DE102018130560A1

DE102018130560A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement mit einer brechungsindexmodulationsschicht und verfahren zur herstellung des optoelektronischen halbleiterbauelements

Info

Publication number: DE102018130560A1
Application number: DE102018130560.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Behringer; Hubert Halbritter; Matin Mohajerani; Alexander Behres
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-04
Also published as: WO2020109534A1; US20220037848A1

Abstract

Ein optoelektronisches Halbleiterbauelement umfasst einen ersten Resonatorspiegel (110), einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich (115), und einen zweiten Resonatorspiegel (120), die jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind. Das optoelektronische Halbleiterbauelement (10) umfasst weiterhin eine Brechungsindexmodulationsschicht (133) innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel (110) und dem zweiten Resonatorspiegel (120). Die Brechungsindexmodulationsschicht (133) weist erste Bereiche (136) eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche (138) eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf, wobei die ersten Bereiche (136) in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche (138) angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND
In optoelektronischen Halbleiterbauelementen mit optischem Resonator wie beispielsweise Halbleiter-Laservorrichtungen kann eine Emissionswellenlänge durch Einstellen der optischen Weglänge in dem optischen Resonator, beispielsweise bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements eingestellt werden.
Generell wird nach Konzepten gesucht, mit denen eine Emissionswellenlänge eines optoelektronischen Halbleiterbauelements auf einfachere Weise einstellbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes optoelektronisches Halbleiterbauelement sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und eine verbesserte optoelektronische Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Gemäß Ausführungsformen wird die Aufgabe durch das Verfahren und den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß Ausführungsformen umfasst ein optoelektronisches Halbleiterbauelement einen ersten Resonatorspiegel, einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich, und einen zweiten Resonatorspiegel. Der erste Resonatorspiegel, der aktive Bereich und der zweite Resonatorspiegel sind jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist ferner eine Brechungsindexmodulationsschicht innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel und dem zweiten Resonatorspiegel auf. Die Brechungsindexmodulationsschicht weist erste Bereiche eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf. Dabei sind die ersten Bereiche in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche angeordnet.
Beispielsweise ist eine laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs jeweils kleiner als 0,2·λ_eff, wobei λ_eff eine effektive Emissionswellenlänge im optischen Resonator ist. Die laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs kann jeweils kleiner als 100 nm sein.
Das optoelektronisches Halbleiterbauelement kann ferner eine erste Schicht des ersten Materials und eine zweite Schicht des zweiten Materials umfassen, wobei die Brechungsindexmodulationsschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet ist und jeweils an die erste und an die zweite Schicht angrenzt.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser sein.
Beispielsweise kann ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex größer als 0,01, beispielsweise größer als 0,1 sein. Generell kann die Veränderung der Emissionswellenlänge durch die spezielle Brechungsindexmodulationsschicht umso größer sein, je größer der Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex ist. Entsprechend kann der Unterschied auch größer als 0,5 oder 0,6 oder 0,8 sein.
Eine optoelektronische Halbleitervorrichtung enthält eine Anordnung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen wie vorstehend beschrieben. Dabei ist die Brechungsindexmodulationsschicht von mindestens einem ersten und einem zweiten optoelektronischen Halbleiterbauelement jeweils unterschiedlich ausgebildet.
Beispielsweise weist die Brechungsindexmodulationsschicht des ersten optoelektronischen Halbleiterbauelements ein anderes Verhältnis von Flächenanteilen des ersten Bereichs zu Flächenanteilen des zweiten Bereichs als die Brechungsindexmodulationsschicht des zweiten optoelektronischen Halbleiterbauelements auf.
Es ist auch möglich, dass die Brechungsindexmodulationsschicht des ersten optoelektronischen Halbleiterbauelements eine andere Schichtdicke als die Brechungsindexmodulationsschicht des zweiten optoelektronischen Halbleiterbauelements aufweist.
Beispielsweise sind die mindestens zwei Halbleiterbauelemente separat voneinander ansteuerbar sind.
Gemäß Ausführungsformen ist die optoelektronische Halbleitervorrichtung aus einem Spektrometer oder einer Sende- oder Empfangsvorrichtung für mehrere verschiedene Kanäle ausgewählt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Ausbilden eines ersten Resonatorspiegels, Ausbilden eines zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereichs, und Ausbilden eines zweiten Resonatorspiegels. Dabei werden der erste Resonatorspiegel, der aktive Bereich und der zweite Resonatorspiegel jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet. Das Verfahren umfasst weiterhin das Ausbilden einer Brechungsindexmodulationsschicht innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel und dem zweiten Resonatorspiegel. Dabei weist die Brechungsindexmodulationsschicht erste Bereiche eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf, wobei die ersten Bereiche in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche angeordnet werden.
Beispielsweise umfasst das Ausbilden der Brechungsindexmodulationsschicht das Ausbilden einer ersten Schicht aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex, das Strukturieren des ersten Materials, so dass Öffnungen in einer ersten Hauptoberfläche der ersten Schicht ausgebildet werden, und das Aufbringen einer zweiten Schicht aus einem zweiten Material mit einem zweiten Brechungsindex über der ersten Schicht. Als Folge werden die Öffnungen in der ersten Schicht mit dem zweiten Material gefüllt werden.
Beispielsweise erstrecken sich die Öffnungen sich bis zu einer zweiten Hauptoberfläche der ersten Schicht.
Gemäß Ausführungsformen kann eine laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs jeweils kleiner als 0,2·λ_eff sein, wobei λ_eff eine effektive Emissionswellenlänge im optischen Resonator ist.
Beispielsweise ist die laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs jeweils kleiner als 100 nm.
Ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex kann größer als 0,01 oder insbesondere größer als 0,1 sein.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung deren Erläuterung. Weitere Ausführungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechende Elemente und Strukturen.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß Ausführungsformen.
2A und 2B veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung einer Brechungsmodulationsschicht.
2C und 2D zeigen jeweils schematische Querschnittsansichten einer Brechungsindexmodulationsschicht.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen.
5 fasst ein Verfahren gemäß Ausführungsformen zusammen.

DETAILBESCHREIBUNG
In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind. In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie „Oberseite“, „Boden“, „Vorderseite“, „Rückseite“, „über“, „auf“, „vor“, „hinter“, „vorne“, „hinten“ usw. auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Figuren bezogen. Da die Komponenten der Ausführungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend.
Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht einschränkend, da auch andere Ausführungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Bereich abgewichen wird. Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt.
Die Begriffe „Wafer“ oder „Halbleitersubstrat“, die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur umfassen, die eine Halbleiteroberfläche hat. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Halbleiterschichten, gegebenenfalls getragen durch eine Basisunterlage, und weitere Halbleiterstrukturen einschließen. Beispielsweise kann eine Schicht aus einem ersten Halbleitermaterial auf einem Wachstumssubstrat aus einem zweiten Halbleitermaterial oder aus einem isolierenden Material, beispielsweise auf einem Saphirsubstrat, gewachsen sein. Je nach Verwendungszweck kann der Halbleiter auf einem direkten oder einem indirekten Halbleitermaterial basieren. Beispiele für zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung besonders geeignete Halbleitermaterialien umfassen insbesondere Nitrid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise ultraviolettes, blaues oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaN, InGaN, AlN, AlGaN, AlGaInN, AlGaInBN, Phosphid-Halbleiterverbindungen, durch die beispielsweise grünes oder langwelligeres Licht erzeugt werden kann, wie beispielsweise GaAsP, AlGaInP, GaP, AlGaP, sowie weitere Halbleitermaterialien wie AlGaAs, SiC, ZnSe, GaAs, ZnO, Ga2O3, Diamant, hexagonales BN und Kombinationen der genannten Materialien. Das stöchiometrische Verhältnis der Verbindungshalbleitermaterialien kann variieren. Weitere Beispiele für Halbleitermaterialien können Silizium, Silizium-Germanium und Germanium umfassen. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung schließt der Begriff „Halbleiter“ auch organische Halbleitermaterialien ein.
Der Begriff „Substrat“ umfasst generell isolierende, leitende oder Halbleitersubstrate.
Die Begriffe „lateral“ und „horizontal“, wie in dieser Beschreibung verwendet, sollen eine Orientierung oder Ausrichtung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder eines Chips (Die) sein.
Die horizontale Richtung kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten liegen.
Der Begriff „vertikal“, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft. Die vertikale Richtung kann beispielsweise einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten entsprechen.
Soweit hier die Begriffe „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und dergleichen verwendet werden, handelt es sich um offene Begriffe, die auf das Vorhandensein der besagten Elemente oder Merkmale hinweisen, das Vorhandensein von weiteren Elementen oder Merkmalen aber nicht ausschließen. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel umfassen sowohl den Plural als auch den Singular, sofern sich aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.
Im Kontext dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „elektrisch verbunden“ eine niederohmige elektrische Verbindung zwischen den verbundenen Elementen. Die elektrisch verbundenen Elemente müssen nicht notwendigerweise direkt miteinander verbunden sein. Weitere Elemente können zwischen elektrisch verbundenen Elementen angeordnet sein.
Wie im Rahmen der vorliegenden Beschreibung erläutert werden wird, weist das optoelektronische Halbleiter-Bauelement gemäß Ausführungsformen einen optischen Resonator auf, der zwischen einem ersten und einem zweiten Resonatorspiegel ausgebildet ist. Dabei können der erste und der zweite Resonatorspiegel jeweils als DBR-Schichtstapel („distributed bragg reflector“) ausgebildet sein und eine Vielzahl alternierende dünne Schichten unterschiedlicher Brechungsindizes aufweisen. Die dünnen Schichten können jeweils aus einem Halbleitermaterial oder auch aus einem dielektrischen Material aufgebaut sein. Beispielsweise können die Schichten abwechselnd einen hohen Brechungsindex (n > 3,1 bei Verwendung von Halbleitermaterialien, n > 1,7 bei Verwendung von dielektrischen Materialien) und einen niedrigen Brechungsindex (n < 3,1 bei Verwendung von Halbleitermaterialien, n < 1,7 bei Verwendung von dielektrischen Materialien) haben. Beispielweise kann die Schichtdicke λ/4 oder ein Mehrfaches von λ/4 betragen, wobei λ die Wellenlänge des zu reflektierenden Lichts in dem entsprechenden Medium angibt. Der erste oder der zweite Resonatorspiegel kann beispielweise 2 bis 50 Einzelschichten aufweisen. Eine typische Schichtdicke der einzelnen Schichten kann etwa 30 bis 150 nm, beispielweise 50 nm betragen. Der Schichtstapel kann weiterhin eine oder zwei oder mehrere Schichten enthalten, die dicker als etwa 180 nm, beispielsweise dicker als 200 nm sind.
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 gemäß Ausführungsformen. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 weist einen ersten Resonatorspiegel 110, einen zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich 115 sowie einen zweiten Resonatorspiegel 120 auf. Der erste Resonatorspiegel, der aktive Bereich und der zweite Resonatorspiegel sind jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet. Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist ferner eine Brechungsindexmodulationsschicht innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel 110 und dem zweiten Resonatorspiegel 120 auf. Die Brechungsindexmodulationsschicht 133 weist erste Bereiche 136 eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche 138 eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf. Die ersten Bereiche 136 sind in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche 138 angeordnet.
Der erste und der zweite Resonatorspiegel 110, 120 können jeweils alternierend gestapelte erste Schichten einer ersten Zusammensetzung und zweite Schichten einer zweiten Zusammensetzung aufweisen. Beispielsweise kann der zweite Resonatorspiegel 120 ein Gesamtreflexionsvermögen von 99,8% oder mehr für die erzeugte elektromagnetische Strahlung haben. Bei der Darstellung des ersten und zweiten Resonatorspiegels 110, 120 in 1 ist zu berücksichtigen, dass es möglich ist, dass diese nicht maßstabsgetreu sind. Beispielsweise sind der erste Resonatorspiegel 110 sowie die Brechungsindexmodulationsschicht vergrößert dargestellt, um insbesondere Eigenschaften der Brechungsindexmodulationsschicht 133 besser zu veranschaulichen.
Beispielsweise kann der aktive Bereich 115 auf einem Nitrid-, einem Phosphid- oder einem Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial basieren. Der aktive Bereich 115 kann beispielsweise dotierte Halbleiterschichten, beispielsweise eine erste dotierte Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise p-Typ enthalten. Der aktive Bereich 115 kann weiterhin eine zweite dotierte Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ enthalten. Beispielsweise können diese Schichten Mantel- oder Cladding Schichten sein. Der aktive Bereich 115 kann weiterhin eine aktive Zone 117 aufweisen. Die aktive Zone 117 kann beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopf-Struktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfach-Quantentopf-Struktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die Bezeichnung „Quantentopf-Struktur“ entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte sowie jede Kombination dieser Schichten.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann beispielsweise in einem Halbleiterkörper 109 ausgebildet sein. Der Halbleiterkörper 109 kann beispielsweise ein Substrat 100, den zweiten Resonatorspiegel 120 und den aktiven Bereich 115 umfassen. Beispielsweise kann das Substrat 100 GaN, GaP oder GaAs oder Silizium enthalten. Die weiteren Schichten des Halbleiterkörpers können beispielsweise Nitrid-, Phosphid oder Arsenid-Halbleitermaterialien enthalten. Der Halbleiterkörper 109 kann beispielsweise Schichten der Zusammensetzung Al_xGa_yIn_1-x-yAs mit 0 ≤ x, y ≤ 1 enthalten. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Halbleiterkörper 109 auch auf dem InGaAlP-Materialsystem basieren und Halbleiterschichten der Zusammensetzung In_xGa_yAl_1-x-yP_zAs_1-z mit 0 ≤ x, y, z ≤ 1 umfassen. Die Schichten des Halbleiterkörpers 109 können beispielsweise epitaktisch ausgebildet sein.
Beispielsweise ist der zweite Resonatorspiegel 120 zwischen dem aktiven Bereich 115 und dem Substrat 100 angeordnet. Der erste Resonatorspiegel 110 und der zweite Resonatorspiegel 120 bilden einen optischen Resonator für die in dem aktiven Bereich 115 erzeugte elektromagnetische Strahlung 20. Der erste Resonatorspiegel 110 kann beispielsweise aus dielektrischen Schichten aufgebaut sein. Der erste Resonatorspiegel 110 kann als Auskoppelspiegel der im Resonator mittels induzierter Emission erzeugten Laserstrahlung ausgebildet sein und besitzt beispielsweise ein geringeres Reflexionsvermögen als der zweite Resonatorspiegel 120. In dem aktiven Bereich 115 erzeugte elektromagnetische Strahlung 15 wird beispielsweise in vertikaler Richtung aus dem optoelektronischen Bauelement emittiert. Die Emission kann insbesondere in einer Richtung erfolgen, die eine erste Hauptoberfläche 105 des optoelektronischen Halbleiterbauelements schneidet. Die erste Hauptoberfläche 105 des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist senkrecht zur ersten Richtung, das heißt der Anordnungsrichtung von erstem und zweitem Resonatorspiegel
Gemäß Ausführungsformen kann wie vorstehend beschrieben das optoelektronische Halbleiterbauelement eine Halbleiter-Laservorrichtung, insbesondere ein Oberflächen-emittierender Halbleiterlaser („vertical cavity surface emitting laser“, VCSEL) sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das optoelektronische Halbleiterbauelement auch eine gewöhnliche LED oder ein lichtaufnehmendes Element sein. Beispielsweise kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 einen Detektor bilden.
Gemäß Ausführungsformen kann ein erstes Kontaktelement 125 im Bereich der ersten Hauptoberfläche 105 des optoelektronischen Halbleiterbauelements angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Oberfläche des ersten Kontaktelements 125 eine erste Hauptoberfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements 10 bilden. Ein zweites Kontaktelement 127 kann an eine zweite Hauptoberfläche des Substrats 100 angrenzen. Dabei sind das erste Kontaktelement 125 und das zweite Kontaktelement 127 mit dem aktiven Bereich 115 elektrisch verbunden. Beispielsweise kann das erste Kontaktelement 125 mit einer ersten Mantelschicht, beispielsweise von einem ersten Leitfähigkeitstyp, verbunden sein. Das zweite Kontaktelement 127 kann mit einer zweiten Mantelschicht, beispielsweise von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, verbunden sein.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 stellt beispielsweise einen Halbleiterlaser dar, der beispielsweise über das erste Kontaktelement 125 und das zweite Kontaktelement 127 elektrisch gepumpt werden kann. Beispielsweise kann mindestens eine Schicht des zweiten Resonatorspiegels 120 mit Dotierstoffen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise n-Typ, dotiert sein. Die an das erste Kontaktelement 125 angrenzende Halbleiterschicht kann mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise p-Typ, dotiert sein. Das Substrat 100 kann ebenfalls dotiert sein, beispielsweise mit Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der zweite Resonatorspiegel 120 aus dielektrischen Schichten aufgebaut sein. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 10 kann weitere Komponenten umfassen, die für den Betrieb einer (oberflächenemittierenden) Halbleiterlaservorrichtung nützlich oder erforderlich sind. Beispielsweise kann eine Schicht 118 zur Stromeinschnürung vorgesehen sein, die bewirkt, dass der Strom ausschließlich in dem Bereich fließt, in dem Laserstrahlung erzeugt wird. Beispielsweise kann die Schicht 118 zur Stromeinschnürung elektrisch isolierend sein. Die Schicht 118 zur Stromeinschnürung kann in einem Bereich unterbrochen sein, der zwischen den Resonatorspiegeln angeordnet ist und mit den Resonatorspiegeln überlappt. Beispielsweise kann die Schicht 118 zur Stromeinschnürung angrenzend an die aktive Zone 117 angeordnet sein. Gemäß Ausgestaltungen kann die Schicht 118 zur Stromeinschnürung eine hochaluminiumhaltige Schicht sein, die lokal oxidiert wird und an den oxidierten Stellen isolierend ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Schicht 118 zur Stromeinschnürung auch weggelassen oder in alternativer Weise ausgeführt sein. Auch kann gegebenenfalls eine Stromeinschnürung auf andere Weise erreicht werden.
Die Brechungsindexmodulationsschicht 133 wird detaillierter unter Bezugnahme auf die 2C und 2D erläutert werden. Gemäß Ausführungsformen können an die Brechungsindexmodulationsschicht 133 eine erste dielektrische Schicht 135 aus dem ersten Material mit dem ersten Brechungsindex sowie eine zweite dielektrische Schicht 137 aus dem zweiten Material mit dem zweiten Brechungsindex angrenzen. Weiterhin kann gemäß Ausführungsformen der erste Resonatorspiegel 110 an die Brechungsindexmodulationsschicht 133 oder die zweite dielektrische Schicht 137 des zweiten Brechungsindex angrenzen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können aber auch weitere Schichten zwischen der Brechungsindexmodulationsschicht 133 und dem ersten Resonatorspiegel 110 angeordnet sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Brechungsindexmodulationsschicht 133 auch benachbart zu dem zweiten Resonatorspiegel 120 angeordnet sein.
Wie beschrieben worden ist, weist die Brechungsindexmodulationsschicht 133 erste Bereiche 136 eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche 138 eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf, wobei die ersten Bereiche 136 in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche 138 angeordnet sind.
Dabei kann diese Brechungsindexmodulationsschicht 133 wie folgt ausgebildet werden. Zunächst wird, wie in 2A gezeigt ist, eine erste dielektrische Schicht 135 in einer Schichtdicke d₁ ausgebildet. Sodann wird die erste dielektrische Schicht 135, beispielsweise unter Verwendung photolithographischer Verfahren strukturiert. Beispielsweise wird eine Photomaske erzeugt, und Öffnungen 139 werden in einer ersten Hauptoberfläche 134 der ersten dielektrischen Schicht 135, beispielsweise durch Ätzen erzeugt. Die erste dielektrische Schicht 135 wird beispielsweise derart strukturiert, dass eine maximale horizontale Abmessung s₂ der Öffnungen 139 kleiner als 0,2·λ_eff ist, wobei λ_eff eine effektive Emissionswellenlänge im optischen Resonator ist. Weiterhin ist gemäß Ausführungsformen ein maximaler Abstand s₁ zwischen benachbarten Öffnungen 139 kleiner als 0,2·λ_eff. Beispielsweise sind s₁ und s₂ jeweils kleiner als 100 nm. Die Ätzung wird bis zu einer vorbestimmten Tiefe durchgeführt. Gemäß Ausführungsformen kann die Ätzung auch bis zu einer zweiten Hauptoberfläche der ersten dielektrischen Schicht 135 durchgeführt werden. Als Ergebnis werden erste Bereiche 136 des ersten dielektrischen Materials erhalten, die durch die Öffnungen 139 voneinander getrennt sind, wie auch in 2B gezeigt ist.
Anschließend wird eine zweite dielektrische Schicht 137 aus einem zweiten dielektrischen Material mit einem zweiten Brechungsindex ausgebildet. Als Ergebnis füllt das zweite dielektrische Material die Öffnungen 139 aus. Die zweite Schicht 137 wird beispielsweise anschließend planarisiert, beispielsweise durch ein CMP („chemisch-mechanisches Polier“)-Verfahren. Als Ergebnis wird die in 2C gezeigte Struktur erhalten.
2C zeigt eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht der Brechungsindexmodulationsschicht 133 sowie optional der angrenzenden ersten und zweiten dielektrischen Schicht 135, 137.
Dadurch ergibt sich ein effektiver Brechungsindex n₃ der Brechungsindexmodulationsschicht 133 in Abhängigkeit von den Flächenanteilen, die jeweils durch die ersten Bereiche 136 und die zweiten Bereiche 138 belegt werden, wie folgt: $n_{3} = (n_{1} \cdot A_{1} + n_{2} \cdot A_{2}) / (A_{1} + A_{2})$
Dabei bezeichnet A₁ jeweils die Summe aller Bereiche 136, die durch das erste Material belegt werden. A₂ bezeichnet die Summe aller Bereiche 138, die durch das zweite Material belegt werden. Entsprechend ändert sich die optische Weglänge in der Brechungsindexmodulationsschicht 133 zu n₃ · d₃.
Auf diese Weise lässt sich durch eine Variation der Flächenanteile der ersten Bereiche 136 und der zweiten Bereiche 138 die optische Weglänge zwischen dem ersten und dem zweiten Resonatorspiegel 110, 120 verändern. Auf diese Weise lässt sich in dem optischen Resonator die Emissionswellenlänge durch jeweils unterschiedliche Strukturierung der Brechungsindexmodulationsschicht 133 gezielt einstellen. Mögliche Materialkombinationen der ersten und zweiten dielektrischen Schicht umfassen beispielsweise SiO, TiO, NbO und SiN. Beispielsweise können die Materialien der ersten und zweiten dielektrischen Schicht derart ausgewählt werden, dass die Differenz der Brechungsindizes möglichst groß, beispielsweise größer als 0,5 oder 0,6 oder 0,8 ist.
Im Vergleich zu einem Schichtaufbau mit einer ersten dielektrischen Schicht 135 mit einer Schichtdicke d1 und einem ersten Brechungsindex n1 und einer zweiten dielektrischen Schicht 137 mit einer Schichtdicke d2 und einem zweiten Brechungsindex n2 ändert sich die optische Weglänge wie folgt: $Δ l = n_{3} \cdot d_{3} - n_{1} \cdot d_{3}$
Dabei entspricht d3 der Schichtdicke der Brechungsindexmodulationsschicht 133 und kann beispielsweise der Ätztiefe entsprechen. Gemäß Ausführungsformen ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Ätztiefe d3 exakt eingehalten wird. Gemäß Ausführungsformen kann auch nach Herstellung der Brechungsindexmodulationsschicht 133 eine Kalibrierung stattfinden.
Wie beschrieben worden ist, kann zunächst eine erste dielektrische Schicht 135 aufgebracht und sodann strukturiert werden, wobei nur ein Teil der ersten Schicht 135 weggeätzt wird und mit dem Material der zweiten Schicht 137 aufgefüllt wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die erste Schicht 135 beim Strukturieren vollkommen durchgeätzt werden, so dass als Ergebnis lediglich die Brechungsindexmodulationsschicht 133 sowie gegebenenfalls die zweite dielektrische Schicht 137 vorliegt. Optional kann auch die zweite dielektrische Schicht 137 aus den Bereichen außerhalb der Brechungsindexmodulationsschicht 133 entfernt werden. Eine erste Hauptoberfläche 137a der zweiten dielektrischen Schicht 137 muss nicht notwendigerweise parallel zu einer ersten Hauptoberfläche 135a verbleibender Teile der ersten Schicht 135 sein. Beispielsweise kann die erste Hauptoberfläche 137a in Bezug auf die erste Hauptoberfläche 135a der ersten Schicht 135 leicht geneigt sein. Ein Winkel α zwischen der ersten Hauptoberfläche 137a und der ersten Hauptoberfläche 135 kann beispielsweise höchsten 5° betragen. Weiterhin muss die erste Hauptoberfläche 137a nicht exakt horizontal sein sondern kann schwach geformt sein, beispielsweise zu einer Linse. In diesem Fall kann ein Winkel α zwischen der ersten Hauptoberfläche 137a der zweiten dielektrischen Schicht 137 und der ersten Hauptoberfläche 135a der ersten Schicht 135 kleiner als 5° sein.
Weiterhin kann eine erste Hauptoberfläche 137a der zweiten dielektrischen Schicht 137 beispielsweise durch ein Polierverfahren derart poliert sein, dass sie sehr glatt ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die erste Hauptoberfläche 137a auch rau sein.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann, wie in 2D dargestellt ist, die erste dielektrische Schicht 135 strukturiert werden, so dass Bereiche unterschiedlicher Schichtdicke d21, d22 vorliegen. Beispielsweise können in einem ersten photolithographischen Verfahren Öffnungen in der ersten dielektrischen Schicht 135 geätzt werden, die sich bis zu einer ersten Tiefe erstrecken. In einem zweiten Verfahren werden Öffnungen in der ersten dielektrischen Schicht 135 geätzt, die sich bis zu einer zweiten Tiefe erstrecken. Als Ergebnis kann sich nach Ausbilden der zweiten dielektrischen Schicht 137 die in 2D gezeigte Struktur ergeben. Der Brechungsindex n3 ergibt sich dabei in den verschiedenen Unter-Schichten unter Berücksichtigung der jeweiligen Flächenbelegungen. Bei Ermittlung der effektiven Resonatorlänge wird die jeweilige Schichtdicke d₃₁ und d₃₂ der jeweiligen Unter-Schichten berücksichtigt. Als Ergebnis können verschiedene unterschiedliche Brechungsindizes für die Brechungsindexmodulationsschicht 133 eingestellt werden.
Gemäß Ausführungsformen kann durch einen besonders großen Unterschied der Brechungsindizes der ersten Schicht 135 und der zweiten Schicht 137 oder durch eine größere Ätztiefe ein größerer Unterschied der Resonatorlänge und damit der emittierten Wellenlänge erzielt werden. Beispielsweise kann bei einer Ätztiefe von 35 nm, einem Brechungsindexunterschied von 0,5 zwischen den Schichten 135, 137, bei einer Emissionswellenlänge von etwa 848 nm und beispielsweise bei einem kurzen Resonator mit einer Länge in Größenordnung einer effektiven Wellenlänge eine Wellenlängenverschiebung der Resonanzfrequenz von etwa 0,8 nm zu höheren Wellenlängen hin erzielt werden.
Durch das beschriebene Verfahren ist es auf einfache Weise möglich, die Emissionswellenlänge eines Halbleiterlasers auf einen gewünschten Wert einzustellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen die Resonatorspiegel auf eine vorbestimmte Position eingestellt werden müssen, kann dies hier durch einfache Strukturierungsverfahren einer dielektrischen Schicht erfolgen.
Gemäß Ausführungsformen kann eine optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Vielzahl von vorstehend beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelementen aufweisen. Beispielsweise können mindestens zwei der optoelektronischen Halbleiterbauelemente ein unterschiedliches Verhältnis von Flächenanteilen des ersten Bereichs und Flächenanteilen des zweiten Bereichs aufweisen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann auch eine Schichtdicke der Brechungsindexmodulationsschicht variieren. Entsprechend ergibt sich jeweils eine unterschiedliche effektive Resonatorlänge. Als Ergebnis sind die optoelektronischen Halbleiterbauelemente in der Lage, jeweils unterschiedliche Wellenlängen zu emittieren.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit einer Anordnung von mehreren optoelektronischen Halbleiterbauelementen. Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 20 weist mehrere optoelektronische Halbleiterbauelemente 10₁ , 10₂ , ..., 10_n auf. Die verschiedenen optoelektronischen Halbleiterbauelemente sind beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat 100 integriert und weisen beispielsweise einen gemeinsamen zweiten Resonatorspiegel 120 sowie einen gemeinsamen aktiven Bereich 115 auf. Ferner können die verschiedenen optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10₁ , 10₂ , ..., 10_n über ein gemeinsames zweites Kontaktelement 127 elektrisch verbindbar sein. Jedes der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10₁ , 10₂ , ..., 10_n weist einen eigenen ersten Resonatorspiegel 110 auf. Weiterhin weist jedes der einzelnen optoelektronischen Halbleiterbauelemente eine separate Brechungsindexmodulationsschicht 133₁ , 133₂ , ..., 133_n auf. Jede dieser Brechungsindexmodulationsschichten 133₁ , 133₂ , ..., 133_n kann einen unterschiedlichen effektiven Brechungsindex und damit eine unterschiedliche Weglängenverschiebung aufweisen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann auch die Schichtdicke der Brechungsindexmodulationsschicht jeweils unterschiedlich sein.
Beispielsweise kann bei dem in 3 dargestellten optoelektronischen Halbleitervorrichtung durch gezieltes und selektives Ansteuern eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 10₁ , 10₂ , ..., 10_n über das zugehörige Kontaktelement 125 eine Emissionswellenlänge der optoelektronischen Halbleitervorrichtung eingestellt werden. Dabei sollte der Strom durch Kontaktelement 125i nur durch das oder die zugehörigen optoelektronischen Halbleiterbauelemente 10i fließen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Trennelemente 119 vorgesehen sind, die beispielsweise als Gräben realisiert sind, die mit einem isolierenden Material gefüllt sind. Durch die Trennelemente 119 wird verhindert, dass der Strom zu benachbarten optoelektronischen Halbleiterbauelementen fließt. Die Trennelemente 119 sich beispielsweise durch die aktive Zone 117 erstrecken. Die Trennelemente 119 können auch in anderer Weise ausgeführt sein.
Gemäß Ausführungsformen können auch Gruppen optoelektronischer Halbleiterbauelemente, die bei jeweils gleicher Wellenlänge emittieren, durch jeweils ein Kontaktelement 125i angesteuert werden. Beispielsweise können jeweils identische optoelektronische Halbleiterbauelemente blockweise oder als Streifen angeordnet sein. Weiterhin können derartige Gruppen gezielt und selektiv angesteuert werden, so dass jeweils eine Emissionswellenlänge der optoelektronischen Halbleitervorrichtung eingestellt werden kann.
Auf diese Weise kann mit nur einem photolithographischen Verfahren eine optoelektronische Halbleitervorrichtung realisiert werden, bei der die Emissionswellenlänge einstellbar ist. Gemäß Ausführungsformen können jeweils einzelne Halbleiterbauelemente 10₁ , 10₂ , ..., 10_n angesteuert werden. Gemäß weiteren Ausführungsformen können auch Gruppen von Halbleiterbauelementen, die beispielsweise jeweils identische Brechungsindexmodulationsschichten aufweisen, angesteuert werden.
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung kann beispielsweise eine Lichtquelle für ein Spektrometer oder ein Multikanalchip sein, der beispielsweise für nachrichtentechnische Anwendungen verwendet werden kann. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Spektrometer zum Untersuchen von Lebensmitteln bei jeweils unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden.
Dadurch lässt sich beispielsweise die Anwesenheit und Konzentration unterschiedlicher Inhaltsstoffe ermitteln. Die optoelektronische Halbleitervorrichtung kann gemäß weiteren Ausführungsformen auch ein Detektor sein, der jeweils unterschiedliche Wellenlängen detektiert.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen. Die Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen 10₁ , 10₂ , ..., 10_n sind in ein gemeinsames Halbleitersubstrat 100 integriert und beispielsweise mit einem zweiten elektrischen Kontaktelement 127 verbunden. Jeweils unterschiedliche erste Kontaktelemente 125₁ , 125₂ , ..., 125_n können mit jeweils separaten elektrischen Anschlüssen 131₁ , 131₂ , ..., 131_n verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die einzelnen optoelektronischen Halbleiterbauelemente auch in Reihen und Spalten angeordnet sein und durch entsprechendes Anlegen von Spannungen an Leitungen, die sich jeweils entlang einer Reihe und einer Spalte erstrecken, angeschlossen werden.
Aufgrund des einfachen Aufbaus lassen sich optoelektronische Halbleitervorrichtungen deutlich einfacher und mit größerer Packungsdichte herstellen. Weiterhin ist es durch Vorsehen einer Brechungsindexmodulationsschicht möglich, innerhalb eines Wafers eine systematische Variation der Emissionswellenlänge von Mitte zu Rand zu kompensieren. Weiterhin kann durch Vorsehen einer Brechungsindexmodulationsschicht eine Variation der Schichtdicke der Schichten, die den optischen Resonator aufbauen, kompensiert werden.
5 fasst ein Verfahren gemäß Ausführungsformen zusammen. Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst das Ausbilden (S100) eines ersten Resonatorspiegels, Ausbilden (S110) eines zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereichs, und Ausbilden (S120) eines zweiten Resonatorspiegels, wobei der erste Resonatorspiegel, der aktive Bereich und der zweite Resonatorspiegel jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet werden. Das Verfahren umfasst weiterhin das Ausbilden (S130) einer Brechungsindexmodulationsschicht innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel und dem zweiten Resonatorspiegel. Die Brechungsindexmodulationsschicht weist erste Bereiche eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex auf, wobei die ersten Bereiche in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche angeordnet werden. Beispielsweise kann der erste Resonatorspiegel vor dem zweiten Resonatorspiegel ausgebildet werden. Alternativ kann der zweite Resonatorspiegel vor dem ersten Resonatorspiegel ausgebildet werden. Die Brechungsindexmodulationsschicht wird derart ausgebildet, dass sie in dem optischen Resonator angeordnet ist. Die Brechungsindexmodulationsschicht kann vor oder nach Ausbilden des aktiven Bereichs ausgebildet werden.
Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.
Bezugszeichenliste

10: Optoelektronisches Halbleiterbauelement
15: emittierte elektromagnetische Strahlung
16: absorbierte elektromagnetische Strahlung
20: optoelektronische Halbleitervorrichtung
100: Substrat
105: erste Hauptoberfläche des Halbleiterbauelements
109: Halbleiterkörper
110: erster Resonatorspiegel
115: aktiver Bereich
117: aktive Zone
118: Schicht zur Stromeinschnürung
119: Trennelement
120: zweiter Resonatorspiegel
125: erstes Kontaktelement
127: zweites Kontaktelement
131: erster Anschluss
132: zweite Hauptoberfläche der ersten dielektrischen Schicht
133: Brechungsindexmodulationsschicht
134: erste Hauptoberfläche der ersten dielektrischen Schicht
135: erste dielektrische Schicht
136: erster Bereich
137: zweite dielektrische Schicht
138: zweiter Bereich
139: Öffnungen in der ersten dielektrischen Schicht

Claims

Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) mit: einem ersten Resonatorspiegel (110), einem zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereich (115), einem zweiten Resonatorspiegel (120), die jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, sowie einer Brechungsindexmodulationsschicht (133) innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel (110) und dem zweiten Resonatorspiegel (120), wobei die Brechungsindexmodulationsschicht (133) erste Bereiche (136) eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche (138) eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex aufweist, wobei die ersten Bereiche (136) in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche (138) angeordnet sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 1, bei dem eine laterale Ausdehnung des ersten Bereichs (136) und des zweiten Bereichs (138) jeweils kleiner als 0,2^.λ_eff ist, wobei λ_eff eine effektive Emissionswellenlänge im optischen Resonator ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 2, bei dem die laterale Ausdehnung des ersten Bereichs (136) und des zweiten Bereichs (138) jeweils kleiner als 100 nm ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer ersten Schicht (135) des ersten Materials und einer zweiten Schicht (137) des zweiten Materials, wobei die Brechungsindexmodulationsschicht (133) zwischen der ersten und der zweiten Schicht (135, 137) angeordnet ist und jeweils an die erste und an die zweite Schicht (135, 137) angrenzt.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 4, bei dem eine erste Hauptoberfläche (137a) der zweiten Schicht gegenüber einer ersten Hauptoberfläche (135a) der ersten Schicht (135) geneigt oder gekrümmt ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, bei dem ein Winkel α zwischen der ersten Hauptoberfläche (137a) der zweiten Schicht (137) und der ersten Hauptoberfläche (135a) der ersten Schicht (135) kleiner als 5° ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex größer als 0,1 ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (20) mit einer Anordnung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (10₁, 10₂,...10_n) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Brechungsindexmodulationsschicht (133) von mindestens einem ersten und einem zweiten optoelektronischen Halbleiterbauelement jeweils unterschiedlich ausgebildet ist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (20) nach Anspruch 9, bei dem die Brechungsindexmodulationsschicht (133₁) des ersten optoelektronischen Halbleiterbauelements (10₁) ein anderes Verhältnis von Flächenanteilen des ersten Bereichs (136) zu Flächenanteilen des zweiten Bereichs (138) als die Brechungsindexmodulationsschicht (133₂) des zweiten optoelektronischen Halbleiterbauelements (10₂) aufweist.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (20) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die mindestens zwei Halbleiterbauelemente (10₁, 10₂) separat voneinander ansteuerbar sind.
Optoelektronische Halbleitervorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, die aus einer Lichtquelle für ein Spektrometer oder einer Sende- oder Empfangsvorrichtung für mehrere verschiedene Kanäle ausgewählt ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements mit: Ausbilden (S100) eines ersten Resonatorspiegels, Ausbilden (S110) eines zur Strahlungserzeugung geeigneten aktiven Bereichs, Ausbilden (S120) eines zweiten Resonatorspiegels, wobei der erste Resonatorspiegel, der aktive Bereich und der zweite Resonatorspiegel jeweils entlang einer ersten Richtung übereinander angeordnet werden, sowie Ausbilden (S130) einer Brechungsindexmodulationsschicht innerhalb eines optischen Resonators zwischen dem ersten Resonatorspiegel und dem zweiten Resonatorspiegel, wobei die Brechungsindexmodulationsschicht erste Bereiche eines ersten Materials mit einem ersten Brechungsindex sowie zweite Bereiche eines zweiten Materials mit einem zweiten Brechungsindex aufweist, wobei die ersten Bereiche in einer zur ersten Richtung senkrechten Ebene angrenzend an die zweiten Bereiche angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Ausbilden (S130) der Brechungsindexmodulationsschicht: das Ausbilden einer ersten Schicht aus einem ersten Material mit einem ersten Brechungsindex, das Strukturieren des ersten Materials, so dass Öffnungen in einer ersten Hauptoberfläche der ersten Schicht ausgebildet werden, und das Aufbringen einer zweiten Schicht aus einem zweiten Material mit einem zweiten Brechungsindex über der ersten Schicht umfasst, so dass die Öffnungen in der ersten Schicht mit dem zweiten Material gefüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Öffnungen sich bis zu einer zweiten Hauptoberfläche der ersten Schicht erstrecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem eine laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs jeweils kleiner als 0,2·λ_eff ist, wobei λ_eff eine effektive Emissionswellenlänge im optischen Resonator ist.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die laterale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs jeweils kleiner als 100 nm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei ein Unterschied zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex größer als 0,01 ist.