectronic semiconductor module designed as a module. This means in particular that the semiconductor module

baukastenartig mit weiteren Halbleitermodulen oder anderen Komponenten kombiniert werden kann. modular manner can be combined with other semiconductor modules or other components.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das According to at least one embodiment, this includes

Halbleitermodul einen oder mehrere Halbleiteremitter. Der mindestens eine, bevorzugt genau eine Halbleiteremitter ist zur Erzeugung von Strahlung eingerichtet. Bei der Strahlung handelt es sich beispielsweise um nahultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität im Bereich von 360 nm bis 410 nm oder um sichtbares Licht mit einem Maximum im Bereich von 410 nm bis 700 nm oder um nahinfrarote Strahlung mit einem Maximum im Bereich von 700 nm bis 1,5 ym. Semiconductor module one or more semiconductor emitter. The at least one, preferably exactly one semiconductor emitter is set up to generate radiation. The radiation is, for example, near ultraviolet radiation with a maximum intensity wavelength in the range of 360 nm to 410 nm or visible light with a maximum in the range of 410 nm to 700 nm or near-infrared radiation with a maximum in the region of 700 nm to 1.5 ym.

Beispielsweise weist der Halbleiteremitter genau einen For example, the semiconductor emitter has exactly one

Emissionsbereich auf, der zur Erzeugung der Strahlung vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist der Halbleiteremitter nicht in mehrere unabhängig betreibbare Emittereinheiten unterteilt oder pixeliert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Halbleiteremitter um eine Laserdiode, kurz LD. Alternativ kann der Halbleiteremitter als Leuchtdiode, kurz LED, gestaltet sein. Emission range on which to generate the radiation is provided. In other words, the semiconductor emitter is not subdivided or pixelated into a plurality of independently operable emitter units. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor emitter is a laser diode, in short LD. Alternatively, the semiconductor emitter can be designed as a light-emitting diode, in short LED.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das According to at least one embodiment, this includes

Halbleitermodul eine oder mehrere Stromregeleinheiten. Die mindestens eine Stromregeleinheit ist dazu eingerichtet, einen Strom durch den zugehörigen Halbleiteremitter zu regeln, insbesondere zu begrenzen. Dabei ist die Semiconductor module one or more current control units. The at least one current control unit is set up to regulate, in particular limit, a current through the associated semiconductor emitter. It is the

Stromregeleinheit dem Halbleiteremitter elektrisch in Serie oder elektrisch parallel geschaltet. Bevorzugt besteht zwischen der Stromregeleinheit und dem Halbleiteremitter eine 1 : 1-Zuordnung . Sind mehrere Halbleiteremitter und/oder Current control unit to the semiconductor emitter electrically connected in series or electrically in parallel. Preferably, there is a 1: 1 assignment between the current control unit and the semiconductor emitter. Are multiple semiconductor emitter and / or

Stromregeleinheiten vorhanden, so liegt demgemäß bevorzugt eine eineindeutige Zuordnung der Halbleiteremitter und der Stromregeleinheiten vor. Current control units present, so there is preferably a one-to-one assignment of the semiconductor emitter and the current control units.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform stellt das In accordance with at least one embodiment, this provides

Halbleitermodul eine separat handhabbare elektrische und bevorzugt auch mechanische Komponente dar. Insbesondere sind der Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit mechanisch fest und zusammenhängend dauerhaft in dem Halbleitermodul integriert . Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Semiconductor module is a separately manageable electrical and preferably also mechanical component. In particular, the semiconductor emitter and the current control unit are permanently integrated mechanically and coherently in the semiconductor module. According to at least one embodiment, the

Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit in Draufsicht gesehen nahe beieinander angeordnet. Dies bedeutet  Semiconductor emitter and the flow control unit seen in plan view arranged close to each other. this means

insbesondere, dass in Draufsicht gesehen ein Abstand zwischen dem Halbleiteremitter und der zugehörigen Stromregeleinheit bei höchstens dem einfachen einer mittleren Diagonalenlänge des Halbleiteremitters liegt. Bevorzugt liegt dieser Abstand bei höchstens 50 % oder 25 % der mittleren Diagonalenlänge. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei höchstens der kleinsten Kantenlänge des Halbleiteremitters und/oder der Stromregeleinheit, in Draufsicht gesehen. Weiterhin kann für den Abstand gelten, dass dieser bei höchstens 100 ym oder 50 ym oder 30 ym liegt. Es ist möglich, dass der Abstand bei Null liegt, insbesondere falls der Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit in Draufsicht gesehen einander überlappen oder deckungsgleich angeordnet sind. Andernfalls kann dieser Abstand auch mindestens 5 ym oder 10 ym betragen. In mindestens einer Ausführungsform umfasst das in particular, that seen in plan view a distance between the semiconductor emitter and the associated current control unit is at most the simple average diagonal length of the semiconductor emitter. Preferably, this distance is at most 50% or 25% of the average diagonal length. Alternatively or additionally, this distance is at most the smallest edge length of the semiconductor emitter and / or the current control unit, seen in plan view. Furthermore, the distance can be that it is at most 100 ym or 50 ym or 30 ym. It is possible that the distance is zero, in particular if the semiconductor emitter and the current control unit seen in plan view overlap each other or are arranged congruently. Otherwise, this distance may also be at least 5 ym or 10 ym. In at least one embodiment, this includes

optoelektronische Halbleitermodul einen Halbleiteremitter zur Erzeugung von Strahlung und eine Stromregeleinheit. Der Optoelectronic semiconductor module, a semiconductor emitter for generating radiation and a current control unit. Of the

Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit weisen in Semiconductor emitter and the current control unit point in

Draufsicht gesehen einen Abstand zueinander von höchstens einer mittleren Diagonalenlänge des Halbleiteremitters auf. Top view seen at a distance from each other of at most a mean diagonal length of the semiconductor emitter.

Unter bestimmten Betriebsbedingungen ist der zulässige Under certain operating conditions, the permissible

Betriebsstrom von Laserdioden und Leuchtdioden zu reduzieren, um einen Schaden des Bauteils zu verhindern. Dies gilt beispielsweise bei besonders hohen Betriebstemperaturen, etwa bei mindestens 80 °C, oder bei besonders niedrigen Reduce operating current of laser diodes and light emitting diodes to prevent damage to the component. This applies, for example, at particularly high operating temperatures, such as at least 80 ° C, or at particularly low

Betriebstemperaturen, beispielsweise bei -20 °C und weniger. Dies liegt insbesondere daran, dass die Strom-Spannungs- Charakteristik von Laserdioden und Leuchtdioden signifikant von der Temperatur abhängt. Operating temperatures, for example, at -20 ° C and less. This is due in particular to the fact that the current-voltage characteristics of laser diodes and LEDs depend significantly on the temperature.

Wird keine Stromregeleinheit verwendet, so können zum Schutz von Halbleiteremittern alternativ aufwendige externe Schaltungen verwendet werden, welche den Strom begrenzen. Soll der Strom zudem in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen dynamisch geregelt werden, sind zusätzliche Sensoren wie Monitor-Fotodioden oder Temperatursensoren und zudem If no current control unit is used, so can be used to protect semiconductor emitters alternatively complex external Circuits are used which limit the current. In addition, if the current is to be controlled dynamically depending on external conditions, additional sensors such as monitor photodiodes or temperature sensors and moreover

entsprechende Regelbausteine nötig. Solche separaten corresponding control blocks required. Such separate

Komponenten sind in der Regel räumlich beabstandet von dem Halbleiteremitter angeordnet und eigens elektrisch  Components are usually arranged spatially spaced from the semiconductor emitter and electrically

verschaltet. Daraus resultiert ein vergleichsweise großer Platzbedarf und ein erhöhter Aufwand bei der Montage. connected. This results in a comparatively large amount of space and an increased effort during assembly.

Bei dem hier beschriebenen Halbleitermodul sind der In the semiconductor module described here are the

Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit in einem einzigen Bauteil integriert, insbesondere monolithisch integriert. Somit wird in, neben, auf oder unter dem Halbleiteremitter die Stromregeleinheit zur Begrenzung und/oder Regelung eines Betriebsstroms platziert. Die Stromregeleinheit kann einen integrierten Schaltkreis enthalten und/oder kann verschiedene Sensoren etwa für Temperatur oder optische Leistung aufweisen oder mit solchen Sensoren verbunden sein. Semiconductor emitter and the current control unit integrated in a single component, in particular monolithically integrated. Thus, in, beside, on or below the semiconductor emitter, the current control unit is placed for limiting and / or regulating an operating current. The current control unit may include an integrated circuit and / or may include various sensors such as for temperature or optical power, or may be connected to such sensors.

Außerdem ist es möglich, dass die Stromregeleinheit dynamisch oder statisch programmierbar ist. Weiterhin kann die It is also possible that the flow control unit is dynamic or static programmable. Furthermore, the

Stromregeleinheit neben oder unter dem Halbleiteremitter platziert sein, insbesondere in einer Wärmesenke integriert sein oder monolithisch als Teil des Halbleiteremitters ausgeführt sein, elektrisch parallel oder seriell zu einer Emitterstruktur des Halbleiteremitters. Ferner ist es möglich, dass die Stromregeleinheit einen Datenspeicher enthält und/oder Schnittstellen zur Kommunikation, etwa ein elektrisches Bus-System oder ein System zur optischen Current control unit may be placed next to or below the semiconductor emitter, in particular be integrated in a heat sink or be monolithically designed as part of the semiconductor emitter, electrically parallel or serial to an emitter structure of the semiconductor emitter. Further, it is possible that the power control unit includes a data memory and / or interfaces for communication, such as an electric bus system or a system for optical

Übertragung von Lichtsignalen. Durch die Integration der Stromregeleinheit in dem Halbleitermodul können externe Komponenten wie eine Transmission of light signals. By integrating the current control unit in the semiconductor module external components such as

Stromregelung, Leistungsregelung, ESD-Schutzdioden oder sonstige Regelelektroniken wegfallen. Somit ist eine kompakte Bauform des Halbleitermoduls erzielbar. Weiterhin ist ein erweiterter Funktionsumfang des Halbleitermoduls etwa über eine Helligkeitsregelung und über eine erhöhte Sicherheit zugänglich . Current control, power control, ESD protection diodes or other control electronics omitted. Thus, a compact design of the semiconductor module can be achieved. Furthermore, an extended range of functions of the semiconductor module is accessible, for example via a brightness control and an increased security.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der According to at least one embodiment, the

Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit in einem einzigen Halbleiterchip monolithisch integriert. Damit können sich der Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit auf einem  Semiconductor emitter and the current control unit monolithically integrated in a single semiconductor chip. This allows the semiconductor emitter and the current control unit on a

gemeinsamen Substrat wie einem Halbleitersubstrat befinden. Beispielsweise sind der Halbleiteremitter und die common substrate as a semiconductor substrate. For example, the semiconductor emitter and the

Stromregeleinheit auf dem gemeinsamen Substrat erzeugt, etwa über ein epitaktisches Wachsen. Somit ist es möglich, dass das Halbleitermodul insgesamt als Halbleiterchip gestaltet ist und aus dem Halbleiterchip mit dem Halbleiteremitter und der Stromregeleinheit besteht. Power control unit generated on the common substrate, such as an epitaxial growth. Thus, it is possible that the semiconductor module is designed as a whole as a semiconductor chip and consists of the semiconductor chip with the semiconductor emitter and the current control unit.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der According to at least one embodiment, the

Halbleiteremitter dazu eingerichtet, mit einer mittleren elektrischen Leistung von mindestens 0,1 W oder 0,4 W oder 1 W oder 5 W betrieben zu werden. Weist der Halbleiteremitter mehrere Emissionsbereiche oder mehrere zur Erzeugung von Strahlung vorgesehene Bereiche auf, so gilt die mittlere elektrische Leistungsaufnahme bevorzugt für jeden dieser Bereiche. Im Vergleich dazu weisen einzelne Pixel oder Semiconductor emitter configured to be operated with a mean electrical power of at least 0.1 W or 0.4 W or 1 W or 5 W. If the semiconductor emitter has a plurality of emission regions or a plurality of regions provided for generating radiation, then the average electrical power consumption is preferably valid for each of these regions. By comparison, individual pixels or

Bildpunkte in Displays üblicherweise elektrische Pixels in displays usually electrical

Leistungsaufnahmen im Bereich weniger mW auf. Der Power consumption in the range of less than mW. Of the

Halbleiteremitter kann also zu einer elektrischen Semiconductor emitter can therefore be an electrical

Leistungsaufnahme eingerichtet sein, die um zwei, drei oder vier Größenordnungen oberhalb der typischen elektrischen Leistungsaufnahme von Bildpunkten oder Pixeln in Displays liegt . Der Halbleiteremitter sowie das Halbleitermodul dienen beispielsweise zu Abstandsmessungen über eine Power consumption can be set at two, three or three four orders of magnitude above the typical electrical power consumption of pixels or pixels in displays. The semiconductor emitter and the semiconductor module are used, for example, for distance measurements via a

LaufZeitbestimmung, auch als Time of Flight oder kurz ToF bezeichnet. Ebenso kann das Halbleitermodul in Scheinwerfern, zur Materialbearbeitung oder als Lichtquelle für einen Running time determination, also known as Time of Flight or ToF for short. Likewise, the semiconductor module in headlights, for material processing or as a light source for a

Scanner oder einen Projektionsstrahl verwendet werden. Scanner or a projection beam can be used.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform stellt die In accordance with at least one embodiment, the

Stromregeleinheit ein Wachstumssubstrat für den Stromregeleinheit a growth substrate for the

Halbleiteremitter dar oder umgekehrt. Das heißt, der Semiconductor emitter or vice versa. That is, the

Halbleiteremitter ist auf der Stromregeleinheit gewachsen, insbesondere epitaktisch gewachsen, oder umgekehrt. Semiconductor emitter grown on the flow control unit, in particular epitaxially grown, or vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit eine Zener-Diode oder besteht aus einer solchen. Damit ist die Stromregeleinheit dem Stromregeleinheit a Zener diode or consists of such. Thus, the flow control unit is the

Halbleiteremitter bevorzugt elektrisch antiparallel  Semiconductor emitter preferably electrically anti-parallel

geschaltet. Alternativ kann die Stromregeleinheit als connected. Alternatively, the flow control unit as

Thyristor gestaltet sein oder einen solchen umfassen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Thyristor be designed or include such. According to at least one embodiment is a

Durchbruchspannung der Zener-Diode gleich einer Breakdown voltage of the zener diode equal to one

bestimmungsgemäßen Betriebsspannung des Halbleiteremitters bei einer Temperatur von -20 °C und/oder +80 °C. Dies gilt bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 1 V oder 0,5 V. Bestimmungsgemäße Betriebsspannung bedeutet, dass bei dieser Betriebsspannung und/oder dem zugehörigen Betriebsstrom der Halbleiteremitter ohne signifikante Lebensdauerverringerung betrieben werden kann. Beispielsweise ist der Halbleiteremitter bei der bestimmungsgemäßen Betriebsspannung und/oder dem bestimmungsgemäßen Betriebsstrom für eine intended operating voltage of the semiconductor emitter at a temperature of -20 ° C and / or +80 ° C. This is preferably true with a tolerance of at most 1 V or 0.5 V. Proper operating voltage means that at this operating voltage and / or the associated operating current of the semiconductor emitter can be operated without significant lifetime reduction. For example, the Semiconductor emitter at the intended operating voltage and / or the intended operating current for a

Lebensdauer von mindestens 1000 Betriebsstunden oder 5000 Betriebsstunden ausgerichtet. Wird die bestimmungsgemäße Betriebsspannung und/oder der bestimmungsgemäße Betriebsstrom überschritten oder signifikant überschritten, so sinkt die Lebensdauer des Halbleitermoduls beispielsweise um mindestens einen Faktor 10 oder 100 oder 1000 oder 10000. Lifetime of at least 1000 operating hours or 5000 operating hours. If the intended operating voltage and / or the intended operating current is exceeded or significantly exceeded, the lifetime of the semiconductor module decreases, for example, by at least a factor of 10 or 100 or 1000 or 10000.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die According to at least one embodiment, the

Durchbruchspannung der Stromregeleinheit um höchstens einen einer Bandlücke einer aktiven Zone des Halbleiteremitters entsprechenden Betrag oberhalb der bestimmungsgemäßen Breakdown voltage of the current control unit by at most one of a band gap of an active region of the semiconductor emitter corresponding amount above the intended

Betriebsspannung. Beträgt beispielsweise die Bandlücke Operating voltage. For example, is the bandgap

2,5 eV, so liegt die Durchbruchspannung der Stromregeleinheit dann höchstens 2,5 V oberhalb der bestimmungsgemäßen 2.5 eV, then the breakdown voltage of the current control unit is then at most 2.5 V above the intended

Betriebsspannung. Bevorzugt beträgt diese Spannungsdifferenz zwischen der Durchbruchspannung und der bestimmungsgemäßen Betriebsspannung höchstens 50 % oder 25 % der der Bandlücke entsprechenden Spannung. Operating voltage. Preferably, this voltage difference between the breakdown voltage and the intended operating voltage is at most 50% or 25% of the voltage corresponding to the bandgap.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die According to at least one embodiment, the

bestimmungsgemäße Betriebsspannung bei mindestens dem der Bandlücke entsprechenden Wert oder mindestens beim doppelten dem der Bandlücke entsprechenden Wert. Alternativ oder zusätzlich liegt die Betriebsspannung bei höchstens dem intended operating voltage at least equal to the band gap value or at least twice the band gap corresponding value. Alternatively or additionally, the operating voltage is at most the

Sechsfachen oder Vierfachen des dem der Bandlücke Six times or four times that of the band gap

entsprechenden Werts. Liegt beispielsweise die Bandlücke bei 2,5 eV, so liegt die bestimmungsgemäße Betriebsspannung demgemäß zwischen 2,5 V und 15 V oder bevorzugt zwischen 5 V und 10 V. Demgemäß liegt die Durchbruchspannung der corresponding value. If, for example, the band gap is 2.5 eV, the intended operating voltage is accordingly between 2.5 V and 15 V or preferably between 5 V and 10 V. Accordingly, the breakdown voltage is

Stromregeleinheit bei höchstens dem Siebenfachen oder Flow control unit at a maximum of seven times or

höchstens dem Fünffachen des der Bandlücke entsprechenden Spannungswerts, im vorgenannten Beispiel also bei höchstens 12,5 V oder 17,5 V. at most five times the band gap Voltage value, in the above example so at most 12.5 V or 17.5 V.

Die bestimmungsgemäße Betriebsspannung ist dabei, relativ zur Bandlücke, von der Emissionswellenlänge abhängig. The intended operating voltage is, relative to the band gap, dependent on the emission wavelength.

Beispielsweise bei nahinfrarot emittierenden For example, near-infrared emitting

Halbleiteremittern liegt die bestimmungsgemäße Semiconductor emitters is the intended

Betriebsspannung nahe beim einfachen des der Bandlücke entsprechenden Spannungswerts, wohingegen etwa bei im grünen emittierenden Halbleiteremittern die bestimmungsgemäße Operating voltage near the simple of the band gap corresponding voltage value, whereas approximately in green emitting semiconductor emitters the intended

Betriebsspannung ungefähr beim Vierfachen des der Bandlücke entsprechenden Spannungswerts liegen kann.  Operating voltage can be approximately four times the voltage corresponding to the band gap voltage value.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit nur zu einer Strombegrenzung durch denCurrent control unit only to a current limit by the

Halbleiteremitter hindurch eingerichtet. Das heißt, über die Stromregeleinheit erfolgt keine oder keine signifikante Semiconductor emitter set up. That is, via the flow control unit is no or no significant

Regelung einer Intensität der vom Halbleiteremitter Control of an intensity of the semiconductor emitter

emittierten Strahlung im Regelbetrieb. Insbesondere fungiert die Stromregeleinheit nicht als Intensitätsmodulator etwa ähnlich einer Impulsweitenmodulation, kurz PWM. Durch die Stromregeleinheit sind lediglich zu hohe Ströme durch den Halbleiteremitter verhindert, insbesondere in emitted radiation in normal operation. In particular, the current control unit does not function as an intensity modulator approximately similar to a pulse width modulation, PWM for short. By the current control unit only too high currents are prevented by the semiconductor emitter, in particular in

Durchlassrichtung des Halbleiteremitters. Das heißt, anders als eine ESD-Schutzdiode ist es möglich, dass die Forward direction of the semiconductor emitter. That is, unlike an ESD protection diode, it is possible that the

Stromregeleinheit vor allem in Vorwärtsrichtung zu einer Strombegrenzung durch den Halbleiteremitter hindurch dient. Die Stromregeleinheit kann als reversible Sicherung gegen zu starke Ströme aufgefasst werden.  Current control unit mainly serves in the forward direction to a current limit through the semiconductor emitter therethrough. The flow control unit can be understood as a reversible protection against excessive currents.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit eine Stromregeldiode oder besteht aus einer solchen. Mit einer Stromregeldiode sind zu hohe Ströme durch den Halbleiteremitter hindurch verhinderbar. Die Stromregeleinheit dient wiederum zu einer Strombegrenzung und/oder als Konstantstromquelle. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Halbleitermodul dazu eingerichtet, an externen elektrischen Anschlüssen mit einer Konstantstromquelle, die außerhalb des Halbleitermoduls liegt, verbunden zu werden. Das heißt, die Stromregeleinheit stellt dann keine Stromquelle für den Halbleiteremitter dar. Current control unit is a current control diode or consists of such. With a current control diode are too high currents through the semiconductor emitter preventable. The current control unit in turn serves for a current limitation and / or as a constant current source. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor module is configured to be connected to external electrical terminals with a constant current source which is located outside the semiconductor module. That is, the current control unit is then not a power source for the semiconductor emitter.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit dem Halbleiteremitter elektrisch in Serie geschaltet. Alternativ können die Stromregeleinheit und der Halbleiteremitter elektrisch parallel oder antiparallel geschaltet sein. Current control unit of the semiconductor emitter electrically connected in series. Alternatively, the current control unit and the semiconductor emitter may be electrically connected in parallel or in anti-parallel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit einen programmierbaren integrierten Power control unit a programmable integrated

Schaltkreis oder ist durch einen programmierbaren Circuit or is through a programmable

integrierten Schaltkreis gebildet. Dabei ist der integrated circuit formed. It is the

Halbleiteremitter elektrisch an dem integrierten Schaltkreis angeschlossen. Die Programmierung kann dauerhaft und fest in dem Schaltkreis implementiert sein oder auch im laufenden Betrieb des Halbleitermoduls änderbar sein.  Semiconductor emitter electrically connected to the integrated circuit. The programming can be permanently and firmly implemented in the circuit or be changeable during operation of the semiconductor module.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit einen externen elektrischen Anschluss auf. Ein solcher Anschluss wird auch als Bus bezeichnet. Über den elektrischen Anschluss, der über eine oder mehrere parallel verlaufende Signalleitungen verfügen kann, kann die Power control unit on an external electrical connection. Such a connection is also called a bus. The electrical connection, which can have one or more parallel signal lines, the

Stromregeleinheit programmierbar sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Stromregeleinheit eine Speichereinheit. In der Flow control unit be programmable. In accordance with at least one embodiment, the current control unit comprises a memory unit. In the

Speichereinheit können Betriebsdaten des Halbleiteremitters abgespeichert werden, etwa eine Betriebsdauer und/oder maximale Spannungen oder Ströme und/oder eine Memory unit operating data of the semiconductor emitter can be stored, such as an operating time and / or maximum voltages or currents and / or a

Betriebstemperatur und/oder eine optische Leistung. Weiterhin ist es möglich, dass die Speichereinheit zum Betrieb des Halbleitermoduls notwendige Daten speichert, insbesondere dauerhaft speichert, beispielsweise maximal erlaubte  Operating temperature and / or an optical power. Furthermore, it is possible for the memory unit to store necessary data for the operation of the semiconductor module, in particular to permanently store it, for example maximally permitted

Spannungen bei bestimmten Temperaturen. Solche Tabellen werden auch als Look up Tables bezeichnet. Voltages at certain temperatures. Such tables are also referred to as look up tables.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das According to at least one embodiment, this includes

Halbleitermodul eine Wärmesenke. Bei der Wärmesenke kann es sich um eine Montageplattform für die Stromregeleinheit und den Halbleiteremitter handeln. Damit ist es möglich, dass die Wärmesenke die das Halbleitermodul mechanisch tragende und stabilisierende Komponente darstellt. Ohne die Wärmesenke wäre das Halbleitermodul dann nicht als eine mechanisch stabile Komponente handhabbar. Semiconductor module a heat sink. The heat sink may be an assembly platform for the flow control unit and the semiconductor emitter. This makes it possible for the heat sink to be the component mechanically supporting and stabilizing the semiconductor module. Without the heat sink, the semiconductor module would then not be manageable as a mechanically stable component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Wärmesenke eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von mindestens 120 W/(m-K) oder 200 W/ (m-K) oder 250 W/ (m-K) auf. Insbesondere ist die Wärmesenke aus einem Metall oder einer Metalllegierung, etwa mit einem Hauptbestandteil in Form von Kupfer oder Aluminium oder Silber. Weiterhin kann die Wärmesenke aus einer In accordance with at least one embodiment, the heat sink has an average thermal conductivity of at least 120 W / (m-K) or 200 W / (m-K) or 250 W / (m-K). In particular, the heat sink is made of a metal or a metal alloy, such as a major constituent in the form of copper or aluminum or silver. Furthermore, the heat sink from a

thermisch leitfähigen Keramik oder einem kristallinen oder amorphen Halbleitermaterial wie Siliziumkarbid oder thermally conductive ceramic or a crystalline or amorphous semiconductor material such as silicon carbide or

Siliziumnitrid sein. Ebenso kann die Wärmesenke aus einem Verbundmaterial wie Kupfer-Wolfram oder Direct Bonded Copper, kurz DBC, sein. Zudem ist Diamant oder diamantähnlicher Be silicon nitride. Likewise, the heat sink may be made of a composite material such as copper-tungsten or Direct Bonded Copper, DBC for short. In addition, diamond or diamond-like

Kohlenstoff, kurz DLC, für die Wärmesenke möglich. Im Falle einer metallischen, elektrisch leitfähigen Wärmesenke kann eine elektrisch isolierende Passivierungsschicht vorhanden sein, um elektrische Kurzschlüsse zu unterbinden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Carbon, short DLC, possible for the heat sink. In the event of a metallic, electrically conductive heat sink, an electrically insulating passivation layer may be present to prevent electrical short circuits. According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit teilweise oder vollständig in der  Flow control unit partially or completely in the

Wärmesenke integriert. Dies bedeutet insbesondere, dass sich die Stromregeleinheit teilweise oder vollständig in einer oder in mehreren Ausnehmungen oder Öffnungen der Wärmesenke befindet. Die Stromregeleinheit ist beispielsweise an die Wärmesenke thermisch leitfähig geklebt oder gelötet. Integrated heat sink. This means in particular that the flow control unit is partially or completely located in one or more recesses or openings of the heat sink. The current control unit is glued or soldered thermally conductive, for example, to the heat sink.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine mittlere Dicke der Stromregeleinheit bei höchstens 20 ym oder 15 ym oder 10 ym oder 6 ym. Durch die geringe Dicke der In accordance with at least one embodiment, an average thickness of the flow control unit is at most 20 ym or 15 ym or 10 ym or 6 ym. Due to the small thickness of

Stromregeleinheit kann diese ohne signifikanten zusätzlichen thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiteremitter und der Wärmesenke angebracht werden. Die Stromregeleinheit basiert dabei bevorzugt auf einem Halbleitermaterial wie Silizium.  Current control unit, this can be attached without significant additional thermal resistance between the semiconductor emitter and the heat sink. The current control unit is preferably based on a semiconductor material such as silicon.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit und der Halbleiteremitter teilweise oder vollständig übereinander gestapelt angeordnet. Dabei kann sich der Halbleiteremitter zwischen der Stromregeleinheit und der Wärmesenke befinden oder die Stromregeleinheit ist zwischen dem Halbleiteremitter und der Wärmesenke angebracht. Vollständig übereinander gestapelt bedeutet insbesondere, dass die Stromregeleinheit und der Halbleiteremitter Current control unit and the semiconductor emitter arranged partially or completely stacked. In this case, the semiconductor emitter may be located between the flow control unit and the heat sink or the flow control unit is mounted between the semiconductor emitter and the heat sink. Completely stacked means in particular that the current control unit and the semiconductor emitter

deckungsgleich angeordnet sind oder das die Stromregeleinheit kleiner ist als der Halbleiteremitter und vollständig are arranged congruently or that the current control unit is smaller than the semiconductor emitter and completely

innerhalb des Halbleiteremitters liegt, in Draufsicht within the semiconductor emitter, in plan view

gesehen, oder entsprechend umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die seen, or vice versa. According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit und der Halbleiteremitter elektrisch direkt und/oder flächig miteinander verbunden. Beispielsweise sind der Halbleiteremitter und die Stromregeleinheit elektrisch leitfähig flächig miteinander verklebt oder flächig  Current control unit and the semiconductor emitter electrically connected directly and / or surface. For example, the semiconductor emitter and the current control unit are electrically conductively glued together flat or flat

aneinander gelötet. Damit können Hauptseiten der soldered together. This can main pages of

Stromregeleinheit und des Halbleiteremitters, die einander zugewandt sind, vollständig oder überwiegend mit einem Lot oder einem thermisch und elektrisch leitfähigem Kleber bedeckt sein. Current control unit and the semiconductor emitter, which face each other, be completely or predominantly covered with a solder or a thermally and electrically conductive adhesive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das According to at least one embodiment, this includes

Halbleitermodul einen oder mehrere Sensoren. Der mindestens eine Sensor ist zur Messung von Temperatur, Helligkeit, Semiconductor module one or more sensors. The at least one sensor is for measuring temperature, brightness,

Luftfeuchte, Luftdruck, Betriebsdauer und/oder elektrischer Leistungsaufnahme wie Strom und/oder Spannung eingerichtet. Es können mehrere Sensoren in einem einzigen Bauteil wie einem Halbleiterchip integriert sein oder es können auch mehrere separate Sensoren als voneinander verschiedene Humidity, air pressure, operating time and / or electrical power consumption such as current and / or voltage set up. Several sensors can be integrated in a single component, such as a semiconductor chip, or several separate sensors can be different than one another

Komponenten vorhanden sein. Components be present.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der mindestens eine Sensor zum Halbleiteremitter und/oder zur In accordance with at least one embodiment, the at least one sensor is connected to the semiconductor emitter and / or to the semiconductor emitter

Stromregeleinheit hin in Draufsicht gesehen einen Abstand von höchstens der mittleren Diagonalenlänge des  Stromregeleinheit seen in plan view a distance of at most the average diagonal length of the

Halbleiteremitters auf. Alternativ oder zusätzlich gilt hinsichtlich des Abstands zwischen dem Sensor und dem  Semiconductor emitter on. Alternatively or additionally, with regard to the distance between the sensor and the

Halbleiteremitter und/oder der Stromregeleinheit das gleiche, wie weiter oben zum Abstand zwischen dem Halbleiteremitter und der Stromregeleinheit ausgeführt. Auf die obigen Semiconductor emitter and / or the current control unit the same, as stated above to the distance between the semiconductor emitter and the current control unit. On the above

Ausführungen hierzu wird verwiesen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleitermodul eine oder mehrere Monitor-Fotodioden. Die mindestens eine Monitor-Fotodiode ist zu einer Bestimmung einer Strahlungsleistung der von dem Halbleiteremitter emittierten Strahlung eingerichtet. Die Monitor-Fotodiode kann sich außerhalb eines Strahlpfades zur Emission der Strahlung befinden. Das heißt, es ist möglich, dass die Monitor-Fotodiode lediglich Streustrahlung innerhalb des Halbleitermoduls detektiert. References to this are referred. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor module comprises one or more monitor photodiodes. The at least one monitor photodiode is set up to determine a radiation power of the radiation emitted by the semiconductor emitter. The monitor photodiode may be located outside of a beam path for emission of the radiation. That is, it is possible that the monitor photodiode detects only stray radiation within the semiconductor module.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Monitor- Fotodiode und die Stromregeleinheit monolithisch in einem einzigen Chip integriert. Alternativ handelt es sich bei der Monitor-Fotodiode und der Stromregeleinheit um separate Komponenten. Weiter ist es möglich, dass die Monitor- Fotodiode zusammen mit der Stromregeleinheit monolithisch in dem Halbleiteremitter integriert sind, so dass das In accordance with at least one embodiment, the monitor photodiode and the current control unit are monolithically integrated in a single chip. Alternatively, the monitor photodiode and the current control unit are separate components. Further, it is possible that the monitor photodiode are integrated monolithically in the semiconductor emitter together with the current control unit, so that the

Halbleitermodul aus einem einzigen Halbleiterchip bestehen kann . Semiconductor module can consist of a single semiconductor chip.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform basieren die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit und der Halbleiteremitter auf demselben Halbleitermaterialsystem. Dabei können innerhalb des Current control unit and the semiconductor emitter on the same semiconductor material system. It can be within the

HalbleitermaterialSystems unterschiedliche Semiconductor material systems different

Materialzusammensetzungen und/oder Dotierungen vorliegen. Material compositions and / or dopants are present.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der According to at least one embodiment, the

Halbleiteremitter eine Halbleiterschichtenfolge. Die Semiconductor emitter a semiconductor layer sequence. The

Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V- Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__n_mGamN oder um einSemiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material. In the semiconductor material is In] __ n _ m N m Ga or a for example, a nitride compound semiconductor material such as Al n

Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIri]__n_mGamP oder auch um ein Arsenid-Phosphide compound semiconductor material such as Al n Iri ] __ n _ m Ga m P or even an arsenide

Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__n_mGamAs oder wieCompound semiconductor material such as Al n In ] __ n _ m Ga m As or as

AlnGamIn]__n_mAskP]__k, wobei jeweils 0 ^ n 1, 0 ^ m 1 und n + m < 1 sowie 0 ^ k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der Al n Ga m In ] __ n _ m AskP ] __k, where each 0 ^ n 1, 0 ^ m 1 and n + m <1 and 0 ^ k <1. Preferably, at least one layer or all layers of the

Halbleiterschichtenfolge 0 < n < 0,8, 0,4 < m < 1 und n + m < 0,95 sowie 0 < k < 0,5. Dabei kann die  Semiconductor layer sequence 0 <n <0.8, 0.4 <m <1 and n + m <0.95 and 0 <k <0.5. It can the

Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche  Semiconductor layer sequence dopants and additional

Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Im Falle von grün emittierenden Halbleiteremittern basiert die Stromregeleinheit und/oder der Halbleiteremitter Have constituents. For the sake of simplicity, however, only the essential constituents of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, ie Al, As, Ga, In, N or P, are given, even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances. In the case of green emitting semiconductor emitters, the current control unit and / or the semiconductor emitter is based

bevorzugt auf dem Materialsystem AlInGaN. preferred on the AlInGaN material system.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit dazu eingerichtet, einen Betriebsstrom durch den Halbeiteremitter nur außerhalb eines bestimmten Parameterbereichs zu begrenzen. Der Parameterbereich ist beispielsweise durch einen Kernbetriebstemperaturbereich oder eine bestimmte Betriebsdauer definiert. Der Current control unit configured to limit an operating current through the semiconductor emitter only outside a certain parameter range. The parameter range is defined, for example, by a core operating temperature range or a specific operating time. Of the

Kernbetriebstemperaturbereich liegt beispielsweise zwischen einschließlich -20° C und 80° C. Etwa in Automobilanwendungen wird dieser Temperaturbereich etwa unter Testbedingungen unterschritten oder überschritten. Insbesondere für Core operating temperature range is, for example, between -20 ° C and 80 ° C, for example, in automotive applications, this temperature range is under or exceeded test conditions. Especially for

Automobilanwendungen ist eine Funktionstüchtigkeit des Automotive applications is a functional capability of the

Halbleitermoduls über einen größeren Temperaturbereich nachzuweisen, etwa über einen Temperaturbereich von -40 °C bis 120 °C hinweg, bezogen auf den Ort des Halbleitermoduls. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Demonstrate semiconductor module over a wider temperature range, for example over a temperature range of -40 ° C to 120 ° C away, based on the location of the semiconductor module. According to at least one embodiment, the

Stromregeleinheit außerhalb eines Kernparameterbereichs aktiv und innerhalb des Kernparameterbereichs wirkungslos.  Current control unit active outside a core parameter range and ineffective within the core parameter range.

Wirkungslos kann bedeuten, dass sich die Stromregeleinheit erst außerhalb des Kernparameterbereichs aktiviert. Innerhalb des Kernparameterbereichs fließt beispielsweise durch dieIneffective can mean that the current control unit activates only outside the core parameter range. Within the core parameter range, for example, flows through the

Stromregeleinheit ein Stromanteil von höchstens 10~ oder 10~4 oder lO--^ bezogen auf den mittleren Strom durch den Halbleiteremitter. Das heißt, innerhalb des Current control unit, a current share of at most 10 ~ or 10 ~ 4 or lO - ^ based on the average current through the semiconductor emitter. That is, within the

Kernparameterbereichs ist die Stromregeleinheit für die elektrische Funktion des Halbleitermoduls bevorzugt Kernparameterbereichs the current control unit for the electrical function of the semiconductor module is preferred

vernachlässigbar . negligible.

Das Halbleitermodul wird bevorzugt derart betrieben, dass die Stromregeleinheit im Betrieb meistens inaktiv ist. The semiconductor module is preferably operated such that the current control unit is usually inactive during operation.

Insbesondere wird die Stromregeleinheit lediglich aktiviert und/oder regelt aktiv den Strom, wenn das Halbleitermodul bei vergleichsweise extremen Bedingungen betrieben wird,  In particular, the current control unit is merely activated and / or actively regulates the current when the semiconductor module is operated under comparatively extreme conditions,

insbesondere hinsichtlich der Umgebungstemperatur. Dies bedeutet beispielsweise, dass durch die Stromregeleinheit ein Betriebsbereich des Halbleitermoduls erweitert ist und die Stromregeleinheit lediglich in diesem erweiterten Bereich eine Funktion erfüllt. Innerhalb des Kernparameterbereichs ist dagegen die Stromregeleinheit beim bestimmungsgemäßen Betreiben des Halbleitermoduls praktisch ohne Effekt. especially with regard to the ambient temperature. This means, for example, that an operating range of the semiconductor module is extended by the current control unit and the current control unit fulfills a function only in this extended range. Within the core parameter range, by contrast, the current control unit is virtually without effect when the semiconductor module is operated as intended.

Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren angegeben, mit dem das Halbleitermodul betrieben wird. Dabei ist die In addition, an operating method is specified, with which the semiconductor module is operated. It is the

Stromregeleinheit eine Zener-Diode oder umfasst eine Zener- Diode. Die Zener-Diode ist dem Halbleiteremitter elektrisch antiparallel geschaltet. Eine Durchbruchspannung der Zener- Diode liegt um höchstens einen einer Bandlücke einer aktiven Zone des Halbleiteremitters entsprechenden Betrag oder um höchsten 75 % oder 50 % dieses Betrags oberhalb einer Current control unit a Zener diode or comprises a Zener diode. The zener diode is connected to the semiconductor emitter electrically in anti-parallel. A breakdown voltage of the Zener diode is at most equal to or equal to a bandgap of an active region of the semiconductor emitter highest 75% or 50% of this amount above one

Betriebsspannung des Halbleiteremitters. Der Operating voltage of the semiconductor emitter. Of the

Halbleiteremitter wird bestimmungsgemäß mit der Semiconductor emitter is intended with the

Betriebsspannung betrieben. Die vorangehend für das Operating voltage operated. The preceding for the

Halbleitermodul aufgeführten Merkmale gelten gleichermaßen für das Betriebsverfahren. Semiconductor module listed features apply equally to the operating method.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleitermodul unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Hereinafter, an optoelectronic semiconductor module described herein will be explained in more detail with reference to the drawings with reference to embodiments. Same

Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr könnten einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.  Reference numerals indicate the same elements in the individual figures. However, there are no scale relationships shown, but individual elements could be shown exaggerated for better understanding.

Es zeigen: Show it:

Figuren 1, 3 bis 9 und 11 bis 14 schematische Figures 1, 3 to 9 and 11 to 14 schematic

Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleitermodulen, Sectional views of exemplary embodiments of optoelectronic semiconductor modules described here,

Figur 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Figure 10 is a schematic perspective view of an embodiment of one described here

optoelektronischen Halbleitermoduls, und optoelectronic semiconductor module, and

Figur 2 schematische Darstellungen von elektrischen Figure 2 is a schematic representation of electrical

Leistungsdaten eines Ausführungsbeispiels eines hier Performance data of an embodiment of one here

beschriebenen optoelektronischen Halbleitermoduls. In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines described optoelectronic semiconductor module. In Figure 1 is an embodiment of a

optoelektronischen Halbleitermoduls 1 gezeigt. Das Optoelectronic semiconductor module 1 shown. The

Halbleitermodul 1 umfasst einen Halbleiteremitter 2. Der Halbleiteremitter 2 ist beispielsweise durch eine Laserdiode, etwa zur Erzeugung von grünem Licht, gebildet. Elektrisch antiparallel zu dem Halbleiteremitter 2 ist eine Semiconductor module 1 comprises a semiconductor emitter 2. The semiconductor emitter 2 is for example by a laser diode, about to produce green light, formed. Electrically anti-parallel to the semiconductor emitter 2 is a

Stromregeleinheit 3 geschaltet. Bei der Stromregeleinheit 3 handelt es sich um eine Zener-Diode. Ferner weist das Current control unit 3 connected. The current control unit 3 is a Zener diode. Furthermore, the

Halbleitermodul 1 eine Wärmesenke 4 auf. Semiconductor module 1, a heat sink 4.

Der Halbleiteremitter 2 sowie die Stromregeleinheit 3 sind auf einem gemeinsamen Substrat 22 angebracht. Bei dem The semiconductor emitter 2 and the current control unit 3 are mounted on a common substrate 22. In which

Substrat 22 handelt es sich etwa um ein elektrisch Substrate 22 is about an electrical

leitfähiges Substrat, beispielsweise aus GaN, SiC, Silizium, Direct Bonded Copper oder alternativ auch um ein elektrisch isolierendes Substrat etwa aus Diamant oder einer Keramik. Insbesondere ist das Substrat 22 ein Wachstumssubstrat für den Halbleiteremitter 2, der insbesondere eine conductive substrate, for example of GaN, SiC, silicon, direct bonded copper or alternatively also an electrically insulating substrate such as diamond or a ceramic. In particular, the substrate 22 is a growth substrate for the semiconductor emitter 2, which in particular a

Halbleiterschichtenfolge basierend auf dem Materialsystem AlInGaN mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung umfassen kann. Somit bilden die Stromregeleinheit 3 und der Halbleiteremitter 2 einen einzigen Halbleiterchip 23. Die Stromregeleinheit 3 ist beispielsweise in einer Semiconductor layer sequence based on the material system AlInGaN may include an active zone for generating radiation. Thus, the current control unit 3 and the semiconductor emitter 2 form a single semiconductor chip 23. The current control unit 3 is for example in one

Aussparung dieser Halbleiterschichtenfolge auf dem Substrat 22 angebracht. Es ist möglich, dass die Stromregeleinheit 3 auf dem gleichen Materialsystem wie der Halbleiteremitter basiert. Alternativ kann die Stromregeleinheit aus einem anderen Materialsystem sein und über eine elektrische  Recess of this semiconductor layer sequence mounted on the substrate 22. It is possible that the flow control unit 3 is based on the same material system as the semiconductor emitter. Alternatively, the flow control unit may be made of a different material system and via an electrical

Kontaktfläche 44, etwa durch eine Metallisierung oder durch eine Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid wie ITO gebildet, aufgebracht sein. Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiteremitters 2 sowie der Stromregeleinheit erfolgt über elektrische Kontaktflächen 41, 42, 43, die über Bonddrähte angeschlossen sind. Über die Bonddrähte sind externe elektrische Anschlüsse 31 realisiert. Alternativ zu einer Kontaktierung über Bonddrähte kann das Halbleitermodul abweichend von der Darstellung in Figur 1 als oberflächenmontierbares Modul ausgeführt sein. In diesem Fall können in der elektrisch isolierenden Wärmesenke 4, Contact surface 44, as formed by a metallization or by a layer of a transparent conductive oxide such as ITO, be applied. An electrical contacting of the semiconductor emitter 2 and the current control unit via electrical contact surfaces 41, 42, 43, which are connected via bonding wires. About the bonding wires external electrical connections 31 are realized. As an alternative to contacting via bonding wires, the semiconductor module can be designed differently from the illustration in FIG. 1 as a surface-mountable module. In this case, in the electrically insulating heat sink 4,

beispielsweise aus einem Nitrid wie Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid oder aus einem Karbid wie Siliziumkarbid, elektrische Durchkontaktierungen gebildet sein, die an eine dem Halbleiterchip 23 abgewandte Unterseite geführt sind. Alle externen elektrischen Anschlüsse befinden sich dann, abweichend von der Darstellung in Figur 1, an der dem For example, be formed from a nitride such as aluminum nitride or silicon nitride or a carbide such as silicon carbide, electrical feedthroughs, which are guided to a side facing away from the semiconductor chip 23 underside. All external electrical connections are then, deviating from the illustration in Figure 1, at the

Halbleiterchip 23 abgewandten Unterseite der Wärmesenke 4.  Semiconductor chip 23 facing away underside of the heat sink. 4

In Figur 2A ist für eine erste Temperatur Tl von 25 °C und eine zweite Temperatur T2 von -40 °C ein Verlauf eines elektrischen Stroms I gegenüber einer elektrischen Spannung U dargestellt, in Figur 2B ist der Verlauf des Stroms I gegenüber der elektrischen Leistung P gezeigt. Zu erkennen ist, dass bei der ersten Temperatur Tl der Strom- Spannungsverlauf sowie der Strom-Leistungsverlauf einer üblichen Diodenkennlinie entspricht. Das heißt, bei einer vergleichsweise normalen Temperatur von 25° C ist die In FIG. 2A, for a first temperature T1 of 25 ° C. and a second temperature T2 of -40 ° C., a profile of an electrical current I relative to an electrical voltage U is shown, in FIG. 2B the course of the current I is compared with the electrical power P. shown. It can be seen that at the first temperature Tl the current-voltage curve and the current-power curve correspond to a conventional diode characteristic. That is, at a comparatively normal temperature of 25 ° C is the

Stromregeleinheit 3 praktisch ohne Effekt. Bei einer deutlich tieferen Temperatur als der zweiten Temperatur T2 erfolgt durch die Stromregeleinheit 3 in Form der Zener-Diode gemäß Figur 1 eine deutliche Abregelung, erkennbar in den Knicken in den Kurven zur zweiten Temperatur T2. Dadurch ist bei tiefen Temperaturen eine Überlastung des Halbleiteremitters 2 durch die Stromregeleinheit 3 verhindert. Somit ist auf kompakte und effiziente Weise der bei tiefen Temperaturen gegebene starke Anstieg der Betriebsspannung, der mit einem Ausfall des Moduls verbunden sein kann, vermeidbar. Gemäß Figur 1 dient dabei als Stromregeleinheit 3 die Zener-Diode, ähnlich einer Diode zum Schutz vor Current control unit 3 virtually no effect. At a significantly lower temperature than the second temperature T2 is carried out by the current control unit 3 in the form of the Zener diode according to Figure 1, a significant reduction, recognizable in the kinks in the curves to the second temperature T2. As a result, overloading of the semiconductor emitter 2 by the current control unit 3 is prevented at low temperatures. Thus, in a compact and efficient manner, the large increase in operating voltage at low temperatures, which may be associated with failure of the module, can be avoided. According to FIG. 1, the flow control unit 3 serves as the flow control unit the Zener diode, similar to a diode for protection

elektrostatischen Entladungen. Jedoch wird die electrostatic discharges. However, the

Durchbruchspannung dieser Zener-Diode so ausgelegt, dass diese bei tiefen Temperaturen der Laserdiodenspannung Breakdown voltage of this Zener diode designed so that this at low temperatures of the laser diode voltage

entspricht. Somit begrenzt die Zener-Diode den Stromfluss durch die Laserdiode. Die Durchbruchspannung der Zener-Diode, die die Stromregeleinheit 3 bildet, liegt bei signifikant niedrigeren Werten als im Falle einer herkömmlichen Diode zum Schutz vor elektrostatischen Entladungen. Anders als eine ESD-Schutzdiode wirkt die Stromregeleinheit 3 somit vor allem in Vorwärtsrichtung und nicht in Sperrrichtung. Zusätzlich kann die Stromregeleinheit 3 in Sperrrichtung als ESD- Schutzdiode dienen. equivalent. Thus, the zener diode limits the current flow through the laser diode. The breakdown voltage of the zener diode constituting the current control unit 3 is significantly lower than that of a conventional electrostatic discharge protection diode. Unlike an ESD protection diode, the current control unit 3 thus acts primarily in the forward direction and not in the reverse direction. In addition, the current control unit 3 in the reverse direction can serve as an ESD protection diode.

Bei der Durchbruchspannung der Zener-Diode fließt bei tiefen Temperaturen ein Teil des Vorwärtsstroms durch die Zener- Diode und nicht durch den Halbleiteremitter 2, insbesondere in Form einer Laserdiode. Damit wird der Halbleiteremitter 2 weniger bestromt, als dies ohne Stromregeleinheit 3 der Fall wäre. Hierdurch bleibt die Vorwärtsspannung des At the breakdown voltage of the Zener diode, at low temperatures, part of the forward current flows through the Zener diode and not through the semiconductor emitter 2, in particular in the form of a laser diode. Thus, the semiconductor emitter 2 is energized less than would be the case without current control unit 3. This leaves the forward voltage of the

Halbleiteremitters 2 unter einem kritischen Wert und das Halbleitermodul 1 fällt nicht aus. Die Strombegrenzung erfolgt insofern automatisch, als diese erst ab einer Semiconductor emitter 2 below a critical value and the semiconductor module 1 does not fail. The current limit is automatic insofar as this only from a

bestimmten Vorwärtsspannung erfolgt, vorgegeben durch die Durchbruchspannung der Stromregeleinheit 3. Eine certain forward voltage, given by the breakdown voltage of the current control unit 3. A

weitergehende Regelung ist nicht zwingend erforderlich. further regulation is not mandatory.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die In the embodiment of Figure 3 is the

Stromregeleinheit 3 seitlich neben dem Halbleiteremitter 2 auf der Wärmesenke 4 montiert. Ein Abstand D zwischen dem Halbleiteremitter 2 und der Stromregeleinheit 3 liegt Current control unit 3 mounted laterally next to the semiconductor emitter 2 on the heat sink 4. A distance D between the semiconductor emitter 2 and the current control unit 3 is located

beispielsweise bei ungefähr 20 ym. Insbesondere ist der for example, at about 20 ym. In particular, the

Abstand D kleiner als eine kleinste Kantenlänge E des Halbleiteremitters 2 und eine Kantenlänge F der Distance D smaller than a smallest edge length E of Semiconductor emitter 2 and an edge length F of

Stromregeleinheit 3. Bei dem Halbleiteremitter 2 handelt es sich etwa um einen Laserdiodenchip oder Laserbarren, der in Richtung senkrecht zur Zeichenebene eine größere Ausdehnung aufweist als die kleinste Kantenlänge E. Current control unit 3. The semiconductor emitter 2 is, for example, a laser diode chip or laser bar which has a greater extent in the direction perpendicular to the plane of the drawing than the smallest edge length E.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 4A ist die Stromregeleinheit 3 durch einen Stromregler gebildet, welcher zusammen mit dem Halbleiteremitter 2 auf der Wärmesenke 4 montiert ist. Die Stromregeleinheit 3 ist mit dem Halbleiteremitter elektrisch in Reihe geschaltet. Ein Stromregler für die In the embodiment of Figure 4A, the current control unit 3 is formed by a current regulator, which is mounted together with the semiconductor emitter 2 on the heat sink 4. The current control unit 3 is electrically connected in series with the semiconductor emitter. A current regulator for the

Stromregeleinheit 3 ist beispielsweise durch einen Flow control unit 3 is for example by a

Widerstand, eine Stromregeldiode und/oder einen integrierten Schaltkreis gebildet. Im Falle einer Stromregeldiode für die Stromregeleinheit 3 ist das entsprechende Ersatzschaltbild in Figur 4B veranschaulicht. Resistor, a current control diode and / or an integrated circuit formed. In the case of a current control diode for the current control unit 3, the corresponding equivalent circuit diagram in Figure 4B is illustrated.

Gemäß Figur 5 ist die Stromregeleinheit 3 durch einen According to Figure 5, the flow control unit 3 by a

integrierten Schaltkreis ausgeführt, der optional eine integrated circuit running, the optional one

Speichereinheit 32 enthalten kann. Die elektrische Memory unit 32 may include. The electric

Verschaltung ist analog zu Figur 4. Interconnection is analogous to FIG. 4.

Optional ist zudem mindestens ein Sensor 5a, 5b vorhanden. Der zumindest eine Sensor 5a, 5b kann für Temperatur, optische Leistung des Halbleiteremitters, Luftfeuchtigkeit oder Luftdruck eingerichtet sein. Dabei kann der Sensor 5a in dem Halbleiterchip 23 der Stromregeleinheit 3 integriert sein oder es kann ein separater Sensor 5b etwa an der Wärmesenke 4 angebracht sein. Optionally, at least one sensor 5a, 5b is also present. The at least one sensor 5a, 5b can be set up for temperature, optical power of the semiconductor emitter, air humidity or air pressure. In this case, the sensor 5 a can be integrated in the semiconductor chip 23 of the current control unit 3, or a separate sensor 5 b can be attached approximately to the heat sink 4.

Abweichend von der Darstellung in Figur 5 weist der separate Sensor 5b bevorzugt mehr als eine elektrische Verbindung zum Sensor 5a und zur Stromregeleinheit 3 auf, beispielsweise über nicht gezeichnete zusätzliche Bonddrähte und/oder Notwithstanding the representation in FIG. 5, the separate sensor 5b preferably has more than one electrical connection to the sensor 5a and to the current control unit 3, for example over not drawn additional bonding wires and / or

Leiterbahnen . Tracks.

Bevorzugt abhängig von den Messwerten des oder der Sensoren 5a, 5b begrenzt die Stromregeleinheit 3 den Strom durch den Halbleiteremitter 2. Beispielsweise liegt ein Maximalstrom bei einer Temperatur von 25 °C bei 2 A, wohingegen bei einer Temperatur von -40 °C der erlaubte Maximalstrom bei lediglich 1 A liegt. In der optional vorhandenen Speichereinheit 32, die auch als externe Komponente außerhalb des Halbleiterchips 23 für die Stromregeleinheit 3 realisiert sein kann, ist etwa eine Tabelle hinterlegt, die temperaturabhängig die For example, a maximum current at a temperature of 25 ° C is 2 A, whereas at a temperature of -40 ° C, the maximum current allowed is only 1 A In the optionally existing memory unit 32, which may also be implemented as an external component outside the semiconductor chip 23 for the current control unit 3, is about a table deposited, the temperature-dependent

Maximalströme enthält, so dass für jede Temperatur oder für kleinere Temperaturbereiche ein Maximalstrom durch den Contains maximum currents, so that for each temperature or for smaller temperature ranges, a maximum current through the

Halbleiteremitter 2 zielgenau einstellbar ist. Semiconductor emitter 2 is precisely adjustable.

Bei dem integrierten Schaltkreis, kurz IC, handelt es sich insbesondere um einen anwenderspezifischen integrierten The integrated circuit, or IC for short, is in particular a user-specific integrated one

Schaltkreis, kurz ASIC. Circuit, short ASIC.

Es ist möglich, dass ein Vorwärtsstrom komplett von der It is possible that a forward current completely from the

Stromregeleinheit 3 vorgegeben wird. In diesem Fall ist es ausreichend, lediglich eine Spannungsversorgung an die externen Anschlüsse 31 anzulegen. Eine externe Stromregelung ist damit entbehrbar. Current control unit 3 is specified. In this case, it is sufficient to apply only a power supply to the external terminals 31. An external power control is therefore unnecessary.

Der integrierte Schaltkreis und damit die Stromregeleinheit 3 sind bevorzugt in Siliziumtechnologie gefertigt. Eine The integrated circuit and thus the current control unit 3 are preferably made in silicon technology. A

Regelcharakteristik der Stromregeleinheit 3 kann in den integrierten Schaltkreis eingebrannt sein. Es kann jederControl characteristic of the current control unit 3 may be burned into the integrated circuit. It can be anyone

Halbleiteremitter 2 mit einer individuellen Stromregeleinheit 3 versehen sein. Optional kann eine Regelcharakteristik im laufenden Betrieb des Halbleitermoduls umprogrammiert werden. Dazu umfasst die Stromregeleinheit 3 insbesondere einen Bus-Anschluss , zumSemiconductor emitter 2 may be provided with an individual flow control unit 3. Optionally, a control characteristic can be reprogrammed during operation of the semiconductor module. For this purpose, the current control unit 3 in particular comprises a bus connection to

Beispiel einen I^c-Bus. Eine Programmierung erfolgt Example an I ^ c bus. Programming is done

beispielsweise durch ein Digitalsignal an einer Anode und Kathode, insbesondere über die elektrischen Anschlüsse 31 oder über eine zusätzliche, nicht gezeichnete Leitung, welche aus dem Halbleitermodul 1 zusätzlich herausgeführt wird. Die Speichereinheit 32 kann eine Datenspeicherfunktion aufweisen, welche die Betriebsbedingungen des for example, by a digital signal at an anode and cathode, in particular via the electrical connections 31 or via an additional, not shown line, which is additionally led out of the semiconductor module 1. The memory unit 32 may have a data storage function which determines the operating conditions of the

Halbleiteremitters 2 aufzeichnet, insbesondere den Strom, die Spannung, die optische Leistung und/oder die  Semiconductor emitter 2 records, in particular the current, the voltage, the optical power and / or the

Umgebungstemperatur. Es ist möglich, dass diese Daten im Bedarfsfall ausgelesen werden können. Ambient temperature. It is possible that these data can be read out if necessary.

Über eine solche Stromregeleinheit 3 mit einem integrierten Schaltkreis ist es ermöglichbar, beliebige Impulsfolgen etwa zur Datenübertragung über Lichtsignale mittels des About such a current control unit 3 with an integrated circuit, it is possible, any pulse sequences such as data transmission via light signals by means of

Halbleitermoduls zu erzeugen. To produce a semiconductor module.

Ferner ist es möglich, dass insbesondere die Furthermore, it is possible that in particular the

Stromregeleinheit 3 einen zusätzlichen Emitter, bevorzugt für nicht sichtbare Strahlung wie nahinfrarote Strahlung, umfasst oder an einen solchen Emitter angeschlossen ist. Zudem kann die Stromregeleinheit 3 eine zusätzliche Fotodiode  Current control unit 3 comprises an additional emitter, preferably for non-visible radiation such as near-infrared radiation, or is connected to such an emitter. In addition, the current control unit 3, an additional photodiode

insbesondere für nahinfrarote Strahlung aufweisen oder mit einer solchen Fotodiode verbunden sein. Mittels eines solchen nicht eigens gezeichneten zusätzlichen Emitters und/oder Fotodiode ist eine optische Kommunikation mit anderen in particular for near-infrared radiation or be connected to such a photodiode. By means of such not specially drawn additional emitter and / or photodiode is an optical communication with others

Bauteilen möglich, etwa zum Datenaustausch und/oder zur  Components possible, for example for data exchange and / or

Ansteuerung . Die Sensoren 5a, 5b, die in der Stromregeleinheit 3 Control. The sensors 5 a, 5 b, in the flow control unit. 3

integriert sein können, umfassen etwa auch Sensoren für Umgebungslicht oder Näherungssensoren. Beispielsweise ist die Stromregeleinheit 3 ähnlich funktionalisiert , wie der IC SFH 7770 E6 des Herstellers OSRAM Opto Semiconductors GmbH. may include, for example, ambient light sensors or proximity sensors. For example, the current control unit 3 is similarly functionalized, such as the IC SFH 7770 E6 manufacturer OSRAM Opto Semiconductors GmbH.

Entsprechende Gestaltungen der Stromregeleinheit 3 und des mindestens einen Sensors 5a, 5b, wie obenstehend in Corresponding configurations of the flow control unit 3 and the at least one sensor 5a, 5b, as described above in FIG

Verbindung mit Figur 5 erläutert, können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen, ebenso wie alternative, einfachere Konzepte, in denen die Compound illustrated with Figure 5, can also be used in all other embodiments, as well as alternative, simpler concepts in which the

Stromregeleinheit 3 etwa als Zener-Diode, Thyristor oder Stromregeldiode ausgeführt ist. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist der Current control unit 3 is designed as a Zener diode, thyristor or current control diode. In the embodiment of Figure 6 is the

Halbleiteremitter 2 über der Stromregeleinheit 3 gestapelt über der Wärmesenke 4 angeordnet. Dabei kann die  Semiconductor emitter 2 stacked above the flow control unit 3 disposed above the heat sink 4. It can the

Stromregeleinheit 3 eine größere laterale Ausdehnung Flow control unit 3 a greater lateral extent

aufweisen als der Halbleiteremitter 2. Zwischen dem have as the semiconductor emitter 2. Between the

Halbleiteremitter 2 und der Stromregeleinheit 3 kann sich die elektrische Kontaktfläche 41 befinden. Semiconductor emitter 2 and the current control unit 3, the electrical contact surface 41 may be located.

Abweichend von der Darstellung in Figur 6 kann eine Stapelung auch derart erfolgen, sodass sich der Halbleiteremitter 2 zwischen der Stromregeleinheit 3 und der Wärmesenke 4 befindet . Notwithstanding the illustration in FIG. 6, a stacking can also take place in such a way that the semiconductor emitter 2 is located between the current control unit 3 and the heat sink 4.

In Figur 7 ist gezeigt, dass die Wärmesenke 4 eine Ausnehmung aufweist, in der sich die Stromregeleinheit 3 vollständig befindet. Die Stromregeleinheit 3 schließt bevorzugt bündig mit der Wärmesenke 4 ab. Die Stromregeleinheit 3, etwa in Siliziumtechnologie In Figure 7 it is shown that the heat sink 4 has a recess in which the flow control unit 3 is completely located. The flow control unit 3 preferably ends flush with the heat sink 4. The current control unit 3, approximately in silicon technology

ausgeführt, ist bevorzugt dünn gestaltet mit einer Dicke von beispielsweise maximal 10 ym, um einen geringen thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiteremitter 2 und der designed, is preferably made thin with a thickness of, for example, a maximum of 10 ym, to a low thermal resistance between the semiconductor emitter 2 and the

Wärmesenke 4 zu gewährleisten. Dies gilt entsprechend Heat sink 4 to ensure. This applies accordingly

bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen. preferably in all other embodiments.

Wie in Figur 7 dargestellt ist es möglich, dass der As shown in Figure 7, it is possible that the

Halbleiteremitter 2 nur teilweise auf der Stromregeleinheit 3 angebracht ist und sich teilweise direkt an der Wärmesenke 4 befindet. Alternativ kann sich der Halbleiteremitter 2 vollständig über der Stromregeleinheit 3 befinden. Semiconductor emitter 2 is only partially mounted on the flow control unit 3 and partially located directly on the heat sink 4. Alternatively, the semiconductor emitter 2 may be completely above the current control unit 3.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 dient die In the embodiment of Figure 8 is the

Stromregeleinheit 3 gleichzeitig als Wärmesenke für den Flow control unit 3 at the same time as a heat sink for the

Halbleiteremitter 2. Eine separate Wärmesenke ist in diesem Fall nicht erforderlich.  Semiconductor emitter 2. A separate heat sink is not required in this case.

Abweichend von der Darstellung in Figur 8 ist es auch Notwithstanding the illustration in Figure 8, it is also

möglich, dass das Halbleitermodul 1 oberflächenmontierbar ist und ohne elektrische Anschlüsse 31, realisiert durch possible that the semiconductor module 1 is surface mountable and without electrical connections 31, realized by

Bonddrähte, kontaktierbar ist. Ferner ist es möglich, dass ein extern elektrischer Anschluss 31 an der optionalen Bond wires, is contactable. Furthermore, it is possible that an external electrical connection 31 at the optional

Kontaktfläche 43 an einer dem Halbleiteremitter 2 abgewandten Seite angebracht ist. So können elektrische Contact surface 43 is attached to a side facing away from the semiconductor emitter 2 side. So can electrical

Durchkontaktierungen von dem Halbleiteremitter 2 durch die Stromregeleinheit 3 hindurch reichen oder es sind elektrische Leitungen über Seitenflächen der Stromregeleinheit 3 geführt. In Figur 9 ist veranschaulicht, dass die Stromregeleinheit 3 monolithisch in der Wärmesenke 4 integriert ist. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Bauweise realisieren. Die Stromregeleinheit 3 und die verbleibenden Teile der Wärmesenke 4 weisen bevorzugt dieselbe Breite auf. Abweichend von der Darstellung in Figur 9 können in seitlicher Richtung die Wärmesenke 4 mit der Stromregeleinheit 3 sowie der Through holes of the semiconductor emitter 2 through the current control unit 3 pass through or electrical lines are guided over side surfaces of the flow control unit 3. FIG. 9 illustrates that the flow control unit 3 is monolithically integrated in the heat sink 4. This makes it possible to realize a particularly compact design. The flow control unit 3 and the remaining parts of Heat sink 4 preferably have the same width. Notwithstanding the illustration in Figure 9, in the lateral direction, the heat sink 4 with the flow control unit 3 and the

Halbleiteremitter 2 bündig miteinander abschließen. Semiconductor emitter 2 flush with each other.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 10 befindet sich die In the embodiment of Figure 10 is the

Stromregeleinheit 3 am Ort einer Monitor-Fotodiode 6. Das heißt, die Stromregeleinheit 3 kann in der Monitor-Fotodiode 6 integriert sein, welche sich bevorzugt im gleichen Gehäuse wie der Halbleiteremitter 2 befindet. Mit anderen Worten enthält die Stromregeleinheit 3 dann eine Fotodiode, mit der die optische Leistung des Halbleiteremitters 2 überwacht und bevorzugt geregelt werden kann. Ein Abstand der Current control unit 3 at the location of a monitor photodiode 6. That is, the current control unit 3 may be integrated in the monitor photodiode 6, which is preferably in the same housing as the semiconductor emitter 2. In other words, the current control unit 3 then contains a photodiode with which the optical power of the semiconductor emitter 2 can be monitored and preferably regulated. A distance of

Stromregeleinheit 3 zu dem Halbleiteremitter 2 liegt weit unterhalb einer Diagonalenlänge G des Halbleiteremitters 2. Current control unit 3 to the semiconductor emitter 2 is far below a diagonal length G of the semiconductor emitter. 2

Dabei kann, siehe Figur 11, die Monitor-Fotodiode 6 zusammen mit der Stromregeleinheit 3 monolithisch in dem In this case, see Figure 11, the monitor photodiode 6 together with the current control unit 3 monolithic in the

Halbleiterchip 23 für den Halbleiteremitter 2 integriert sein, etwa in einer dafür vorgesehenen Vertiefung des Semiconductor chip 23 may be integrated for the semiconductor emitter 2, such as in a designated recess of the

Halbleiteremitters 2. Alternativ kann eine großflächige  Semiconductor emitter 2. Alternatively, a large area

Verbindung zwischen dem Halbleiteremitter 2 und der Connection between the semiconductor emitter 2 and the

Stromregeleinheit 3 erfolgen, beispielsweise mittels Flow control unit 3 done, for example by means

Waferbonden . Wafer bonding.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 12 sind die In the embodiment of Figure 12 are the

Stromregeleinheit 3 und der Halbleiteremitter 2 monolithisch in dem Halbleiterchip 23 integriert. Dabei können der Current control unit 3 and the semiconductor emitter 2 monolithically integrated in the semiconductor chip 23. It can the

Halbleiteremitter 2 und die Stromregeleinheit 3 etwa durch selektive Epitaxie auf dem gemeinsamen Substrat 22 erzeugt sein. Alternativ ist eine nachträgliche Behandlung von Semiconductor emitter 2 and the current control unit 3 may be generated approximately by selective epitaxy on the common substrate 22. Alternatively, a subsequent treatment of

Teilbereichen des Halbleiteremitters 2 etwa über Portions of the semiconductor emitter 2 about about

Ionenimplantation möglich, um lokal eine Diode in umgekehrter Richtung zu erhalten und so die Stromregeleinheit 3 zu erzeugen . Ion implantation possible to locally turn a diode in reverse To obtain direction and so to produce the current control unit 3.

Die Stromregeleinheit 3 und der Halbleiteremitter 2 können auf dem gleichen Materialsystem basieren, beispielsweise beide auf GaN. Alternativ können unterschiedliche The current control unit 3 and the semiconductor emitter 2 may be based on the same material system, for example both on GaN. Alternatively, different

Materialsysteme verwendet werden, zum Beispiel GaN auf Material systems are used, for example, GaN on

Silizium oder Silizium auf GaN. Dies gilt insbesondere für blau oder grün emittierende Leuchtdioden oder Halbleiterlaser für den Halbleiteremitter 2, welche auf einem Silicon or silicon on GaN. This is especially true for blue or green emitting LEDs or semiconductor lasers for the semiconductor emitter 2, which on a

Siliziumsubstrat hergestellt werden können oder auf ein  Silicon substrate can be made or on a

Siliziumsubstrat umgebondet sind. Silicon substrate are transposed.

In Figur 13 ist illustriert, dass die Stromregeleinheit 3 ein Wachstumssubstrat für den Halbleiteremitter 2 bildet. FIG. 13 illustrates that the current control unit 3 forms a growth substrate for the semiconductor emitter 2.

Beispielsweise ist eine elektrische Kontaktfläche 43 auf einem freiliegenden Teilgebiet der Stromregeldiode 3  By way of example, an electrical contact surface 43 is on an exposed subarea of the current control diode 3

aufgebracht . In Figur 14 ist illustriert, dass anders als in Figur 13 der Halbleiteremitter 2 als Wachstumssubstrat für die applied. In FIG. 14, it is illustrated that, unlike in FIG. 13, the semiconductor emitter 2 is used as a growth substrate for the

Stromregeleinheit 3 gestaltet ist. Dabei können, wie auch in Figur 13, nicht gezeichnete zusätzliche Pufferschichten vorhanden sein, um das gegenseitige Aufeinanderwachsen des Halbleiteremitters 2 sowie der Stromregeleinheit 3 zu Flow control unit 3 is designed. In this case, as in Figure 13, not shown additional buffer layers may be present to the mutual growth of the semiconductor emitter 2 and the flow control unit 3 to

erleichtern . facilitate .

Insbesondere beim Ausführungsbeispiel der Figur 14 ist auch der Halbleiteremitter 2 dünn gestaltet, etwa als substratlose Diode, deren Halbleiterschichtenfolge von einem In particular, in the embodiment of Figure 14 and the semiconductor emitter 2 is designed thin, such as a substrateless diode whose semiconductor layer sequence of a

Aufwachssubstrat entfernt ist. Damit kann eine effiziente thermische Ankopplung an die Wärmesenke 4 und/oder an die optional ebenso als Wärmesenke gestaltete Stromregeleinheit 3 erzielt werden. Entsprechendes ist in allen anderen Growth substrate is removed. This can be an efficient thermal coupling to the heat sink 4 and / or to the optionally also designed as a heat sink flow control unit. 3 be achieved. The same is true in all others

Ausführungsbeispielen möglich. Embodiments possible.

Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen The components shown in the figures follow, unless otherwise indicated, preferably in the specified

Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind voneinander Sequence directly on each other. Layers that are not touching in the figures are different from each other

beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der spaced. As far as lines are drawn parallel to each other, the corresponding surfaces are also aligned parallel to each other. Also, unless otherwise indicated, the relative positions of the

gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben . Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die drawn components to each other in the figures correctly reproduced. The invention described here is not by the

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.  Description limited to the embodiments.

Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist . Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 112 101.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2017 112 101.3, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Reference sign list

1 optoelektronisches Halbleitermodul 1 optoelectronic semiconductor module

2 Halbleiteremitter  2 semiconductor emitters

22 Substrat  22 substrate

23 Halbleiterchip  23 semiconductor chip

3 Stromregeleinheit  3 flow control unit

31 externer elektrischer Anschluss  31 external electrical connection

32 Speichereinheit  32 storage unit

4 Wärmesenke  4 heat sink

41-44 elektrische Kontaktfläche  41-44 electrical contact surface

5 Sensor  5 sensor

6 Monitor-Fotodiode  6 monitor photodiode

D Abstand Halbleiteremitter - Stromregeleinheit D Distance semiconductor emitter - current control unit

E kleinste Kantenlänge des HalbleiteremittersE smallest edge length of the semiconductor emitter

F Kantenlänge der Stromregeleinheit F edge length of the flow control unit

G Diagonalenlänge des Halbleiteremitters  G Diagonal length of the semiconductor emitter

I Strom in A  I electricity in A

P elektrische Leistung in W  P electrical power in W

Tl erste Temperatur, 25 °C  Tl first temperature, 25 ° C

T2 zweite Temperatur, -40 °C  T2 second temperature, -40 ° C

U Spannung in V  U voltage in V

Claims

Patentansprüche claims 1. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) mit 1. Optoelectronic semiconductor module (1) with - einem Halbleiteremitter (2) zur Erzeugung von Strahlung, und  - A semiconductor emitter (2) for generating radiation, and - einer Stromregeleinheit (3) ,  a flow control unit (3), wobei in which - der Halbleiteremitter (2) und die Stromregeleinheit (3) mechanisch fest und zusammenhängend in dem Halbleitermodul (1) integriert sind, und  - The semiconductor emitter (2) and the current control unit (3) mechanically fixed and contiguous in the semiconductor module (1) are integrated, and - der Halbleiteremitter (2) und die Stromregeleinheit (3) in Draufsicht gesehen einen Abstand (D) zueinander von höchstens einer mittleren Diagonalenlänge (G) des Halbleiteremitters (2) aufweisen,  the semiconductor emitter (2) and the current control unit (3), as seen in plan view, have a distance (D) from one another of at most one mean diagonal length (G) of the semiconductor emitter (2), - die Stromregeleinheit (3) eine Zener-Diode umfasst oder ist, die dem Halbleiteremitter (2) elektrisch antiparallel geschaltet ist, und - The current control unit (3) comprises or is a Zener diode, which is the semiconductor emitter (2) electrically connected in anti-parallel, and - eine Durchbruchspannung der Zener-Diode um höchstens einen einer Bandlücke einer aktiven Zone des Halbleiteremitters (2) entsprechenden Betrags oberhalb einer bestimmungsgemäßen Betriebsspannung des Halbleiteremitters (2) liegt.  - A breakdown voltage of the Zener diode by at most one of a band gap of an active region of the semiconductor emitter (2) corresponding amount above a normal operating voltage of the semiconductor emitter (2). 2. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach dem 2. Optoelectronic semiconductor module (1) after the vorhergehenden Anspruch, previous claim, bei dem der Halbleiteremitter (2) und die Stromregeleinheit (3) in einem einzigen Halbleiterchip (23) monolithisch integriert sind, in which the semiconductor emitter (2) and the current control unit (3) are monolithically integrated in a single semiconductor chip (23), wobei der Halbleiteremitter (2) eine Laserdiode ist, und wobei der Halbleiteremitter (2) dazu eingerichtet ist, mit einer mittleren elektrischen Leistung von mindestens 0,1 W betrieben zu werden. wherein the semiconductor emitter (2) is a laser diode, and wherein the semiconductor emitter (2) is adapted to be operated with an average electric power of at least 0.1W. 3. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) ein Wachstumssubstrat für den Halbleiteremitter (2) bildet oder umgekehrt. in which the current control unit (3) forms a growth substrate for the semiconductor emitter (2) or vice versa. 4. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) eine Zener-Diode ist, die dem Halbleiteremitter (2) elektrisch antiparallel geschaltet ist, in which the current control unit (3) is a Zener diode, which is connected in an anti-parallel manner to the semiconductor emitter (2), wobei eine Durchbruchspannung der Zener-Diode gleich einer Betriebsspannung des Halbleiteremitters (2) bei einer wherein a breakdown voltage of the Zener diode is equal to an operating voltage of the semiconductor emitter (2) in a Temperatur von -20 °C ist, mit einer Toleranz von höchstens 1 V. Temperature of -20 ° C, with a tolerance of at most 1 V. 5. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) nur zu einer in which the flow control unit (3) only to one Strombegrenzung durch den Halbleiteremitter (2) hindurch eingerichtet ist. Current limit through the semiconductor emitter (2) is arranged through. 6. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) eine Stromregeldiode umfasst, die dem Halbleiteremitter (2) elektrisch in Serie geschaltet ist. wherein the current control unit (3) comprises a current control diode which is electrically connected in series to the semiconductor emitter (2). 7. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) einen programmierbaren integrierten Schaltkreis umfasst, an dem der wherein the current control unit (3) comprises a programmable integrated circuit, to which the Halbleiteremitter (2) elektrisch angeschlossen ist. Semiconductor emitter (2) is electrically connected. 8. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach dem 8. Optoelectronic semiconductor module (1) after the vorhergehenden Anspruch, previous claim, bei dem die Stromregeleinheit (3) im laufenden Betrieb des Halbleitermoduls (1) programmierbar ist und einen externen elektrischen Anschluss (31) sowie eine Speichereinheit (32) umfasst . in which the current control unit (3) is programmable during operation of the semiconductor module (1) and comprises an external electrical connection (31) and a memory unit (32). 9. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, ferner umfassend eine Wärmesenke (4) mit einer mittleren Wärmeleitfähigkeit von mindestens 120 W/ (m-K), auf der diefurther comprising a heat sink (4) having an average thermal conductivity of at least 120 W / (m-K) on which the Stromregeleinheit (3) und der Halbleiteremitter (2) gemeinsam angebracht sind, Current control unit (3) and the semiconductor emitter (2) are mounted together, wobei die Wärmesenke (4) die mechanisch tragende und wherein the heat sink (4) the mechanically bearing and stabilisierende Komponente des Halbleitermoduls (1) bildet. stabilizing component of the semiconductor module (1) forms. 10. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach dem 10. Optoelectronic semiconductor module (1) after the vorhergehenden Anspruch, previous claim, bei dem die Stromregeleinheit (3) teilweise oder vollständig in der Wärmesenke (4) integriert ist, in which the flow control unit (3) is partially or completely integrated in the heat sink (4), wobei eine mittlere Dicke der Stromregeleinheit (3) bei höchstens 15 ym liegt. wherein an average thickness of the flow control unit (3) is at most 15 ym. 11. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) und der Halbleiteremitter (2) teilweise oder vollständig übereinander gestapelt angeordnet und elektrisch direkt flächig miteinander in which the current control unit (3) and the semiconductor emitter (2) arranged partially or completely stacked on top of each other and electrically directly flat with each other verbunden sind. are connected. 12. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, ferner umfassend mindestens einen Sensor (5) für Temperatur, Helligkeit, Luftfeuchte, Luftdruck, Betriebsdauer und/oder elektrischer Leistungsaufnahme, further comprising at least one sensor (5) for temperature, brightness, air humidity, air pressure, operating time and / or electrical power consumption, wobei der Sensor (5) zum Halbleiteremitter (2) und/oder zur Stromregeleinheit (3) in Draufsicht gesehen einen Abstand von höchstens der mittleren Diagonalenlänge des wherein the sensor (5) to the semiconductor emitter (2) and / or the current control unit (3) seen in plan view a distance of at most the average diagonal length of Halbleiteremitters (2) aufweist. Semiconductor emitter (2). 13. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, ferner umfassend mindestens eine Monitor-Fotodiode (6) zur Bestimmung einer Strahlungsleistung der von dem further comprising at least one monitor photodiode (6) for determining a radiation power of the Halbleiteremitter (2) emittierten Strahlung, Semiconductor emitter (2) emitted radiation, wobei die Monitor-Fotodiode (6) und die Stromregeleinheit (3) monolithisch in einem einzigen Chip integriert sind. wherein the monitor photodiode (6) and the current control unit (3) are monolithically integrated in a single chip. 14. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) und der Halbleiteremitter (2) auf demselben Halbleitermaterialsystem basieren, in which the current control unit (3) and the semiconductor emitter (2) are based on the same semiconductor material system, insbesondere auf dem Halbleitermaterialsystem AlInGaN. especially on the semiconductor material system AlInGaN. 15. Optoelektronisches Halbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. Optoelectronic semiconductor module (1) according to one of the preceding claims, bei dem die Stromregeleinheit (3) dazu eingerichtet ist, einen Betriebsstrom durch den Halbleiteremitter (2) nur außerhalb eines Kernbetriebstemperaturbereichs zu begrenzen, sodass die Stromregeleinheit (3) innerhalb des in which the flow control unit (3) is set up to limit an operating current through the semiconductor emitter (2) only outside a core operating temperature range, so that the current control unit (3) within the Kernbetriebstemperaturbereichs wirkungslos ist. Core operating temperature range is ineffective.
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