DE102014101530A1 - Halbleiterlaser und geätzte-Facetten integrierte Vorrichtungen, welche H-förmige Fenster haben - Google Patents
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Abstract
Description
- Hintergrund
- Optische Transceiver sind Schlüsselkomponenten in optischen faserbasierten Telekommunikationen und Datenkommunikationsnetzwerken. Ein optischer Transceiver beinhaltet eine opto-elektronische Lichtquelle, wie beispielsweise einen Laser, und einen opto-elektronischen Licht-Transceiver, wie beispielsweise eine Photodiode, und mag ferner verschiedene elektronische Schaltungen, welche mit dem Laser und der Photodiode assoziiert sind, beinhalten. Zum Beispiel können Treiberschaltungen zum Treiben des Lasers in Reaktion auf elektrische Signale, welche von dem elektronischen System empfangen werden, beinhaltet sein. Empfängerschaltungen können zum Prozessieren der Signale beinhaltet sein, welche mittels der Photodiode erzeugt werden, und um Ausgangssignale zu dem elektronischen System bereitzustellen. Optische Linsen sind gewöhnlich ebenfalls eingeschlossen.
- Im Allgemeinen gibt es zwei Typen von Halbleiter-Laservorrichtungen: kantenemittierende Laser (edge emitting lasers) und oberflächenemittierende Laser (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers; VCSELs). Ein Vorteil von VCSELs ist, dass sie eher auf Wafer-Ebene als auf Chip-Ebene ökonomisch getestet werden können. Ein anderer Vorteil von VCSELs ist ihre gut definierte Spotgröße, welche eine hohe Einkoppeleffizienz in optische Fasern begünstigt, ohne die Notwendigkeit eine Strahlformkorrektur bereitzustellen, wodurch ein ökonomisches Häusen (packaging) ermöglicht wird. Kantenemittierende Laser haben ebenfalls Vorteile, wie eine robuste Betriebssicherheit und eine hohe optische Ausgangleistung. Wahrscheinlich wegen dieser Gründe sind kantenemittierende Laser weiterhin die am häufigsten verwendeten Halbleiterlaser in highspeed optischen Transceivern. Um kantenemittierende Laser zu testen, muss ein Wafer zum Einzelchiptest geritzt (scribed) und zerteilt (cleaved) werden. Das heißt, die Wafer müssen in Streifen (bars) geteilt, mit hochreflektierenden (HR) oder anti-reflektierenden (AR) Beschichtung beschichtet und dann in einzelne Chips geteilt werden, um getestet und selektiert zu werden. Der Prozess des Testens von kantenemittierenden Lasern kann daher relativ unökonomisch sein.
- Ein Weg, um die Kosten von kantenemittierenden Laserchips zu senken, involviert einen Prozess, welcher gewöhnlich als geätzte-Facette (etched facet) bezeichnet wird. In einem geätzte-Facette Laser sind die Rückkoppelspiegel eher geätzte Facetten als zerteilte Facetten. Geätzte Facetten ermöglichen ein Beschichten der Facetten mit hochreflektierenden oder alternativ antireflexive Schichten eher auf Waferebene als auf Streifenebene (vgl. zum Beispiel Peter Vettiger et al., IEEE Journal of Quantum Electronics, Bd. 27(6), Juni 1991, S. 1319). Ein spiegelähnliches Ätzprofil ist notwendig, um Reflektionsverluste zu minimieren und eine einheitliche Beschichtungsdicke bereitzustellen.
- Kantenemittierende Laser können entweder eine Rippenwellenleiter-Struktur (ridge waveguide structure) oder eine vergrabener-Wellenleiter-Struktur (buried waveguide structure) haben. Der Herstellungsprozess einer Rippenwellenleiter-Struktur ist weniger komplex als der Herstellungsprozess einer vergrabener-Wellenleiter-Struktur. Für ungekühlte Laser werden die Schichten des aktiven Kerns gewöhnlich aus aluminiumaufweisenden Mehrfach-Quantentopf (multiple quantum well, MQW) Schichten gemacht. In solchen Lasern ist eine Rippenwellenleiter-Struktur vorteilhafter als eine vergrabener-Wellenleiter-Struktur, weil eine Rippenwellenleiter-Struktur keine geätzte MQW-Region hat oder nicht unter Aluminiumoxidation leidet.
- Die Facetten in einem geätzte-Facetten Laser werden gewöhnlich mittels eines induktiv gekoppelten Plasma (inductively coupled plasma, ICP) Prozess unter Verwendung einer Schutzmaske geätzt. Dieser Prozess wird nach der Formation des Wellenleiters ausgeführt. Jedoch bewirkt die Präsenz der Rippe in solch einer Rippenwellenleiter-Struktur zwei Hauptprobleme beim Herstellen solch eines Lasers: Facettenqualität und Facettenbeschichtung.
- Bezüglich des Punktes der Facettenqualität beim Herstellen von Rippenwellenleiter Lasern ist es fast unmöglich ein glattes spiegelähnliches Ätzprofil an einer Rippenwellenleiter-Struktur zu haben, weil die Ätzmaske des ICP-Prozesses mittels der nicht-planaren Rippenstruktur gestört wird. Die Qualität der im ICP-Prozess hergestellten Facetten hängt stark von dem Maskenprofil ab. In S. C. Host, et al., „High-reflectance dielectric mirrors deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition an GaAs-AlGaAs Semiconductor Lasers with Inductively Coupled Plasma Etched Facets,", IEEEE Photonics technology Letters, Bd. 12(10), Okt. 2000, S. 1325–1327, wurde eine Benzocyclobuten (BCB) Schicht verwendet, um die Rippe zu planarisieren und dann wurde eine SiO2 Maske auf der BCB Schicht deponiert und definiert.
- Ein Schlüsselmerkmal des oben beschriebenen Prozesses ist ein BCB Rückätzprozess, welcher eine nicht-planare Rippe in eine planare Oberfläche überführt. Jedoch ist der Prozess eher kompliziert und zeitaufwändig, benötigt eine Anzahl von Schritten: BCB Beschichten, thermisches Nachbehandeln (curing) und BCB Rückätzen, gefolgt von SiO2-Schicht Deposition, Photolithographie, SiO2-Trockenätzen, ICP Ätzen und letztlich Entfernen der BCB-Beschichtung. Es ist schwer ein vertikales Maskenprofil bereitzustellen, so dass der ICP Ätzprozess in einem vertikalen Rippenprofil resultiert. Ferner kann das Entfernen der BCB Reste problematisch sein.
- Der andere wesentliche Punkt beim Herstellen von geätzte-Facette Lasern mit Rippenwellenleitern betrifft Facettenbeschichtung. Zur korrekten Laserarbeitsweise muss entweder eine hochreflektive (HV) Beschichtung für Fabry-Perot (FP) Laser oder eine antireflektive (AR) Beschichtung für Distributed Feedback (DFB) Laser bereitgestellt werden. Solche Beschichtungen werden gewöhnlich mittels Deponierens von SiO2/SiNx Paaren auf einem gesamten Wafer mittels eines konventionellen Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) Systems bereitgestellt. Jedoch bewirkt die nicht-planare Rippen-Struktur einen „Abschattungseffekt”, was eine genaue Steuerung der Beschichtungsschichtdicke nahe der Rippe verhindert.
- Wie in den
1 bis3 (nicht maßstabsgetreu ) dargestellt, beinhaltet eine bekannte Rippenwellenleiter Laserstruktur10 geätzte Fenster12 , welche unter Verwendung einer Schutzmaske (nicht gezeigt) direkt auf der Struktur hergestellt sind. Der Begriff „Fenster” nimmt Bezug auf einen Bereich, welcher von der Oberfläche zu dem Substrat heruntergeätzt wurde. Die Facetten, die mittels der Fenster12 definiert werden, sind entweder mit einem HR oder AR Beschichtungsmaterial beschichtet, abhängig davon, ob die resultierende Struktur entweder ein FP Laser oder ein DFB Laser sein soll. (Zum Zwecke der Klarheit ist die relativ dünne Beschichtung in den Zeichnungen nicht separat dargestellt). In diesem Herstellprozess beeinflusst der „Abschattungseffekt” der Rippenstruktur14 gewöhnlich die Maskendefinition, das ICP Ätzen und das Facettenbeschichten negativ. - Multimasken-Schichten (nicht gezeigt) werden gewöhnlich verwendet, um eine Struktur wie Rippenstruktur
14 herzustellen. Die erste Maske, welche eine BCB-Schicht sein kann, wird mit einem Rückätzprozess verwendet, um die Rippen zu planarisieren. Dann wird eine SiO2 Maske auf der BCB Oberfläche deponiert. Jedoch beeinträchtigt eine solche Doppelmaske das Bereitstellen eines vertikalen Maskenprofils, was fundamental dafür ist beim Verwenden des ICP Prozesses ein vertikales Ätzprofil zu erlangen. Ferner ist solch ein Multimasken Prozess eher kompliziert und zeitaufwändig, benötigt eine Anzahl von Schritten: BCB Beschichten, thermisches Nachbehandeln (curing), Rückätzen, SiO2 Deposition, auf BCB, Photolithographie, RIE SiO2-Ätzen, BCB Ätzen, ICP Halbleiterätzen, SiO2 Entfernen und BCB Entfernen. Der letzte Schritt, d. h. Entfernen der BCB Schicht, ist häufig nicht völlig erfolgreich, was BCB Reste übriglässt, was eine SiO2- oder Metall-Haftung behindert. - Es wäre wünschenswert einen Rippen-Halbleiterlaser mit hoher Facettenqualität und stabilen Facettenbeschichtung Ausbeute bereitzustellen.
- Zusammenfassung
- Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen einen kantenemittierenden geätzte-Facette optische Halbleiterstruktur, welche ein Substrat, eine aktive Mehrfach-Quantentopf (MQW) Region, welche auf dem Substrat ausgebildet ist, und einen Rippenwellenleiter hat, welcher über der MQW Region ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in eine longitudinale Richtung zwischen einer ersten geätzten Endfacette eines Wellenleiters und einer zweiten geätzten Endfacette des Wellenleiters erstreckt, wobei die erste geätzte Endfacette des Wellenleiters in einem ersten Fenster angeordnet ist und die zweite geätzte Endfacette des Wellenleiters in einem zweiten Fenster angeordnet ist. Die ersten und zweiten Fenster erstrecken sind in einer Tiefenrichtung vom Rippenwellenleiter zu dem Substrat und durch die aktive MQW Region. Das erste Fenster hat ein erstes-Fenster-Paar-Alkoven und das zweite Fenster hat ein zweites-Fenster-Paar-Alkoven. Die geätzte Endfacette des Wellenleiters erstreckt sich zwischen dem erstes-Fenster-Paar-Alkoven und die zweite geätzte Endfacette des Wellenleiters erstreckt sich zwischen die zweites-Fenster-Paar-Alkoven. Die geätzte erste und zweite Endfacette haben eine optische Beschichtung, wie beispielsweise HR oder AR Beschichtung.
- Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ferner ein Verfahren zum Herstellen einer kantenemittierenden optischen Halbleitervorrichtung. Das Verfahren beinhaltet: Ausbilden einer aktiven MQW Region auf einem Substrat; Ausbilden einer ersten Maske über der MQW Region, um eine Rippenwellenleiter Region zu definieren; Ausbilden eines Rippenwellenleiters, welcher zu der Rippenwellenleiter Region korrespondiert; Ausbilden einer zweiten Maske über dem Rippenwellenleiter, Entfernen von Abschnitten der MQW Region und des Substrats; Entfernen der zweiten Maske; und Beschichten der resultierenden Facetten. Die erste Maske definiert eine Rippenwellenleiter Region, welche sich im Wesentlichen in einer longitudinalen Richtung zwischen einem ersten Ende des Wellenleiters und einem zweiten Ende des Wellenleiters erstreckt. Die zweite Maske definiert eine allgemein H-förmige Region; ein erstes Paar Alkoven Regionen und ein zweites Paar Alkoven Regionen. Entfernen von Abschnitten der MQW Region und des Substrats stellt ein allgemein H-förmiges Fenster, ein erstes Paar von Alkoven, welches zu dem ersten Paar von Alkoven Regionen korrespondiert; und ein zweites Paar Alkoven her, welches zu dem zweiten Paar von Alkoven Regionen korrespondiert. Das H-förmige Fenster erstreckt sich in einer Tiefenrichtung von dem Rippenwellenleiter zu dem Substrat und durch die aktive MQW Region hindurch.
- Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile sind oder werden für den Fachmann klarer werden nach Durchschau der folgenden Figuren und der folgenden detaillierten Beschreibung. Es ist gewünscht, dass alle solchen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile, die in dieser Beschreibung eingeschlossen sind, sich innerhalb des Umfanges der Spezifikation befinden und mittels der beigefügten Ansprüche geschützt sind.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen besser verstanden werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern stattdessen ist Betonung auf das klare Darstellen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung gelegt.
-
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer geätzte-Facette Rippenwellenleiter Laserstruktur gemäß dem Stand der Technik. -
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in1 . -
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in1 . -
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
5 ist eine ebene Draufsicht des geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur von4 . -
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in5 . -
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in5 . -
8 ist eine schematische ebene Draufsicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
9 ist eine schematische ebene Draufsicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
10 ist eine schematische ebene Draufsicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
11 ist eine schematische ebene Draufsicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
12 ist eine schematische ebene Draufsicht einer geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Struktur gemäß einem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
13 ist ein Flussdiagramm, welches das exemplarische Herstellverfahren genauer darstellt. -
14 stellt einen ersten Schritt in einem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
15 stellt einen zweiten Schritt in dem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
16 stellt einen dritten Schritt in dem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
17 stellt einen vierten Schritt in dem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
18 ist eine schematische Draufsicht, welche eine erste Maske in dem exemplarischen Herstellverfahren zeigt. -
19 stellt einen fünften Schritt in dem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
20 stellt einen sechsten Schritt in dem exemplarischen Verfahren zum Herstellen geätzte-Facette integrierte Vorrichtung Strukturen und Halbleiterlasern dar. -
21 ist eine schematische ebene Draufsicht auf eine geätzte-Facette Einzelvorrichtung Struktur. -
22 ist eine perspektivische Ansicht der geätzte-Facette Einzelvorrichtung Struktur von21 . - Detaillierte Beschreibung
- Wie in
4 bis7 (nicht maßstabsgetreu) gezeigt, weist in einem exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel, eine geätzte-Facette kantenemittierende integrierte optische Halbleiterstruktur16 einen ersten Wellenleiterabschnitt18 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt20 auf. Der Begriff ”integriert”, wie er in dieser Weise verwendet wird, bezieht sich auf die Präsenz sowohl des ersten Wellenleiterabschnitts18 als auch des angrenzenden zweiten Wellenleiterabschnitts20 in diesem Ausführungsbeispiel. Jedoch, wie unten beschrieben, können in anderen Ausführungsbeispielen ein solcher erster Wellenleiterabschnitt und zweiter angrenzender Wellenleiterabschnitt separat voneinander sein und einer oder beide Abschnitte können individuell als eine kantenemittierende Einzelvorrichtung optische Halbleiterstruktur verwendet werden. Ein kantenemittierender Laser ist ein Beispiel für solch eine Einzelvorrichtung optische Halbleiterstruktur. Also sollte, obwohl in den nachfolgenden exemplarischen Ausführungsbeispielen zum Zwecke der Klarheit nur zwei aneinander angrenzende Wellenleiterabschnitte beschrieben werden, verstanden werden, dass viele solche angrenzende Wellenleiterabschnitte auf einem Halbleiterwafer ausgebildet und dann voneinander separiert werden können. - In der unten beschriebenen Weise werden erster Wellenleiterabschnitt
18 und zweiter Wellenleiterabschnitt20 auf einem Halbleitersubstrat22 in einer Orientierung parallel zu einer Hauptfläche von Substrat22 ausgebildet. Erster Wellenleiterabschnitt18 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter24 . Erster Wellenleiterabschnitt18 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette26 in einem ersten Fenster27 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts18 und eine zweite geätzte Endfacette28 in einem zweiten Fenster42 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes18 . Erster Rippenwellenleiter24 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes18 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse30 ausgerichtet ist. Die Distanz, in die sich erster Rippenwellenleiter24 in dieser Richtung erstreckt, wird hierin als seine ”Länge” bezeichnet. Der Begriff ”Breite” bezieht sich auf eine Richtung senkrecht zur Länge. Beachte dass die erste und zweite geätzte Endfacette26 und28 des ersten Wellenlängenabschnitts18 , welche als End-Wellenleiter dienen, breiter als erster Rippenwellenleiter24 sind. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt20 einen zweiten Rippenwellenleiter32 . Zweiter Wellenleiterabschnitt20 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette34 im zweiten Fenster42 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts20 und eine zweite geätzte Endfacette36 in einem dritten Fenster29 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes20 . Zweiter Rippenwellenleiter32 erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten Enden des zweiten Wellenleiterabschnittes20 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse30 ausgerichtet ist. Beachte dass die erste und zweite geätzte Endfacette34 und36 des zweiten Wellenlängenabschnitts20 , welche als End-Wellenleiter dienen, breiter als zweiter Rippenwellenleiter32 sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten26 und28 des ersten Wellenleiterabschnitts18 und erste und zweite geätzte Endfacetten34 und36 des zweiten Wellenleiterabschnittes20 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Mit den oben beschrieben Anordnungen ist das geätzte Facetten Fenster auf einer planaren Oberfläche anstelle auf einer umgekehrten Rippen. Das ermöglicht, dass ein Vertikalätzprofil eine SiO2 Maske verwendet. Ein Vertikalätzprofil ist wichtig, um einer Laservorrichtung zu ermöglichen, optisches Feedback bereitzustellen. Auch kann mittels Vermeidens eines Rippen-Abschattungseffekts eine Deponierung der Beschichtungsschichten einfach gesteuert werden.
- Beachte in den
6 bis7 , dass erste und zweite Rippenwellenleiter24 und32 über einer oder mehr Mehrfach-Quantentopf (MQW) Schichten38 und40 ausgebildet sind. Obwohl MQW Schichten38 und40 zwecks Klarheit individuell beschrieben werden, können sie Abschnitte oder Bereiche der selben Schichtstruktur sein. Wenn Halbleiterstruktur16 in Betrieb ist, wirken die MQW Schichten38 und40 als aktive Schichten, um gemäß der Vorrichtungsfunktionalität Verstärkung oder Absorption zu erzeugen, was von den Fachleuten gut verstanden wird. - Fenster
27 ,42 und29 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern24 und32 durch die MQW Schichten38 und40 bis hinunter zu Substrat22 . Erstes Fenster27 beinhaltet ein Paar von Alkoven37 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette26 des ersten Wellenleiterabschnitts18 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven37 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette26 des ersten Wellenleiterabschnitts18 . Zweites Fenster42 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven44 des zweiten Fensters und ein zweites Paar von Alkoven46 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette28 des ersten Wellenleiterabschnitts18 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven44 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette28 des ersten Wellenleiterabschnitts18 . Erste geätzte Endfacette34 des zweiten Wellenleiterabschnitts20 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven46 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette34 des zweiten Wellenleiterabschnitts20 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven44 des zweiten Fensters und das zweite Paar von Alkoven46 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven44 des zweiten Fensters angeordnet sind, bewirken, dass das zweite Fenster42 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette28 des ersten Wellenleiterabschnitts18 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette34 des zweiten Wellenleiterabschnitts20 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters42 angeordnet. Drittes Fenster29 beinhaltet ein Paar von Alkoven39 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette36 des zweiten Wellenleiterabschnitts20 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven39 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette36 des zweiten Wellenleiterabschnitts20 . - Die Funktion jedes Paar von Alkoven ist es, eine breite Endrippe (wide end ridge) zu definieren, um so eine verbreiterte Spotgröße zu haben, um die Möglichkeit eines katastrophalen optischen Schadens an einer Facette zu reduzieren. Auf der anderen Seite stellen die Alkoven zusammen mit dem ganzen Facettenfenster eine effektive Isolation der MQW für jeden Chip bereit, um somit on-Wafer Messungen zu ermöglichen.
- Wie in
8 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, weist in einem zweiten exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel, eine geätzte-Facette kantenemittierende optische Halbleiterstruktur48 einen ersten Wellenleiterabschnitt50 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt52 auf. Außer bei Aspekten, welche unten genauer beschrieben werden mögen, ist die kantenemittierende optische Halbleiterstruktur48 ähnlich zu der oben beschriebenen kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur16 . Demgemäß werden Aspekte der kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur48 , die ähnlich denen der oben beschriebenen kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur16 sind, im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel nicht noch einmal beschrieben. Erster Wellenleiterabschnitt50 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter54 . Der erste Wellenleiterabschnitt50 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette56 in einem ersten Fenster57 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitt50 und eine zweite geätzte Endfacette58 in einem zweiten Fenster66 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts50 . Erster Rippenwellenleiter54 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes50 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse (in8 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) ausgerichtet ist. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt52 einen zweiten Rippenwellenleiter60 . Zweiter Wellenleiterabschnitt52 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette62 im zweiten Fenster66 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts52 und eine zweite geätzte Endfacette64 in einem dritten Fenster59 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes52 . Zweiter Rippenwellenleiter60 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes52 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse ausgerichtet ist. Obwohl in8 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt, sind erste und zweite Rippenwellenleiter56 und58 über einer oder mehr MQW-Schichten ausgebildet, welche wiederum auf dem Substrat ausgebildet sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten56 und58 des ersten Wellenleiterabschnitts50 und erste und zweite geätzte Endfacetten62 und64 des zweiten Wellenleiterabschnittes52 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Fenster
57 ,66 und59 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern54 und60 durch die MQW Schichten (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) bis hinunter zu dem Substrat. Erstes Fenster57 beinhaltet ein Paar von Alkoven67 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette56 des ersten Wellenleiterabschnitts50 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven67 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette56 des ersten Wellenleiterabschnitts50 . Zweites Fenster66 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven68 des zweiten Fensters und ein zweites Paar von Alkoven70 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette58 des ersten Wellenleiterabschnitts50 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven68 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette58 des ersten Wellenleiterabschnitts50 . Erste geätzte Endfacette62 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven70 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette62 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven68 des zweiten Fensters und das zweite Paar von Alkoven70 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven68 des zweiten Fenster angeordnet sind, zusammen bewirken, dass das zweite Fenster66 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette58 des ersten Wellenleiterabschnitts50 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette62 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters66 angeordnet. Drittes Fenster59 beinhaltet ein Paar von Alkoven69 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette64 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven69 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette64 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 . - Beachte in
8 , dass die Breite (”W1”) des ersten Rippenwellenleiters54 gleich der Breite (”W2”) des zweiten Rippenwellenleiters60 ist. Beachte ferner in8 , dass die Länge oder Dicke (”L1”) der zweiten geätzten Endfacette58 des ersten Wellenleiterabschnitts50 geringer ist als die Länge oder Dicke (”L2”) der ersten geätzten Endfacette62 des zweiten Wellenleiterabschnitts52 , was illustriert, dass diese Abmessungen in einigen Ausführungsbeispielen gleich zueinander und unterschiedlich zueinander in anderen Ausführungsbeispielen sein können. - Wie in
9 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, weist in einem dritten exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel, eine geätzte-Facette kantenemittierende optische Halbleiterstruktur72 einen ersten Wellenleiterabschnitt74 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt76 auf. Außer bei Aspekten, welche unten genauer beschrieben werden mögen, ist die kantenemittierende optische Halbleiterstruktur72 ähnlich zu den anderen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Demgemäß werden Aspekte der kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur72 , die ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind, im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel nicht noch einmal beschrieben. Erster Wellenleiterabschnitt74 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter78 . Erster Wellenleiterabschnitt74 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette80 in einem ersten Fenster81 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitt74 und eine zweite geätzte Endfacette82 in einem zweiten Fenster90 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts74 . Erster Rippenwellenleiter78 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes74 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse (in9 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) ausgerichtet ist. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt76 einen zweiten Rippenwellenleiter84 . Zweiter Wellenleiterabschnitt76 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette86 im zweiten Fenster90 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts76 und eine zweite geätzte Endfacette88 in einem dritten Fenster83 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes76 . Zweiter Rippenwellenleiter84 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes76 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse ausgerichtet ist. Obwohl in9 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt, sind erste und zweite Rippenwellenleiter78 und84 über einer oder mehr MQW Schichten ausgebildet, welche wiederum auf dem Substrat ausgebildet sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten80 und82 des ersten Wellenleiterabschnitts74 und erste und zweite geätzte Endfacetten86 und88 des zweiten Wellenleiterabschnittes76 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Fenster
81 ,90 und83 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern78 und84 durch die MQW Schichten (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) bis hinunter zu dem Substrat. Erstes Fenster81 beinhaltet ein Paar von Alkoven91 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette80 des ersten Wellenleiterabschnitts74 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven91 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette80 des ersten Wellenleiterabschnitts74 . Zweites Fenster90 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven92 des zweiten Fensters und ein zweites Paar von Alkoven94 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette82 des ersten Wellenleiterabschnitts74 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven92 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette82 des ersten Wellenleiterabschnitts74 . Erste geätzte Endfacette86 des zweiten Wellenleiterabschnitts76 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven94 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette86 des zweiten Wellenleiterabschnitts76 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven92 des zweiten Fensters und zweites Paar von Alkoven94 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven92 des zweiten Fenster angeordnet sind, zusammen bewirken, dass das zweite Fenster90 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette82 des ersten Wellenleiterabschnitts74 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette86 des zweiten Wellenleiterabschnitts76 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters90 angeordnet. Drittes Fenster83 beinhaltet ein Paar von Alkoven93 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette88 des zweiten Wellenleiterabschnitts76 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven93 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette88 des zweiten Wellenleiterabschnitts76 . - Beachte in
9 , dass die Breite (”W1”) des ersten Rippenwellenleiters78 geringer als die Breite (”W2”) des zweiten Rippenwellenleiters84 ist, was illustriert, dass diese Abmessungen in einigen Ausführungsbeispielen gleich zueinander und unterschiedlich zueinander in anderen Ausführungsbeispielen sein können. - Wie in
10 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, weist in einem vierten exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel, eine kantenemittierende optische Halbleiterstruktur96 einen ersten Wellenleiterabschnitt98 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt100 auf. Außer bei Aspekten, welche unten genauer beschrieben werden mögen, ist die kantenemittierende optische Halbleiterstruktur96 ähnlich zu den anderen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Demgemäß werden Aspekte der kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur96 , die ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind, im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel nicht noch einmal beschrieben. Erster Wellenleiterabschnitt98 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter102 . Der erste Wellenleiterabschnitt98 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette104 in einem ersten Fenster105 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitt98 und eine zweite geätzte Endfacette106 in einem zweiten Fenster118 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts 98. Erster Rippenwellenleiter102 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes98 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse110 ausgerichtet ist, jedoch einen kleinen Winkel108 bezüglich dieser aufweist. Der Winkel108 kann optimiert sein, um Endreflexionen zu reduzieren. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt100 einen zweiten Rippenwellenleiter112 , welcher in dem gleichen Winkel108 bezüglich der longitudinalen Achse110 angeordnet ist. Zweiter Wellenleiterabschnitt100 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette114 im zweiten Fenster118 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts100 und eine zweite geätzte Endfacette116 in einem dritten Fenster107 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes100 . Zweiter Rippenwellenleiter112 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes100 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse ausgerichtet ist aber in dem Winkel108 bezüglich dieser orientiert ist. Obwohl in10 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt, sind erste und zweite Rippenwellenleiter102 und112 über einer oder mehr MQW Schichten ausgebildet, welche wiederum auf dem Substrat ausgebildet sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten104 und106 des ersten Wellenleiterabschnitts98 und erste und zweite geätzte Endfacetten114 und116 des zweiten Wellenleiterabschnittes100 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Fenster
105 ,118 und107 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern102 und112 durch die MQW Schichten (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) bis hinunter zu dem Substrat. Erstes Fenster105 beinhaltet ein Paar von Alkoven115 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette104 des ersten Wellenleiterabschnitts98 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven115 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette104 des ersten Wellenleiterabschnitts98 . Zweites Fenster118 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven120 des zweiten Fensters und ein zweites Paar von Alkoven122 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette106 des ersten Wellenleiterabschnitts98 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven120 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette106 des ersten Wellenleiterabschnitts98 . Erste geätzte Endfacette114 des zweiten Wellenleiterabschnitts100 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven122 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette114 des zweiten Wellenleiterabschnitts100 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven120 des zweiten Fensters und das zweite Paar von Alkoven122 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven120 des zweiten Fensters angeordnet ist, zusammen bewirken, dass das zweite Fenster118 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette106 des ersten Wellenleiterabschnitts98 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette114 des zweiten Wellenleiterabschnitts100 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters118 angeordnet. Drittes Fenster107 beinhaltet ein Paar von Alkoven117 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette116 des zweiten Wellenleiterabschnitts100 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven117 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette116 des zweiten Wellenleiterabschnitts100 . Das Ausführungsbeispiel, welches in10 gezeigt wird, kann vorteilhafterweise Endreflexionen unterbinden, was zum Beispiel bei einem Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser) oder einer Vorrichtung, welche elektrische Absorption Modulation (EML) nutzt, wünschenswert sein mag. - Wie in
11 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, weist in einem fünften exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel, eine kantenemittierende optische Halbleiterstruktur124 einen ersten Wellenleiterabschnitt126 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt128 auf. Außer bei Aspekten, welche unten genauer beschrieben werden mögen, ist die kantenemittierende optische Halbleiterstruktur124 ähnlich zu den anderen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Demgemäß werden Aspekte der kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur124 , die ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind, im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel nicht noch einmal beschrieben. Erster Wellenleiterabschnitt126 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter130 . Der erste Wellenleiterabschnitt126 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette132 in einem ersten Fenster133 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitt126 und eine zweite geätzte Endfacette134 in einem zweiten Fenster144 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts126 . Erster Rippenwellenleiter130 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes126 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse136 ausgerichtet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite geätzte Endfacette134 des ersten Wellenleiterabschnitts126 in einem schiefen Winkel (optimiert, um Endreflexionen zu minimieren, im Bereich von, beispielsweise 0 bis 12 Grad) bezüglich der longitudinalen Achse136 orientiert. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt128 einen zweiten Rippenwellenleiter138 . Zweiter Wellenleiterabschnitt128 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette140 im zweiten Fenster144 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts128 und eine zweite geätzte Endfacette142 in einem dritten Fenster135 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes128 . Zweiter Rippenwellenleiter138 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes128 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse136 ausgerichtet ist. Obwohl in11 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt, sind erste und zweite Rippenwellenleiter130 und138 über einer oder mehr MQW Schichten ausgebildet, welche wiederum auf dem Substrat ausgebildet sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten132 und134 des ersten Wellenleiterabschnitts126 und erste und zweite geätzte Endfacetten140 und142 des zweiten Wellenleiterabschnittes128 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Fenster
133 ,144 und135 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern130 und138 durch die MQW Schichten (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) bis hinunter zu dem Substrat. Erstes Fenster133 beinhaltet ein Paar von Alkoven143 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette132 des ersten Wellenleiterabschnitts126 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven143 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette132 des ersten Wellenleiterabschnitts126 . Zweites Fenster144 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven146 des zweiten Fensters und ein zweites Paar von Alkoven148 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette134 des ersten Wellenleiterabschnitts126 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven146 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette134 des ersten Wellenleiterabschnitts126 . Erste geätzte Endfacette140 des zweiten Wellenleiterabschnitts128 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven148 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette140 des zweiten Wellenleiterabschnitts128 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven146 des zweiten Fensters und das zweite Paar von Alkoven148 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven146 des zweiten Fensters angeordnet ist, zusammen bewirken, dass das zweite Fenster144 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette134 des ersten Wellenleiterabschnitts126 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette140 des zweiten Wellenleiterabschnitts128 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters144 angeordnet. Drittes Fenster135 beinhaltet ein Paar von Alkoven145 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette142 des zweiten Wellenleiterabschnitts128 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven145 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette142 des zweiten Wellenleiterabschnitts128 . - Wie in
12 (nicht maßstabsgetreu) dargestellt, weist in einem sechsten exemplarischen oder beispielhaften Ausführungsbeispiel eine kantenemittierende optische Halbleiterstruktur150 einen ersten Wellenleiterabschnitt152 und einen zweiten Wellenleiterabschnitt154 auf. Außer bei Aspekten, welche unten genauer beschrieben werden mögen, ist die kantenemittierende optische Halbleiterstruktur150 ähnlich zu den anderen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Demgemäß werden Aspekte der kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur150 , die ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind, im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel nicht noch einmal beschrieben. Erster Wellenleiterabschnitt152 beinhaltet einen ersten Rippenwellenleiter156 . Der erste Wellenleiterabschnitt152 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette158 in einem ersten Fenster159 an einem ersten Ende des ersten Wellenleiterabschnitt152 und eine zweite geätzte Endfacette160 in einem zweiten Fenster172 an einem zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnitts152 . Erster Rippenwellenleiter156 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des ersten Wellenleiterabschnittes152 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich einer longitudinalen Achse (nicht gezeigt) ausgerichtet ist, jedoch an einem Punkt entlang seiner Länge eine leichte Biegung (bend) hat. Dieser gebogene Wellenleiter kann eine „adiabatische” Form haben, um optische Verluste und Endreflexionen zu minimieren. Ähnlich beinhaltet zweiter Wellenleiterabschnitt154 einen zweiten Rippenwellenleiter164 . Zweiter Wellenleiterabschnitt154 beinhaltet ferner eine erste geätzte Endfacette166 im zweiten Fenster172 an einem ersten Ende des zweiten Wellenleiterabschnitts154 und eine zweite geätzte Endfacette168 in einem dritten Fenster161 an einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes154 . Zweiter Rippenwellenleiter164 erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende des zweiten Wellenleiterabschnittes154 in einer Richtung, welche allgemein bezüglich der longitudinalen Achse (nicht gezeigt) ausgerichtet ist, jedoch eine leichte Biegung170 an einem Punkt entlang seiner Länge hat. Obwohl in12 aus Klarheitsgründen nicht gezeigt, sind erste und zweite Rippenwellenleiter156 und164 über einemroder mehr MQW Schichten ausgebildet, welche wiederum auf dem Substrat ausgebildet sind. Erste und zweite geätzte Endfacetten158 und160 des ersten Wellenleiterabschnitts152 und erste und zweite geätzte Endfacetten166 und168 des zweiten Wellenleiterabschnittes154 sind alle mit einer optischen Beschichtung beschichtet, wie zum Beispiel einer HR oder einer AR Beschichtung. - Fenster
159 ,172 und161 erstrecken sich von den Rippenwellenleitern156 und164 durch die MQW Schichten (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) bis hinunter zu dem Substrat. Erstes Fenster159 beinhaltet ein Paar von Alkoven169 des ersten Fensters. Erste geätzte Endfacette158 des ersten Wellenleiterabschnitts152 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven169 des ersten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette158 des ersten Wellenleiterabschnitts152 . Zweites Fenster172 beinhaltet ein erstes Paar von Alkoven174 des zweiten Fenster und ein zweites Paar von Alkoven176 des zweiten Fensters. Zweite geätzte Endfacette160 des ersten Wellenleiterabschnitts152 erstreckt sich zwischen dem ersten Paar von Alkoven174 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette160 des ersten Wellenleiterabschnitts152 . Erste geätzte Endfacette166 des zweiten Wellenleiterabschnitts154 erstreckt sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven176 des zweiten Fensters und definiert daher die Breite der ersten geätzten Endfacette166 des zweiten Wellenleiterabschnitts154 . Es kann angemerkt werden, dass das erste Paar von Alkoven174 des zweiten Fensters und das zweite Paar von Alkoven176 des zweiten Fensters, welche allgemein gegenüber dem ersten Paar von Alkoven174 des zweiten Fensters angeordnet sind, zusammen bewirken, dass das zweite Fenster172 eine Form hat, welche den Buchstaben H nachbildet. Zweite Endfacette160 des ersten Wellenleiterabschnitts152 ist jenseits von oder gegenüber der ersten geätzten Endfacette166 des zweiten Wellenleiterabschnitts154 innerhalb des H-förmigen zweiten Fensters172 angeordnet. Drittes Fenster161 beinhaltet ein Paar von Alkoven171 des dritten Fensters. Die zweite geätzte Endfacette168 des zweiten Wellenleiterabschnitts154 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven171 des dritten Fensters und definiert daher die Breite der zweiten geätzten Endfacette168 des zweiten Wellenleiterabschnitts154 . - Jedes der Ausführungsbeispiele, welches oben in Zusammenhang mit den
10 bis12 beschrieben wurden, kann, wegen dem Abwinkeln der Richtung des Lichtaustritts aus dem Fenster, vorteilhafterweise Endreflexionen unterbinden. Eine AR Beschichtung kann ferner unterstützen, Endreflexionen zu unterbinden. - Ein Verfahren zum Herstellen der oben beschriebenen kantenemittierenden optischen Halbleiterstrukturen ist in
13 dargestellt und wird unter weiterer Bezugnahme auf die14 bis20 beschrieben. Obwohl zum Zwecke der Klarheit nicht dargestellt, sollte es verstanden werden, dass das Verfahren auf einem Halbleiterwafer, welcher viele solcher Strukturen aufweist, durchgeführt werden kann. - Wie mittels Block
178 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf14 , werden eine oder mehr MQW Schichten180 auf einem Substrat182 ausgebildet. Substrat182 ist aus einem geeigneten Halbleitermaterial, wie beispielsweise Indiumphosphid (InP) gemacht. Beachte, dass in einer kantenemittierenden optischen Halbleiterstruktur, welche erste und zweite Wellenleiterabschnitte hat, korrespondierende erste und zweite MQW Regionen bereitgestellt werden. Obwohl InP in diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel verwendet wird, sollte es verstanden werden, dass in anderen Ausführungsbeispielen anderes Material für Substrat182 oder andere Schichten verwendet werden kann, einschließlich Materialien wie Galliumarsenid (GaAs), Aluminium-Gallium (AlGa), Aluminium-Gallium-Indiumarsenid (AlGaInAs), usw. Fachleute werden angesichts der Lehren hierin leicht fähig sein, geeignete Materialien auszuwählen. - Wie mittels Block
184 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf15 , werden zusätzliche Schichten186 , welche beispielsweise InP und elektrische Kontaktmaterialien aufweisen, über der einen oder mehr MQW Schichten180 ausgebildet. Obwohl zum Zwecke der Klarheit nicht separat gezeigt, kann solch eine InP Schicht über den MQW Schichten180 ausgebildet sein und solch eine elektrische Kontaktschicht kann über der InP Schicht ausgebildet sein. - Wie mittels Block
188 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf16 , wird eine erste Maskenschicht190 von, beispielsweise, SiO2 über der einen oder mehr MQW Schichten180 und den zusätzlichen InP- und elektrischen Kontaktschichten186 ausgebildet. Wie mittels Block192 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf17 und18 , wird eine erste Maske in einer ersten Maskenschicht190 unter Verwendung von Lithographie und Trockenätzens ausgebildet, um erste und zweite Rippenwellenleiter Regionen194 und196 zu entfernen. In18 repräsentieren die schraffierten Regionen das SiO2 oder andere Maskenmaterial und die nicht schraffierten Regionen repräsentieren Öffnungen (d. h. erste und zweite Rippenwellenleiterregionen194 und196 ) durch die erste Maske hindurch. Die erste Maske definiert daher erste und zweite Rippenwellenleiter Regionen194 und196 . - Wie mittels Block
198 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf19 , kann ein nasschemisches Ätzen verwendet werden, die erste Maske (durch erste und zweite Rippenwellenleiter Regionen194 und196 hindurch) zu ätzen, um erste und zweite Rippenwellenleiter auszubilden, welche zu den ersten und zweiten Rippenwellenleiter Regionen194 und196 korrespondieren. Die ersten und zweiten Rippenwellenleiter sind mittels Paaren von vertieften Regionen197 bzw.199 skizziert (19 bis20 ). Beachte, dass die ersten und zweiten Rippenwellenleiter über ersten bzw. zweiten MQW Regionen ausgebildet sind. - Wie mittels Block
200 angedeutet, und weiter unter Bezugnahme auf20 , wird eine zweite Maske mittels Deponierens einer Schicht eines geeigneten Maskenmaterials, wie beispielsweise SiO2, SiNx, BCB oder Photoresistmaterial, über den resultierenden ersten und zweiten Wellenleiterabschnitten ausgebildet. Wie mittels Block202 angedeutet, wird ein Materialentfernungsprozess, wie beispielweise ein Induktiv-gekoppelter-Plasma-Prozess (ICP Prozess) verwendet, um eine H-förmige Region204 zu entfernen (20 ). In20 , repräsentieren die schraffierten Regionen das Maskenmaterial und die nicht schraffierten Regionen repräsentieren H-förmige Region204 und ähnliche Regionen, welche mittels dieses ICP Prozesses geätzt wurden. Der ICP Ätzprozess wird auf eine Tiefe bis auf das Substrat herunter durchgeführt, so dass die MQW Schichten, elektrische Kontaktschicht und andere eingreifende Schichten in der H-förmigen Region204 entfernt werden. Die spiegelähnlichen Ätzprofile sind nützlich, um optischen Feedback für eine Laservorrichtung bereitzustellen. Das Fenster, das aus dem ICP Prozess resultiert, hat eine H-Form, welche zu der H-förmigen Fensterregion204 korrespondiert. Demgemäß hat das resultierende Fenster eine zentrale Fensterregion und erste und zweite Paare von Alkoven, zwischen welchen sich die geätzten Facetten erstrecken, wie oben unter Bezugnahme auf die in den4 bis12 dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. - Wie mittels Block
206 dargestellt, wird dann die zweite Maske entfernt und die Oberfläche der Struktur wird von allen verbliebenen Maskenresten gereinigt. Wie mittels Block208 dargestellt, werden die resultierenden Facetten mit einer optischen Beschichtung beschichtet. Zum Beispiel kann die Struktur (oder der Wafer, welcher viele von solchen Strukturen hat) in einer Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) Kammer angeordnet werden und entweder eine HR oder alternativ eine AR Beschichtung kann aufgebracht werden. In einem Ausführungsbeispiel, in welchem das Verfahren verwendet wird, ein Fabry-Perot-Laser herzustellen, kann eine HR Beschichtung mit SiO2/SiNx oder anderen dielektrischen Mehrfachschicht-Stapeln aufgebracht werden. In einem Ausführungsbeispiel, in welchem das Verfahren verwendet wird, um einen DFB-Laser herzustellen, kann eine AR Beschichtung aufgebracht werden. Es sollte verstanden werden, dass das oben beschriebene Verfahren verwendet werden kann, um nicht nur Fabry-Perot-Laser und DFB Laser herzustellen, sondern auch jeden anderen Typ von geeigneten Halbleiterlasern, wie beispielsweise einen Modulator, Verstärker, Wellenleiter oder Photodetektor. Ferner kann das Verfahren verwendet werden, um nicht nur Laser sondern auch jede andere geeignete integrierte geätzte Facette Vorrichtung herzustellen, inklusive der oben unter Bezugnahme auf4 bis12 beschriebenen. - Wie mittels Block
210 angedeutet, kann der Halbleiterwafer (zum Zweck der Klarheit nicht in seiner Gesamtheit gezeigt) geschnitten (diced) werden, um einen oder mehr Wellenleiterabschnitte voneinander zu separieren. Eine „integrierte” kantenemittierende optische Vorrichtung kann mittels Aneinander-angrenzend-Lassen zweier Wellenleiterabschnitte ausgebildet werden, wie dies in, beispielsweise, den4 bis12 gezeigt ist, und Schneiden oder anderweitigen Separieren einer solchen zwei-Wellenleiterstruktur von allen anderen Wellenleiterabschnitten auf dem Wafer. Alternativ kann eine „Einzelvorrichtung” kantenemittierende optische Vorrichtung mittels Separierens eines einzelnen Wellenleiterabschnitts von allen anderen Wellenleiterabschnitten auf dem Wafer, wie dies in den21 und22 dargestellt ist, ausgebildet werden. Wie in21 gezeigt, können zwei angrenzende Wellenleiterabschnitte an einer Linie211 durch das Zentrum des zweiten Fensters212 hindurch voneinander abgeschnitten werden. Es kann in den21 und22 bemerkt werden, dass eine Einzelvorrichtung kantenemittierende optische Vorrichtung210 , die aus dem oben beschriebenen Herstellverfahren resultiert, einen Rippenwellenleiter214 aufweist, welcher sich allgemein eine longitudinale Richtung zwischen einer ersten geätzten Endfacette216 und einer zweiten geätzten Endfacette218 erstreckt. Die erste geätzte Endfacette216 ist in einem ersten Fenster220 angeordnet, während die zweite geätzte Endfacette218 in einem zweiten Fenster222 angeordnet ist (welche zu einer Hälfte des zweiten Fensters212 in21 korrespondiert). Erstes Fenster220 hat ein Paar von Alkoven224 des ersten Fensters und zweites Fenster222 hat ein Paar von Alkoven226 des zweiten Fensters. Die erste geätzte Endfacette216 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven224 des ersten Fensters und die zweite geätzte Endfacette218 erstreckt sich zwischen dem Paar von Alkoven226 des zweiten Fensters. - Ein oder mehr exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung sind oben beschrieben worden. Jedoch ist zu verstehen, dass die Erfindung mittels der anhängenden Ansprüche definiert wird und nicht durch die spezifischen beschriebenen Ausführungsbeispiele limitiert ist.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Peter Vettiger et al., IEEE Journal of Quantum Electronics, Bd. 27(6), Juni 1991, S. 1319 [0003]
- S. C. Host, et al., „High-reflectance dielectric mirrors deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition an GaAs-AlGaAs Semiconductor Lasers with Inductively Coupled Plasma Etched Facets,”, IEEEE Photonics technology Letters, Bd. 12(10), Okt. 2000, S. 1325–1327 [0006]
Claims (13)
- Eine kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung, welche aufweist: ein Substrat; eine erste aktive Mehrfach-Quantentopf (MQW) Region, welche auf dem Substrat ausgebildet ist; und einen ersten Rippenwellenleiter, welcher sich im Wesentlichen in einer longitudinalen Richtung zwischen einer ersten geätzten Endfacette eines ersten Wellenleiter und einer zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiter erstreckt, wobei der erste Rippenwellenleiter in einer Oberfläche des Substrats über der ersten aktiven MQW Region ausgebildet ist, wobei die erste und zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters eine optische Beschichtung aufweisen; wobei die erste geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters in einem ersten Fenster angeordnet ist, und die zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters in einem zweiten Fenster angeordnet ist, wobei sich das erste und zweite Fenster in einer Tiefendimension von dem ersten Rippenwellenleiter zu dem Substrat und durch die ersten aktiven MQW Regionen erstreckt, wobei das erste Fenster ein erstes Paar von Alkoven aufweist, wobei sich die erste geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters zwischen dem Paar von Alkoven des ersten Fensters erstreckt, wobei das zweite Fenster ein erstes Paar von Alkoven des zweiten Fensters hat, wobei sich die zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters zwischen dem ersten Paar von Alkoven des zweiten Fensters erstreckt.
- Die kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine zweite aktive MQW Region, welche auf dem Substrat ausgebildet ist; und einen zweiten Rippenwellenleiter, welcher sich im Wesentlichen in der longitudinalen Richtung zwischen einer ersten geätzten Endfacette eines zweiten Wellenleiter und einer zweiten geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiter erstreckt, wobei der zweite Rippenwellenleiter in einer Oberfläche des Substrats über der zweiten aktiven MQW Region ausgebildet ist, wobei die erste und zweite geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters eine optische Beschichtung aufweisen; wobei die erste geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters in dem zweiten Fenster im Wesentlichen gegenüber der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters angeordnet ist, wobei das zweite Fenster ein zweites Paar von Alkoven aufweist, wobei die erste geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters sich zwischen dem zweiten Paar von Alkoven des zweiten Fensters erstreckt.
- Die kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Rippenwellenleiter eine erste Breite hat; und der zweite Rippenwellenleiter eine zweite Breite hat, welche im Wesentlichen gleich oder im Wesentlichen anders als die erste Breite ist.
- Die kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Rippenwellenleiter in einem ersten Winkel zu einer longitudinalen Achse orientiert ist, die sich im Wesentlichen in der longitudinalen Richtung erstreckt; und der zweite Rippenwellenleiter in einem zweiten Winkel zu der longitudinalen Achse orientiert ist, der im Wesentlichen gleich dem ersten Winkel ist.
- Die kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters und die erste geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters nicht parallel zueinander sind; und/oder wobei zumindest einer von dem ersten und zweiten Rippenwellenleiter eine Biegung darin aufweist.
- Die kantenemittierende optische Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beschichtung eine hochreflektierende (HR) Beschichtung ist; und/oder wobei die Beschichtung eine Antireflexion (AR) Beschichtung ist.
- Ein Verfahren zum Herstellen einer kantenemittierenden optischen Halbleitervorrichtung, welches aufweist: Ausbilden erster und zweiter aktiven Mehrfach-Quantentopf (MQW) Regionen auf einem Substrat: Ausbilden einer ersten Maske über der ersten und zweiten MQW Region, wobei die erste Maske eine erste Rippenwellenleiter Region und eine zweite Rippenwellenleiter Region definiert, wobei die erste Wellenleiter Region sich im Wesentlichen in eine longitudinale Richtung zwischen einem ersten Ende eines ersten Wellenleiters und einem zweiten Ende des ersten Wellenleiters erstreckt, wobei die zweite Wellenleiter Region sich im Wesentlichen in eine longitudinale Richtung zwischen einem ersten Ende des zweiten Wellenleiters und einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiters erstreckt; Ausbilden eines ersten Rippenwellenleiters, welcher zu der ersten Rippenwellenleiter Region korrespondiert und eines zweiten Rippenwellenleiters, welcher zu der zweiten Rippenwellenleiter Region korrespondiert; Ausbilden einer zweiten Maske über den ersten und zweiten Rippenwellenleitern; Durchführen eines Entfernungsprozesses, um Abschnitte der ersten und zweiten MQW Region und des Substrats zu entfernen, um ein Fenster zu produzieren, welches ein erstes Paar Alkoven und ein zweites Paar Alkoven gegenüber dem ersten Paar Alkoven hat, wobei sich das Fenster in eine Tiefenrichtung von den ersten und zweiten Rippenwellenleitern zu dem Substrat und durch die erste und zweite aktive MQW Region erstreckt, wobei das Fenster eine geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters am zweiten Ende des ersten Wellenleiters und eine geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters am ersten Ende des zweiten Wellenleiters, wobei die zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters sich zwischen dem ersten Paar Alkoven erstreckt, wobei sich die zweite Endfacette des zweiten Wellenleiters sich zwischen dem zweiten Paar Alkoven erstreckt; Entfernen der zweiten Maske; und Beschichten der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters und der geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiters mit optischen Beschichtungen.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Ausbilden der ersten Maskenschicht aufweist: Deponieren einer Schicht von SiO2; und Durchführen eines Trockenätz-Lithographieprozesses; und/oder wobei ein Ausbilden einer zweiten Maske aufweist: Deponieren einer Schicht von Material ausgewählt aus: SiO2, SiNx, Benzocyclobuten (BCB) und Photoresist; und Durchführen eines induktiv gekoppelten Plasma (ICP) Prozess.
- Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Beschichten der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters und der geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiters mit optischen Beschichtungen ein Beschichten der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters und der geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiters mit einer hochreflektiven (HR) Beschichtung aufweist; und/oder wobei das Beschichten der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters und der geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiters mit optischen Beschichtungen ein Beschichten der zweiten geätzten Endfacette des ersten Wellenleiters und der geätzten Endfacette des zweiten Wellenleiters mit einer Antireflexion (AR) Beschichtung aufweist.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, welches ferner ein Ausbilden einer zweiten aktiven MQW Region auf dem Halbleitersubstrat aufweist und wobei: die erste Maske ferner eine zweite Rippenwellenleiter Region definiert, die sich im Wesentlichen in die longitudinale Richtung zwischen einem ersten Ende des zweiten Wellenleiters und einem zweiten Ende des zweiten Wellenleiters erstreckt und wobei das Ätzen der ersten Maske ferner einen zweiten Rippenwellenleiter ausbildet, welcher zu der zweiten Rippenwellenleiter Region korrespondiert; und wobei ein Durchführen eines Entfernungsprozesses ferner eine geätzte Facette des zweiten Wellenleiters in dem Fenster am ersten Ende des zweiten Wellenleiters definiert, wobei sich die geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters zwischen dem zweiten Paar Alkoven erstreckt.
- Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei dass Ausbilden einer ersten Maske ein Ausbilden einer ersten Maske aufweist, wobei der erste Rippenwellenleiter eine erste Breite und der zweite Rippenwellenleiter eine zweite Breite hat, die im Wesentlichen gleich der ersten Breite ist; oder wobei dass Ausbilden einer ersten Maske ein Ausbilden einer ersten Maske aufweist, wobei der erste Rippenwellenleiter eine erste Breite und der zweite Rippenwellenleiter eine zweite Breite hat, die im Wesentlichen unterschiedlich der ersten Breite ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei dass Ausbilden einer ersten Maske ein Ausbilden einer ersten Maske aufweist, wobei der erste Rippenwellenleiter in einem ersten Winkel zu einer longitudinalen Achse orientiert ist, die sich im Wesentlichen in der longitudinalen Richtung erstreckt, wobei der zweite Rippenwellenleiter in einem zweiten Winkel zu der longitudinalen Achse orientiert ist, der im Wesentlichen gleich dem ersten Winkel ist.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Ausbilden einer ersten Maske ein Ausbilden einer ersten Maske aufweist, wobei die zweite geätzte Endfacette des ersten Wellenleiters und die erste geätzte Endfacette des zweiten Wellenleiters nicht parallel zueinander sind; und/oder wobei das Ausbilden einer ersten Maske ein Ausbilden einer ersten Maske aufweist, wobei zumindest einer von dem ersten und zweiten Rippenwellenleiter eine Biegung darin aufweist.
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Families Citing this family (12)
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-
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-
2014
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Peter Vettiger et al., IEEE Journal of Quantum Electronics, Bd. 27(6), Juni 1991, S. 1319 |
S. C. Host, et al., "High-reflectance dielectric mirrors deposited by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition an GaAs-AlGaAs Semiconductor Lasers with Inductively Coupled Plasma Etched Facets,", IEEEE Photonics technology Letters, Bd. 12(10), Okt. 2000, S. 1325-1327 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020130017A1 (de) | 2020-11-13 | 2022-05-19 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum herstellen einer mehrzahl von halbleiterlasern und halbleiterlaser |
Also Published As
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US20140219305A1 (en) | 2014-08-07 |
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