CN105006743A - 边缘发射的半导体激光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及边缘发射的半导体激光二极管及其制造方法。所述边缘发射的半导体激光二极管（1），其具有外延半导体层堆叠（2）和平面化层（3）。所述半导体层堆叠具有基体（2a）和π形截面波导（2b），其中基体（2a）具有用于产生电磁辐射的活性层（2c）。平面化层嵌入到π形截面波导中，使得π形截面波导的表面（21）和平面化层的表面（22）构成平坦的主面（4）。在平面化层和半导体层堆叠（2）之间至少局部地布置蚀刻停止层（6），其中所述平面化层（3）具有至少两个相叠布置的区域（3a、3b），并且所述平面化层（3）的与所述半导体层堆叠邻接的区域（3b）包含至少一种掺杂物质。

Description

边缘发射的半导体激光二极管及其制造方法
本申请是申请号为201180046824.7、申请日为2011年9月7日、发明名称为“边缘发射的半导体激光二极管及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有半导体层堆叠和平面化层的边缘发射的半导体激光二极管和一种用于该半导体激光二极管的制造的方法。
背景技术
在印刷品JP 2002-299763 A中说明了一种半导体激光元件。
半导体激光二极管由于其紧凑性和成本有利的制造应用在很多应用领域中，例如数据传输、数据存储、投影、材料加工、光学泵、生物传感技术等等。在此情况下尤其是应用具有π形截面波导（Stegwellenleiter）的半导体激光二极管，即所谓的脊形（Ridge）激光二极管。在此，传统的脊形技术在关于较高功率、改善的模式特性等在稳健性、可靠性和高辐射收益方面的不断提高的要求的情况下遇到其极限。在此，核心问题是不足的机械稳定性、缺乏的电负荷能力以及传统脊形激光二极管的不令人满意的泄漏电流和老化特性。尤其是，针对大规模市场应用的生产收益以及与此相联系的制造成本不是最优的。
在图6A和6B中以横截面示出传统的π形截面波导半导体激光二极管的两个实施例。在GaN衬底100上布置有n型覆盖层101、n型波导层102、活性半导体层2c、p型波导层103、p型覆盖层104以及欧姆接触层105。p型覆盖层104和p型波导层103被蚀刻为使得构造有π形截面波导200。半导体激光二极管因此具有基体201和π形截面波导200。
π形截面波导和基体的侧面配备有钝化层107。钝化层107在此均匀地布置在侧面上，使得该钝化层构造为阶梯状的。此外，钝化层在π形截面波导的表面上具有开口，使得能够在π形截面波导的该表面处实现电接触连接。
为了半导体激光二极管的电接触，在衬底的背向半导体层的侧上布置n型连接层106并且在钝化层和π形截面波导上布置p型连接层5。
但是，这种激光二极管具有缺乏的稳健性，因为激光二极管的π形截面波导相对于例如刮擦、接合损伤或者外部的机械力作用的机械损伤是无抵抗力的。此外，由于π形截面波导的垂直构造的侧面，难以执行p侧接触部的均匀施加，因为由于遮蔽效应π形截面波导的底部处的接触引线被构造得非常薄。但是，该变薄的接触区域在载流能力方面是薄弱之处并且可能导致半导体激光二极管的电故障。传统的激光二极管的另一问题是短路危险。尤其是由于仅仅几百μm厚的钝化层107，在活性层2c的区域中在为了制造π形截面波导所执行的蚀刻过程被部分较深地实施的情况下存在短路的危险，使得蚀刻到活性层2c附近或者甚至蚀刻穿过活性层2c。
发明内容
本发明所基于的任务在于，在避免所述缺点的情况下提出一种半导体激光二极管，其具有改善的稳健性和电稳定性以及由此引起地具有提高的寿命。本发明所基于的任务还在于，说明这种半导体激光二极管的改善的制造方法。
所述任务尤其是通过具有如下特征的半导体激光二极管和用于该半导体激光二极管的制造的方法来解决。
根据本发明设置一种边缘发射的半导体激光二极管，其具有外延半导体层堆叠和平面化层。所述半导体层堆叠具有基体和π形截面波导，其中基体具有用于产生电磁辐射的活性层。平面化层嵌入到π形截面波导中，使得π形截面波导的表面和平面化层的表面构成平坦的主面。在所述平面化层和所述半导体层堆叠之间至少局部地布置蚀刻停止层，其中所述平面化层具有至少两个相叠布置的区域，并且其中所述平面化层的与所述半导体层堆叠邻接的区域包含至少一种掺杂物质。
平面化层因此至少局部地包围π形截面波导并且与π形截面波导一起构成端接（abschließen）半导体激光二极管的主面。所述主面在外部、尤其是向上端接半导体激光二极管。基体、π形截面波导和平面化层优选地构成长方体。π形截面波导优选地不超过平面化层。π形截面波导的表面和平面化层的表面尤其是彼此齐平地布置。
通过将π形截面波导布置在平面化层中，对π形截面波导的机械影响以及由此引起的对π形截面波导的损伤可以被最小化，尤其是被阻止。π形截面波导因此借助于平面化层而被保护免受机械应力，由此有利地改善这种激光二极管的稳健性以及寿命。
此外，电稳定性由于泄漏电流的危险被最小化而得到改善，因为平面化层由于最小化的遮蔽效应可以被均匀地施加。尤其是，电负荷能力以及此外短路稳定性通过如下方式得到改善，即可以实现π形截面波导的侧边沿的平面化，由此可以避免在所述侧边沿处的收缩和遮蔽。激光二极管的电负荷能力因此可以显著提高。
平面化层可以有利地利用沉积方法施加在半导体层堆叠上，所述沉积方法没有负面的遮蔽效应。由此，平面化层可以有效地保护免受场过高和由此引起的短路。此外，平面化层导致通向方向和截止方向上的电负荷能力的升高以及导致故障率减小。作为沉积方法尤其是应用原子层沉积、离子束沉积、离子镀（Platin）沉积、聚对二甲基苯（Parylen）沉积等等。
有利地，可以利用这种激光二极管减少错误源的危险，例如截止电流故障、接触部烧损、构件不稳定性等等。此外有利地简化了这种激光二极管的制造过程，因为例如可以放弃牺牲层过程（如所述牺牲层通常在蚀刻过程期间用于制造π形截面波导）和该牺牲层的与此相联系的随后的揭下技术。
半导体激光二极管是在垂直主辐射方向上发射辐射的边缘发射器。例如在衬底上布置半导体层堆叠，其中激光二极管的辐射方向与衬底的基面平行地定向。激光二极管因此在侧面处发射辐射。
边缘发射的半导体二极管尤其是在活性层处具有至少两个刻面（Facette），所述刻面构成谐振器。刻面在此情况下可以被理解为平滑的界面。平滑在此情况下意味着，刻面的表面粗糙度明显小于由半导体激光二极管在其运行中要产生的光的波长，优选小于该波长的一半，特别优选小于该波长的四分之一。所述刻面构成激光二极管的基体的界面或侧面。所述刻面位于基体的彼此相对的侧并且因此构成光学谐振器。由活性层产生的辐射经由所述刻面之一从激光二极管输出耦合。辐射输出耦合因此垂直于所述刻面进行。
半导体激光二极管的活性层具有pn结、双异质结构、单量子阱结构或者多重量子阱结构（MQW）以产生辐射。术语量子阱结构在本申请范围内尤其是包括如下结构，其中载流子通过封固（约束）可以经历多个能量状态的量子化。术语量子阱结构尤其是不包含关于量子化的维度的说明。其因此尤其是包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的每种组合。
半导体层堆叠、尤其是活性层包含至少一种III/V半导体材料，例如来自材料系统InxGayAl1-x-yP、InxGayAl1-x-yN或者InxGayAl1-x-yAs的材料，其中分别有0≤x，y≤1并且x＋y≤1。III/V半导体材料特别适用于在紫外的（InxGayAl1-x-yN）经由可见的（InxGayAl1-x-yN，尤其是对于蓝色至绿色辐射，或者InxGayAl1-x-yP，尤其是对于黄色至红色辐射）直至红外的（InxGayAl1-x-yAs）光谱范围中产生辐射。
在激光二极管的改进方案中，π形截面波导的表面没有平面化层，其中在主面上布置电连接层。该连接层可以完全覆盖主面。可替代地，连接层可以被构成为经结构化的。优选地，电连接层是p型连接层，其与n型连接层实现激光二极管的电接触，所述n型连接层布置在半导体层堆叠的与p型连接层相对的侧上。所述连接层优选具有Pd、Pt、PtPd、PdPt或者Ni。
因为主面被构造为平坦的，因此连接层可以均匀地施加在主层面上。尤其是可以例如在π形截面波导的侧边沿处避免对连接层的遮蔽，由此显著提高了激光二极管的电负荷能力。此外由此改善了短路稳定性。另外，通过平面化层降低了连接层材料的迁移、例如金属迁移以及泄漏电流的危险。由此有利地改善了通向方向和截止方向上的电负荷能力。
在一个改进方案中，平面化层具有玻璃。尤其是，平面化层是玻璃层，该玻璃层例如由旋压玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃或者流态玻璃制成。
在一个改进方案中，平面化层包含吸收体材料。所述吸收体材料均匀地分布在平面化层中。
吸收体材料适于至少部分地吸收特定波长的辐射。通过有针对性地选择吸收体材料，可以吸收激光二极管的较高模式，由此有利地稳定了激光二极管的基本模式。这实现了对较高模式的过滤，这在基本模式中的激光器运行中有利地导致较高的功率。
作为吸收体材料例如应用Ti、Ge、Si和/或Cr。
可替代地可以使用玻璃作为平面化层，所述玻璃通过以不高于玻璃点——也就是不完全的晶格结构形成——的温度热加热而具有可调整的吸收效果。所述吸收体效果尤其是可以通过退火条件被计量为，使得对较高模式的抑制有利地进行，而不不利地衰减激光器的基本模式。
在一个改进方案中，在平面化层和半导体层堆叠之间至少局部地布置钝化层。所述蚀刻停止层构造为钝化层，在所述π形截面波导的表面上不布置蚀刻停止层，使得在所述π形截面波导的表面上蚀刻停止层呈现为空隙，所述蚀刻停止层在半导体层堆叠的上侧并且沿着π形截面波导的侧面延伸，所述蚀刻停止层最高100μm厚。所述蚀刻停止层在横截面上看与所述π形截面波导的两侧成L形地构造。所述钝化层例如是附加的电介体，例如Al2O3、SiO2、SiN、ZrO2、TiO2、NbO2、Ta2O5、TaO2、HfO2。
所述钝化层在π形截面波导的制造之后整面地沉积在半导体层堆叠上。接着，平面化层被整面地施加到钝化层上。接着，π形截面波导的表面被露出并且连接层被施加到主面上。
通过钝化层有利地改善了通向方向和截止方向上的电负荷能力。
在一个改进方案中，钝化层包含吸收体材料，利用其可以有利地过滤较高模式，由此有利地稳定激光器的基本模式。钝化层的材料本身例如具有吸收特性。可替代地，钝化层可以借助于植入、扩散等等被构造为吸收性的。
在一个改进方案中，在平面化层与半导体层堆叠之间至少局部地布置蚀刻停止层。尤其是，蚀刻停止层在π形截面波导的表面的区域中具有空隙。通过该蚀刻停止层可以阻止湿化学或者干化学的栖身。
在一个改进方案中，平面化层具有至少两个相叠布置的区域，其中与半导体层堆叠邻接的区域包含至少一种掺杂物质。所述平面化层的区域尤其是垂直地相叠布置。作为掺杂物质优选使用如下材料，该材料导致与邻接的半导体层的材料相反的掺杂。如果邻接的半导体层例如是p型层，则作为掺杂物质使用n掺杂的合金物质（Legierstoff），使得构造截止的pn结。由此可以最小化或完全避免不期望的、在π形截面波导旁边出现的泄漏电流路径的危险。
在激光二极管的一个改进方案中，在π形截面波导旁边在两侧横向相间隔地布置半导体层堆叠的半导体层，所述半导体层通过沟槽彼此定界，其中平面化层布置在沟槽中。所述平面化层因此布置在π形截面波导与横向相间隔的半导体层之间。激光二极管因此具有双沟槽结构，其中所述沟槽用平面化层充填。这种激光器结构也称为三脚架激光器结构。在此尤其是条状地执行用于制造π形截面波导的蚀刻过程，使得半导体层与π形截面波导的两侧以沟槽宽度的相应间距并且以与π形截面波导相同的高度保留下来。这种激光器结构具有在机械作用、例如刮擦方面的改善的机械稳健性的优点。
在一个改进方案中，沟槽被构造为V形的，其中半导体激光二极管是高功率激光器，尤其是所谓的High Power－Laser（大功率激光器）。经蚀刻的V沟槽在此可以穿透活性区并且优选平行于谐振器方向构造。V沟槽尤其是用平面化层覆上。通过优选具有吸收体材料的平面化层，因此可以抑制环模式。由此可以阻止不受保护的pn结短路，由此避免了在V沟槽中的经由活性层的泄漏电流路径，所述泄漏电流路径可以通过连接层或者焊接金属化部的迁移离子产生。
在用于制造边缘发射的半导体激光二极管的方法中应用如下方法步骤：
－提供半导体层堆叠，
－对半导体层堆叠进行蚀刻，使得构造基体和π形截面波导，
－施加平面化层，使得π形截面波导嵌入在平面化层中，
－露出π形截面波导的表面，使得π形截面波导的表面和平面化层的表面构成平坦的主面，－在主面上布置电连接层，
其中在所述平面化层和所述半导体层堆叠之间至少局部地布置蚀刻停止层，其中所述平面化层具有至少两个相叠布置的区域，并且其中所述平面化层的与所述半导体层堆叠邻接的区域包含至少一种掺杂物质。
所述方法的有利改进方案与所述半导体激光二极管的有利改进方案类似地得出并且反之亦然。
在一个改进方案中，平面化层借助于液态悬浮液的离心涂布过程来施加。根据离心涂布条件，涂层的厚度和均匀性可以被优化为，使得在π形截面波导上不施加或者仅仅施加平面化层的小于100nm的非常小的厚度，而在π形截面波导旁边平面化层有利地具有约1000nm的厚度，其中平面化层的厚度在该区域中取决于π形截面波导的高度。平面化层的高度和π形截面波导的高度在该区域中尤其是基本上相同。基本上在此意味着，可能出现高度上的由制造引起的小的偏差。
在一个改进方案中，通过整面的干化学或者湿化学的反蚀刻过程（Rückätzprozess）或者化学-机械抛光过程来执行π形截面波导的表面的露出。所述露出尤其是在高于300℃、优选400℃至500℃时的退火步骤之后执行。在展露π形截面波导的表面以后，接着施加电连接层。
在一个改进方案中，在施加平面化层以前在半导体层堆叠上施加钝化层或者蚀刻停止层。尤其是将钝化层或者蚀刻停止层整面地沉积到半导体表面上。接着将平面化层通过离心涂布施加到钝化层或者蚀刻停止层上。接着露出π形截面波导的表面，其中接着可以进行经由连接层的电接触。
在一个改进方案中，通过退火方法调整平面化层的折射率，由此可以有利地根据对相应施用（Applikation）的单独要求来控制激光二极管的折射率引导（Indexführung）。折射率与各种应用的匹配在此可以在激光二极管的制造过程结束时进行。因此激光二极管可以在制造过程结束时在其较高模式的衰减特性方面单独地被调整。例如可以在由旋压玻璃制成的平面化层的情况下通过400℃时的退火方法产生1.3717的折射率，通过500℃时的退火方法产生1.4283的折射率以及通过600℃时的退火方法产生1.4445的折射率。
在一个改进方案中，在施加平面化层之后执行退火方法，使得掺杂物质在平面化层与半导体层堆叠之间的界面方向上扩散。在此特别有利的是，作为掺杂物质使用如下材料，所述材料导致与邻接的半导体层相反的掺杂。因此通过扩散的掺杂物质产生截止的边界层，由此阻止了π形截面波导旁边的不受欢迎的电流注入。由此可以避免π形截面波导旁边的不期望的泄漏电流。
在所述方法的一个改进方案中，多个激光二极管在共同的晶片制造方法中或者在铸块层面上被制造并且接着被分隔。优选地，所述蚀刻停止层被整面地沉积在半导体表面上，其中接着所述平面化层通过离心涂布被施加到所述蚀刻停止层上，接着所述π形截面波导的表面被露出，接着经由所述电连接层进行电接触并且所述电连接层完全覆盖所述主面，并且所述连接层具有Pd、Pt、PtPd、PdPt或者Ni。
附图说明
激光二极管及其制造的另外的特征、优点、改进方案和适宜性由以下结合图1至5阐述的实施例得出。其中：
图1至4分别示出本发明激光二极管的实施例的示意性横截面，
图5A和5B分别示出制造过程中的本发明激光二极管的实施例的示意性横截面，以及
图6A和6B分别示出根据现有技术的激光二极管的实施例的示意性视图。
具体实施方式
相同的或者起相同作用的组成部分分别配备相同的附图标记。所示的组成部分以及这些组成部分相互间的大小关系不应看作为按正确比例的。
在图1中示出边缘发射的半导体激光二极管1的横截面，该半导体激光二极管1具有外延半导体层堆叠2和平面化层3。半导体层堆叠2具有用于产生电磁辐射的活性层2c。层堆叠2例如可以布置在衬底或者载体上（未示出）。
半导体激光二极管1是边缘发射器。半导体激光二极管1尤其是在活性层2c处具有两个刻面，所述两个刻面构成谐振器。所述刻面构成半导体激光二极管1的界面或者侧面。尤其是，所述刻面位于半导体层堆叠2的彼此相对的侧处。在本实施例中，刻面位于激光二极管的与图面平行的侧面处。如果半导体激光二极管由具有比活性层2c的折射率低的光学折射率的空气或者另一材料包围，则由活性层2c产生的电磁辐射可以在刻面/空气的界面处部分地被反射。如果现在两个刻面位于彼此相对的侧处，则这两个刻面构成光学谐振器。经由所述刻面之一，由活性层2c产生的电磁辐射可以从半导体激光二极管1输出耦合。
半导体激光二极管的活性层2c优选具有pn结、双异质结构、单量子阱结构或者多重量子阱结构以产生辐射。半导体层堆叠2的半导体层优选基于磷化物、砷化物或者氮化物化合物半导体。层堆叠的布置在活性层2c下方的层是n掺杂的或者未掺杂的。层堆叠2的布置在活性层2c上方的层优选是p掺杂的或者未掺杂的。
由活性层2c产生的辐射垂直于刻面地被输出耦合。辐射输出耦合尤其是垂直于图面或平行于激光二极管1的外延生长的半导体层序列地发生。
半导体层堆叠2具有基体2a和π形截面波导2b。这种π形截面波导2b对于专业人员来说也以概念脊形结构已知，因此在此处对此不更详细阐述。活性层2c布置在基体2a中。
激光二极管1因此构造为π形截面波导激光二极管，其中激光器结构被蚀刻为使得在上侧构成条，其中有利地存在通过激光器结构到空气的折射率跳变引起的强折射率引导。由此横向地限制了电子，由此避免扩散。
π形截面波导2b嵌入到平面化层3中。该平面化层3尤其是布置在半导体层堆叠上侧。在此，π形截面波导2b的表面21和平面化层3的表面22构成平坦的主面4。表面21和表面22因此彼此齐平地布置。主面4尤其是向上端接半导体激光二极管。半导体层堆叠2和平面化层3啮合为使得总体地构成方形的形状。
π形截面波导2b不超过向平面化层3的高度。由此，π形截面波导由平面化层保护以免受机械影响以及由此引起的损伤。因此，这种激光二极管的稳健性以及寿命有利地得到改善。π形截面波导2b略微超过平面化层3替代地也是可能的并且同样提供免受机械影响的保护。
π形截面波导2b的表面21无平面化层3。尤其是在该表面21上不布置平面化材料。在主面4上布置有电连接层5，该电连接层5电接触激光二极管。电连接层5优选是p型电连接层。在半导体层堆叠2的背向π形截面波导2b的侧上布置n型连接层（未示出），其与p型连接层5一起能够实现电接触。
电连接层由于平坦的主面4可以均匀地施加到半导体层堆叠上。由于平坦的主面4，可以避免在施加连接层时如可能在传统情况下出现的遮蔽效应，这显著提高了激光二极管的电负荷能力。由此尤其是提高了这种激光二极管的电稳定性。作为连接层的沉积方法尤其是应用原子层沉积、离子束沉积、离子镀（Platin）沉积、聚对二甲基苯（Parylen）沉积，其尤其是没有负面的遮蔽效应并且由此有效地保护免受场过高和由此得出的短路并且导致通向方向和截止方向上的电负荷能力的升高以及由于例如金属迁移引起的故障率减小。此外关于截止电流故障、接触部烧损、激光二极管稳定性等等的错误源的危险。靠近活性层的、由于π形截面波导2b的蚀刻过程而可能出现的短路危险也通过平面化层3被降低。
平面化层例如是玻璃层，该玻璃层尤其是具有旋压玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃或者流态玻璃（Fließglas）。
连接层5优选包含金属或者金属合金，例如Pd、Pt、PtPd、PdPt、Ni。作为平面化层5可以采用玻璃，其折射率可以通过温度影响，由此激光二极管的折射率引导可以根据相应施用的单独要求而被控制。有利地，折射率的这种匹配在激光二极管的制造方法结束时进行。由此可以单独地调整这种激光二极管的较高模式的衰减特性。
平面化层3可以包含吸收体材料。尤其是，平面化层3的材料本身可以是吸收性的或者借助于植入或者扩散而使得是吸收性的。此外可以使用玻璃材料作为平面化层3，所述玻璃材料通过在不高于玻璃点——也就是不完全的晶格结构形成——的温度下进行热加热获得可调整的吸收效果。在此可以有利地通过退火条件对吸收体效果如此计量（dosieren），使得可以实现对较高模式的抑制，而不不利地衰减基本模式。作为吸收体材料例如应用Ti、Ge、Si、Cr。
替代于具有吸收体材料的平面化层3可以应用附加的吸收体层（未示出），该吸收体层过滤较高模式并且因此允许在基本模式状态中直至较高功率的激光器运行。
根据实施例1的激光二极管利用以下方法步骤制造：
－提供半导体层堆叠2，
－对半导体层堆叠2进行蚀刻，使得构成基体2a和π形截面波导2b，
－施加平面化层3，使得π形截面波导2b嵌入在该平面化层3中，
－露出π形截面波导2b的表面21，使得π形截面波导2b的表面21和平面化层3的表面22构成平坦的主面4，以及
－在主面4上布置电连接层5。
平面化层3例如可以通过以液态悬浮液进行离心涂布来施加。根据离心涂布条件、尤其是优选在每分钟1000至5000转之间的转速变化，平面化层3的涂层的厚度和均匀性可以被优化为，使得在π形截面波导2b上不出现或者仅仅出现最高100nm的非常小的厚度，而平面化层在π形截面波导旁边具有约1000nm的厚度并且基本上由π形截面波导的事先蚀刻的阶梯的高度来限定。在温度＞300℃、优选在400℃至500℃之间的范围中时的随后的退火步骤之后，π形截面波导2b的表面通过对平面化层3的整面的干化学或湿化学的反蚀刻被露出。替代地可以应用化学－机械－抛光方法来打开π形截面波导的表面。
在露出以后，激光二极管1可以通过电连接层5、例如金属化层被电连接。在激光二极管制成以后，平面化层3的折射率可根据激光二极管的所设置的应用通过退火方法来调整。
图1的实施例的激光二极管具有含100μm至含400μm之间的范围中的宽度和含300μm至含600μm之间的范围中的深度。π形截面波导具有约2μm的宽度。
图2的实施例与图1的实施例的区别在于，在平面化层3与半导体层堆叠2之间局部地布置钝化层6。在π形截面波导2b的表面上不布置钝化层6。该钝化层6尤其是在半导体层堆叠2的上侧并且沿着π形截面波导2b的侧面延伸，其中在π形截面波导2b的表面上布置有空隙。钝化层6例如是几百μm厚。钝化层6尤其是相对π形截面波导的两侧构造为L形的。
钝化层6优选由电绝缘材料、例如介电材料制成。钝化层6例如包含Al2O3、SiO2、SiN、ZrO2、TiO2、NbO2、Ta2O5、TaO2、HfO2。钝化层6优选是高密度的并且例如借助于原子层沉积、离子束沉积、离子镀（Platin）沉积或聚对二甲基苯（Parylen）沉积来施加。
平面化层6可以包含吸收体材料，例如Ti、Ge、Si或者Cr。因此可以在激光器运行中过滤较高模式，其中激光器的基本模式未被不利地衰减。
对于由平面化层和钝化层构成的层叠可选地可以使用其他附加的层（未示出）。例如聚对二甲基苯或者借助于原子层沉积所沉积的电介体可以在钝化层6下方和/或上方用于改善激光二极管的短路特性。
在制造方法中，图2的实施例与图1的实施例的区别在于，在对半导体层堆叠2进行蚀刻之后首先将钝化层6整面地沉积在半导体层堆叠2上。接着将平面化层3通过离心涂布施加在钝化层6上方。接着露出π形截面波导的表面，尤其是在π形截面波导2b的表面21的区域中去除平面化层和钝化层。
钝化层6可以替代地是蚀刻停止层，该蚀刻停止层用于阻止湿化学栖身（Unterkriechen）。蚀刻停止层例如通过薄层封装来施加。
图2的实施例此外与图1的实施例基本上一致。
图3的实施例与图1的实施例的区别在于，平面化层3具有两个相叠布置的区域3a、3b。平面化层3的与半导体层堆叠2邻接的区域3b尤其是具有至少一种掺杂物质。区域3b因此是经掺杂的区域。作为经掺杂的区域3b的掺杂物质使用如下材料，该材料导致与邻接的半导体层相反的掺杂。由此可以产生截止的边界层，由此可以有效地阻止在π形截面波导旁边的不受欢迎的电流注入。如果邻接的半导体层例如被构造为p型，则将n掺杂的合金物质退火到平面化层3中可以导致，π形截面波导2b旁边的截止的pn结阻止不期望的泄漏电流。
为了制造这样构造的两部分的平面化层3，在制造方法中在平面化层3中溶解至少一种掺杂物质，其中在将平面化层3施加在半导体层堆叠2上之后执行退火方法，使得掺杂物质扩散到平面化层3与半导体层堆叠2之间的界面并且积聚在区域3b中。
图3的实施例此外与图1的实施例基本上一致。
与图1的实施例相比，在图4的实施例中示出激光二极管，其中在π形截面波导2b旁边在两侧横向相间隔地布置有半导体层堆叠2的半导体层2d，所述半导体层2d通过沟槽7彼此定界，其中平面化层3布置在沟槽7中。平面化层3因此布置在π形截面波导2b和横向相间隔的半导体层2d之间。这种双沟槽结构特别适用于借助于平面化层3来充填。
这种激光二极管对于专业人员来说也以概念三脚架（Dreibein）激光二极管已知。在此在制造过程中，π形截面波导被蚀刻到半导体层堆叠中，其中半导体蚀刻仅仅条状地进行，使得层堆叠的半导体材料在π形截面波导的两侧以与π形截面波导相同高度地保留下来。这种激光二极管结构的特点在于尤其是在机械影响、例如刮擦方面的改善的机械稳健性。
π形截面波导在该实施例中具有1μm和8μm之间的厚度DS。沟槽分别具有50μm和30μm之间的宽度DP。
图4的实施例此外与图1的实施例基本上一致。
图5A和5B的实施例与图1的实施例的区别在于，激光二极管是也以概念High Power-Laser（大功率激光器）已知的高功率激光器。如在图1的实施例中那样，大功率激光器具有包括活性层2c的半导体层堆叠2并且划分成基体2a和π形截面波导2b。与图1的实施例不同，构造有沟槽7，所述沟槽7在激光器的上侧向下侧方向上引导并且在此穿透活性层2c。沟槽7构造为V形的并且将大功率激光器分成多个发射区域。
如在图5B中所示的那样，分别将平面化层3引入到V形沟槽7中，该平面化层3将沟槽充填为，使得产生平坦的主面4。平面化层3具有吸收体材料。通过具有吸收体材料的平面化层3可以抑制环模式。此外可以阻止此外未受保护的活性层的短路，由此避免V沟槽中的经由活性层的泄漏电流路径，如所述泄漏电流路径例如可以通过连接层的迁移的p金属化部或者焊接金属化部而出现。
与图1的实施例不同，应用结构化的电连接层5，其中分别在半导体层堆叠2的发射区域上布置结构。
图5A和5B的实施例此外与图1的实施例一致。
本发明不由于根据实施例的描述而限制于此，而是包括每个新的特征以及特征的每种组合，这尤其是包含权利要求中特征的每种组合，即使该特征或者该组合本身没有明确地在权利要求或者实施例中予以说明。
本专利申请要求德国专利申请10 2010 046 793.6的优先权，其公开内容通过回引结合于此。

Claims (16)

1.边缘发射的半导体激光二极管（1），具有
－具有基体（2a）和π形截面波导（2b）的外延半导体层堆叠（2），其中所述基体（2a）具有用于产生电磁辐射的活性层（2c），和
－平面化层（3），其中该平面化层（3）嵌入到所述π形截面波导（2b）中，使得所述π形截面波导（2b）的表面（21）和所述平面化层（3）的表面（22）构成平坦的主面（4），
其中在所述平面化层（3）和所述半导体层堆叠（2）之间至少局部地布置蚀刻停止层（6），
其中所述平面化层（3）具有至少两个相叠布置的区域（3a、3b），并且
其中所述平面化层（3）的与所述半导体层堆叠邻接的区域（3b）包含至少一种掺杂物质。
2.根据权利要求1的半导体激光二极管，其中所述蚀刻停止层（6）在π形截面波导（2b）的表面（21）的区域中具有空隙，使得通过所述蚀刻停止层（6）阻止了湿化学或干化学的栖身。
3.根据权利要求1或2的半导体激光二极管，其中
在所述平面化层（3）和所述半导体层堆叠（2）之间至少局部地布置钝化层（6）。
4.根据权利要求1或2的半导体激光二极管，其中
－所述π形截面波导（2b）的表面（21）无平面化层（3），并且
－在所述主面（4）上布置电连接层（5）。
5.根据权利要求1或2的半导体激光二极管，其中
所述平面化层（3）具有玻璃。
6.根据权利要求5的半导体激光二极管，其中
所述玻璃是旋压玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃或者流态玻璃。
7.根据权利要求1或2的半导体激光二极管，其中
－在所述π形截面波导（2b）旁边在两侧横向相间隔地布置有半导体层堆叠（2）的半导体层（2d），所述半导体层（2d）通过沟槽（7）定界，并且
－所述平面化层（3）布置在所述沟槽中。
8.根据权利要求7的半导体激光二极管，其中
所述沟槽（7）构造为V形的，穿透活性层（2c）并且与谐振器方向平行地构造，其中所述谐振器由活性层（2c）处的两个刻面构成，并且
其中V沟槽用平面化层（3）覆上。
9.根据权利要求1或2的半导体激光二极管，其中
-所述蚀刻停止层（6）构造为钝化层，
-在所述π形截面波导（2b）的表面（21）上不布置蚀刻停止层（6），使得在所述π形截面波导（2b）的表面（21）上蚀刻停止层（6）呈现为空隙，
-所述蚀刻停止层（6）在半导体层堆叠（2）的上侧并且沿着π形截面波导（2b）的侧面延伸，
-所述蚀刻停止层（6）最高100μm厚，
-所述蚀刻停止层（6）在横截面上看与所述π形截面波导（2b）的两侧成L形地构造，并且
-所述蚀刻停止层（6）由以下电绝缘材料之一形成：Al2O3、SiO2、SiN、ZrO2、TiO2、NbO2、Ta2O5、TaO2、HfO2。
10.用于制造根据权利要求1的边缘发射的半导体激光二极管（1）的方法，具有如下方法步骤：
－提供半导体层堆叠（2），
－对所述半导体层堆叠（2）进行蚀刻，使得构造基体（2a）和π形截面波导（2b），
－施加平面化层（3），使得所述π形截面波导（2b）嵌入在所述平面化层（3）中，
－露出所述π形截面波导（2b）的表面（21），使得所述π形截面波导（2b）的表面（21）和所述平面化层（3）的表面（22）构成平坦的主面（4），以及
－在所述主面（4）上布置电连接层（5），
其中在所述平面化层（3）和所述半导体层堆叠（2）之间至少局部地布置蚀刻停止层（6），其中所述平面化层（3）具有至少两个相叠布置的区域（3a、3b），并且
其中所述平面化层（3）的与所述半导体层堆叠邻接的区域（3b）包含至少一种掺杂物质。
11.根据权利要求10的方法，其中
所述平面化层（3）借助于液态悬浮液的离心涂布过程来施加。
12.根据权利要求10或11的方法，其中
通过整面的干化学或湿化学反蚀刻过程或者化学－机械－抛光过程来执行所述露出。
13.根据权利要求10或11的方法，其中
在施加所述平面化层（3）之前在所述半导体层堆叠（2）上施加钝化层（6）或者蚀刻停止层（6）。
14.根据权利要求10或11的方法，其中
所述平面化层（3）的折射率通过退火方法来调整。
15.根据权利要求10或11的方法，其中
－在施加所述平面化层（3）之后执行退火方法，使得掺杂物质向所述平面化层（3）与所述半导体层堆叠（2）之间的界面的方向扩散。
16.根据权利要求10或11的方法，其中
所述蚀刻停止层（6）被整面地沉积在半导体表面上，
其中接着所述平面化层通过离心涂布被施加到所述蚀刻停止层（6）上，
其中接着所述π形截面波导（2b）的表面（21）被露出，并且
其中接着经由所述电连接层（5）进行电接触并且所述电连接层（5）完全覆盖所述主面（4）并且所述连接层（5）具有Pd、Pt、PtPd、PdPt或者Ni。
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