DE2829548A1 - Traeger fuer eine lichtemittierende vorrichtung - Google Patents

Traeger fuer eine lichtemittierende vorrichtung

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Hitachi Ltd
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger für eine lichtemittierende Vorrichtlang, in welchem Licht, das von einem lichtemittierenden Element, wie einem Halbleiter-Laser oder einer Hochintensitäts-Leuchtdiode, abgestrahlt wird,mit hohem Wirkungsgrad in einen optischen Wellenleiter, wie eine optische Faser, eingeführt wird, wobei diese Anordnung der Nachrichtenübertragung oder auch anderen Zwecken dient.
In neuerer Zeit wurde auf Systemen geforscht, bei Vielehen eine optische Nachrichtenübertragung unter Verwendung eines Halbleiter-Lasers, einer Hochintensitäts-Leuchtdiode oder dergleichen als Lichtquelle und unter Verlegung optischer Fasern anstelle von elektrischen Drähten durchgeführt wird.
Die Fign. 1A und 1B zeigen ein Beispiel des Teils, wo die Lichtquelle sitzt/ aus einem optischen Nachrichtenübertragungssystem dieses Typs. Fig. 1A ist eine Draufsicht, während Fig. 1B eine perspektivische Ansicht von oben ist.
Bei dem dargestellten Aufbau sind ein lichtemittierendes Element 3, wie ein Halbleiter-Laser oder eine Hochintensitäts-Leuchtdiode, eine optische Faser für Signale 7, welche von dem lichtemittierenden Element 3 abgestrahltes Licht empfängt und weiterleitet, eine zylindrische Linse 8, welche das vom lichtemittierenden Element 3 abgestrahlte Licht mit hohem Wirkungsgrad in die optische Faser 7 einführt, eine optische Faser für die überwachung 4, welche zur überwachung des Ärbeitszustands des lichtemittierenden Elements 3 dient, etc., als eine Einheit in einem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse 1 zusammengebaut.
θ ü S S ^ 2/10 4 7
ORIGINAL INSPECTED
Dementsprechend ist das luftdichte Gehäuse 1 bei der bekannten Einrichtung, wie in Fig. 1A gezeigt, verhältnismäßig groß. Dadurch wird es unvermeidbar, daß ein Leitungsdraht 5 ebenso wie ein Strominjektionsanschluß 6 lang v/erden. Dadurch wird die Induktivität des Drahts hoch, was manchmal hinsichtlich einer hochfrequenten Modulation des lichtemittierenden Elements unzweckmäßig ist. Die großen Abmessungen des Gehäuses 1 sind nachteilig im Hinblick auf die Herstellungskosten, die Handhabung usw.
Ferner sind, wie aus Fig. 1B ersichtlich, die optische Signalfaser 7 und die Zylinderlinse 8 nur mit Indiumlot mit dem Träger 2 verbunden. Die Festigkeit der Verbindung ist schlecht und nicht zuverlässig.
Die Erfindung soll diese Nachteile vermeiden. Die Erfindung schafft ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse für ein lichtemittierendes Element als einer Lichtquelle für optische Nachrichtenübertragung usw., welches klein und leicht ist. Dadurch soll die Induktivität eines Leitungsdrahts sowie eines Strominjektionsanschlusses zur Erleichterung der Hochfrequenzmodulation des Elements vermindert werden. Ferner schafft die Erfindung eine feste Verbindung einer optischen Signalfaser und einer zylindrischen Linse mit einem Träger für eine lichtemittierende Vorrichtung, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Schließlich soll das Gehäuse billig herzustellen sein.
Hierzu schlägt die Erfindung vor einen Träger mit einem Siliziumsubstrat als Trägersubstrat, welches in seiner Oberfläche Haltenuten trapezförmigen Querschnitts zum Halten von optischen Teilen in der Umgebung der Lichtemissionsebene eines lichtemittierenden Elements aufweist, wobei die Haltenuten (111)-Siliziumkristallebenen als beide Seitenflächen ihres trapezförmigen Querschnitts ha-
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ben und in der <110>-Siliziumkristallrichtung ausgebildet sind/ und ferner eine Positioniernut zur Anordnung des lichtemittierenden Elements in einer bestimmten Stellung aufweist; mit einem Siliziumsubstrat als Gegensubstrat, welches mit Niederhaltenuten versehen ist, die in Lagen ausgebildet sind, die den Haltenuten des TrägerSubstrats entsprechen und einen trapezförmigen Querschnitt ähnlich demjenigen der Haltenuten haben, und welches ferner einen Lochabschnitt aufweist, in den das durch die Positioniernut anzuordnende lichtemittierende Element in satter Passung eingeführt werden kann; und mit einem Abdeckelement, welches den Lochabschnitt luftdicht abdecken kann; wobei die optischen Teile usw. zwischen dem Trägersubstrat und dem Gegensubstrat eingeschlossen sind und als Gesamtheit luftdicht gehalten werden. Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind
Fign. 1A und 1B eine Draufsicht bzw. eine perspekti-(bereits abgehandelt) vische Ansicht schräg von oben eines
bekannten Trägers für ein lichtemittierendes Element,
Fign. 2A und 2B Darstellungen von Teilelementen eines Trägers für ein lichtemittierendes Ele
ment gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine Draufsicht zur Erläuterung des
allgemeinen Aufbaus einer Ausführungs-2Q form der Erfindung,
Fig. 4 eine teilgeschnittene Ansicht mit Schnitt
längs Linie Y-Y1 in Fig. 3,
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ORIGINAL INSPECTED
/!82354B
Fig. 5 eine geschnittene Teilansicht mit Schnitt längs Ebene Z-Z' in Fig. 4
Fig. 6 eine geschnittene Teilansicht mit Schnitt längs Ebena X-X' in Fig. 2B,
Fign. 7, 8 sowie Ansichten zur Erläuterung weiterer Aus-9A und 9B fuhrungsformen der Erfindung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen beschrieben.
Es wird ein Oxidfilm in der (100)-Kristallebene eines Siliziumsubstrats ausgebildet, im Oxidfilm durch Photolithographie ein Fenster mit einer Seitein <11 θ)·-Kristallrichtung vorgesehen und unter Verwendung des Oxidfilms als Maske das Siliziumsubstrat mit einer wässrigen Ätznatronlösung geätzt. Dabei bildet sich wegen der Abhängigkeit der Ätzgeschwindigkeit von den Kristallebenenindizes eine trapezförmige Ätznut aus/ und die (111)-Kristallebene erscheint an den Seitenwänden der Nut. Aus diesem Grund ist der Winkel zwischen der Seitenfläche und der oberen Fläche der Nut stets konstant.
Die Ätzrate der (111)-Kristallebene beträgt nur 1/100 derjenigen der (100)-Kristallebene. Selbst wenn man die Tiefe der Nut zu ungefähr 100 μκι wählt, wird das Substrat daher nur ungefähr 1 μΐη in Richtung parallel zu seiner Oberfläche geätzt. Wenn sich die Breite des Fensters der durch Photolithographie ausgebildeten Ätzmaske exakt festlegen läßt, ergibt sich dementsprechend eine feststehende Form für die Nut, unabhängig von den Ätzbedingungen, und die Verteilung der Abmessungen der Nut läßt sich auf 1 bis 2 μπι oder weniger herunterdrücken.
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ORIGINAL
Fign. 2A bis 6 sind Darstellungen zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2A zeigt einen Zustand, in welchem die Haltenuten für eine optische Faser usw. in einem Trägersubstrat ausgebildet sind, während Fig. 2B einen Zustand zeigt, bei welchem die Niederhaltenuten für die optische Faser usw. im Gegen- bzw. Niederhaltesubstrat ausgebildet sind. Die Fign. 3 und 4 zeigen einen Zustand, in welchem die Gesamtvorrichtung zusammengesetzt ist. Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Situation, in welcher die optische Faser in einem Träger gehalten ist. Fig. 6 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Isolatorfilms, welcher auf der Oberfläche des Niederhaltesubstrats ausgebildet ist.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben.
Wie in Fig. 2A dargestellt, werden eine Haltenut 25 für eine optische Signalfaser, eine Haltenut 24 für eine optische Faser zur überwachung und eine Haltenut 23 für eine zylindrische Linse gleichzeitig in der oberen Fläche eines Siliziumsubstrats 12 durch einen ersten photolithographischen Vorgang und nachfolgendes Ätzen mit wässeriger Ätznatronlösung ausgebildet. In einem Fall, wo der Durchmesser der optischen Signalfaser 130 μπι beträgt, wird die Tiefe der einzelnen Nuten auf ungefähr 70 μΐη eingestellt. Danach wird eine Nut 26 zum Positionieren eines Halbleiter-Lasers durch einen zweiten photolithographischen Vorgang und nachfolgendes Ätzen mit einer wässrigen Ätznatronlösung ausgebildet. Damit ist die Ausbildung der verschiedenen Nuten im Trägersubstrat 12 beendet.
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Ein Gegenhaltesubstrat dient dazu, die Zylinderlinse und die optischen Fasern niederzuhalten. Wie in Fig. 2B dargestellt, werden eine Niederhaltenut 29 für die optische Signalfaser, eine Niederhaltenut 28 für die optische Überwachungsfaser und eine Niederhaltenut 27 für die Zylinderlinse in der unteren Fläche des Gegenhaltesubstrats 13 an Stellen, die den entsprechenden Haltenuten im Trägersubstrat 12 entsprechen, nach der gleichen Methode wie für die Ausbildung der Haltenuten ausgebildet. Die Mittellinien der optischen Fasern müssen mit der Lage einer Strahlungsschicht des Halbleiter-Lasers zusammenfallen. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, muß die Lage der Mittellinie so eingestellt werden, daß sie etwas (einige μΐη etwa) oberhalb der Oberfläche des Trägers liegt, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Damit die optischen Fasern usw. durch die Niederhaltenuten in die Haltenuten niedergedrückt und damit das Gegensubstrat 13 und das Trägersubstrat 12 in enge Berührung gebracht werden, ist es notwendig, die Breite jeder Niederhaltenut etwas größer als diejenige der entsprechenden Haltenut zu machen. Nach Ausbildung der einzelnen Niederhaltenuten wird eine Nut bzw. Einsenkung 16 in der oberen Fläche des Substrats ausgebildet, und ferner ein Loch 30, das von der oberen Fläche zur unteren Fläche durchgeht.
Nach Ausbildung der einzelnen Nuten in der oben beschriebenen Weise werden ein Chrom-Gold-Zweischichtenfilm 21 und eine Indiumlot-Schicht 19 auf der oberen Fläche, der unteren Fläche und den Seitenflächen des Trägersubstrats 12 durch Aufdampfen in der in Fig. 5 gezeigten Weise ausgebildet. In ähnlicher Weise werden ein Cr-Au-Zweischichtenfilm 20 und eine In-Lot-Schicht 19' auf der unteren Fläche des Gegensubstrats 13 ausaebildet.
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13 -) ο ί q
Es werden Elektroden 1O und 17 aus Cr-Au-Zweischichtenfilmen auf der oberen Fläche des Gegensubstrats 13 ausgebildet. Die Elektroden 10 und 17 werden elektrisch verbunden.
Da das Tragersubstrat 12 einen Stromweg zum Halbleiter-Laser darstellt, wird ein Substrat niedrigen spezifischen Widerstands gewählt. Andererseits muß das Gegensubstrat 13 zum Niederhalten der Zylinderlinse usw. als Isolation der Elektroden des Halbleiter-Lasers auf der positiven und der negativen Seite dienen, weshalb ein Substrat hohen spezifischen Widerstands gewählt wird. Um die Isolation noch zufriedenstellender zu machen/ ist es von Vorteil, einen Isolationsfilm 22 aus Glas oder dergleichen auf der Substratoberfläche auszubilden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Nach Ausbildung der einzelnen Metallschichten durch Aufdampfen werden der Halbleiter-Laser 3, die optische Signalfaser 7, die optische Überwachungsfaser 4 und die Zylinderlinse auf dem Trägersubstrat 12 angeordnet, und darauf wird das Gegensubstrat 13 in einer Anordnung, wie sie in den Fign. 3 und 4 dargestellt ist, gesetzt. In diesem Zustand wird der sich ergebende Aufbau in einem Strom von H2~Gas auf 473 K (200° C) erwärmt. Dabei werden die beiden Substrate durch das In-Lot miteinander verschweißt. Die Oberflächen der optischen Fasern usw. sind durch aufgedampfte Cr-Au-Filme 18 metallisiert und die Filme legieren mit dem In-Lot, so daß die optischen Fasern usw. fest mit dem Trägersubstrat 12 und dem Niederhaltesubstrat 13 verbunden werden. Danach werden die Oberseitenelektrode des Halbleiter-Lasers 3 und die Elektrode 17 auf der oberen Fläche des Gegensubstrats 13 durch einen Leitungsdraht, etwa einen Au-Draht oder ein Au-Band 9, miteinander verbunden. Nachfolgend wird ein Abdeckelement 11, auf dessen Oberfläche In-Lo^ ein Lot
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aus einer Indium-Zinnlegierung oder dergleichen ausgebildet ist, mit der Elektrode 10 unter einem Inertgas, wie etwa N£/ verschweißt.
Dank der Tatsache, daß die Nut Ί6 so ausgebildet ist, daß sie tiefer liegt als die Oberfläche, kann das Abdeckelement 11 luftdicht am Gegensubstrat 13 haften. Das Abdeckelement 11 wirkt auch als Elektrode des Halbleiter-Lasers auf der positiven oder negativen Seite. Um den Halbleiter-Laser luftdicht zu halten, wird der Zwischenraum zwischen der optischen Faser 7 und dem Trägersubstrat 12, wie in Fig. 5 gezeigt, mit einem niedrigschmelzenden Punktlot 31 ausgefüllt. Das Trägersubstrat wird durch In-Sn-Lot 14 mit einem Kühlkörper 15 verbunden. Der so hergestellte Träger kann in eine Größe von ungefähr 2 bis 3 mm im Quadrat gebracht werden. Damit können die Kapazitäten zwischen den Elektroden und die Induktivitäten der Leitungsdrähte, verglichen mit denjenigen des Standes der Technik, vermindert werden.
Bei einigen Produkten ist die Verwendung von Trägern für lichtemittierende Vorrichtungen unter den unten ausgeführten Gesichtspunkten zweckmäßig.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Trägers für eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Erfindung. Es ist bekannt, daß im allgemeinen die Eigenschaften lichtemittierender Elemente, insbesondere von Halbleiter-Lasern, temperaturabhängig sind. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, daß Temperaturerhöhungen des Elements, die durch die dem Element zugeführte elektrische Leistung hervorgerufen sind, im äußerst möglichen Maße unterdrückt werden. Mit anderen Worten, der Wärmewiderstand des Trägers für das Element muß so gering wie möglich gemacht werden.
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Die thermische Leitfähigkeit von Silizium (Si) beträgt 1,5 W/cm.K, während diejenige von Gold (Au) 3,11, diejenige von Silber (Ag) 4,18 und diejenige von Kupfer (Cu) 4,0 beträgt- Es ist daher für die Wärmestrahlung von Vorteil, einen Zweischichten- (Mehrschichten-) Aufbau aus Silizium und einem Metall hoher thermischer Leifähigkeit, beispielsweise einem der oben genannten Metalle, aufzubauen und das Silizium so dünn wie möglich zu machen. In dieser Hinsicht erstrecken sich jedoch, wenn die Dicke der Siliziumschicht 12 nicht größer als ungefähr der Radius der optischen Faser 7 ist, die Haltenuten nach unten zur hinteren Fläche der Siliziumschicht durch, und die unteren Flächen der Zylinderlinse usw. stoßen an die Oberfläche der freiliegenden Metallschicht. Deshalb ist es ferner notwendig, die Metallschicht nach dem Ausbilden der Nuten in der Siliziumschicht zu ätzen. Dabei muß eine Lösung, die Silizium nicht ätzt, wie etwa Königswasser, als Ätzmittel verwendet werden. Die Dicke der Siliziumschicht kann nicht geringer gemacht werden als eine Dicke, die Teile enthält, an welchen die Randabschnitte der Zylinderlinse usw. und die Seitenwände der Nuten einander berühren. Die Dicke der Metallschicht 40 kann unter Berücksichtigung der Bedingungen mechanischer Festigkeit, zweckmäßiger Handhabung, ausreichend niedrigen Wärmewiderstands usw. zu ungefähr 100 bis 200 μια gewählt werden.
Das tatsächliche Herstellungsverfahren wird gemäß unten beschriebenem Vorgehen durchgeführt. Zunächst wird ein Siliziumsubstrat 12 hergerichtet, dessen Dicke die oben genannten Erfordernisse erfüllt und dessen Oberfläche die (100)-Kristallebene ist. Ein Cr-Au-Zweischichtenfilm 43 wird auf der Rückseite des Siliziumsubstrats durch Auf-
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dampfen ausgebildet, wonach eine Metallschicht 40 aus beispielsweise Au, Ag oder Cu auf dem aufgedampften Film galvanisch aufgebracht wird. Hinsichtlich der Metallschicht ist im allgemeinen irgendein Metall mit höherer thermischer Leitfähigkeit als Silizium wirksam, die oben genannten Metalle lassen sich jedoch einfach verwenden. Nachfolgend v/erden Unebenheiten in der Oberfläche der galvanisch aufgebrachten Schicht durch Läppen eingeebnet. Danach werden Nuten 23, 24, 25 und 26 in der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet, und die am Grund der Nuten freiliegande Metallschicht wird mit Königswasser auf eine geeignete Tiefe hinuntergeätzt. Nachfolgend werden auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats ein Aufdampffilm 21 aus Cr-Au und ein Aufdampffilm 19 aus In in der genannten Reihenfolge ausgebildet.
Auf diese Weise wird ein Träger für einen Halbleiter-Laser hergestellt, der die durch den Halbleiter-Laser erzeugte Wärme in geeigneter Weise abstrahlen kann, ohne daß die Fertiggenauigkeit der Haltenuten für die Zylinderlinse usw. beeinträchtigt wird.
Fig. 8 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform wird auch bei dieser Ausführungsform die durch den Halbleiter-Laser erzeugte Wärme in geeigneter Weise abgestrahlt, ohne daß die Genauigkeit der Fertigstellung der Haltenuten für eine Zylinderlinse usw. zerstört wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen von der zweiten Ausführungsform nicht, mit Ausnahme, daß in der Rückseite eines Siliziumsubstrats 12 ein Loch bzw. eine Nut nur in einem Teil ausgebildet wird, der im wesentlichen unterhalb der Nut 26 zur Lageanordnung eines Halbleiter-Lasers 3 liegt. Mit 53 ist eine Au-Elektrode des
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Halbleiterelements bezeichnet.
Fig. 9A ist eine Draufsicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, während Fig. 9B eine geschnittene Teilansicht mit Schnitt längs Linie B-B" in Fig. 9A ist. Was die Verbindung des Halbleiter-Lasers mit einem Träger anbelangt, so ist allgemein bekannt, daß sich bei hoher Bindefestigkeit wegen der Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Elements und des Trägersubstrats eine große Spannung in dem Element entwickelt, so daß sich dessen Lebensdauer verkürzt. Wo ein auf die Oberfläche des Elements aufgedampfter Film aus Au ist und wo ferner Metallschichten auf die Substratoberfläche auf der Trägerseite in der Reihenfolge Cu, Au und In aufgedampft sind, sind das Element und das Trägersubstrat durch eine zwischen ihnen ausgebildete Schicht aus Au-In-Legierung fest miteinander verschweißt, weshalb die auf das Element wirkende Spannung groß wird. Im Gegensatz dazu hat sich gezeigt, daß in Fällen, wo die auf die Trägerseite aufgedampften Schichten in der Reihenfolge Cu und In ausgebildet werden und wo eine Au-Schicht nicht aufgedampft wird, dieser Nachteil vermeidbar ist. Andererseits müssen eine Zylinderlinse und optische Fasern sicher mit dem Trägersubstrat verbunden werden.
Um diese beiden einander widersprechenden Anforderungen zu erfüllen, ist, wie aus den Figuren ersichtlich, ein Teil 51 der Oberfläche des Siliziumsubstrats 12 mit zwei Schichten, nämlich einer Cr-Schicht 41 und einer In-Schicht 19, ausgebildet, während der andere Teil 52 mit drei aufgedampften Schichten, nämlich der Cr-Schicht 41, einer Au-Schicht 42 und der In-Schicht 19, ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die zwei Erfordernisse gleichzeitig erfüllt, und es wurde möglich, eine Halbleiter-
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Laservorrichtung hoher Zuverlässigkeit herzustellen. Selbst wenn eine Schicht aus einem Metall, das mit In legiert, wie etwa Ag oder Ni, anstelle des aufgedampften Au-Films ausgebildet wird, läßt sich ein ähnlicher Effekt erwarten. Wenn auch bei den vorstehenden Ausführungsformen immer von einem Halbleiter-Laser als dem lichtemittierenden Element gesprochen wurde, so versteht sich doch, daß sich die Erfindung in ähnlicher Weise auch auf lichtemittierende Elemente, bei denen verhältnismäßig hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Kopplung mit optischen Übertragungsleitungen zu stellen sind, beispielsweise eine Superluminiszenzdiode, eine kantenemittierende Diode usw. anwenden läßt.
Wie oben dargelegt, wird es mit der Erfindung möglieh, das lichtemittierende Element zur Verwendung bei der optischen Nachrichtenübertragung usw. in einem Gehäuse der gleichen Größe wie diejenige des bekannten Trägers 2 aufzunehmen, ohne daß die Luftdichtigkeit darunter leidet. Da sich dementsprechend die Länge des Leitungsdrahts kurz halten läßt, kann die Induktivität des Leitungsdrahts niedrig gemacht werden und es wird möglich, das lichtemittierende Element bei höheren Frequenzen als beim Stand der Technik zu betreiben. Ferner werden die optische Signalfaser 7, die optische überwachungsfaser 4 und die Zylinderlinse 8 mit hoher mechanischer Festigkeit gehalten, so daß Zuverlässigkeit, Schwingungsfestigkeit usw. hoch gemacht werden können. Indem der Träger aus Silizium ausgebildet wird, können die Verarbeitungstechniken der Halbleitertechnologie verwendet werden, so daß sich der Träger in großer Stückzahl und bei niedrigen Kosten fertigen läßt.
Ki/fg
8 C S S 8 ? / 1 0 4 7

Claims (15)

  1. PATENTANWÄLTE
    SCHlFp ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOFF EBBiNSHAUS FiNCK
    MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 0160, D-8OOO MÖNCHEN 95 ^ § 2 B v) 4 G
    HITACHI, LTD. 5. Juli 1978
    DEA-5651
    Träger für eine lichtemittierende Vorrichtung
    PATENTANSPRÜCHE
    Träger für eine lichtemittierende Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung, welche in ihrer Oberfläche mit Haltenuten (23, 24, 25) trapezförmigen Querschnitts zum Halten von optischen Teilen in der Umgebung einer Lichtemissionsebene eines
    lichtemittierenden Elements (3) und mit einer Positioniernut (26) zur Anordnung des lichtemittierenden Elements in einer bestimmten Lage versehen ist; eine Niederhalteeinrichtung, welche mit Niederhaltenuten (27, 28, 29) tra-10
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    pezförmigen Querschnitts, die in den Haltenuten der Halteeinrichtung entsprechenden Lagen angeordnet sind und zur Anbringung der optischen Teile im Zusammenwirken mit den Haltenuten dienen, und mit einem durchgehenden Abschnitt für das Einsetzen des durch die Positioniernut anzuordnenden lichtemittierenden Elements in satter Passung versehen ist; und ein Abdeckelement (11) zum luftdichten Abdecken des durchgehenden Abschnitts; derart, daß die optischen Teile zwischen der Halteeinrichtung und der Niederhalteeinrichtung liegen und als Einheit in Berühung mit diesen gehalten werden und zusammen mit dem lichtemittierenden Element luftdicht abgeschlossen sind.
  2. 2. Träger nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Halteeinrichtung aus einem Siliziumsubstrat (12) niedrigen spezifischen Widerstands besteht und daß die in der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildeten Haltenuten (23, 24, 25) eine (111)-Siliziumkristallebene als den trapezförmigen Querschnitt liefernde Seitenflächen aufweisen und sich in Ο10>Siliziumkristallrichtung erstrecken.
  3. 3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Niederhalteeinrichtung aus einem Siliziumsubstrat (13) hohen spezifischen Widerstands
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    besteht und daß die in dem Siliziumsubstrat ausgebildeten Niederhaltenuten (27, 28, 29) die (i 11)-Siliziumkristallebene als den trapezförmigen Querschnitt bildende Seitenflächen haben und sich in <11 0/* -Siliziumkristallrichtung erstrecken.
  4. 4. Träger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite aller in der Niederhalteeinrichtung ausgebildeten Niederhaltenuten (27, 28, 29) größer als die der in der Halteeinrichtung ausgebildeten Haltenuten (23, 24, 25) ist.
  5. 5. Träger nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ze i c h net , daß ein Cr-Au-Zweischichtenfilm (21) und eine In-Lotschicht (19) auf der oberen Fläche, einer unteren Fläche und Seitenflächen des die Halteeinrichtung bildenden Siliziumsubstrats■(12) ausgebildet sind und daß-die Halteeinrichtung mit der Niederhalteeinrichtung über das In-Lot verschweißt ist.
  6. 6. Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Cr-Au-Zweischichtenfilm (20) und eine In-Lotschicht (191) auf denjenigen Teilchen des die Niederhalteeinrichtung bildenden Siliziumsubstrats (13) ausgebildet sind, die den Haltenuten (23, 24,
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    c1 b 2 y ü 4 b
    25) gegenüberliegen und daß die Niederhalteeinrichtung mit der Halteeinrichtung über das In-Lot verschweißt ist.
  7. 7. Träger nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein isolierender Film (22) auf der oberen Seite, einer unteren Seite und Seitenflächen des die Niederhalteeinrichtung bildenden Siliziumsubstrats (13) ausgebildet ist.
  8. 8. Träger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß ein mit dem Abdeckelement (11) zu verbindender Elektrodenabschnitt auf derjenigen Seite der Niederhalteeinrichtung vorgesehen ist, auf welcher das Abdeckelement angebracht ist.
  9. 9. Träger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Cr-Au-Zweischichtenfilm auf der oberen Seite, der unteren Seite und dem Elektrodenabschnitt des die Niederhalteeinrichtung bildenden SiIiziumsubstrats (13) ausgebildet ist.
  10. 10. Träger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Abdeckelement (11) an seiner Oberfläche mit einem In-Lot oder einem Lot einer In-Sn-Legierung ausgebildet und mit dem Elektrodenabschnitt verschweißt ist.
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    ~ 5 " "■ -"' 1 Q ί / M
  11. 11. Träger nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung über ein In-Sn-Lot mit einem Kühlkörper (15) verbunden ist.
  12. 12. Träger für ein lichtemittierendes Element, gekennzeichnet durch ein erstes Siliziumsubstrat (12) niedrigen spezifischen Widerstands, welches in seiner Oberfläche mit Haltenuten (23, 24, 25) trapezförmigen Querschnitts für das Halten einer optischen Signalfaser (7), einer optischen Überwachungsfaser (4) und einer Zylinderlinse (8) in der Umgebung einer Lichtemissionsebene eines lichtemittierenden Elements (3), und mit einer Positioniernut (26) zur Anordnung des lichtemittierenden Elements in einer bestimmten Lage versehen ist; ein zweites Siliziumsubstrat (13) hohen spezifischen Widerstands, welches mit Niederhaltenuten (27, 28, 29) trapezförmigen Querschnitts, die in den zugehörigen Haltenuten des ersten Siliziumsubstrats entsprechenden Lagen ausgebildet sind, und mit einem Lochabschnitt (20) für das Einsetzen des durch die Positioniernut anzuordnenden lichtemittierendenElementsin satter Passunq versehen ist; und ein Abdeckelement (11) zum luftdichten Abdecken des Lochabschnitts; derart, daß die ootische Sianalfaser, die optische überwachunqsfaser und die Zylinderlinse zwischen den entsprechenden Haltenuten des ersten Siliziumsubstrats und den
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    entsprechenden Niederhaltenuten des zweiten Siliziumsubstrats eingeschlossen sind und mit diesen als eine Einheit in enger Berührung gehalten werden und sie zusammen mit dem lichtemittierenden Element luftdicht abgeschlossen sind.
  13. 13. Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Oberfläche des ersten Siliziumsubstrats (12) ausgebildeten Haltenuten (23, 24, 25) als den trapezförmigen Querschnitt liefernde Seitenflächen eine (111)-Siliziumkristallebene haben und sich in \11oy- -Siliziumkristallrichtung erstrecken.
  14. 14. Träger nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die im zweiten Siliziumsubstrat
    (13) ausgebildeten Niederhaltenuten (27, 28, 29) als den trapezförmigen Querschnitt liefernde Seitenflächen die (111)-Siliziumkristallebene haben und sich in Ό1Ο^> Siliziumkristallrichtung erstrecken. 20
  15. 15. Träger nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet , daß das lichtemittierende Element (3) ein Halbleiter-Laser ist.
    Bn98R?/1tU7
DE2829548A 1977-07-08 1978-07-05 Vorrichtung für die Einkopplung des von einer elektrolumineszierenden Halbleiterdiode emittierten Lichts in eine optische Signalfaser Expired DE2829548C2 (de)

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