DE102015116336A1 - Halbleiterlaser - Google Patents

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Abstract

In einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser (1) eine Halbleiterschichtenfolge (2). Die Halbleiterschichtenfolge (2) umfasst einen n-leitenden n-Bereich (21), einen p-leitenden p-Bereich (23) und eine dazwischenliegende aktive Zone (22) zur Erzeugung von Laserstrahlung. Zur Stromeinprägung befindet sich direkt an dem p-Bereich (23) eine elektrisch leitfähige p-Kontaktschicht (3). Direkt an der p-Kontaktschicht (3) ist eine elektrisch leitende und metallische p-Kontaktstruktur (4) angebracht. Zwei Facetten (25) der Halbleiterschichtenfolge (2) bilden Resonatorendflächen für die Laserstrahlung. In wenigstens einem Stromschutzbereich (5) direkt an zumindest einer der Facetten (25) ist eine Stromeinprägung in den p-Bereich (23) unterdrückt. Die p-Kontaktstruktur (4) schließt bündig mit der zugehörigen Facette (25) ab.

Description

  • Es wird ein Halbleiterlaser angegeben.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterlaser anzugeben, der eine hohe Ausgangsleistung aufweist und der effizient herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen Halbleiterlaser mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge beinhaltet einen n-leitenden n-Bereich. Ebenso weist die Halbleiterschichtenfolge einen p-leitenden p-Bereich auf. Zwischen dem n-Bereich und dem p-Bereich befindet sich eine aktive Zone. Die aktive Zone ist zur Erzeugung von Laserstrahlung aufgrund von Elektrolumineszenz eingerichtet. Mit anderen Worten folgen entlang oder entgegen einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge der n-Bereich, die aktive Zone und der p-Bereich aufeinander, bevorzugt unmittelbar aufeinander.
  • Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Laserstrahlung eine Wellenlänge maximaler Intensität auf, die im nahen ultravioletten Spektralbereich liegt. Nahultravioletter Spektralbereich bezeichnet insbesondere Wellenlängen zwischen einschließlich 200 nm und 420 nm oder zwischen einschließlich 320 nm und 420 nm. Alternativ ist der Halbleiterlaser dazu eingerichtet, sichtbare Laserstrahlung zu emittieren, beispielsweise blaue Laserstrahlung oder rote Laserstrahlung. Blaues Licht bezieht sich bevorzugt auf eine Dominanzwellenlänge von mindestens 420 nm und/oder von höchstens 490 nm. Als rotes Licht werden insbesondere Dominanzwellenlängen zwischen einschließlich 600 nm und 700 nm aufgefasst. Weiterhin ist es möglich, dass es sich bei der Laserstrahlung um nahinfrarote Strahlung handelt, also um Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität etwa zwischen einschließlich 700 nm und 1600 nm. Ebenso kann Laserstrahlung im grünen oder gelben Spektralbereich zwischen 490 nm und 600 nm erzeugt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Halbleiterlaser eine p-Kontaktschicht auf. Die p-Kontaktschicht befindet sich bevorzugt direkt an dem p-Bereich. Ferner ist die p-Kontaktschicht zur Stromeinprägung direkt in den p-Bereich vorgesehen.
  • Die p-Kontaktschicht ist bevorzugt aus einem Metall oder aus einem Material aus der Klasse der transparenten leitfähigen Oxide, kurz TCOs, hergestellt, zum Beispiel aus ZnO oder ITO.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine p-Kontaktstruktur. Die p-Kontaktstruktur befindet sich bevorzugt direkt an der p-Kontaktschicht. Über die p-Kontaktstruktur wird die p-Kontaktschicht bestromt. Die p-Kontaktstruktur ist somit elektrisch leitend.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktstruktur aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung gebildet. Dabei kann die p-Kontaktstruktur aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sein. Bevorzugt umfasst die p-Kontaktstruktur eines oder mehrerer der nachfolgend genannten Metalle oder besteht aus einem oder aus mehreren dieser Metalle, durchmischt oder in Teilschichten: Au, Ag, Ni, Sn, Pd, Pt, Rh, Ti. Die p-Kontaktschicht kann aus den gleichen Metallen gebildet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Halbleiterschichtenfolge zwei oder mehr als zwei Facetten auf. Die Facetten bilden bevorzugt Endflächen für einen Resonator, in dem die Laserstrahlung erzeugt und geführt wird. Insbesondere ist dabei eine der Facetten hochreflektierend beschichtet, so dass eine Reflektivität dieser Facette für die Laserstrahlung bevorzugt bei mindestens 90 % oder 95 % oder 99 % oder 99,8 % liegt. Eine weitere Facette ist bevorzugt zur Auskopplung der Laserstrahlung aus dem Halbleiterlaser eingerichtet, diese Facette weist beispielsweise eine vergleichsweise geringe Reflektivität für die Laserstrahlung von höchstens 50 % oder 70 % oder 85 % auf. Mit anderen Worten bilden die beiden Facetten, die sich bevorzugt an einander gegenüberliegenden Enden der Halbleiterschichtenfolge befinden, für die Laserstrahlung zwei Resonatorendflächen aus, zwischen denen ein Resonator verläuft.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt die p-Kontaktstruktur bündig mit der Facette ab, an der sich der zugehörige Stromschutzbereich befindet. Dies gilt bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 5 µm oder 2 µm oder 0,5 µm. Das heißt bevorzugt, die Kontaktstruktur steht dann nicht über die zugehörige Facette über oder umgekehrt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Halbleiterlaser einen Stromschutzbereich auf. Der Stromschutzbereich befindet sich direkt an zumindest einer der Facetten. Bevorzugt ist an jeder der Facetten, an der die Laserstrahlung hingelangt, ein Stromschutzbereich vorhanden. In dem mindestens einen Stromschutzbereich ist eine Einprägung von Strom in den p-Bereich unterdrückt. Beispielsweise ist eine Stromeinprägung in dem Stromschutzbereich im Vergleich zu übrigen Bereichen des p-Bereichs um mindestens einen Faktor 10 oder 100 oder 500 verringert. Da der p-Bereich in Richtung parallel zur aktiven Zone bevorzugt eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, ist somit eine Bestromung der aktiven Zone direkt an den Facetten verhinderbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Stromschutzbereich in Richtung senkrecht zur zugehörigen Facette eine Ausdehnung von größer 0 auf, insbesondere liegt die Ausdehnung bei mindestens 0,5 µm oder 5 µm oder 10 µm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Ausdehnung des Stromschutzbereichs bei höchstens 100 µm oder 30 µm oder 20 µm. Weiterhin ist es möglich, dass eine Ausdehnung des Stromschutzbereichs höchstens 20 % oder 10 % oder 5 % oder 2 % einer Länge des Resonators für die Laserstrahlung beträgt.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterlaser eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge umfasst einen n-leitenden n-Bereich, einen p-leitenden p-Bereich und eine dazwischenliegende aktive Zone zur Erzeugung von Laserstrahlung. Zur Stromeinprägung befindet sich direkt an dem p-Bereich eine elektrisch leitfähige p-Kontaktschicht. Direkt an der p-Kontaktschicht ist eine elektrisch leitende und metallische p-Kontaktstruktur angebracht. Zwei Facetten der Halbleiterschichtenfolge bilden Resonatorendflächen für die Laserstrahlung. In wenigstens einem Stromschutzbereich direkt an zumindest einer der Facetten ist eine Stromeinprägung in den p-Bereich unterdrückt. Die p-Kontaktstruktur schließt bündig mit der zugehörigen Facette ab.
  • In den vergleichsweise stark wachsenden Märkten von laserbasierten Anwendungen, zum Beispiel für Projektion, Beleuchtung oder Materialbearbeitung, kommen herkömmliche Laserdioden hinsichtlich ihrer maximalen Ausgangsleistung, Effizienz und Lebensdauer an Grenzen. Bei dem hier beschriebenen Halbleiterlaser ist aufgrund des Stromschutzbereichs eine spontane Ausfallrate aufgrund von optischen Schäden an den Facetten, auch bezeichnet als Catastrophic Optical Damage oder kurz COD, reduziert.
  • Außerdem sind trotz des Stromschutzbereichs standardisierte Vereinzelungsprozesse der Halbleiterschichtenfolge, wie auf einem Wafer gewachsen, einsetzbar. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass die p-Kontaktstruktur ganzflächig und zusammenhängend auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht werden kann und bis zu einem Vereinzeln als zusammenhängende Metallschicht verbleiben kann. Änderungen in einer Verspannung der Halbleiterschichtenfolge, gegenüber einem herkömmlichen Vereinzelungsprozess, sind dadurch vermeidbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die p-Kontaktschicht und die p-Kontaktstruktur in Richtung parallel zur aktiven Zone bündig mit mindestens einer oder, bevorzugt, mit allen Facetten und/oder Resonatorendflächen ab.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform dringt die Laserstrahlung im Betrieb des Halbleiterlasers bestimmungsgemäß nicht oder nicht signifikant bis an die p-Kontaktschicht vor. Mit anderen Worten ist der p-Bereich ausreichend dick, um die Laserstrahlung von der p-Kontaktschicht abzuschirmen. Alternativ ist es möglich, dass die p-Kontaktschicht transparent für die Laserstrahlung ist und einen Teil eines Systems zur Wellenführung in dem Halbleiterlaser darstellt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktschicht aus zumindest einem oder aus allen Stromschutzbereichen entfernt, insbesondere vollständig entfernt. Da bevorzugt einzig über die p-Kontaktschicht elektrischer Strom in den p-Bereich eingeprägt wird, ist der Stromschutzbereich damit von einer Bestromung ausgenommen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform steht die p-Kontaktstruktur in dem Stromschutzbereich in direktem Kontakt mit dem p-Bereich. Insbesondere ist die p-Kontaktstruktur im Stromschutzbereich ganzflächig auf dem p-Bereich aufgebracht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich in zumindest einem Stromschutzbereich eine elektrische Isolatorschicht an dem p-Bereich, bevorzugt direkt an dem p-Bereich. Die Isolatorschicht ist elektrisch isolierend oder auch elektrisch schlecht leitend, sodass dann die Leitfähigkeit der Isolatorschicht um mindestens einen Faktor 10 oder 100 oder 1000 geringer ist als eine Leitfähigkeit der p-Kontaktschicht. Die Isolatorschicht ist beispielsweise aus einem keramischen Material, einem Glas, einem Dielektrikum, einem Nitrid und/oder einem Oxid gebildet. Beispielsweise besteht oder umfasst die Isolatorschicht eines oder mehrerer der nachfolgend genannten Materialien: Al2O3, SiO2, TiO2, Ta2O5, HfO2, Si3N4, AlN, SiC, diamantähnlicher Kohlenstoff, englisch Diamond-Like-Carbon oder kurz DLC. Die Isolatorschicht ist bevorzugt mittels Atomlagenabscheidung, kurz ALD, hergestellt. Alternativ ist es möglich, dass die Isolatorschicht über Sputtern, chemische Gasphasenabscheidung oder Bedampfen hergestellt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Isolatorschicht in dem gesamten Stromschutzbereich eine konstante Dicke auf. Mit anderen Worten ist dann keine gezielte Dickenvariation der Isolatorschicht eingestellt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dicke der Isolatorschicht bei höchstens 75 % oder 50 % oder 20 % oder 5 % einer Dicke der p-Kontaktschicht. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke der Isolatorschicht mindestens 20 nm oder 50 nm oder 100 nm und/oder höchstens 1 µm oder 500 nm oder 100 nm. Ebenso ist es alternativ möglich, dass die Isolatorschicht gleich dick oder auch dicker ist als die p-Kontaktschicht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzt die Isolatorschicht an einer Hauptseite direkt an den p-Bereich und an einer gegenüberliegenden Hauptseite direkt an die p-Kontaktstruktur. Bevorzugt sind beide Hauptseiten jeweils vollständig von einem Material des p-Bereichs sowie der p-Kontaktstruktur bedeckt. Mit anderen Worten befindet sich dann die Isolatorschicht direkt und vollständig zwischen der p-Kontaktstruktur und dem p-Bereich. In lateraler Richtung, also in Richtung parallel zur aktiven Zone, kann die Isolatorschicht unmittelbar an die p-Kontaktschicht angrenzen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Isolatorschicht die zugehörige Facette teilweise oder vollständig. Insbesondere ist ein Bereich der aktiven Zone an der Facette von der Isolatorschicht abgedeckt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Isolatorschicht mehrlagig gestaltet. So kann es sich bei der Isolatorschicht um einen Schichtenstapel handeln, über den eine Reflektivität der zugehörigen Facette eingestellt ist. Beispielsweise ist die Isolatorschicht als Antireflexionsschicht oder als hochreflektierender Spiegel gestaltet. Die Isolatorschicht kann eine Abfolge von Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex für die Laserstrahlung aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Isolatorschicht aus einem thermisch gut leitenden Material gebildet. Hierdurch ist eine thermische Anbindung eines Bereichs nahe der zugehörigen Facette an die bevorzugt thermisch gut leitende p-Kontaktstruktur gewährleistet. Materialien für die Isolatorschicht sind dann insbesondere diamantähnlicher Kohlenstoff, SiC oder AlN. Eine spezifische Wärmeleitfähigkeit des Materials für die Isolatorschicht liegt in diesem Fall bevorzugt bei mindestens 10 W/m·K oder 50 W/m·K oder 100 W/m·K.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in zumindest einem Stromschutzbereich der p-Bereich modifiziert. Durch die Modifizierung ist in diesem Stromschutzbereich eine Stromeinprägung in den p-Bereich verhindert oder stark reduziert. Beispielsweise ist in dem Stromschutzbereich an dem p-Bereich eine Aufrauung erzeugt oder eine Kristallqualität und/oder eine p-Leitfähigkeit der Halbleiterschichtenfolge reduziert. Dies ist beispielsweise durch Rücksputtern, Ätzen oder durch Plasmaschädigung der Halbleiterschichtenfolge erreichbar. Mit anderen Worten wird durch die Modifikation ein Kontaktwiderstand zwischen der p-Kontaktschicht und dem p-Bereich und/oder zwischen der p-Kontaktstruktur und dem p-Bereich erhöht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in zumindest einem Stromschutzbereich die p-Kontaktschicht direkt an dem p-Bereich modifiziert. Durch die Modifizierung der p-Kontaktschicht ist in diesem Stromschutzbereich eine Stromeinprägung in den p-Bereich verringert. Beispielsweise bei einem transparenten leitfähigen Oxid für die p-Kontaktschicht ist durch eine angepasste Temperaturbehandlung in Kombination mit einer selektiven Abdeckung ein Kontaktwiderstand und/oder eine Stromleitfähigkeit hin zu dem p-Bereich einstellbar. Der modifizierte Bereich kann ganzflächig und direkt an die p-Kontaktstruktur und/oder an die p-Kontaktschicht angrenzen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in dem mindestens einen Stromschutzbereich die p-Kontaktschicht nur teilweise entfernt. In diesem Stromschutzbereich ist die p-Kontaktschicht dann bevorzugt auch nicht durch andere Komponenten des Halbleiterlasers ersetzt. Beispielsweise ist an dem Stromschutzbereich eine Ausnehmung oder ein Hohlraum an der Stelle der p-Kontaktschicht gebildet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktschicht in dem Stromschutzbereich zum Teil entfernt. Der Bereich der p-Kontaktschicht, der entfernt wurde, kann mit einem weiteren Material aufgefüllt sein. Das weitere Material weist bevorzugt einen niedrigen optischen Brechungsindex für die Laserstrahlung auf und ist bevorzugt elektrisch isolierend. Bei dem weiteren Material kann es sich um dasselbe Material handeln wie bei der Isolatorschicht. Insofern wird hinsichtlich des weiteren Materials auf die Ausführungen zur Isolatorschicht verwiesen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in mindestens einem Stromschutzbereich die p-Kontaktschicht nur teilweise entfernt und weist in Richtung hin zur zugehörigen Facette eine abnehmende Dicke auf. Die Dicke nimmt bevorzugt in Richtung hin zur Facette monoton oder streng monoton ab. Die Dickenabnahme kann dabei linear erfolgen oder mit einer Krümmung verbunden sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktschicht unmittelbar an der zugehörigen Facette vollständig entfernt. Dieser Bereich, in dem die p-Kontaktschicht vollständig entfernt ist, weist bevorzugt eine Ausdehnung in Richtung senkrecht zu dieser Facette von mindestens 0,5 µm oder 2 µm oder 5 µm und alternativ oder zusätzlich von höchstens 70 % oder 50 % oder 20 % der Ausdehnung des zugehörigen Stromschutzbereichs auf, also des Bereichs, aus dem die p-Kontaktschicht zumindest teilweise entfernt ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktschicht in dem Stromschutzbereich vorhanden. In diesem Fall erstreckt sich die p-Kontaktschicht bevorzugt vollständig über den gesamten Stromschutzbereich in einer gleichbleibenden Dicke hinweg. Insbesondere ist es möglich, dass die p-Kontaktschicht bündig mit der zugehörigen Facette und/oder bündig mit der p-Kontaktstruktur abschließt, in Richtung parallel zur aktiven Zone.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Material der p-Kontaktstruktur einen höheren Kontaktwiderstand im p-Bereich auf als ein Material der p-Kontaktschicht. An einer Grenze des Stromschutzbereichs, die der zugehörigen Facette abgewandt ist, berühren sich dabei die p-Kontaktschicht und die p-Kontaktstruktur bevorzugt ganzflächig.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die p-Kontaktschicht von der p-Kontaktstruktur beabstandet, in Richtung parallel zur aktiven Zone. In Richtung parallel zur aktiven Zone kann dann ein Hohlraum zwischen der p-Kontaktschicht und der p-Kontaktstruktur ausgebildet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Halbleiterlaser um einen Streifenlaser. Der Streifenlaser weist einen Stegwellenleiter auf. Über den Stegwellenleiter ist eine Führung der Laserstrahlung in dem Resonator zwischen den Facetten ermöglicht. Insbesondere ist der Stegwellenleiter durch eine Erhebung des p-Bereichs über verbleibende Gebiete des p-Bereichs gebildet. Eine Breite des Stegwellenleiters, in Richtung senkrecht zum Resonator für die Laserstrahlung, liegt beispielsweise bei mindestens 1 µm oder 5 µm und/oder bei höchstens 50 µm oder 15 µm.
  • Nachfolgend wird ein hier beschriebener Halbleiterlaser unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Es zeigen:
  • 1 bis 7 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern,
  • 8 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterlasers, und
  • 9 und 10 schematische Schnittdarstellungen von Abwandlungen von Halbleiterlasern.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterlasers 1 gezeigt. Auf einem Substrat 7 befindet sich eine Halbleiterschichtenfolge 2. Die Halbleiterschichtenfolge 2 weist einen n-leitenden n-Bereich 21, eine aktive Zone 22 und einen p-leitenden p-Bereich 23 auf. Der n-Bereich 21, die aktive Zone 22 und der p-Bereich 23 folgen in Richtung weg von dem Substrat 7 unmittelbar aufeinander.
  • Eine Stromeinprägung in die Halbleiterschichtenfolge 2 erfolgt einerseits aus Richtung von dem Substrat 7 und/oder von dem n-Bereich 21 her sowie von einer p-Kontaktschicht 3 und einer p-Kontaktstruktur 4 her. Die p-Kontaktstruktur 4 ist aus zumindest einem Metall gebildet. Insbesondere ist über die p-Kontaktstruktur 4 der Halbleiterlaser 1 extern elektrisch kontaktierbar, beispielsweise über Löten oder über einen Bonddraht. Bei der p-Kontaktschicht 3 handelt es sich um eine Metallschicht oder um eine Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid, insbesondere aus ITO, In2O3, SnO2 oder ZnO oder Kombinationen hieraus. Die p-Kontaktstruktur 4 ist beispielsweise um mindestens einen Faktor 5 dicker als die p-Kontaktschicht 3.
  • In der Halbleiterschichtenfolge 2 wird eine in der aktiven Zone 22 erzeugte Laserstrahlung geführt, wobei der p-Bereich 23 und der n-Bereich 21 jeweils Mantelschichten bilden. Insbesondere der p-Bereich 23 ist derart dick gewählt, sodass keine oder nur eine vernachlässigbare Menge der Laserstrahlung zu der p-Kontaktschicht 3 gelangt. Eine Intensität I der Laserstrahlung ist in 1 schematisch eingezeichnet.
  • In Richtung parallel zur aktiven Zone 22 wird die Halbleiterschichtenfolge 2 durch eine Facette 25 begrenzt. An der Facette 25 erfolgt eine Reflexion oder eine Auskopplung der erzeugten Laserstrahlung. Dementsprechend ist an der Facette 25 bevorzugt eine hochreflektierende oder eine antireflektierende Schicht aufgebracht, nicht gezeichnet. In allen Ausführungsbeispielen befindet sich ferner bevorzugt je eine nicht gezeichnete Passivierungsschicht an der Halbleiterschichtenfolge 2.
  • Nahe an der Facette 25 befindet sich ein Stromschutzbereich 5. Aus dem Stromschutzbereich 5 ist die p-Kontaktschicht 3 entfernt. In dem Stromschutzbereich 5 ist der p-Bereich 23 vollständig mit der p-Kontaktstruktur 4 bedeckt. In Richtung parallel zur aktiven Zone 22 grenzen die p-Kontaktstruktur 4 und die p-Kontaktschicht 3 direkt und ganzflächig aneinander.
  • Da ein Material der p-Kontaktstruktur 4 einen deutlich größeren Kontaktwiderstand zum p-Bereich 23 aufzeigt als ein Material der p-Kontaktschicht 3, wird somit in dem Stromschutzbereich 5 kein oder nur sehr wenig Strom in den p-Bereich 23 eingeprägt. In Richtung weg von der Facette 25 weist der Stromschutzbereich 5 bevorzugt eine Ausdehnung von 5 µm bis 40 µm oder von 10 µm bis 20 µm auf. Da direkt an der Facette 25 kein Strom eingeprägt wird und da der p-Bereich 23 eine nur geringe laterale Stromleitfähigkeit aufweist, erfolgt unmittelbar an der Facette 25 keine oder nur eine vernachlässigbare Ladungsträgerrekombination. Dadurch ist ein COD an der Facette 25 vermeidbar und der Halbleiterlaser 1 ist mit höheren Strömen betreibbar als ein entsprechender Laser ohne den Stromschutzbereich 5.
  • In den übrigen Ausführungsbeispielen ist ein Verlauf der Intensität I und das Substrat 7 jeweils nicht gezeichnet. Jedoch gilt diesbezüglich bevorzugt in den übrigen Ausführungsbeispielen das gleiche, wie in Verbindung mit 1 erläutert, soweit nicht anders dargestellt.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 2 läuft die p-Kontaktschicht 3 kontinuierlich hin zur Facette 25 aus. Ein Gebiet des p-Bereichs 23 unmittelbar an der Facette 25 ist frei von der p-Kontaktschicht 3. Anders als in 2 dargestellt, kann eine Dicke der p-Kontaktschicht 3 nicht nur linear, sondern auch mit einem gekrümmten Verlauf abnehmen. Durch diese Gestaltung der p-Kontaktschicht 3 nahe dem Stromschutzbereich 5 ist eine bessere Überformbarkeit der p-Kontaktschicht 3 beim Erzeugen der p-Kontaktstruktur 4 gegeben.
  • Auch beim Ausführungsbeispiel der 3 ist die p-Kontaktschicht 3 vollständig aus dem Stromschutzbereich 5 entfernt. Im Stromschutzbereich 5 ist auf den p-Bereich 23 eine Isolatorschicht 6 aufgebracht. Die Isolatorschicht 6 ist aus einem elektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch leitfähigen Material gebildet, beispielsweise aus Aluminiumoxid. Die Isolatorschicht 6 ist bevorzugt über Atomlagenabscheidung hergestellt. Eine Dicke der Isolatorschicht 6 ist bevorzugt geringer als eine Dicke der p-Kontaktschicht 3.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 4 weist die Isolatorschicht 6 die gleiche Dicke auf wie die p-Kontaktschicht 3. Alternativ kann die Isolatorschicht 6 auch dicker sein als die p-Kontaktschicht 3.
  • Beim Ausführungsbeispiel, wie in 5 gezeigt, ist der Stromschutzbereich 5 durch eine lokale Modifikation 61 des p-Bereichs 23 gebildet. Beispielsweise ist über Rücksputtern, Ätzen oder Plasmaschädigung des p-Bereichs 23 lokal ein Kontaktwiderstand zwischen der Halbleiterschichtenfolge 2 und der p-Kontaktschicht 3 erhöht, so dass im Stromschutzbereich 5 kein oder im Wesentlichen kein Strom in die Halbleiterschichtenfolge 2 eingeprägt wird.
  • Dabei schließen gemäß 5 sowohl die p-Kontaktschicht 3 als auch die p-Kontaktstruktur 4 jeweils bündig mit der Facette 25 an der Halbleiterschichtenfolge 2 ab. Entsprechendes kann auch beim Ausführungsbeispiel der 3 der Fall sein.
  • Weiterhin ist es, alternativ zur Darstellung der 5, möglich, dass die Modifikation 61 in Draufsicht gesehen neben der p-Kontaktschicht 3 angeordnet ist, siehe 7. Somit stoßen dann die Modifikation 61 und die p-Kontaktschicht 3 bündig aneinander und überdecken sich nicht gegenseitig. Abweichend von der Darstellung in 7 kann die Modifikation 61 auch bis unter die p-Kontaktschicht 3 reichen. In diesem Fall ragt dann die p-Kontaktschicht 3 in den Stromschutzbereich 5 hinein. Alternativ zur Darstellung der 7 kann die Modifikation 61 auch getrennt von der p-Kontaktschicht 3 angeordnet sein, sodass in Draufsicht eine Lücke zwischen der Modifikation 61 und der p-Kontaktschicht 3 gebildet ist.
  • In 8 ist dargestellt, dass außerdem im p-Bereich 23 ein Stegwellenleiter 9 herausragt, wie dies auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich ist. Über den Stegwellenleiter 9 ist eine näherungsweise eindimensionale Führung der Laserstrahlung in der Halbleiterschichtenfolge 2 in Richtung senkrecht zu den Facetten 25 ermöglicht. Der Stromschutzbereich bei dem Halbleiterlaser 1 der 8 ist beispielsweise gestaltet, wie in Verbindung mit 3 erläutert.
  • Der p-Bereich 7 ist außerhalb des Stegwellenleiters 9 mit einer elektrischen Isolationsschicht 8 abgedeckt. Lateral neben dem Stegwellenleiter 9 ist auf der Isolationsschicht 8 zumindest die p-Kontaktstruktur 4 angebracht. Anders als in 8 gezeichnet kann sich die p-Kontaktschicht 3 neben dem Stegwellenleiter 9 zwischen der p-Kontaktstruktur 4 und der Isolationsschicht 8 befinden.
  • In allen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die Isolatorschicht 6, die p-Kontaktschicht 3 und/oder die p-Kontaktstruktur 4 aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sind, wobei diese Teilschichten bevorzugt jeweils unmittelbar aufeinander folgen. Weiterhin können die Ausführungsbeispiele untereinander kombiniert werden, beispielsweise können im Zusammenhang mit 2 jeweils Isolatorschichten 6 oder Modifikationen 61 vorhanden sein, wie etwa in den 3 bis 5 oder 7 gezeigt. Ebenfalls ist es in allen Ausführungsbeispielen möglich, dass die Facette 25 teilweise oder vollständig von der Isolatorschicht 3 oder auch von einer nicht gezeichneten Passivierung bedeckt ist.
  • Die Halbleiterlaser 1 weisen insbesondere je zwei einander gegenüberliegende und parallel zueinander orientierte Facetten 25 auf. Die Facetten 25 sind besonders bevorzugt jeweils mit einem Stromschutzbereich 5 versehen, wobei beide Facetten durch einen gleichartigen Stromschutzbereich 5 gebildet sein können oder wobei auch unterschiedliche Stromschutzbereiche 5, wie in Verbindung mit den 1 bis 7 dargestellt, in einen einzigen Halbleiterlaser 1 miteinander kombiniert sein können.
  • In 9 ist eine Abwandlung des Halbleiterlasers gezeigt. Bei diesem Halbleiterlaser reichen sowohl die p-Kontaktschicht 3 als auch die p-Kontaktstruktur 4 bis an die Facette 25 heran. Somit erfolgt eine Stromeinprägung in die Halbleiterschichtenfolge 2 auch unmittelbar an der Facette 25. Aufgrund von hierdurch direkt an der Facette 25 erfolgender Ladungsträgerrekombination ist eine Gefahr von Schäden aufgrund von Aufheizen von Halbleitermaterial direkt an der Facette 25 erhöht. Daher ist der Halbleiterlaser der 9 nur mit geringeren Strömen betreibbar, um solche Schäden zu vermeiden.
  • Bei der Abwandlung der 10 sind sowohl die p-Kontaktschicht 3 als auch die p-Kontaktstruktur 4 aus dem Stromschutzbereich 5 entfernt. Hierdurch ist jedoch die Halbleiterschichtenfolge 2 nicht mit einem Standardprozess aus einem Wafer heraus herstellbar. Insbesondere sind mechanische Spannungen durch das Wegfallen der p-Kontaktstruktur 4 gegenüber einer durchgehenden p-Kontaktstruktur 4, wie in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der 1 bis 8 dargestellt, verändert. Gegenüber der Abwandlung der 10 ist somit eine Fertigung der Halbleiterlaser 1 gemäß der dargestellten Ausführungsbeispiele vereinfacht.
  • Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Halbleiterlaser
    2
    Halbleiterschichtenfolge
    21
    n-Bereich
    22
    aktive Zone
    23
    p-Bereich
    25
    Facette
    3
    p-Kontaktschicht
    4
    metallische p-Kontaktstruktur
    5
    Stromschutzbereich
    6
    Isolatorschicht
    61
    Modifizierung des p-Bereichs
    7
    Substrat für die Halbleiterschichtenfolge
    8
    Isolationsschicht
    9
    Stegwellenleiter
    I
    Intensität der Laserstrahlung

Claims (14)

  1. Halbleiterlaser (1) mit – einer Halbleiterschichtenfolge (2), die einen n-leitenden n-Bereich (21), einen p-leitenden p-Bereich (23) und eine dazwischenliegende aktive Zone (22) zur Erzeugung von Laserstrahlung umfasst, – einer elektrisch leitenden p-Kontaktschicht (3) zur Stromeinprägung direkt in den p-Bereich (23), und – einer elektrisch leitenden und metallischen p-Kontaktstruktur (4), die sich direkt an der p-Kontaktschicht (3) befindet, wobei – die Halbleiterschichtenfolge (2) zwei Facetten (25) aufweist, die Resonatorendflächen für die Laserstrahlung bilden, – in wenigstens einem Stromschutzbereich (5) direkt an zumindest einer der Facetten (25) eine Stromeinprägung in den p-Bereich (23) unterdrückt ist, und – die p-Kontaktstruktur (4) bündig mit der zugehörigen Facette (25) abschließt, mit einer Toleranz von höchstens 2 µm.
  2. Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die p-Kontaktschicht (3) aus zumindest einem der Stromschutzbereiche (5) entfernt ist und in diesem Stromschutzbereich (5) die p-Kontaktstruktur (4) ganzflächig in direktem Kontakt zum p-Bereich (23) steht.
  3. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich in zumindest einem Stromschutzbereich (5) direkt an dem p-Bereich (23) eine elektrisch isolierende Isolatorschicht (6) befindet.
  4. Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Isolatorschicht (6) eine konstante Dicke aufweist, die höchstens 20 % einer Dicke der p-Kontaktschicht (3) und/oder höchstens 1 µm beträgt, wobei die Isolatorschicht (6) den p-Bereich (23) in dem Stromschutzbereich (5) vollständig bedeckt.
  5. Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem die Isolatorschicht (6) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien hergestellt ist: Al2O3, SiO2, TiO2, Ta2O5, HfO2, Si3N4, AlN, SiC, diamantähnlicher Kohlenstoff, wobei die Isolatorschicht (6) an einer Hauptseite direkt an den p-Bereich (23) und an einer gegenüberliegenden Hauptseite direkt an die p-Kontaktstruktur (4) grenzt.
  6. Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Isolatorschicht (6) die zugehörige Facette (25) teilweise oder vollständig bedeckt.
  7. Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die Isolatorschicht (6) mehrlagig als Antireflexschicht oder als hochreflektierende Schicht für die Laserstrahlung ausgebildet ist.
  8. Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die Isolatorschicht (6) aus einem Material hergestellt ist, das eine größere spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist als ein Material des p-Bereichs (23).
  9. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in zumindest einem Stromschutzbereich (5) der p-Bereich (23) modifiziert ist, sodass in diesem Stromschutzbereich (5) eine Stromeinprägung in den p-Bereich (23) verhindert oder um mindestens einen Faktor 10 reduziert ist.
  10. Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der modifizierte p-Bereich (23) stellenweise oder ganzflächig direkt an die p-Kontaktstruktur (4) angrenzt.
  11. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in zumindest einem Stromschutzbereich (5) die p-Kontaktschicht (3) nur teilweise entfernt ist, wobei eine Dicke der p-Kontaktschicht (3) in Richtung hin zur Facette (25) abnimmt und die p-Kontaktschicht (3) unmittelbar an der zugehörigen Facette (25) vollständig entfernt ist.
  12. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stromschutzbereich (5) in Richtung senkrecht zur zugehörigen Facette (25) eine Ausdehnung von mindestens 0,5 µm und von höchstens 100 µm und zusätzlich von höchstens 20 % einer Resonatorlänge für die Laserstrahlung aufweist.
  13. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die p-Kontaktschicht (3) bündig mit der zugehörigen Facette (25) und bündig mit der p-Kontaktstruktur (4) abschließt, in Richtung parallel zur aktiven Zone (22).
  14. Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der als Streifenlaser mit einem Stegwellenleiter (9) gestaltet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017122032A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiode
DE102019106536A1 (de) * 2019-03-14 2020-09-17 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaserdiode und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode
EP3906597A4 (de) * 2018-12-31 2022-09-14 nLIGHT, Inc. Verfahren, system und vorrichtung zur differenziellen strominjektion

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116335A1 (de) * 2015-09-28 2017-03-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser
DE102016125857B4 (de) 2016-12-29 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaserdiode
DE102017113389B4 (de) * 2017-06-19 2021-07-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaserdiode
CN111541148B (zh) * 2020-05-15 2021-06-11 陕西源杰半导体技术有限公司 一种25g抗反射激光器的制备工艺
CN213212654U (zh) * 2020-08-13 2021-05-14 深圳市中光工业技术研究院 外延结构及应用其的半导体芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159492A1 (en) 2001-03-02 2002-10-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and photonic semiconductor device applying the semiconductor device
US20030091079A1 (en) 2001-11-12 2003-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device capable of suppressing leakage current in light emitting end surface and method for manufacturing the same
US20040233950A1 (en) 2001-06-15 2004-11-25 Yoshihiko Furukawa Semicondutor laser device and its manufacturing method
DE102013211851A1 (de) 2013-06-21 2014-12-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaser und Verfahren zu seiner Herstellung

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2222307B (en) * 1988-07-22 1992-04-01 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser
JPH0685384A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Olympus Optical Co Ltd 半導体レーザ
EP0589727B1 (de) * 1992-09-25 1997-03-19 The Furukawa Electric Co., Ltd. Halbleiterlaservorrichtung
CN1045138C (zh) * 1996-07-05 1999-09-15 吉林大学 短相干长度半导体集成光源
TW413958B (en) 1999-07-19 2000-12-01 Ind Tech Res Inst Semiconductor laser structure
JP2003031894A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Sony Corp 半導体レーザおよびその製造方法
JP4590820B2 (ja) * 2002-12-16 2010-12-01 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザおよびその製造方法
US7250631B2 (en) * 2003-10-14 2007-07-31 Nichia Corporation Semiconductor laser having protruding portion
CN100474716C (zh) * 2004-05-28 2009-04-01 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 具有垂直发射方向的表面发射的半导体激光器部件
JP4909533B2 (ja) * 2004-06-21 2012-04-04 パナソニック株式会社 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2006108225A (ja) * 2004-10-01 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
US8787419B2 (en) * 2005-02-18 2014-07-22 Binoptics Corporation High reliability etched-facet photonic devices
FR2888405B1 (fr) * 2005-07-08 2007-10-26 Alcatel Sa Dispositif opto-electronique comportant un laser et un modulateur integres et procede de realisation associe
JP2007059672A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザアレイ
JP5005300B2 (ja) * 2006-09-07 2012-08-22 パナソニック株式会社 半導体レーザ装置
JP2008103573A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Sharp Corp 半導体レーザおよび電子機器
JP5444609B2 (ja) * 2007-11-08 2014-03-19 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ素子
CN101855798B (zh) * 2007-11-08 2013-02-27 日亚化学工业株式会社 半导体激光器元件
DE102008014092A1 (de) 2007-12-27 2009-07-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaserchip mit einem strukturierten Kontaktstreifen
TWI475717B (zh) * 2008-05-09 2015-03-01 Advanced Optoelectronic Tech A semiconductor element that emits radiation
JP2010041035A (ja) * 2008-06-27 2010-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子およびその製造方法ならびに光ピックアップ装置
DE102012103160A1 (de) * 2012-04-12 2013-10-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiodenvorrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159492A1 (en) 2001-03-02 2002-10-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and photonic semiconductor device applying the semiconductor device
US20040233950A1 (en) 2001-06-15 2004-11-25 Yoshihiko Furukawa Semicondutor laser device and its manufacturing method
US20030091079A1 (en) 2001-11-12 2003-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device capable of suppressing leakage current in light emitting end surface and method for manufacturing the same
DE102013211851A1 (de) 2013-06-21 2014-12-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaser und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017122032A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserdiode
US11056857B2 (en) 2017-09-22 2021-07-06 Osram Oled Gmbh Laser diode
EP3906597A4 (de) * 2018-12-31 2022-09-14 nLIGHT, Inc. Verfahren, system und vorrichtung zur differenziellen strominjektion
DE102019106536A1 (de) * 2019-03-14 2020-09-17 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlaserdiode und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode

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Publication number Publication date
CN108352678A (zh) 2018-07-31
JP6571861B2 (ja) 2019-09-04
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US20190013649A1 (en) 2019-01-10
DE102015116336B4 (de) 2020-03-19
CN108352678B (zh) 2020-03-06
US10333278B2 (en) 2019-06-25
WO2017055287A1 (de) 2017-04-06

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