DE10061234C2 - Unipolarer Halbleiterlaser ohne Injektionsschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Erzeugung von Laserstahlen mit Halbleiterlasern basiert auf der Erzeugung einer Besetzungsinversion zwischen Zuständen in der Bandstruktur des jeweils als aktives Lasermedium verwende­ ten Halbleitermaterials. Von A. F. Kazarinov et al. (siehe "Fiz. Tekh. Poluprovodn.", Band 5, 1971, Seite 797, Band 6, 1972, Seite 148) wurde auf die Möglichkeit hingewiesen, unipo­ lare Halbleiterlaser aus Übergittern herzustellen. Es wurden Übergitter betrachtet, bei denen sich zwei Subbänder ausbilden. Das von A. F. Kazarinov et al. vorgeschlagene theoretische Kon­ zept eines elektrisch gepumpten unipolaren Lasers ließ sich je­ doch nicht realisieren.

Ein unipolarer Laser, in dem kaskadenförmig undotierte aktive Bereiche von dotierten Injektoren getrennt angeordnet sind, wurde erstmalig 1994 realisiert (siehe J. Faist et al. in "Science" Band 264, 1994, Seite 553, "Applied Physics Letters", Band 66, 1995, Seite 538; Band 67, 1995, Seite 3057 und Band 68, 1996, Seite 3680, C. Sirtori et al. in "Applied Physics Letters", Band 68, 1996, Seite 1745; und Band 69, 1996, Seite 2810, US-A-5 457 709, US-A-5 509 025, US-A-5 570 386, EP 757 418 A1 und EP 964 488 A2. Diese Laser werden auch als Quanten-Kaskaden-Laser oder QCL bezeichnet. Die mit QCL's erzielbaren Laserwellenlängen liegen im mittleren Infra­ rotbereich. Der aktive Bereich (aktives Lasermedium) besteht aus einem oder mehreren Quantengräben in der Kaskadenanordnung. Die Besetzungsinversion wird durch Ladungs­ trägerinjektion aus den dotierten Injektoren erzeugt. Der Nachteil der QCL's besteht im komplizierten Schichtaufbau, bei dem eine Vielzahl verschieden dotierter und undotierter Schichten abwechselnd angeordnet sind. Diese Strukturen stel­ len hohe Anforderungen an das Herstellungsverfahren. Außerdem ist die Anwendbarkeit der QCL's eingeschränkt durch die hohe Schwellstromstärke, die den Einsatz des Lasers bei Zimmertem­ peratur erschwert.

In US-A-5 978 397 wird ein abstimmbarer Intersubband-Laser vorgeschlagen, der auf nicht-resonantem Tunneln zwischen Sub­ bändern basiert und für dessen Funktion die Ausbildung einer lokalen Besetzungsinversion ausgenutzt wird. Dieser Laser zeichnet sich jedoch durch eine schwache Laserleistung aus, so dass sein Anwendbarkeit in der Praxis eingeschränkt ist.

Es werden auch Laser mit einer dem gegenüber verbesserten Leistungscharakteristik beschrieben (siehe A. Tredicucci et al. in "Applied Physics Letters", Band 72, 1998, Seite 2388; Band 73, 1998, Seite 2101, und Band 74, 1999, Seite 638; G. Strasser et al. in "Applied Physics Letters", Band 75, 1999, Seite 1345; H. Page et al. in "Semicond. Sci. Technol.", Band 15, 2000, Seite 44, US-A-5 745 516, EP 841 731 A1, JP 11340586 A1, und EP 989 644 A1. Die verbesserte Leistungscharakteristik die­ ser Laser ergibt sich aus einem Ladungstransfer zwischen zwei Subbändern (Subbandtransport) des Leitungsbandes in der akti­ ven Schicht aus einem Übergitter mit definiert variierender Energielücke. In dieser Übergitterstruktur werden die Energie­ zustände benachbarter Töpfe durch ein elektrisches Feld auf gleiche Höhe gebracht, so dass die sog. Flachbandbedingung er­ reicht wird. In beschränkten Bereichen des k-Raumes wird eine lokale Besetzungsinversion ausgebildet, die zur Erzeugung der Laserstrahlung ausgenutzt wird. Der Nachteil dieser Laser be­ steht darin, dass die Herstellung einer Übergitterstruktur mit gradueller Variation der Schichtdicke aufwendig ist. Au­ ßerdem ist auch bei diesen Lasern, die aus aktiven Schichten und Injektoren zusammengesetzt sind, die Leistung der emit­ tierten Laserstrahlung verhältnismäßig gering und die Schwell­ stromstärke hoch, was mit einer hohen Wärmeentwicklung verbun­ den ist.

Allgemein stellt das Folgende, allen bisher realisierten Halb­ leiterlasern mit Übergitterstrukturen gemeinsame Merkmal einen Nachteil der herkömmlichen Laser dar. Die Elektronen zur Er­ zeugung der Besetzungsinversion durchlaufen eine Kaskade von einander abwechselnden Injektorbereichen und aktiven Berei­ chen, um jeweils lokale Besetzungsinversionen in den aktiven Bereichen zu erzeugen. Die Notwendigkeit der Bereitstellung von Injektorbereichen stellt einen erheblichen technologischen Nachteil dar. Durch die Injektorbereiche wird der Aufbau der herkömmlichen Laser erheblich kompliziert.

Aus der Publikation von N. Susa ("IEEE Journal of Quantum Electronics", Bd. 32, 1996, Seiten 20-27) ist die Gestaltung von Doppel- und Dreifach-Quantenwells für InGaAs-AlAsSb- Intersubband-Halbleiterlasern bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten unipolaren Halbleiterlaser bereitzustellen, mit dem insbesondere die Nachteile der herkömmlichen Halbleiterlaser überwunden werden und der einen technologisch vereinfacht umsetzbaren Aufbau be­ sitzt und die Emission von Laserstrahlung mit einer hohen Leis­ tung ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Erzeugung von Laserstrahlen mit einem unipolaren Laser bereitzustellen.

Diese Aufgaben werden durch einen Halbleiterlaser mit den Merk­ malen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungs­ formen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprü­ chen.

Die Grundidee der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Halbleiterlasers mit einer Übergitterstruktur mit mindestens drei Subbändern, bei der das oberste Subband möglichst breit gewählt wird. Die nicht materialspezifische Realisierung einer derartigen Struktur erfolgt durch standardmäßige Berech­ nung der Schichtparameter und standardmäßiges Wachstum von Übergittern (ein Ausführungsbeispiel ist unten angegeben). Ei­ ne zweite Voraussetzung für die Erzielung einer intrinsischen Besetzungsinversion besteht darin, dass die Rekombination (Entleerung) des oberen Subbandes schneller erfolgt als die des mittleren Subbandes (oder, als alternatives Konzept: die Rekombination des mittleren Bandes erfolgt schneller als die des untersten Bandes). Eine schnellere Relaxation eines Sub­ bandes ist dadurch erreichbar, dass die Energielücke, die die­ ses Subband vom darunter liegenden trennt, gleich der Energie der optischen Gitterschwingungen (Phononen) ist. Die Erfinder haben erstmalig festgestellt, dass bei einer derartigen Übergitterstruktur mit drei Subbändern, eine intrinsische, globale Besetzungsinversion ausgebildet werden kann, wenn bei Auftreten der Tunnelresonanz Ladungsträger in ein breites Subband tunneln. Die Erzeugung der globalen, intrinsischen Besetzungsinversion vereinfacht im Gegensatz zu den herkömmlichen QCL's, in denen die Besetzungsinversion jeweils nur in den optisch aktiven Bereichen auftritt, den Aufbau des erfindungsgemäßen Halbleiterlasers erheblich dadurch, dass in der Übergitterstruktur keine Injektoren zwischen den aktiven Bereichen benötigt werden.

Das erfindungsgemäße Konzept, das auf der Grundlage einer in­ trinsischen Besetzungsinversion arbeitet, die beim resonanten Intersubband-Tunneln erzeugt wird, überwindet Nachteile her­ kömmlicher QCL's und erlaubt insbesondere einen technologisch vereinfachten Aufbau, da auf kaskadenförmig angeordnete Injek­ torbereiche völlig verzichtet werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Halbleiterlasers besteht darin, dass eine gegenüber den herkömmlichen Lasern erheblich erhöhte Leistung erzielt werden kann. Die Besetzungsinversion wird durch eine von außen angelegte und einfach variierbare Spannung eingestellt. Mit der äußeren Spannung er­ folgt das elektrische Pumpen des Lasers bei Vorliegen der Tun­ nelresonanz.

Die Erfindung besitzt ferner den Vorteil, dass das Prinzip des durch ein elektrisches Feld gepumpten Lasers mit Tunnelreso­ nanzen in Halbleiterübergittern allgemein mit beliebigen Halb­ leitermaterialien umsetzbar ist, die den Aufbau von Übergit­ tern mit mindestens drei Subbändern ermöglichen. Es können La­ ser mit Emissionswellenlängen im infraroten hin bis zum sicht­ baren Spektralbereich realisiert werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Erzeugung von Laserstrahlung mit dem erfindungsgemäßen Halbleiterlaser. Dieses Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch Anlegen einer äußeren Spannung an die Kontaktbereiche des Halbleiterlasers im aktiven Bereich gleichzeitig eine Ver­ biegung der Subbänder zur Erzeugung der Tunnelresonanz und das elektrische Pumpen zu Erzeugung der Besetzungsinversion reali­ siert wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zei­ gen:

Fig. 1 und 2 schematische Banddarstellungen zur Illustra­ tion des Prinzips der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Illustration der Bandstruk­ tur im Übergitter eines erfindungsgemäßen Halbleitergitters,

Fig. 4 eine Kurvendarstellung zur Illustration der Tunnelresonanz-Bedingung in einem erfindungs­ gemäßen Halbleiterlaser, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Halbleiterlasers.

Erzeugung von Laserstrahlung in einem Übergitter mit Dreiband­ struktur

Im Folgenden werden die Grundprinzipien der Erfindung anhand einer Erläuterung des Ladungsträgertransportes in Zweiband- und Dreibandstrukturen erläutert, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Fig. 1 zeigt schematisch ein Zweibandmodell. Durch thermische Generation und Rekombination kommt es zu ei­ nem Ladungsträgeraustausch zwischen dem oberen und unteren Subband. Dieser Ladungsträgeraustausch wird durch ein elektri­ sches Feld beeinflusst. Durch Anlegen einer geeigneten Span­ nung an das Übergitter werden die Subbänder der Struktur so verkippt, dass ein Tunnelübergang vom unteren Subband ins obe­ re Subband auftritt (linkes Teilbild a) unmittelbar nach Anle­ gen der Spannung). Infolge des resonanten Tunnelns kommt es zu einer feldinduzierten Umverteilung der Ladungsträger. Im Zwei­ bandmodell ergibt sich als Folge der Tunnelübergänge im güns­ tigsten Fall lediglich dieselbe Besetzung im oberen und unte­ ren Subband. Eine Besetzungsinversion kann im Zweibandmodell nicht auftreten.

Daher wäre eine Laseremission in Zweibandstrukturen nur mög­ lich, wenn Injektoren überschüssige Ladungsträger zur Verfü­ gung stellen, die das obere Subband jeweils so stark besetzen, dass es zumindest zu lokalen Besetzungsinversionen kommt. Dies ist bei den herkömmlichen QCL'S mit den oben genannten Nachteilen realisiert. In der erfindungsgemäßen Dreibandstruktur hingegen, kann es zu einer intrinsischen, globalen Beset­ zungsinversion kommen, wie es in Fig. 2 illustriert ist. Fig. 2 zeigt die Subbandstruktur zweier benachbarter Töpfe ei­ nes Übergitters, das den aktiven Bereich eines erfindungsgemä­ ßen Halbleiterlasers bildet. Durch Anlegen einer äußeren Span­ nung entsteht im Übergitter ein elektrisches Feld, unter des­ sen Wirkung die Subbänder so verkippen, dass ein resonantes Tunneln von Ladungsträgern vom untersten Subband 1 eines Top­ fes zum obersten Subband 3 des benachbarten Topfes ermöglicht wird (siehe auch Fig. 3). Unter den folgenden Bedingungen kommt es zur Besetzungsinversion zwischen den Subbändern 2 und 1.

Erstens ist es erforderlich, dass die Rekombination A zwischen den Subbändern 3 und 2 wesentlich schneller erfolgt, als die Rekombination B zwischen den Subbändern 2 und 1. Damit wird erreicht, dass sich das mittlere Subband 2 durch Entleerung des obersten Subbandes 3 schneller füllt, als es zur Auffül­ lung des untersten Subbandes 1 kommt. Ein ausreichender Unter­ schied zwischen den Rekombinationsraten A und B kann dadurch realisiert werden, dass der energetische Abstand der Subbänder 2 und 3 gleich der Energie der optischen Gitterschwingungen (Phononen) gewählt wird. Das gibt Anlass zur starken nicht­ strahlenden Rekombination A der Ladungsträger vom Subband 3 ins Subband 2. Die Übergänge vom Subband 2 ins Subband 1 (Re­ kombination B) erfolgen langsamer und vorzugsweise strahlend, da die Energielücke, die die Wellenlänge der Laserstrahlung bestimmt, größer oder kleiner als die Energie der optischen Gitterschwingungen gewählt wird. Zweitens ist es erforderlich, dass das oberste Subband 3 durch die Tunnelresonanz genügend schnell nachgefüllt wird. Die Erfinder haben festgestellt, dass es zur Vermeidung der bei den herkömmlichen Lasern vorge­ sehenen Injektoren erforderlich ist, den Tunnelübergang zwi­ schen den Subbändern 1 und 3 besonders effektiv zu gestalten, indem das oberste Subband 3 eine große Subbandbreite aufweist, die vorzugsweise oberhalb von 20 meV liegen sollte. Die Her­ stellung derartiger Übergitter ist nach Auswahl geeigneter Ma­ terialkomponenten mit an sich bekannten Verfahren realisier­ bar. Eine wesentliche Voraussetzung besteht im Vorhandensein eines breiten obersten Bandes. Das ist im rechten Teilbild von Fig. 2 mit einem Doppelpfeil veranschaulicht.

Die Gestaltung eines Übergitters, das diese beiden Vorausset­ zungen erfüllt ist in Abhängigkeit von den verwendeten Materi­ alien und gewünschten Betriebsparametern des Halbleiterlasers durch an sich bekannte Betrachtungen der Bandstruktur in Über­ gittern und Abschätzungen von Relaxationszeiten möglich.

Der Ladungstransfer in einem Übergitter mit einem inneren elektrischen Feld ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. In­ nerhalb des Leitungsbandes bilden sich mindestens drei Subbän­ der aus. Zwischen den Subbändern sind elektronische oder pho­ tonische Übergänge möglich. Durch Rekombination gelangen die Ladungsträger jeweils in die tieferliegenden Bänder. Ist die Rekombination von den Subbändern 3 zu den Subbändern 2 wesent­ lich schneller als von den Subbändern 2 zu den Subbändern 1, so kann es zu der Besetzungsinversion zwischen den Bändern 1 und 2 kommen, wenn das oberste Subband genügend breit ist.

In Fig. 3 ist die Erzeugung der Besetzungsinversion zwischen den Subbändern 2 und 1 gezeigt. Alternativ ist es mit der er­ findungsgemäßen Dreibandstruktur auch möglich, dass die Beset­ zungsinversion zwischen den Subbändern 3 und 2 gebildet wird, wenn die Ladungsträger im Subband 2 viel schneller rekombinie­ ren, als im obersten Subband 3.

In Fig. 4 ist eine numerische Simulation der Besetzung von Subbändern 1, 2 und 3 des erfindungsgemäß verwendeten Übergit­ ters illustriert. Die Kurvendarstellungen zeigen die Beset­ zungswahrscheinlichkeit der Subbänder 1, 2 und 3 in Abhängigkeit von der inneren Feldstärke. Bei einer Feldstärke von ca. 58 kV/cm zeigt sich die entscheidende Abhängigkeit der La­ dungsträgerverteilung vom elektrischen Feld. Das mittlere Sub­ band ist wesentlich stärker besetzt als das unterste Subband. Infolge der Tunnelresonanz kommt es zu einer intrinsischen, globalen Besetzungsinversion, die für den Laserbetrieb ausge­ nutzt wird.

Ausführungsbeispiele a) Kantenemitter

In Fig. 5 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Halbleiter­ lasers am Beispiel eines Kantenemitters 100 illustriert. Der Kantenemitter 100 besitzt die Form eines Stapels verschiedener Schichten, die insbesondere den aktiven Bereich 10 mit der er­ findungsgemäßen Übergitterstruktur und zwei Kontaktbereiche 20 umfasst. Die Kontaktbereiche 20 enthalten auf den gegenüber­ liegenden Seiten des aktiven Bereiches 10 jeweils eine erste Metallschicht 21 und eine erste halbleitende Kontaktschicht 22 bzw. eine zweite Metallschicht 23 und eine zweite halbleiten­ den Kontaktschicht 24. An den ersten und zweiten Metallschich­ ten 21, 23 sind jeweils elektrische Anschlussleitungen 25, 26 vorgesehen, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Zwi­ schen den Kontaktbereichen 20 und dem aktiven Bereich 10 sind jeweils eine erste und eine zweite optische Confinementschicht 31, 32 vorgesehen, deren Brechungsindizes für die gegebene Ar­ beitswellenlänge des Bauelements stufenförmig oder kontinuier­ lich in Richtung der Kontaktschichten abnehmen.

In dem Übergitter des aktiven Bereichs 10 bilden sich in den Potentialtöpfen die in Fig. 3 illustrierten Dreibandstruktu­ ren aus. Bei Anlegen der Betriebsspannung an die äußeren Kon­ taktbereiche 20 erfolgt die Verbiegung der Potentiale und Einstellung der Tunnelresonanz zwischen dem untersten und obers­ ten Subband.

Der aktive Bereich 10 enthält das Übergitter, das aus einer Vielzahl schichtförmiger Perioden abwechselnd verschiedener Verbindungshalbleiter gebildet wird. Es sind mindestens 20 Pe­ rioden, vorzugsweise 50 bis 100 Perioden, vorgesehen. Die Schichtfolgen werden bspw. durch AlGaAs/GaAs-Verbindungs­ halbleiter gebildet. Die Schichtfolge umfasst bspw. abwech­ selnd Barriereschichten und Potentialtopfschichten. Die Bar­ riereschichten sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel selbst aus Teilschichten zusammengesetzt, die eine mittlere und zwei äußere Barriere-Teilschichten umfassen. Die mittlere Barriere-Teilschicht ist bspw. 2 nm dick und bildet eine Ener­ giebarriere von 250 meV. Die äußeren Barriere-Teilschichten besitzen eine Dicke von 5 nm und bilden eine Energiebarriere von 50 meV. Das entsprechende Energierelief ist im rechten Teil von Fig. 5 illustriert. Der von den Barriereschichten eingeschlossene Potentialtopf besitzt eine Dicke von 8 nm.

Die ersten und zweiten Metallschichten 21, 23 bestehen bspw. aus Gold, ggf. mit geringem Zusatz von z. B. Germanium, können aber auch durch Metall-Mehrschichtkombinationen gebildet wer­ den. Als halbleitende Kontaktschichten 22, 24 werden vorzugs­ weise hochleitende n⁺-GaAs-Schichten verwendet, die zur Reali­ sierung eines Ohm'schen Breitstreifenkontaktes eingerichtet sind, an den über die Metallschichten 21, 23 die Betriebsspan­ nung angelegt wird. Zur Verbesserung des Ohm'schen Verhaltens werden die Kontaktschichten thermisch behandelt (legiert). Die an sich bekannten optischen Confinementschichten 31, 32 dienen der Wellenleitung des im aktiven Bereich 10 erzeugten Laser­ lichts. Die optischen Confinementschichten 31, 32 bestehen bspw. aus AlGaAs mit einem geeigneten Kompositionsprofil bspw. zur Erzeugung einer GRIN-Schicht (Graded-Index-Schicht). Die Gestaltung der Kontaktbereiche 20 und der Reflektorschichten 31, 32 sind insbesondere in Bezug auf die Materialauswahl und Schichtdicken von herkömmlichen Halbleiterlasern an sich be­ kannt, so dass auf weitere Einzelheiten hier nicht eingegangen wird.

b) Oberflächenemitter

Ein erfindungsgemäßer Halbleiterlaser kann auch als Oberflä­ chenemitter ausgeführt werden, wenn das in der aktiven Übergit­ terregion erzeugte Laserlicht mit Hilfe eines aufgebrachten op­ tischen Gitters ausgekoppelt wird. Der Mechanismus der Auskopp­ lung des Laserlichts durch Wechselwirkung mit einem optischen Gitter ist an sich bekannt.

c) Weitere Bauformen

Die Gestaltung des erfindungsgemäßen Halbleiterlasers kann ab­ weichend von den illustrierten Beispielen modifiziert werden. Die Umsetzung der Erfindung ist nicht auf die Verwendung von III-V-Halbleitern beschränkt, sondern auch mit anderen Materia­ lien möglich, wie z. B. II-VI Halbleiter, die den Aufbau der in Fig. 3 illustrierten Dreibandstruktur aufweisen. Dabei kann man auf binäre, ternäre und quaternäre Systeme zurückgreifen. Besonders gut geeignet sind Materialkombinationen, die eine starke Diskontinuität der Leitungsbandkante aufweisen, wie bspw. InGaAsN Verbindungen. Es sind generell alle baulichen Ei­ genschaften umsetzbar, die von herkömmlichen Halbleiterlasern an sich bekannt sind.

Claims (10)

1. Elektrisch gepumpter, unipolarer Halbleiterlaser mit einer aktiven Schicht, die eine Übergitterstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Übergitterstruktur im Inneren aus identischen Einheits­ schichten gebildet ist, die jeweils aus einer Quantenschicht und einer Barriereschicht bestehen, so dass benachbarte Quan­ tenschichten durch eine Barriereschicht räumlich voneinander getrennt sind,
die Quantenschichten quantenmechanisch gekoppelt sind, so dass sich Subbänder ausbilden,
im Betrieb des Halbleiterlasers in der Übergitterstruktur drei Subbänder besetzt sind, von denen das energetisch oberste Subband eine größere Breite als die energetisch tiefer liegen­ den Subbänder besitzt, und zwischen dem untersten Subband in einer Quantenschicht und dem obersten Subband in einer benach­ barten Quantenschicht Tunnelresonanz besteht,
in den Quantenschichten der Übergitterstruktur eine schnel­ lere Relaxation des obersten Subbandes im Vergleich zur nicht­ strahlenden Relaxation des mittleren Subbandes auftritt, so dass sich in den Quantenschichten eine Besetzungsinversion zwischen dem unteren und dem mittleren Subband ausbildet, und
das Übergitter zwischen optischen Begrenzungsschichten und elektrischen Kontaktschichten angeordnet ist.

2. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 1, bei dem das Übergitter aus III-V-Halbleiterverbindungen besteht.

3. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 2, bei dem das Übergitter aus (Al,Ga)As-Halbleiterverbindungen besteht.

4. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 2, bei dem das Übergitter aus (In,Ga)(As,N)-Halbleiterverbindungen besteht.

5. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 1, bei dem das Übergitter aus II-VI-Halbleiterverbindungen besteht.

6. Halbleiterlaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Übergitter aus mindestens 20 Einheitsschichten, vorzugsweise aus mindestens 50 Einheitsschichten besteht.

7. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 6, bei dem der Schichten­ stapel als erste elektrische Kontaktschicht eine erste Metall­ schicht und eine erste halbleitende Kontaktschicht, eine erste optische Begrenzungsschicht, die aktive Schicht, eine zweite optische Begrenzungsschicht und als zweite elektrische Kon­ taktschicht eine zweite halbleitende Kontaktschicht und eine zweite Metallschicht aufweist.

8. Halbleiterlaser gemäß Anspruch 7, bei dem die erste und die zweite halbleitende Kontaktschicht aus hochleitendem n⁺- GaAs besteht.

9. Halbleiterlaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein optisches Gitter zur Emission von Laserstrahlung senkrecht zur Ebene der aktiven Schicht vorhanden ist.

10. Halbleiterlaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die aktive Schicht zur Emission von Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 1 µm bis 25 µm ein­ gerichtet ist, wobei die Emissionswellenlänge durch das Über­ gitterdesign eingestellt ist.