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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers
mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht, die zumindest eine der beiden
Endfacetten des Halbleiterleiterlasers nicht berührt, auf der Basis des Epitaxieverfahrens
und auf einen mit dem Verfahren hergestellten Halbleiterlaser mit
Rippenwellenleiter.
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Im
Stand der Technik werden Halbleiterlaser mit vergrabenem Wellenleiter
(Buried Heterostructure BH) und mit Rippenwellenleiter (Ridge Waveguide RW)
unterschieden. RW-Halbleiterlaser haben gegenüber BH-Halbleiterlasern den
Vorteil, dass für ihre
Herstellung nur ein Epitaxieprozess benötigt wird, indem sowohl die
lichterzeugende Aktivschicht als auch die Deckschichten gewachsen
werden. Die Prozessierung besteht dann im Wesentlichen in der Herstellung
der Wellenleiterrippe, dem Aufbringen von weiteren Funktionsschichten
und der Deposition der Metallisierung. Bei so hergestellten RW-Halbleiterlasern
liegt jedoch an den beiden Endfacetten die Aktivschicht frei und
kommt mit der Umgebungsluft in Berührung. Speziell bei Lasern
mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht führt dies zu großen Problemen, da
diese Schichten sofort nach dem Spalten der vorprozessierten Laserbarren
oxidieren. Beim Betrieb der Laser wird in diesen oxidierten Facetten
Licht absorbiert.
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Der
Absorptionsprozess führt
zu einer Erhitzung des oxidierten Materials bis hin zu einem teilweisen
Aufschmelzen des Halbleitermaterials, sodass die Facetten zerstört werden.
Dieser Effekt wird auch „Katastrophenzerstörung" genannt. Nur durch eine
sofortige beidseitige Beschichtung der Endfacetten mit einem luftundurchlässigem Material
(Ver- bzw. Entspieglung) in einer sauerstofffreien Atmosphäre kann
eine Oxidation verhindert werden. Solche Maßnahmen sind jedoch, da sie
an jedem einzelnen, auf Länge
gespaltenen Laserbarren vorgenommen werden müssen, arbeitsintensiv und damit
mit hohen Kosten verbunden.
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Um
bei Halbleiterlasern mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht eine
Degradation der Endfacetten durch absorbiertes Laserlicht zu verhindern,
wurden bislang zwei verschiedene Verfahren vorgestellt, bei denen
durch Änderung
der Emissionswellenlänge
der Aktivschicht in der Nähe
der Endfacetten eine sogenannte „nicht-absorbierende Endfacette" erreicht wird. In
der Veröffentlichung
I: „Strained-layer InGaAs-GaAs-AlGaAs
buried-heterostructure lasers with nonabsorbing mirrors by selective-area MOCVD" (R. M. Lammert et.
al., Electron. Lett., vol. 31, S. 1070 ... 1072, 1995) wird hierfür maskenabhängige selektive
Epitaxie eingesetzt, in der Veröffentlichung
II: "Improved Catastrophic
Optical Damage Level From Laser with Nonabsorbing Mirrors" (C. L. Walker et.
al., IEEE Photon. Techn. Lett., vol. 14, S. 1394 ... 1396, 2002)
wird die Quantum-Well-Intermixing-Technik verwendet. In beiden Fällen wird.
vornehmlich das Ziel verfolgt, dass das erzeugte Laserlicht nicht
mehr zu lokalen Beschädigungen
in den Endfacetten führt.
Als Nebeneffekt wird außerdem
erreicht, dass die als langfristige bzw. langsame Erosion auftretende
Oxidation der aluminiumhaltigen Endfacetten nicht mehr grundlegend
die Funktionsweise des Halbleiterlasers beeinträchtigt. Da jedoch weiterhin
eine Oxidation der Endfacetten stattfindet, kann eine Beeinträchtigung
der Alterungsstabilität
der Halbleiterlaser nicht grundsätzlich
ausgeschlossen werden.
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In
der
EP 1 263 100 A2 werden
Halbleiterlaser mit einem Facettenbereich ohne Aktivschicht beschrieben.
Die Aktivschicht wird im Facettenbereich durch Ätzen entfernt. Anschließend wird
die so entstandene Struktur mit einer Deckschicht überwachsen.
Die bekannte Aktivschicht ist nicht aluminiumhaltig und wird auch
nicht durch selektive Epitaxie aufgewachsen. Die nach der Ätzung der
Aktivschicht entstandenen Grenzflächen würden sofort an der Umgebungsluft
oxidieren, wenn Aluminium enthalten wäre.
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In
der
GB 2 222 307 A wird
die Problematik einer katastrophalen optischen Zerstörung der
Facetten bei einem Halbleiterlaser mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht,
die nicht durch selektive Epitaxie aufgewachsen wird, dadurch verringert,
dass eine zusätzliche
stromblockierende Schicht im Facettenbereich eingeführt wird.
Vorgestellt werden dazu zwei verschiedene Verfahren. Beim ersten
Verfahren wird nur das elektrische Pumpen der Facettenbereiche verhindert,
d. h. die aluminiumhaltige Aktivschicht kommt dort an der Facette
direkt mit der Umgebungsluft in Berührung und oxidiert. Im zweiten
Verfahren wird die Aktivschicht im Facettenbereich durch Ätzen entfernt.
Anschließend
werden in diesem Bereich stromblockierende Schichten selektiv gewachsen. Dadurch
kommt auch hierbei die aluminiumhaltige Aktivschicht nach der Ätzung mit
der Umgebungsluft in Berührung,
sodass eine Oxidation stattfindet. Eine vollständige Vermeidung einer Oxidation
der aluminiumhaltigen Aktivschicht kann also nicht gewährleistet werden.
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In
der
DE 101 57 233
A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines RW-Halbleiterlasers
mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht, die ebenfalls nicht durch
selektive Epitaxie aufgewachsen wird, beschrieben, bei dem zur Verringerung
der Problematik einer katastrophalen optischen Zerstörung der
Facetten ein ungepumpter Facettenbereich erzeugt wird. Hierzu wird
unterhalb der sich über
die gesamte Resonatorlänge
des Halbleiterlasers erstreckenden Kontaktmetallisierung an den
Facetten durch Unterätzen
der Metallisierung ein Stromfluss verhindert. Zusätzlich wird
durch Anwendung eines Ionen-Implantationsprozesses
im Facettenbereich eine Durchmischung der aluminiumhaltigen MQW-Aktivschicht erzeugt,
sodass dort Laserlicht nicht mehr absorbiert werden kann. Eine Oxidation
der aluminiumhaltigen Aktivschicht an der Facette kann hierdurch
jedoch nicht verhindert werden.
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Der
Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird
in der
DE 33 22 388 C2 beschrieben.
Auch hier soll bei einem CDH-Halbleiterlaser (Constricted Double
Heterostructure, die Führung
transversal und lateral schwingenden Laserlichts in der Aktivschicht
erfolgt mittels einer darunter liegenden Führungsschicht) eine Katastrophenzerstörung zumindest
einer Endfacette verhindert werden. Dazu ist zunächst eine gezielte Strahlführung auch
in zumindest einer Endfacette durch Vorsehen einer konvex gekrümmten Führungsschicht
vorgesehen. Dabei wird die konvexe Krümmung durch eine laterale Mesa
entlang des Halbleiterlasers hervorgerufen. Weiterhin ist vorgesehen, dass
die aluminiumhaltige Aktivschicht nicht ganz bis an wenigstens eine
der beiden Endfacetten heranreicht. Es wird vor der Endfacette eine
nicht-absorbierende
Grenzzone geschaffen, in der keine Aktivschicht vorhanden ist. Zur
Herstellung der ebenfalls aluminiumhaltigen Grenzzone wird zunächst die
Aktivschicht mit den darüber
liegenden funktionellen Halbleiterschichten unter Verwendung von
Flüssigkeitsphasenepitaxie
niedergeschlagen. Teile des Schichtenpaktes einschließlich der
Aktivschicht angrenzend an eine oder beide Endfacetten werden dann
durch eine Folge selektiver chemischer Ätzschritte wieder entfernt.
Nach Beendigung des Ätzens
wird auf der obersten Schicht des Schichtenpakets eine Maske niedergeschlagen
und anschließend die
Grenzzone durch ein Epitaxieverfahren aufgewachsen. Nach Abschluss
dieses Verfahrensschrittes wird die Maske entfernt und der Laseraufbau
fertigprozessiert. Da die genannten, relativ aufwändigen Maßnahmen
die Endfacetten an den Enden der aluminiumhaltigen Grenzzonen wiederum
nicht vor einer langfristigen Oxidation schützen, sind diese zur Degradationsvermeidung,
entsprechend verspiegelt, was zu den entsprechenden aufwändigen Verfahrensschritten
führt.
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Weiterhin
wurde die Verwendung einer aluminiumfreien Endfacette aus InP ohne
Aktivschicht schon bei BH-Verstärkern
vorgestellt, dies dient jedoch dort einem völlig anderen Zweck. Bei solchen optischen
Verstärkern
(vergleiche Veröffentlichung III: „1,55 μm Polarisation
Independent Semiconductor Optical Amplifier with 25 dB Fiber to
Fiber Grain" von
P. Doussiere et. al., IEEE Photon. Techn. Lett., vol. 6, S. 170
... 172, 1994) wird eine sogenannte „InP-Fensterregion" benutzt, um eine Aufweitung des optischen
Feldes zur End facette hin zu erreichen, was dann sowohl zu einer
Verbesserung des optischen Fernfeldes als auch zu einer Vereinfachung der
Entspielungsverhältnisse
bei diesen Verstärkern führt. Außerdem werden
bei diesen BH-Verstärkern keine
aluminiumhaltigen aktiven Schichten verwendet. Es handelt sich daher
nicht um eine Maßnahme zum
Schutz der optischen Endfacette vor Oxidation.
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Im
Fall von RW-Halbleiterlasern mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht
können
im Dauerstrichbetrieb (CW Continous Wave) die Endfacetten bislang
nur mit einer entsprechenden Facettenbeschichtung betrieben werden.
Ohne eine solche Beschichtung kommt es beim Betrieb solcher RW-Halbleiterlaser
zu einer fortschreitenden Oxidation der freiliegenden aluminiumhaltigen
Schichten an den Endfacetten durch den Sauerstoff in der Umgebungsluft.
Absorption von Licht in diesen oxidierten Bereichen führt dann
zu einer starken Aufheizung des Materials und als Konsequenz zu
einer Zerstörung
der Endfacetten, sodass die Laser dann nicht mehr funktionieren.
Die Herstellung alterungsstabiler RW-Halbleiterlaser aus aluminiumhaltigen
Halbleiterverbundmaterialen erfordert daher bislang eine aufwändige Optimierung
der Prozessabfolge „Spalten
der Laserbarren und sofortiges anschließendes Beschichten der Endfacetten", um eine Oxidation
der aluminiumhaltigen Endfacetten und damit eine Degradation des RW-Halbleiterlasers
zu vermeiden.
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Die
Aufgabe für
die vorliegende Erfindung ist daher darin zu sehen, für einen
Halbleiterlaser in der Ausprägung
mit einem Rippenwellenleiter ein einfaches und kostengünstiges
Herstellungsverfahren anzugeben, dass keine Verspiegelung der Endfacetten erfordert
und trotzdem eine hohe Alterungsstabilität des Halbleiterlasers garantiert.
Weiterhin soll ein preiswerter Halbleiterlaser mit Rippenwellenleiter
angegeben werden, der keine verspiegelten Endfacetten benötigt und
trotzdem eine hohe Alterungsstabilität aufweist.
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Als
Lösung
ist erfindungsgemäß ein Verfahren
zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit einer aluminiumhaltigen
Aktivschicht, die zumindest eine der beiden Endfacetten des Halbleiterleiterlasers nicht
berührt,
auf der Basis des Epitaxieverfahrens nach Anspruch 1 vorgesehen.
Weiterhin besteht die Lösung
der Aufgabe in einem Halbleiterlaser nach Anspruch 5.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
Halbleiterlaser mit Rippenwellenleiter hergestellt werden, deren
Endfacetten kein Aluminium aufweisen. Somit tritt hier keine Oxidation
auf, der Halbleiterlaser zeigt keine diesbezüglichen Alterungserscheinungen
mehr. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass beim Aufwachsen des Halbleiterlasers die aluminiumfreien Bereiche
der Endfacetten mit einer entsprechend strukturierten Maske, die vorteilhaft
aus SiNx oder SiOx besteht,
abgedeckt und als Mesastege strukturiert und dann die Aktivschicht sowie
eine aluminiumfreie Zwischenschicht selektiv zwischen den Mesastegen
aufgewachsen werden. Dabei dient die aluminiumfreie Zwischenschicht
auf der aluminiumhaltigen Aktivschicht deren Schutz vor Oxidation,
der bereits unmittelbar nach dem Aufwachsen einsetzt. Nach der Fertigprozessierung
des Schichtenaufbaus werden die Laserbarren dann so in einzelne
Halbleiterlaser gespalten, dass deren Endfacetten durch diese Mesastege
ohne aluminiumhaltige Schichten verlaufen. Das Spalten der vorkonfektionierten
Laserbarren in die einzelnen Halbleiterlaser erfolgt somit jeweils
im Mittenbereich der aluminiumfreien Mesastege, die unter Verwendung einer
entsprechenden Maske mit zu den Laserbarren transversal liegenden
Maskenstegen aus einem aluminiumfreien Halbleitersubstrat herausgeätzt werden.
Die aluminiumhaltige Aktivschicht kommt somit zu keinem Zeitpunkt
während
der Laserherstellung mit der Umgebungsluft in Berührung. Die
Endfacetten entstehen jeweils aus dem Mittenbereich der Mesastege.
Dabei bestimmt der Abstand der Mesastege die Länge der selektiv aufzuwachsenden
Aktivschicht im einzelnen Halbleiterlaser und damit dessen Resonatorlänge. Gemäß einer
Ausführungsform kann
vorteilhaft eine Maske mit einem unterschiedlichen Abstand der transversalen
Maskenstege in der Maske verwendet werden. Mit einem unterschiedlichen
Abstand der Masken- und damit Mesastege können in einem Prozessdurchlauf
verschiedene Halbleiterlaser mit unterschiedlichen Resonatorlängen hergestellt
werden. Dabei erstreckt sich die Resonatorlänge immer bis zu den gespaltenen
Endfacetten und ist damit um die beiden Spaltbreiten in den Mesastegen
größer als
der Abstand der Mesastege. Damit im Bereich der Endfacetten auch
keine elektrische Ladung gepumpt wird, können gemäß einer weiteren Ausführungsform
die Kontaktschicht und die Kontaktmetallisierungen auf der Oberseite
der Laserbarren oberhalb der Mesastege ausgespart sein. Obwohl zur
Herstellung des RW-Halbleiterlaser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gegenüber der
bekannten Herstellung einer RW-Halbleiterlasers ein zusätzlicher
selektiver Epitaxieprozess mit Zusatz aufwand und -kosten benötigt wird,
bedeutet die Vermeidung der Oxidation dennoch eine erhebliche Arbeitsvereinfachung
im Umgang mit solchen Halbleiterlasern und damit insgesamt auch
eine deutliche Reduzierung der Gesamtkosten bei der Herstellung.
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Das
bei der Erfindung verwendete Verfahren der selektiven Epitaxie wird
bei der Laserherstellung schon seit mehr als 10 Jahren eingesetzt.
Im Wesentlichen gibt es dabei drei verschiedene Anwendungsfelder:
a) bei BH-Lasern werden die pn-Stromblockierungsschichten selektiv
angewachsen, b) bei der Laser-Wellenleiterintegration wird der Wellenleiter
selektiv angewachsen und c) bei BH-Lasern wird die aktive Schicht
gewachsen. Dies kann unter Anwendung von Maskentechnik zwischen
lateralen Mesa erfolgen. In keinem Fall wurde jedoch bislang die
selektive Epitaxie bei RW-Halbleiterlasern zum Schutz der Endfacetten
vor Oxidation eingesetzt.
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Ein
preiswerter Halbleiterlaser ohne Alterungserscheinungen der Endfacetten
gemäß der Erfindung
weist einen Rippenwellenleiter mit aluminiumfreien Endfacetten auf,
in die jeweils unter Festlegung der Resonatorlänge des Halbleiterlasers ein aluminiumfreier,
transversaler Mesasteg im Bereich der Aktivschicht und einer aluminiumfreien
Zwischenschicht integriert ist. Dabei wird das Substrat mit Hilfe
einer Maske strukturiert und die aluminiumhaltige Aktivschicht in
der dabei entstandenen Vertiefung gewachsen, sodass sie mit Hilfe
einer darauf aufgewachsenen Zwischenschicht abgedeckt und so vor
einer unbeabsichtigten Oxidation geschützt werden kann. Durch Anwendung
des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
ist ein solcher Halbleiterlaser mit einer Wellenleiterrippe einfach
und damit kostengünstig
herstellbar. Erstmals wird damit ein solcher Halbleiterlasertyp
zur Verfügung
gestellt, der keine ver- oder entspiegelten Endfacetten benötigt und
trotzdem alterungsstabil ist, da die Endfacetten nicht oxidieren.
Somit können
diese Vorteile mit der einfachen Herstellung eines RW-Halbleiterlasers kombiniert
werden. Ein elektrisches Pumpen in den Endfacetten wird inhärent durch
den eingebauten InP-pn-Übergang
weitgehend verhindert und kann optional durch ein zusätzliches
Aussparen der Kontaktschichten und -metallisierungen auf der Oberseite
des Halbleiterlasers vollständig
vermieden werden. Bevorzugt weist der Halbleiterlaser eine Aktivschicht
auf Basis einer InGaAlAs/InGaAlAs-MQW- Struktur, einen Rippenwellenleiter auf InP-Basis
und eine Isolationsschicht auf SiNx-Basis auf.
Dabei ist die Wellenleiterrippe aluminiumfrei, da ihr Querschnitt
die Endfacetten bildet. Weiterhin kann der Halbleiterlaser bevorzugt
auch anstelle einer negativleitenden Kontaktmetallisierung auf der
Unterseite des prozessierten Schichtenaufbaus eine solche auf der
Oberseite aufweisen, was den Vorgang der Kontaktierung vereinfacht,
da nun sowohl die p- als auch die n-leitende Kontaktierung von der
Oberseite des fertigprozessierten Schichtenpakets unter entsprechende
Leitungsführung
erfolgen kann.
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Bei
dem aus der oben genannten
DE
33 22 288 C2 bekannten Halbleiterlaser handelt es sich
um einen BH-Halbleiterlaser, dessen Aktivschicht von einer darunter
liegenden, transversal konvex gekrümmten Führungsschicht geführt wird.
Die konvexe Krümmung
wird dabei von einem lateral verlaufenden Mesasteg hervorgerufen,
der bis in die beiden Endfacetten hineinreicht. Die Endfacetten
sind jedoch verspiegelt, da sie selbst aluminiumhaltige Bereiche
aufweisen. Weiterhin ist es aus der Veröffentlichung IV (Fraunhofer
Jahresbericht 2002 IAF Institut für Angewandte Festkörperphysik, „Blue Diode Lasers
for Data Storage, Printing and Display" von J. Wagner, Seiten 48/49, abrufbar
im Internet unter http://www.iaf.fhg.de/pmar02/blue.pdf, Stand 18.12.2003)
bekannt, einen Halbleiterlaser mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht über einen
Mesasteg zu kontaktieren. In die Endfacetten integrierte Mesastege,
die somit die Resonatorlänge
festlegen, werden jedoch nicht eingesetzt: Schließlich ist
es noch aus der Veröffentlichung
V in Form einer FhG-GMD Projektskizze „Pumplaser bei 14XX nm für Ramanverstärker" von M. Mikulla,
IAF, 23.01.03, abrufbar im Internet unter http://www.pt-dlr.de/PT-DLR/kt/MTN-Beschreibungen/01BP278.pdf,
Stand 18.12.2003) bekannt, eine aluminiumfreie Aktivschicht zu verwenden,
weil durch die Verwendung des aluminiumfreien Materials aufgrund
seiner geringeren Neigung zur Oxidation die Zuverlässigkeit
der Facettenbeschichtung verbessert wird.
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Ausbildungsformen
der Erfindung werden zu deren weiterem Verständnis nachfolgend anhand der schematischen
Figuren näher
erläutert.
Dabei zeigen:
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1A bis 1D einzelne
Prozesszustände
des Halbleiterlasers während
der Durchführung des
Herstellungsverfahrens nach der Erfindung und
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2A und
B zwei Querschnitte des fertigprozessierten Halbleiterlasers nach
der Erfindung.
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Die 1A zeigt
ausschnittsweise im Bereich eines vordefinierten Laserbarrens LB
einen Querschnitt durch ein aluminiumfreies Halbleitersubstrat HLS,
hier n-leitendes InP-Substrat, auf das eine Maske MA, hier aus SiNx, mit transversalen Maskenstegen MAS aufgebracht
ist. Dabei ist durch den Abstand d der Maskenstege MAS die spätere Resonatorlänge RL des
fertig prozessierten Halbleiterlasers HLL festgelegt. Auf einem
Halbleitersubstrat HLS kann der Abstand d der Maskenstege MAS zur
Herstellung von Halbleiterlasern HLS mit verschiedenen Resonatorlängen RL
(vergleiche 1D) unterschiedlich sein. Nach
dem Aufbringen der Maske MA werden durch beispielsweise nasschemisches Ätzen transversale
Mesastege MES unterhalb der Maskenstege MAS in das aluminiumfreie
Halbleitersubstrat HLS geätzt.
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Die 1B zeigt
das anschließende
selektive Aufwachsen, beispielsweise mittels selektiver Gasphasenepitaxie
MOVPE, einer aluminiumhaltigen Aktivschicht AS, hier als InGaAlAs-MQW-Schicht auf
InGaAlAs, und einer aluminiumfreien Zwischenschicht ZS in die nicht
abgedeckten Bereiche des Halbleitersubstrats HLS zwischen den aluminiumfreien
Mesastegen MES. Dabei schützt
die aluminiumfreie Zwischenschicht ZS die Aktivschicht vor Oxidation
direkt nach deren Herstellung. Dies ist erforderlich, da die Aktivschicht
AS während
des Abziehens der Maske MA vorübergehend
der Umgebungsluft ausgesetzt ist und hier oxidieren könnte.
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Gemäß 1C werden
nach dem Entfernen der Maske MA weitere aluminiumfreie, funktionelle Halbleiterschichten
FHS, hier eine p-leitende Deckschicht DS aus InP, in einer zweiten
Epitaxie flächig auf
der Aktivschicht AS und der Mesastege MES aufgewachsen. Anschließend wird
auf konventionellem Wege der Rippenwellenleiter RWL geätzt, eine
Isolationsschicht IS, hier aus SINx, aufgebracht
und nach einem Abdünnen
der Laserbarren LB auf eine Restdicke von ungefähr 100 μm eine p-leitende Kontaktschicht
KS und Kontaktmetallisierungen KM aufgebracht. Dabei handelt es
sich um eine n-leitende
Kontaktmetallisierung KM auf der Unterseite des Halbleitersubstrats
HLS und eine p-leitende Kontaktmetallisierung KM auf der Oberseite
des Halbleitersubstrats HLS. Dabei sind die p-leitende Kontaktschicht
und die p-leitende
Kontaktmetallisierung KM so ausgeführt, dass die Mesastege MES
nicht elektrisch gepumpt werden.
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Gemäß 1D wird
nach dem Abschluss der Prozessierung des Schichtenaufbaus SA das Halbleitersubstrat
HLS entlang der vordefinierten Laserbarren LB lateral gespalten.
Anschließend
wird jeder Laserbarren LB im Mittenbereich der Mesastege MES transversal
gespalten (vertikale Pfeile), sodass die einzelnen Halbleiterlaser
HLL mit Rippenwellenleiter RWL in der vorgesehenen Resonatorlänge RL entstehen.
Deren gespaltene Endfacetten EF verlaufen durch die Mesastege MES
und sind aluminiumfrei.
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An
den in 1D eingezeichneten Stellen sind
zwei Querschnitte durch den fertig prozessierten Halbleiterlaser
HLL in den 2A und 2B dargestellt.
Die 2A zeigt einen Querschnitt innerhalb der Aktivschicht
AS des Halbleiterlasers HLL. Zu erkennen sind die aluminiumhaltige
Aktivschicht AS, die aluminiumfreie Zwischenschicht ZS und der Rippenwellenleiter
RWL, hier aus p-leitendem InP. Dargestellt sind weiterhin die Isolationsschicht
IS aus SiNx, die p-leitende Kontaktschicht
KS und die p-leitende Kontaktmetallisierung KM auf der Oberseite des
Halbleiterlasers HLL sowie die n-leitende Kontaktmetallisierung
KM auf dessen Unterseite mit dem n-leitenden Halbleitersubstrat
HLS.
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Die 2B zeigt
einen Querschnitt im Bereich der rechten Endfacette EF des Halbleiterlasers HLL.
Zu erkennen sind wiederum der p-leitende aluminiumfreie Rippenwellenleiter
RWL und das n-leitende aluminiumfreie Halbleitersubstrat HLS ebenso wie
die n-leitende Kontaktmetallisierung KM auf der Unterseite des Halbleiterlasers
HLL. Im Bereich der Endfacette EF treten jedoch die aluminiumhaltige
Aktivschicht AS und die aluminiumfreie Zwischenschicht ZS nicht
auf. Somit ist die Endfacette EF frei von Aluminium und daher vor
Oxidation an Luft und damit vor Zerstörung durch Absorptionserwärmung geschützt. Ebenfalls
in der gezeigten Ausführungsform
nicht vorhanden sind im Bereich der Endfacette EF die p-leitende
Kontaktschicht KS und die p-leitende
Kontaktmetallisierung KM, sodass die Endfacette EF auch nicht elektrisch
gepumpt wird.
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Die
Erfindung ist auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel nicht begrenzt.
Grundsätzlich sind
alle bekannten Kombinationen aus Halbleitermaterial und Schichtenaufbauten
mit einer aluminiumhaltigen Aktivschicht für die Herstellung und den Aufbau
eines Halbleiterlasers mit Rippenwellenleiter und aluminiumfreien
Endfacetten verwendbar. Dabei sind auch unterschiedliche Typen von
Halbleiterlasern mit Rippenwellenleiter, beispielsweise FP-Laser (Fabry-Perot),
DFB-Laser (Distributed FeedBack) ohne und mit integriertem Modulator,
DBR-Laser (Distributed Bragg Reflector) jeweils in Ein- oder Mehrsektionsausführung oder
DFB-Laser mit integriertem Modulator, einbezogen. Dabei können auch weitere
funktionale Halbleiterbauelemente, beispielsweise eine Photodiode,
integriert sein. Weiterhin zeigt das Ausführungsbeispiel ein n-leitendes
Halbleitersubstrat mit einem p-leitenden Rippenwellenleiter und
entsprechend leitende funktionelle Halbleiter- und Kontakt- sowie
Metallisierungsschichten (vergleiche 2A und 2B).
Eine invertierte Bauweise mit einem p-leitenden Halbleitersubstrat
und einem Rippenwellenleiter aus n-dotiertem Material und entsprechend
leitenden weiteren Schichten soll dabei aber genauso von der Erfindung
umfasst sein.