DE10057698A1 - Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser - Google Patents
Übereinander gestapelte Halbleiter-DiodenlaserInfo
- Publication number
- DE10057698A1 DE10057698A1 DE10057698A DE10057698A DE10057698A1 DE 10057698 A1 DE10057698 A1 DE 10057698A1 DE 10057698 A DE10057698 A DE 10057698A DE 10057698 A DE10057698 A DE 10057698A DE 10057698 A1 DE10057698 A1 DE 10057698A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- diode laser
- intermediate layer
- conductive layer
- substrate
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4043—Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3095—Tunnel junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenlaser, die auf einem Substrat (1) angeordnet ist. Ein erster Diodenlaser (12) ist auf dem Substrat (1) und ein zweiter Diodenlaser (13) ist auf dem ersten Diodenlaser (12) angeordnet. Zwischen dem ersten Diodenlaser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) ist eine Kontaktschicht (6) angeordnet. Die Kontaktschicht (6) umfaßt eine erste leitfähige Schicht (18) eines ersten Leitungstyps und eine zweite leitfähige Schicht (20) eines zweiten Leitungstyps und eine Zwischenschicht (19), die zwischen der ersten und der zweiten leitfähigen Schicht (18, 20) angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft übereinander gestapelte
Halbleiter-Diodenlaser.
Hochleistungs-Diodenlaser, die eine hohe Leistung emittieren,
belasten die Facetten der einzelnen Kristallschichten bis in
den Grenzbereich. Um die erreichbare Leistung eines Diodenla
sers zu erhöhen, können zwei Diodenlaser monolithisch über
einander integriert werden. Dazu werden entsprechende Schich
ten übereinandergewachsen. Der Kontakt zwischen zwei überein
ander gewachsenen Diodenlasern wird, wie in dem Patent US 5,212,706
beschrieben, beispielsweise durch eine hoch do
tierte Tunneldiode erreicht, die in Sperrrichtung gepolt ist.
Die Tunneldiode ist extremen Belastungen in Bezug auf die
durch sie fließende Stromstärke ausgesetzt und kann durch die
vorherrschenden Belastungen zerstört werden. Ein weiteres
Beispiel für einen Tunnelkontakt ist in dem Patent US 5,679,963
angegeben.
Die Laserdioden werden üblicherweise aus einer Reihe von
Schichten aufgewachsen, wobei die einzelnen Schichten unter
schiedliche Materialien und folglich unterschiedliche Gitter
konstanten aufweisen können. Die unterschiedlichen Gitterkon
stanten zwischen benachbarten Schichten führen zu Verspannun
gen, so daß in dem Schichtstapel elastische Energie gespei
chert wird und Kräfte zwischen benachbarten Schichten wirken.
Ist die zwischen zwei Schichten wirkende Kraft zu groß, so
entstehen Gitterversetzungen in oder zwischen den entspre
chenden Schichten, wodurch die Diodenlaser unbrauchbar werden
können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kontakt
zwischen zwei übereinander angeordneten Diodenlasern anzuge
ben.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch eine Anord
nung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenlaser gelöst
mit:
- - einem Substrat, auf dem ein erster Diodenlaser angeordnet ist;
- - einem zweiten Diodenlaser, der auf dem ersten Diodenlaser angeordnet ist;
- - einer Kontaktschicht, die zwischen dem ersten Diodenlaser und dem zweiten Diodenlaser angeordnet ist, wobei die Kon taktschicht eine erste leitfähige Schicht eines ersten Lei tungstyps, eine zweite leitfähige Schicht eines zweiten Leitungstyps und eine Zwischenschicht umfaßt, wobei die Zwischenschicht zwischen der ersten und der zweiten leitfä higen Schicht angeordnet ist und die Tunnelwahrscheinlich keit für Ladungsträger erhöht.
Die erfindungsgemäße Zwischenschicht weist den Vorteil auf,
daß die Ladungsträger-Absorption und die Streuung an ioni
sierten Störstellen in ihr reduziert ist, so daß die Ladungs
träger höhere Lebensdauern aufweisen und somit der elektri
sche Widerstand vermindert ist. Der verminderte elektrische
Widerstand führt dazu, daß der leitfähige Kontakt auch bei
extremen Strombelastungen stabil bleibt und nicht zerstört
wird. Dadurch wird die Lebensdauer der Diodenlaser-Anordnung
in vorteilhafter Weise verlängert.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Zwischenschicht undotiert ist. Eine undotierte (intrinsische)
Schicht hat den Vorteil, daß die Ladungsträger-Absorption und
die Streuung von Ladungsträgern an ionisierten Störstellen im
unmittelbaren Übergangsbereich reduziert ist. Dadurch besit
zen die Ladungsträger eine erhöhte Lebensdauer, so daß der
elektrische Widerstand der leitfähigen Kontaktschicht redu
ziert ist. In vorteilhafter Weise wird die Zwischenschicht
relativ dünn ausgebildet. Sie kann eine Dicke zwischen einer
Monolage und 50 nm aufweisen.
Eine weitere erfindungsgemäße Anordnung sieht vor, daß die
Zwischenschicht mit dem ersten oder dem zweiten Leitungstyp
dotiert ist, jedoch eine niedrigere Dotierstoffkonzentration
aufweist, als die erste oder die zweite leitfähige Schicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine
Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenlaser
mit:
- - einem Substrat, auf dem ein erster Diodenlaser angeordnet ist;
- - einem zweiten Diodenlaser, der auf dem ersten Diodenlaser angeordnet ist;
- - einer Kontaktschicht, die zwischen dem ersten Diodenlaser und dem zweiten Diodenlaser angeordnet ist, wobei die Kon taktschicht eine erste leitfähige Schicht eines ersten Lei tungstyps, eine zweite leitfähige Schicht eines zweiten Leitungstyps, eine erste Zwischenschicht und eine zweite Zwischenschicht aufweist, wobei die erste und die zweite Zwischenschicht zwischen der ersten und zweiten leitfähigen Schicht angeordnet sind, und die erste Zwischenschicht der ersten leitfähigen Schicht und die zweite Zwischenschicht der zweiten leitfähigen Schicht zugewandt ist.
Die erste und die zweite Zwischenschicht ermöglichen Quanten
phänomene, da durch sie die Bandstruktur so modifiziert ist,
daß Quantentrog-ähnliche Modifikationen des Ferminiveaus auf
treten. Beispielsweise ist die effektiv erreichbare Dotierung
in der ersten und zweiten Zwischenschicht gegenüber Bulk-Ma
terial erhöht. Durch die erhöhte effektive Dotierung ist bei
spielsweise die Ladungsträgerdichte ebenfalls erhöht, wodurch
der elektrische Kontakt einen reduzierten Kontaktwiderstand
aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
die erste Zwischenschicht den gleichen Leitungstyp wie die
erste leitfähige Schicht aufweist, jedoch eine höhere Dotier
stoffkonzentration besitzt und die zweite Zwischenschicht den
gleichen Leitungstyp wie die zweite leitfähige Schicht auf
weist, jedoch eine höhere Dotierstoffkonzentration besitzt.
Die erhöhte Dotierstoffkonzentration der ersten und zweiten
Zwischenschicht ermöglicht es, eine erhöhte Ladungsträger
dichte gegenüber herkömmlichen pn-Tunnel-Kontakten zu errei
chen, wodurch der Kontaktwiderstand des elektrischen Kontak
tes reduziert ist.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die erste und/oder
die zweite Zwischenschicht eine Dicke zwischen einer Monolage
und 30 nm, beziehungsweise zwischen 4 nm und 12 nm aufweist.
Eine Dicke zwischen einer Monolage und 30 nm ermöglicht die
Ausbildung von Quantentrog-ähnlichen Strukturen, wodurch
Quantenphänomene ermöglicht werden, die eine erhöhte effektiv
erreichbare Dotierung und damit eine erhöhte Ladungsträger
dichte gegenüber herkömmlichen Strukturen ermöglichen. Eine
Dicke zwischen 4 und 12 nm ist in vorteilhafter Weise dazu
geeignet, Quantentrog-ähnliche Strukturen auszubilden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine
Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenlaser
mit:
- - einem Substrat, auf dem ein erster Diodenlaser angeordnet ist;
- - einem zweiten Diodenlaser, der auf dem ersten Diodenlaser angeordnet ist;
- - einer Kontaktschicht, die zwischen dem ersten Diodenlaser und dem zweiten Diodenlaser angeordnet ist, wobei die Kon taktschicht so ausgebildet ist, daß eine Gitterfehlanpas sung zwischen dem Substrat und dem ersten Diodenlaser durch eine Gitterfehlanpassung mit entgegengesetztem Vorzeichen zwischen dem ersten Diodenlaser und der Kontaktschicht kom pensierbar ist.
Die kompensierbare Materialverspannung erhöht in vorteilhaf
ter Weise die Lebensdauer der Halbleiter-Diodenlaser-Anord
nung, da Verspannungen in dem Schichtstapel kompensiert werden.
Durch den Abbau von Gitterspannungen wird eine Kumula
tion von elastischer Energie verhindert, wodurch die Lebens
dauer und die elektrische Belastbarkeit des elektrischen Kon
takts verbessert wird.
Weiterhin ist vorgesehen, daß das Substrat eine erste Gitter
konstante, der erste Diodenlaser eine zweite Gitterkonstante
und die Kontaktschicht eine dritte Gitterkonstante aufweist,
wobei die Differenz von zweiter Gitterkonstante minus erster
Gitterkonstante das gleiche Vorzeichen hat wie die Differenz
von erster Gitterkonstante minus dritter Gitterkonstante.
Durch das gleiche Vorzeichen in der Differenz der angegebenen
Gitterkonstanten wird gewährleistet, daß die Verspannung zwi
schen Substrat und Diodenlaser durch eine Verspannung zwi
schen Diodenlaser und Kontaktschicht teilweise oder gänzlich
kompensiert wird. Weist beispielsweise die Laserstruktur eine
größere Gitterkonstante als das Substrat auf, so sollte die
Kontaktschicht eine kleinere Gitterkonstante als das Substrat
aufweisen. Im Falle, daß die Laserstruktur eine kleinere Git
terkonstante als das Substrat aufweist, so sollte die Kon
taktschicht eine größere Gitterkonstante als das Substrat
aufweisen
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die
Kontaktschicht Galliumphosphid, Indiumgalliumphosphid, Zink
sulfid, Zinktellurid, Zinksulfidtellurid, Zinkselenid, Zink
sulfidselenid oder Indiumgalliumarsenphosphid enthält. Geeig
net ist beispielsweise Aluminium-Gallium-Indium-Arsenid-Ni
trid-Phosphid Die genannten Materialien sind in vorteilhafter
Weise dazu geeignet, die Gitterverspannungen zwischen dem er
sten Diodenlaser und dem Substrat mittels entgegengesetzter
Gitterfehlanpassung zwischen der Kontaktschicht und dem Sub
strat zu kompensieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der je
weiligen Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie
len und Figuren näher erläutert. In den Figuren bezeichnen
gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch
einen Chip mit einem Halbleiterkörper mit zwei
übereinander gestapelten Halbleiter-Diodenlasern;
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines Schnit
tes durch einen Chip mit einem Halbleiterkörper mit
zwei übereinander gestapelten Halbleiter-Diodenla
sern;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch
eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung einer
Kontaktschicht zwischen zwei übereinander gestapel
ten Halbleiter-Diodenlasern;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Kontaktschicht zwischen zwei übereinander
gestapelten Halbleiter-Diodenlasern.
Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist jeweils ein
entsprechendes komplementäres Ausführungsbeispiel mitumfaßt,
bei dem sämtliche Dotierungen durch ihre komplementäre Dotie
rung ersetzt werden. Beispielsweise sind sämtliche p-Dotie
rungen durch n-Dotierungen zu ersetzen.
In Fig. 1 ist ein Diodenlaser mit einem Substrat 1 darge
stellt, welches mit einer ersten Kontaktierungsschicht 2 kon
taktiert ist. Auf dem Substrat 1 ist auf einer der ersten
Kontaktierungsschicht 2 abgewandten Oberfläche ein erster
Diodenlaser 12 angeordnet. Dieser umfaßt beispielsweise eine
erste Begrenzungsschicht 3 aus n-dotiertem Aluminiumgalliumarsenid
(n-AlxGa1-xAs) und eine zweite Begrenzungsschicht 5
aus p-dotiertem Aluminiumgalliumarsenid (p-AlxGa1-xAs), zwi
schen denen eine erste aktive Laserschicht 4 angeordnet ist,
die beispielsweise Galliumarsenid bzw. Indiumgalliumarsenid
aufweist. Weiterhin kann die Laserschicht 4 mit p-Typ bzw. n-
Typ Dotierstoff dotiert sein. Durch Wahl des Materials der
Laserschicht 4 kann die Wellenlänge der emittierten Strahlung
verändert werden. Ebenso sind Laser umfaßt, die aus anderen
Materialsystemen mit beispielsweise Phosphiden oder Seleniden
bestehen.
Auf der zweiten Begrenzungsschicht 5 ist eine Kontaktschicht
6 angeordnet. Die Kontaktschicht 6 wird in Zusammenhang mit
Fig. 3 und 4 näher erläutert. Auf der Kontaktschicht 6 ist
ein zweiter Diodenlaser 13 angeordnet, der analog zu dem er
sten Diodenlaser 12 aufgebaut ist und eine dritte Begren
zungsschicht 7 aus n-dotiertem Aluminiumgalliumarsenid (n-
AlxGa1-xAs), eine zweite aktive Laserschicht 8 und eine vierte
Begrenzungsschicht 9 aus p-dotiertem Aluminiumgalliumarsenid
(p-AlxGa1-xAs) umfaßt. Auf dem zweiten Diodenlaser 13 ist eine
Verbindungsschicht 10 und auf dieser eine zweite Kontaktie
rungsschicht 11 angeordnet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist je
weils auf der von der aktiven Laserschicht 4, 8 abgewandten
Seite der Begrenzungsschichten 3, 5, 7, 9 eine Mantelschicht
14, 15, 16, 17 angeordnet. Die Mantelschichten begünstigen
die Wellenführung in den Diodenlasern 12, 13. Weiterhin kann
eine Ladungsträgerinversion erleichtert werden, wodurch die
Schwelle für den Laser reduziert wird.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, daß die erste und
zweite Mantelschicht 14, 15 einen Aluminiumanteil von etwa 30
% und die erste und zweite Begrenzungsschicht 3, 5 einen Alu
miniumanteil von etwa 60% aufweisen. Diese Ausgestaltung
führt zu einer vorteilhaften Wellenführung in dem ersten
Diodenlaser 12. Die dritte und vierte Mantelschicht 16, 17
weisen z. B. ebenfalls eine Aluminiumkonzentration von 30%
und die dritte und vierte Begrenzungsschicht 7 und 9 eine
Aluminiumkonzentration von 60% auf. Dies begünstigt die Wel
lenführung in dem zweiten Diodenlaser 13.
In Fig. 3 ist die Kontaktschicht 6 dargestellt. Die Kontakt
schicht 6 umfaßt eine erste leitfähige Schicht 18, die mit
einem ersten Dotierstofftyp dotiert ist. Weiterhin umfaßt die
Kontaktschicht 6 eine zweite leitfähige Schicht 20, die mit
einem zweiten Dotierstofftyp dotiert ist. Der erste Dotier
stofftyp ist dabei komplementär zu dem zweiten Dotierstofftyp
gewählt. Weiterhin ist zwischen der ersten leitfähigen
Schicht 18 und der zweiten leitfähigen Schicht 20 eine Zwi
schenschicht 19 angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel ist
die Zwischenschicht 19 beispielsweise undotiert, also intrin
sisch. Dies hat den Vorteil, daß die Ladungsträger-Absorption
und die Streuung von Ladungsträgern an ionisierten Störstel
len im Übergangsbereich reduziert wird, da die Anzahl der
Störstellen reduziert ist. Folglich ist der elektrische Wi
derstand der Kontaktschicht 6 reduziert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Zwischen
schicht 19 mit dem ersten oder dem zweiten Ladungsträgertyp
dotiert ist.
Hierbei wird die Dotierstoffkonzentration der Zwischenschicht
19 geringer gewählt als die Dotierstoffkonzentration der er
sten leitfähigen Schicht 18 oder der zweiten leitfähigen
Schicht 20.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kontaktschicht 6 ist in
Fig. 4 dargestellt. In diesem Fall umfaßt die Kontaktschicht
6 eine erste leitfähige Schicht 21, eine erste Zwischen
schicht 22, die auf der leitfähigen Schicht 21 angeordnet
ist, eine zweite Zwischenschicht 23, die auf der ersten Zwi
schenschicht 22 angeordnet ist und eine zweite leitfähige
Schicht 24, die auf der zweiten Zwischenschicht 23 angeordnet
ist. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten leitfähi
gen Schicht 21 um eine p-dotierte Galliumarsenidschicht bzw.
Aluminiumgalliumarsenidschicht. Weiterhin handelt es sich bei
der ersten Zwischenschicht 22 um eine hoch-p-dotierte
Galliumarsenidschicht und bei der zweiten Zwischenschicht 23
um eine hoch-n-dotierte Galliumarsenidschicht. Bei der zwei
ten leitfähigen Schicht 24 handelt es sich beispielsweise um
eine n-dotierte Galliumarsenidschicht. Darüber hinaus sind
folgende Materialien für die erste leitfähige Schicht 21, die
erste Zwischenschicht 22, die zweite Zwischenschicht 23 und
die zweite leitfähige Schicht 24 geeignet. Beispielsweise
kann Indium-Gallium-Aluminium-Arsenid in der ersten leitfähi
gen Schicht 21, der ersten Zwischenschicht 22, der zweiten
Zwischenschicht 23 und der zweiten leitfähigen Schicht 24
enthalten sein.
Wird die erste Zwischenschicht 22 und die zweite Zwischen
schicht 23 mit einer Dicke zwischen einer Monolage und 50 nm
- also beispielsweise 10 nm - gebildet, so bilden sich Quan
tentrog-ähnliche Strukturen (quantum well), die höher dotier
bar sind, als Bulk-Material. Dadurch wird eine erhöhte La
dungsträgerdichte erreicht, die zu einer erhöhten Tunnelwahr
scheinlichkeit und somit zu einem reduzierten Kontaktwider
stand führt.
Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist nicht als Ein
schränkung auf Galliumarsenid zu verstehen. Die Schichten
folge kann ebenso in entsprechender Weise durch Galliumni
trid, Zinkselenid oder Zinktellurid ersetzt werden.
Mit Bezug auf Fig. 1 sieht eine weitere Ausgestaltung der
Erfindung vor, daß das Substrat 1 eine erste Gitterkonstante
A1, der erste Diodenlaser 12 eine zweite Gitterkonstante A2
und die Kontaktschicht 6 eine dritte Gitterkonstante A3 auf
weist. Wirkt zum Beispiel die zweite Gitterkonstante A2 des
Diodenlasers 12 kompressiv auf die erste Gitterkonstante A1
des Substrats 1, so wird die kompressive Wirkung auf das Substrat
1 durch eine Kontaktschicht 6 zumindest teilweise kom
pensiert, wenn die zweite Gitterkonstante A2 des Diodenlasers
12 ebenfalls kompressiv auf die Kontaktschicht 6 wirkt. Vor
teilhaft ist dabei, daß die Kontaktschicht eine kleine Git
terkonstante als das Substrat besitzt, wenn der Laser eine
größere Gitterkonstante als das Substrat aufweist. Im umge
kehrten Fall ist es vorteilhaft, daß die Kontaktschicht eine
größere Gitterkonstante als das Substrat besitzt, wenn der
Laser eine kleinere Gitterkonstante als das Substrat auf
weist. Dadurch wird die Verspannung in dem Diodenlaser 12
aufgrund der Gitterfehlanpassung auf das Substrat 1 abge
schwächt. In entsprechender Weise kann die Kraft einer tensi
len Gitterfehlanpassung teilweise kompensiert werden. Eine
Kompensation findet folglich statt, wenn die Differenz von
zweiter Gitterkonstante A2 minus erster Gitterkonstante A1
das gleiche Vorzeichen hat wie die Differenz von erster Git
terkonstante A1 minus dritter Gitterkonstante A3.
Claims (10)
1. Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenla
ser mit:
die Kontaktschicht (6) eine erste leitfähige Schicht (18) ei nes ersten Leitungstyps, eine zweite leitfähige Schicht (20) eines zweiten Leitungstyps und eine Zwischenschicht (19) um faßt, wobei die Zwischenschicht (19) zwischen der ersten und zweiten leitfähigen Schicht (18, 20) angeordnet ist und die Tunnelwahrscheinlichkeit für Ladungsträger erhöht.
- - einem Substrat (1), auf dem ein erster Diodenlaser (12) an geordnet ist;
- - einem zweiten Diodenlaser (13), der auf dem ersten Dioden laser (12) angeordnet ist;
- - einer Kontaktschicht (6), die zwischen dem ersten Diodenla ser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) angeordnet ist,
die Kontaktschicht (6) eine erste leitfähige Schicht (18) ei nes ersten Leitungstyps, eine zweite leitfähige Schicht (20) eines zweiten Leitungstyps und eine Zwischenschicht (19) um faßt, wobei die Zwischenschicht (19) zwischen der ersten und zweiten leitfähigen Schicht (18, 20) angeordnet ist und die Tunnelwahrscheinlichkeit für Ladungsträger erhöht.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenschicht (19) undotiert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenschicht (19) mit dem ersten oder dem zweiten Lei
tungstyp dotiert ist, jedoch eine niedrigere Dotierstoffkon
zentration aufweist, als die erste leitfähige Schicht (18)
oder die zweite leitfähige Schicht (20).
4. Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenla
ser mit:
einem Substrat (1), auf dem ein erster Diodenlaser (12) an geordnet ist;
einem zweiten Diodenlaser (13), der auf dem ersten Dioden laser (12) angeordnet ist;
einer Kontaktschicht (6), die zwischen dem ersten Diodenla ser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschicht (6) eine erste leitfähige Schicht (21) ei nes ersten Leitungstyps, eine zweite leitfähige Schicht (24) eines zweiten Leitungstyps, eine erste Zwischenschicht (22) und eine zweite Zwischenschicht (23) aufweist, wobei die er ste und die zweite Zwischenschicht (22, 23) zwischen der er sten und zweiten leitfähigen Schicht (21, 24) angeordnet sind und die erste Zwischenschicht (22) der ersten leitfähigen Schicht (21) und die zweite Zwischenschicht (23) der zweiten leitfähigen Schicht (24) zugewandt ist.
einem Substrat (1), auf dem ein erster Diodenlaser (12) an geordnet ist;
einem zweiten Diodenlaser (13), der auf dem ersten Dioden laser (12) angeordnet ist;
einer Kontaktschicht (6), die zwischen dem ersten Diodenla ser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschicht (6) eine erste leitfähige Schicht (21) ei nes ersten Leitungstyps, eine zweite leitfähige Schicht (24) eines zweiten Leitungstyps, eine erste Zwischenschicht (22) und eine zweite Zwischenschicht (23) aufweist, wobei die er ste und die zweite Zwischenschicht (22, 23) zwischen der er sten und zweiten leitfähigen Schicht (21, 24) angeordnet sind und die erste Zwischenschicht (22) der ersten leitfähigen Schicht (21) und die zweite Zwischenschicht (23) der zweiten leitfähigen Schicht (24) zugewandt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Zwischenschicht (22) den gleichen Leitungstyp wie
die erste leitfähige Schicht (21) aufweist, jedoch eine hö
here Dotierstoffkonzentration besitzt und die zweite Zwi
schenschicht (23) den gleichen Leitungstyp wie die zweite
leitfähige Schicht (24) aufweist, jedoch eine höhere Dotier
stoffkonzentration besitzt.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste oder die zweite Zwischenschicht (22, 23) eine Dicke
zwischen einer Monolage und 30 nm aufweist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste oder die zweite Zwischenschicht (22, 23) eine Dicke
zwischen 4 und 12 nm aufweist.
8. Anordnung übereinander gestapelter Halbleiter-Diodenla
ser mit:
einem Substrat (1), auf dem ein erster Diodenlaser (12) an geordnet ist;
einem zweiten Diodenlaser (13), der auf dem ersten Dioden laser (12) angeordnet ist;
einer Kontaktschicht (6), die zwischen dem ersten Diodenla ser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschicht (6) so ausgebildet ist, daß eine Gitter fehlanpassung zwischen dem Substrat (1) und dem ersten Diodenlaser (12) durch eine Gitterfehlanpassung mit entgegen gesetztem Vorzeichen zwischen dem Substrat (1) und der Kon taktschicht (6) kompensierbar ist.
einem Substrat (1), auf dem ein erster Diodenlaser (12) an geordnet ist;
einem zweiten Diodenlaser (13), der auf dem ersten Dioden laser (12) angeordnet ist;
einer Kontaktschicht (6), die zwischen dem ersten Diodenla ser (12) und dem zweiten Diodenlaser (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschicht (6) so ausgebildet ist, daß eine Gitter fehlanpassung zwischen dem Substrat (1) und dem ersten Diodenlaser (12) durch eine Gitterfehlanpassung mit entgegen gesetztem Vorzeichen zwischen dem Substrat (1) und der Kon taktschicht (6) kompensierbar ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat (1) eine erste Gitterkonstante (A1), der erste
Diodenlaser (12) eine zweite Gitterkonstante (A2) und die
Kontaktschicht (6) eine dritte Gitterkonstante (A3) aufwei
sen, wobei die Differenz von zweiter Gitterkonstante (A2) mi
nus erster Gitterkonstante (A1) das gleiche Vorzeichen hat
wie die Differenz von erster Gitterkonstante (A1) minus drit
ter Gitterkonstante (A3).
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschicht (6) Galliumphosphid, Zinksulfid, Zinktel
lurid, Zinksulfidtellurid, Zinkselenid, Zinksulfidselenid,
Indiumgalliumphosphid oder Indiumgalliumarsenphosphid ent
hält.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10057698A DE10057698A1 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser |
US10/432,187 US6956881B2 (en) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Stacked semiconductor laser diode |
EP01997871.7A EP1374353B1 (de) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Übereinander gestapelte halbleiter-diodenlaser |
PCT/DE2001/004350 WO2002043204A2 (de) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Übereinander gestapelte halbleiter-diodenlaser |
EP16182390.1A EP3107161B1 (de) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Übereinander gestapelte halbleiter-diodenlaser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10057698A DE10057698A1 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10057698A1 true DE10057698A1 (de) | 2002-06-06 |
Family
ID=7664082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10057698A Ceased DE10057698A1 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6956881B2 (de) |
EP (2) | EP3107161B1 (de) |
DE (1) | DE10057698A1 (de) |
WO (1) | WO2002043204A2 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1605561A2 (de) | 2004-01-30 | 2005-12-14 | Osram Opto Semiconductors GmbH | Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement |
US7271419B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-09-18 | Osram Opto Semiconductor Gmbh | Laser device having a plurality of emission zones |
EP2009753A1 (de) | 2007-06-29 | 2008-12-31 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Laserdiodenstapel mit Tunnelübergängen und verringerter Gitterfehlanpassung zum GaAs-Substrat |
DE102007051167A1 (de) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser, Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
DE102007051315B4 (de) | 2007-09-24 | 2018-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes Bauelement |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3973523B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2007-09-12 | 三洋電機株式会社 | 窒化物系半導体レーザ素子 |
DE102006061532A1 (de) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaser mit mehreren monolithisch integrierten Laserdioden |
US20080092428A1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Brint George W | Owl, simulated animal and bird decoy |
DE102007061458A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements und strahlungsemittierendes Bauelement |
JP2013235987A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Seiko Epson Corp | 発光装置、スーパールミネッセントダイオード、およびプロジェクター |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5212706A (en) * | 1991-12-03 | 1993-05-18 | University Of Connecticut | Laser diode assembly with tunnel junctions and providing multiple beams |
DE4434345A1 (de) * | 1993-03-30 | 1996-03-28 | Bell Communications Res | Ungekühlte Hochtemperatur-Laserdiode |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0690063A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-03-29 | Toyota Motor Corp | 半導体レーザー |
US5892787A (en) * | 1994-10-27 | 1999-04-06 | Hewlett-Packard Company | N-drive, p-common light-emitting devices fabricated on an n-type substrate and method of making same |
JP2661563B2 (ja) * | 1994-11-09 | 1997-10-08 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
JPH0974243A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
GB9524414D0 (en) * | 1995-11-29 | 1996-01-31 | Secr Defence | Low resistance contact semiconductor device |
US5679963A (en) * | 1995-12-05 | 1997-10-21 | Sandia Corporation | Semiconductor tunnel junction with enhancement layer |
US6144683A (en) * | 1998-01-07 | 2000-11-07 | Xerox Corporation | Red, infrared, and blue stacked laser diode array by wafer fusion |
-
2000
- 2000-11-21 DE DE10057698A patent/DE10057698A1/de not_active Ceased
-
2001
- 2001-11-20 WO PCT/DE2001/004350 patent/WO2002043204A2/de active Application Filing
- 2001-11-20 EP EP16182390.1A patent/EP3107161B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-20 US US10/432,187 patent/US6956881B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-20 EP EP01997871.7A patent/EP1374353B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5212706A (en) * | 1991-12-03 | 1993-05-18 | University Of Connecticut | Laser diode assembly with tunnel junctions and providing multiple beams |
DE4434345A1 (de) * | 1993-03-30 | 1996-03-28 | Bell Communications Res | Ungekühlte Hochtemperatur-Laserdiode |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
GARCIA, J. Ch., u.a.: Epitaxially stacked lasers with Esaki junctions: A bipolar cascade laser. In: Appl. Phys. Lett., Vol. 71, No. 26, 1997, S. 3752-3754 * |
KORSHAK, A. N., u.a.: Tunnel-junction-connected distributed-feedback vertical-cavity surface-emit-ting laser. In: Appl. Phys. Lett., Vol. 73, No. 11, 1998, S. 1475-1477 * |
NUMAI, T., u.a.: Proposal on Temperature-Insensi- tive Semiconductor Lasers. In: Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 38, 1999, S. 4764-4767 * |
PATTERSON, S. G., u.a.: Continuous-ware room temperature operation of bipolar cascade laser. In: Electronics Letters, Vol. 35, No. 5, 1999, S. 395-397 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7271419B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-09-18 | Osram Opto Semiconductor Gmbh | Laser device having a plurality of emission zones |
EP1605561A2 (de) | 2004-01-30 | 2005-12-14 | Osram Opto Semiconductors GmbH | Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement |
US7620087B2 (en) | 2004-01-30 | 2009-11-17 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting semiconductor component |
EP2009753A1 (de) | 2007-06-29 | 2008-12-31 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Laserdiodenstapel mit Tunnelübergängen und verringerter Gitterfehlanpassung zum GaAs-Substrat |
DE102007030062A1 (de) | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Monolithisch integrierter Laserdiodenchip mit einem Aufbau als Mehrfachstrahl-Laserdiode |
DE102007051167A1 (de) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser, Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
DE102007051315B4 (de) | 2007-09-24 | 2018-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes Bauelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002043204A3 (de) | 2003-10-16 |
US20050089073A1 (en) | 2005-04-28 |
EP1374353B1 (de) | 2016-09-21 |
WO2002043204A2 (de) | 2002-05-30 |
US6956881B2 (en) | 2005-10-18 |
EP3107161B1 (de) | 2018-01-03 |
EP3107161A1 (de) | 2016-12-21 |
EP1374353A2 (de) | 2004-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2212931B1 (de) | Led mit stromaufweitungsschicht | |
EP2165374B1 (de) | Strahlungsemittierender halbleiterkörper | |
EP2519980B1 (de) | Lichtemittierender halbleiterchip | |
EP2047527B1 (de) | Led-halbleiterkörper | |
DE102004023856B4 (de) | Solarzelle mit integrierter Schutzdiode und zusätzlich auf dieser angeordneten Tunneldiode | |
WO2009135457A1 (de) | Strahlungsemittierender halbleiterchip | |
DE102005048196B4 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterchip | |
DE102011112706B4 (de) | Optoelektronisches Bauelement | |
DE102017101731A1 (de) | Lichtemittierende Vorrichtung | |
WO2018050466A1 (de) | Halbleiterschichtenfolge | |
DE10057698A1 (de) | Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser | |
DE19542241A1 (de) | Optoelektronisches Bauelement in II-VI-Halbleitermaterial | |
WO2003023909A2 (de) | Unipolarer quantenkaskadenlaser | |
EP2465148B1 (de) | Elektrisch gepumpter optoelektronischer halbleiterchip | |
DE102013017275A1 (de) | Optoelektronisches Halbleiterbauelement | |
DE19651352A1 (de) | Halbleiterlaservorrichtung | |
WO1998034284A1 (de) | Optoelektronisches halbleiterbauelement | |
DE19840436C2 (de) | Leuchtstarke LED mit vorteilhafter Stromverteilstruktur | |
DE102017104719A1 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterkörper und Halbleiterchip | |
DE10242360B4 (de) | Optoelektronischer Halbleiterchip mit Übergitter | |
DE102021119596A1 (de) | Strahlungsemittierender halbleiterkörper, laserdiode und lichtemittierende diode | |
DE102017129783A1 (de) | Strahlungsemittierender Halbleiterchip | |
DE102019129619A1 (de) | Optoelektronisches halbleiterbauteil | |
WO2019038202A1 (de) | Strahlungsemittierender halbleiterkörper und verfahren zu dessen herstellung | |
DE102017113531A1 (de) | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zum Betrieb des optoelektronischen Halbleiterchips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH, 93049 REGENSBURG, |
|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |