DE112018002939B4

DE112018002939B4 - Kantenemittierender Halbleiterlaser mit einer Schutzschichtenfolge

Info

Publication number: DE112018002939B4
Application number: DE112018002939.5T
Authority: DE
Inventors: Peter Fuchs
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2038-06-06
Also published as: JP2022091987A; US11043791B2; US20200203921A1; CN110731036B; JP2020522891A; CN113555768A; CN113555768B; JP7329095B2; DE112018002939B9; DE112018002939A5; WO2018224483A1; CN110731036A; JP7057380B2; DE112018008243B4; DE102017112610A1

Abstract

Kantenemittierender Halbleiterlaser (1) mit- einer Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer aktiven Zone (22) zur Erzeugung von Laserstrahlung (L) aus dem Materialsystem AlInGaAs,- einer Facette (3) an der Halbleiterschichtenfolge (2) zur Auskopplung und/oder Reflexion der Laserstrahlung (L), und- einer Schutzschichtenfolge (4) direkt an der Facette (3) zum Schutz der Facette (3) vor Beschädigungen, wobei die Schutzschichtenfolge (4) in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge (2) in der angegebenen Reihenfolge aufweist:- eine monokristalline Startschicht (41) aus einem Gruppe 12-Gruppe 16-Material,- eine Zwischenschicht (42), die aus einer Si-Teilschicht und einer an einer Abschlussschicht (43) zugewandten Seite angeordneten Teilschicht aus oxidiertem Silizium zusammengesetzt ist, wobei die Zwischenschicht (42) eine Dicke zwischen einschließlich 1 nm und 5 nm aufweist, und- die mindestens eine Abschlussschicht (43), welche aus Al und/oder Ta sowie aus O und optional aus N besteht, sodass die Abschlussschicht (43) aus einem anderen Materialsystem ist als die Startschicht (41) und als die Si-Teilschicht der Zwischenschicht (42).

Description

Es wird ein kantenemittierender Halbleiterlaser angegeben. Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für einen solchen Halbleiterlaser angegeben.
In der Druckschrift US 2009/0257466 A1 ist ein optoelektronischer Halbleiterlaser mit einer Facettenpassivierung angegeben.
Die Druckschrift DE 10 2009 054 912 A1 betrifft eine Passivierung von Hochleistungs-Laserdioden.
Die Druckschrift US 5 665 637 A beschreibt einen Halbleiterlaser mit beschichteter Facette.
In der Druckschrift DE 10 2008 018 928 A1 ist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben.
Die Druckschrift US 6 590 920 B1 beschreibt einen Halbleiterlaser mit einkristallinen Spiegelschichten, die direkt auf der Facette gewachsen sind.
In der Druckschrift US 6 677 618 B1 ist ein Licht emittierendes Verbindungshalbleiterbauelement angegeben.
Die Druckschrift DE 102 21 952 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Passivierung von Spiegelflächen von optischen Halbleiterbauelementen.
Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, einen Halbleiterlaser anzugeben, der bei großen optischen Leistungen eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Halbleiterlaser mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es handelt sich bei dem Halbleiterlaser um einen kantenemittierenden Laser. Dies bedeutet beispielsweise, dass eine im Betrieb erzeugte Laserstrahlung im Wesentlichen senkrecht zu einer Wachstumsrichtung einer Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterlasers geführt wird. Eine lichtabstrahlende Fläche des Halbleiterlasers kann parallel oder näherungsweise parallel zur Wachstumsrichtung ausgerichtet sein. Insbesondere verläuft eine Resonatorstrecke in dem Halbleiterlaser senkrecht zur Wachstumsrichtung.
Die Halbleiterschichtenfolge ist zur Erzeugung der Laserstrahlung eingerichtet. Dazu weist die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt eine oder mehrere aktive Zonen auf. In der zumindest einen aktiven Zone wird die Laserstrahlung über Ladungsträgerrekombination, also Elektrolumineszenz, erzeugt.
Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs oder wie Al_nGa_mIn_1-n-mAs_kP_1-k, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 sowie 0 ≤ k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der Halbleiterschichtenfolge 0 < n ≤ 0,8, 0,4 ≤ m < 1 und n + m ≤ 0,95 sowie 0 < k ≤ 0,5. 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.
Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf dem Materialsystem AlInGaAs, wie vorstehend definiert.
Der Halbleiterlaser weist mindestens eine Facette an der Halbleiterschichtenfolge auf. Die Facette ist zur Auskopplung und/oder Reflexion der Laserstrahlung eingerichtet. Insbesondere befinden sich an der Halbleiterschichtenfolge an einander gegenüberliegenden Seitenflächen zwei Facetten, die einen Resonator für die Laserstrahlung definieren.
Der Halbleiterlaser beinhaltet eine oder mehrere Schutzschichtenfolgen. Die mindestens eine Schutzschichtenfolge ist zum Schutz der Facette vor Beschädigungen eingerichtet. Die Schutzschichtenfolge befindet sich direkt an der Facette. Es ist möglich, dass an jeder Facette, die zur Auskopplung und/oder Reflexion der Laserstrahlung eingerichtet ist, eine Schutzschichtenfolge angebracht ist.
Die Schutzschichtenfolge weist eine Startschicht auf. Die Startschicht ist eine monokristalline Schicht. Insbesondere handelt es sich bei der Startschicht um eine unstrukturierte, zusammenhängende und mit gleichbleibender Dicke erzeugte Schicht. Beispielsweise wird die Startschicht mittels Molekularstrahlepitaxie, kurz MBE, erzeugt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die Startschicht unmittelbar an der Facette der Halbleiterschichtenfolge. Damit kann die Startschicht die Halbleiterschichtenfolge direkt berühren.
Die Schutzschichtenfolge umfasst eine Zwischenschicht. Die Zwischenschicht befindet sich weiter von der Facette entfernt als die Startschicht. Die Zwischenschicht umfasst ein Gruppe 14-Material des Periodensystem, nämlich Silizium. Die Zwischenschicht weist eine Teilschicht auf, die aus genau einem Gruppe 14-Material, nämlich Silizium besteht. Die Zwischenschicht ist beispielsweise mittels Sputtern erzeugt.
Die Schutzschichtenfolge umfasst eine Abschlussschicht. Die Abschlussschicht ist weiter von der Facette entfernt als die Startschicht und als die Zwischenschicht.
Die Startschicht, die Si-Teilschicht der Zwischenschicht und die Abschlussschicht sind aus Materialien aus voneinander verschiedenen Materialsystemen. Unterschiedliche Materialsysteme bedeutet beispielsweise, dass unterschiedliche Hauptmaterialkomponenten vorhanden sind. Hauptmaterialkomponenten sind insbesondere die wesentlichen, etwa kristallbildenden Bestandteile des jeweiligen Materials. Insbesondere sind die Startschicht und die Abschlussschicht frei von einem Gruppe 14-Material. Das heißt, ein Gruppe 14-Material des Periodensystems liegt in der Startschicht und/oder der Abschlussschicht bevorzugt höchstens in Konzentrationen von Verunreinigungen vor. Weiterhin bedeutet dies insbesondere, dass es sich bei der Startschicht um kein Oxid, Nitrid oder Oxynitrid handelt. Insbesondere handelt es sich bei der Startschicht um ein Sulfid, Selenid oder Tellurid.
Der kantenemittierende Halbleiterlaser umfasst eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Erzeugung von Laserstrahlung. An der Halbleiterschichtenfolge ist eine Facette zur Auskopplung und/oder Reflexion der Laserstrahlung gebildet. Direkt an der Facette befindet sich eine Schutzschichtenfolge zum Schutz der Facette vor Beschädigungen. Die Schutzschichtenfolge weist in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge eine monokristalline Startschicht, eine Zwischenschicht mit mindestens einem Gruppe 14-Material, nämlich Silizium sowie mindestens eine Abschlussschicht aus einem Oxid oder Oxynitrid auf. Die Startschicht, die Zwischenschicht sowie die Abschlussschicht sind paarweise aus verschiedenen Materialsystemen hergestellt.
Dem hier beschriebenen Halbleiterlaser liegt insbesondere der Gedanke zugrunde, dass durch die Zwischenschicht ein Schutz der Startschicht vor Verunreinigungen aus der Abschlussschicht gegeben ist. Hierdurch lässt sich eine besonders hohe Lebensdauer des Halbleiterlasers erzielen. Dabei ist der Halbleiterlaser bevorzugt ein Nahinfrarotlaser mit einer hohen optischen Ausgangsleistung im Bereich von mehreren Watt.
Spiegel oder Resonatorspiegel von kantenemittierenden Halbleiterlasern werden typischerweise durch planparallele Facetten eines Halbleiterkristalls gebildet, welcher entlang von Kristallebenen gespalten wird. Während des Betriebs solcher Laser mit hohen optischen Leistungen findet im Bereich der Spiegel eine allmähliche Degradation des Halbleitermaterials statt. Die Degradation wird insbesondere getrieben durch die Erwärmung des Facettenbereichs infolge von Absorption und nichtstrahlender Rekombination von Ladungsträgern.
Die erhöhte Temperatur an der Facette führt neben einer nachteiligen Reduktion der Bandlücke wiederum zu einer fortschreitenden Materialänderung, insbesondere Oxidation, der Facetten und zu einer weiteren Defektbildung im Kristall. Hierdurch steigen Absorption und nichtstrahlende Rekombination weiter an. Dies führt wiederum zu einer stärkeren Erwärmung, wodurch mehr Materialdefekte generiert werden können, woraus wiederum eine verstärkte Absorption und verstärkte Erwärmung resultieren. Durch die Reduktion der Bandlücke erfolgt zudem eine Stromkonzentration und vermehrte Absorption von Photonen an der Facette, welche die Erwärmung weiter verstärken, wodurch eine stärkere Reduktion der Bandlücke mit wiederum zunehmender Stromkonzentration erfolgt.
Falls die Laserfacette nicht hinreichend stabilisiert wird, führt dieser sich selbstverstärkende Alterungsprozess schließlich meist abrupt zu einem katastrophalen Facettenschaden, englisch catastrophic optical damage oder kurz COD. Dieser Schaden erfolgt insbesondere durch eine rapide Überhitzung und Schmelzen des Halbleitermaterials, in dessen Folge der Halbleiterlaser zerstört wird. Durch diesen Mechanismus wird eine maximale optische Leistung, bei der der Halbleiterlaser während der geforderten Lebensdauer betrieben werden kann, limitiert.
Einen großen Anteil an der Facettendegradation hat insbesondere die Absorption von Laserlicht durch Oberflächenzustände an der durch Spalten erzeugten Halbleiterfacette. Um diese Absorption zu unterbinden, müssen offene Bindungen an der Oberfläche der Facette, welche zur Absorption von Laserstrahlung führen, abgesättigt und damit optisch passiviert werden. Wichtig ist dabei die Wahl des Materials, das direkt auf der gespaltenen Halbleiterfacette aufgebracht wird. Dieses Material direkt auf der Halbleiterfacette wird durch die Startschicht gebildet.
Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Startschicht um eine amorphe Schicht, die etwa durch physikalische Deposition wie Sputtern aufgetragen wird und bereits zu einer Erhöhung der Lebensdauer von kantenemittierenden Halbleiterlasern führen kann. Bei hohen Laserleistungen und damit großen Facettenbelastungen reicht eine amorphe Schicht jedoch nicht aus. Daher wird bei dem vorliegenden Halbleiterlaser die Startschicht monokristallin gewachsen, insbesondere über Molekularstrahlepitaxie. Hierdurch ist eine verbesserte Anbindung des Materials der Startschicht an die Oberflächenatome des Halbleiterkristalls und damit eine verbesserte Absättigung von offenen Bindungen ermöglicht.
Im Anschluss an diese monokristalline Schicht werden üblicherweise unmittelbar eine oder mehrere amorphe, dielektrische Schichten entsprechend der Abschlussschicht als Barriere, insbesondere gegen Feuchtigkeit aus der Umgebung, und zur Einstellung der gewünschten Facettenreflektivität aufgebracht. Die Materialien für die Abschlussschicht sind im Bereich der Wellenlänge der Laserstrahlung bevorzugt transparent, um eine Absorption von Laserstrahlung zu vermeiden.
Bei dem hier beschriebenen Halbleiterlaser wird zusätzlich die Zwischenschicht eingebracht, die sich bevorzugt unmittelbar zwischen der Startschicht und der zumindest einen Abschlussschicht befindet. Hierdurch ist die Alterung der Halbleiterfacette deutlich verlangsamt und die Lebensdauer des Halbleiterlasers erheblich erhöht. Eine Wirkung der Zwischenschicht kann insbesondere darin liegen, dass mechanische Verspannungen zwischen der Startschicht und der Abschlussschicht verringert werden, wodurch eine verbesserte Adhäsion und Stabilität erzielbar ist.
Weiterhin kann durch die Zwischenschicht erreicht werden, dass eine Diffusion von Stoffen aus der Umgebung, insbesondere Feuchtigkeit sowie außerdem von in der Abschlussschicht befindlichen Kontaminationen, durch die Startschicht hindurch und in das Halbleitermaterial unterbunden wird.
Des Weiteren ermöglicht die Aufbringung der Zwischenschicht auf die Startschicht eine effektive Absättigung der Oberflächenzustände der bevorzugt einkristallinen Startschicht. Hierdurch wird die Entstehung von Zuständen innerhalb des Energiebereichs der Bandlücke der Startschicht verhindert, wobei solche Zustände Laserlicht absorbieren können und somit zu einer Erwärmung und Degradation der Facette führen.
Solche Kontaminationen, die durch die Startschicht hindurch diffundieren, können zu absorbierenden Kristalldefekten führen. Solche Kontaminationen sind vor allem durch den Herstellungsprozess gegeben, etwa durch das ungewollte Einbringen, auch als Einsputtern bezeichnet, von Materialien der Sputteranlage, etwa aus der Ionenstrahlquelle und Wandungen einer Sputterkammer. Zudem können Kontaminationen in geringem Maß auch durch Verunreinigungen der verwendeten Ausgangsmaterialien gegeben sein.
Als wirksame Zwischenschicht hat sich eine nur wenige nm dicke Schicht aus dem Gruppe 14-Material Silizium bewährt. Trotz der vergleichsweise hohen Absorption der Zwischenschicht bei der Wellenlänge der Laserstrahlung, insbesondere im Vergleich zu den Materialien der Startschicht und der Abschlussschicht, ist die Lebensdauer des Halbleiterlasers überraschenderweise deutlich erhöht. Aufgrund der Absorption ist die Zwischenschicht jedoch dünn zu wählen.
In einer vorliegend nicht beanspruchten Ausgestaltung ist es möglich, dass die Zwischenschicht aus Kohlenstoff gebildet ist oder Kohlenstoff als Hauptbestandteil umfasst. in diesem Fall liegt die Zwischenschicht bevorzugt nicht als Diamantschicht vor.
Die Startschicht ist aus einem (Gruppe 12) (Gruppe 16)-Material. Bei dem Gruppe 12-Material handelt es sich insbesondere um Zink oder Kadmium. Das Gruppe 16-Material ist insbesondere Schwefel, Selen oder Tellur. Bevorzugt ist die Startschicht aus ZnS oder ZnSe.
Bei der Zwischenschicht handelt es sich um eine Schicht aus Silizium und einem Siliziumoxid wie Siliziumdioxid. In der Zwischenschicht liegt mindestens oder genau eine Teilschicht vor, die aus einem Gruppe 14-Material, nämlich Silizium besteht. Für die Zwischenschicht wird ausschließlich genau ein Gruppe 14-Material abgeschieden, das nachfolgend zum Teil oxidiert, sodass bevorzugt eine oder zwei Gruppe 14-Oxid-Teilschichten entstehen. „Bestehen aus“ bedeutet hier und im Folgenden insbesondere, dass Verunreinigungen mit einer Konzentration von höchstens 10¹⁹ l/cm oder 10¹⁸ l/cm vorliegen.
Bei der mindestens einen Abschlussschicht handelt es sich um ein Oxid oder Oxynitrid mit Aluminium und/oder Tantal. Insbesondere ist die Abschlussschicht oder eine der Abschlussschichten oder alle Abschlussschichten aus Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Tantaloxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxynitrid und/oder Siliziumoxynitrid. Bevorzugt ist die Abschlussschicht aus Al₂O₃. Sind mehrere Abschlussschichten vorhanden, so können diese aus unterschiedlichen Materialien sein. Bevorzugt jedoch sind alle Abschlussschichten aus dem gleichen Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Abschlussschicht um eine amorphe Schicht. Die Abschlussschicht ist insbesondere mittels Sputtern erzeugt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Abschlussschicht in geringem Umfang Verunreinigungen auf. Die Verunreinigungen zusammengenommen machen bevorzugt eine Konzentration von höchstens 10¹⁶ l/cm³ oder 10¹⁹ l/cm³ oder 10²¹ l/cm³ aus. Die Verunreinigungen sind insbesondere aus Metallen aus der Sputteranlage wie Fe, Cr, Mo, Ni und/oder Ti gebildet. Ebenso kann als Verunreinigung C auftreten.
Die Zwischenschicht ist an einer der Abschlussschicht zugewandten Seite oxidiert. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die Zwischenschicht von der Abschlussschicht her oxidiert wird. Dabei wird insbesondere Sauerstoff aus der Abschlussschicht verwendet. Beispielsweise wird Aluminiumoxid oder überzähliger Sauerstoff in der Abschlussschicht aufgebraucht, sodass in der Zwischenschicht ein Siliziumoxid gebildet wird. Die Oxidation durchdringt die Zwischenschicht nicht vollständig, sodass ein Teil der Zwischenschicht als Siliziumteilschicht erhalten bleibt. Über die Betriebsdauer des Halbleiterlasers hinweg wird die Zwischenschicht beispielsweise zu mindestens 20 % oder 40 % und/oder zu höchstens 80 % oder 60 % oxidiert, bezogen auf die ursprüngliche Dicke der Zwischenschicht unmittelbar nach deren Herstellung.
Die Zwischenschicht weist eine Dicke von mindestens 1 nm oder 2 nm oder 3 nm auf. Zusätzlich liegt die Dicke der Zwischenschicht bei höchstens 5 nm oder 4 nm. Bevorzugt liegt die Dicke der Zwischenschicht zwischen einschließlich 1,5 nm und 3,5 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Startschicht eine Dicke von mindestens 10 nm oder 20 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der Startschicht bei höchstens 200 nm oder 100 nm oder 60 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Dicke der Startschicht bei mindestens 5 % oder 10 % oder 15 % einer Dicke der Abschlussschicht. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der Startschicht bei höchstens 60 % oder 40 % oder 30 % der Dicke der Abschlussschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Abschlussschicht eine Dicke von mindestens 15 nm oder 25 nm oder 50 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der Abschlussschicht bei höchstens 1 µm oder 0,5 µm oder 250 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Startschicht dicker als die Zwischenschicht. Bevorzugt übersteigt die Dicke der Startschicht die Dicke der Zwischenschicht um mindestens einen Faktor 3 oder 5 oder 7 und/oder um höchstens einen Faktor 20 oder 10.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die Schutzschichtenfolge an einer Auskoppelseite des Halbleiterlasers, die zur Auskopplung der Laserstrahlung vorgesehen ist. Damit kann die Schutzschichtenfolge als antireflektierend wirkende Schicht oder als Antireflexschicht gestaltet sein. Eine optische Dicke der Schutzschichtenfolge insgesamt liegt bevorzugt bei (1+N)λ/4. Dies gilt insbesondere mit einer Toleranz von höchstens λ/8 oder λ/16 oder λ/32, bezogen auf die optische Dicke.
Optische Dicke bedeutet, dass die jeweiligen Brechungsindices der beteiligten Materialien bereits berücksichtigt sind, ohne in dem oben angegebenen Formelzusammenhang explizit aufzutreten. Dabei ist λ die Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung und N ist eine ganze Zahl ≥ 0. Bevorzugt gilt N = 0 oder N = 1. Die Reflektivität kann bei einer solchen Schicht bei 0,1 % oder weniger liegen.
Über eine gewünschte Abweichung von der idealen Dicke einer Antireflexschicht von (1+N)λ/4 kann die Reflektivität auch gezielt eingestellt werden, insbesondere erhöht werden. Beispielsweise liegt die Reflektivität der Schutzschichtenfolge für die Laserstrahlung bei mindestens 0,5 % oder 1 % und/oder bei höchstens 10 % oder 5 % oder 2 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die Schutzschichtenfolge an einer Reflexionsseite des Halbleiterlasers, die zur Reflexion der Laserstrahlung eingerichtet ist. das heißt, die Schutzschichtenfolge kann sich an oder in einen Resonatorspiegel des Halbleiterlasers befinden. Dabei ist die Schutzschichtenfolge bevorzugt von einem Bragg-Spiegel, der den Resonatorspiegel bildet, umfasst. Der Bragg-Spiegel ist zur Reflexion der Laserstrahlung ausgerichtet und weist bevorzugt eine Reflektivität von mindestens 95 % oder 98 % oder 99,5 % für die Laserstrahlung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Bragg-Spiegel mindestens 3 oder 4 und/oder höchstens 20 oder 12 oder 8 oder 6 Schichtpaare. Die Schichtpaare sind je aus einer hochbrechenden Schicht mit einem hohen Brechungsindex und einer niedrigbrechenden Schicht mit einem relativ niedrigem Brechungsindex für die Laserstrahlung gebildet. Ein Brechungsindexunterschied zwischen der hochbrechenden und der niedrigbrechenden Schicht liegt beispielsweise bei mindestens 0,2 oder 0,3 oder 0,5 und/oder bei höchstens 1,5 oder 1 oder 0,7. Bevorzugt ist der Bragg-Spiegel aus vier Schichtpaaren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Bragg-Spiegel zwei oder mehr als zwei Arten von Schichtpaaren mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung auf. Beispielsweise ist eine Art von Schichtpaaren ausschließlich aus für die Laserstrahlung durchlässigen Materialien gebildet und eine weitere Art von Schichtpaaren weist eine insbesondere hochbrechende Schicht aus einem für die Laserstrahlung absorbierenden Material auf. Beispielsweise sind die Schichtpaare der ersten Art aus Aluminiumoxid und Tantaloxid oder Titanoxid und die Schichtpaare der zweiten Art aus Aluminiumoxid und Silizium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind genau eine Startschicht, genau eine Zwischenschicht und genau eine Abschlussschicht vorhanden. Diese Schichten folgen in der genannten Reihenfolge bevorzugt direkt aufeinander, beginnend an der Facette.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind M Abschlussschichten und M oder M-1 Zwischenschichten vorhanden. Dabei ist M eine ganze Zahl mit M ≥ 3 oder M ≥ 2, insbesondere M = 3. Es befinden sich die Abschlussschichten bevorzugt je an einander gegenüberliegenden Seiten einer Zwischenschicht. Das heißt, zwischen zwei benachbarten Abschlussschichten befindet sich je eine Zwischenschicht. Ferner kann sich optional eine Zwischenschicht an einer der Facette abgewandten Seite der am weitesten von der Facette entfernt liegenden Abschlussschicht befinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich eine der Abschlussschichten unmittelbar an der Startschicht. Ausgehend von dieser Abschlussschicht unmittelbar an der Startschicht folgen die verbleibenden Abschlussschichten und Zwischenschichten der Schutzschichtenfolge abwechselnd und bevorzugt unmittelbar aufeinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind J Abschlussschichten und J oder J+1 Zwischenschichten vorhanden. Dabei ist J eine ganze Zahl ≥ 2 oder ≥ 3. Insbesondere gilt J = 3. Hierbei folgen die Zwischenschichten und die Abschlussschichten bevorzugt abwechselnd und/oder unmittelbar aufeinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich eine der Zwischenschichten unmittelbar an der Startschicht. Ausgehend von dieser Zwischenschicht folgen die weiteren Zwischenschichten und Abschlussschichten abwechselnd und bevorzugt direkt aufeinander, in Richtung weg von der Startschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterlaser für eine mittlere Emissionsleistung der Laserstrahlung von mindestens 2 W oder 4 W oder 8 W eingerichtet. Insbesondere liegt die mittlere Emissionsleistung bei mindestens 10 W oder 13 W.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt im bestimmungsgemäßen Betrieb des Halbleiterlasers eine Energiedichte an der Facette, an der sich die Schutzschichtenfolge befindet, zumindest zeitweise und mindestens stellenweise bei wenigstens 2 MW/cm² oder 6 MW/cm² und/oder bei höchstens 8 MW/cm² oder 12 MW/cm². Somit liegen sehr hohe Energiedichten an der Facette vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterlaser zur Erzeugung von nahinfraroter Strahlung eingerichtet. Die Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung liegt bevorzugt bei mindestens 800 nm oder 880 nm oder 900 nm und/oder bei höchstens 1300 nm oder 1050 nm oder 980 nm.
Insbesondere liegt die Wellenlänge maximaler Intensität um 910 nm.
Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren zum Betreiben eines solchen Halbleiterlasers angegeben. Merkmale für den Halbleiterlaser sind daher auch für das Betriebsverfahren offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform ist die zumindest eine Zwischenschicht für die erzeugte Laserstrahlung absorbierend. Insbesondere umfasst die Zwischenschicht ein Material mit einer kleineren Bandlücke, als der Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung entspricht. Dabei nimmt eine Absorption der Laserstrahlung in der Zwischenschicht mit zunehmender Betriebsdauer ab.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die mindestens eine Zwischenschicht, bevorzugt alle Zwischenschichten, mit zunehmender Betriebsdauer von einer der Abschlussschicht zugewandten Seite her oxidiert. Dabei ist bevorzugt jede Zwischenschicht eineindeutig einer Abschlussschicht zugeordnet.
Sind mehrere Abschlussschichten vorhanden, zwischen denen eine Zwischenschicht angebracht ist, so ist es möglich, dass die Oxidation nur in Richtung hin zur Facette und damit hin zur Startschicht erfolgt. Alternativ kann in diesem Fall die Oxidation von beiden Hauptseiten der Zwischenschicht her erfolgen, also in Richtung hin und in Richtung weg von der Startschicht, ausgehend von der je zugehörigen Abschlussschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Zwischenschichten im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterlasers nur teilweise oxidiert. Das heißt, ein Ausgangsmaterial der Zwischenschicht, insbesondere Silizium oder alternativ auch Germanium, bleibt als bevorzugt durchgehende und ununterbrochene Schicht auch über die Betriebsdauer des Halbleiterlasers hinweg in der Zwischenschicht als zumindest dünne Teilschicht vorhanden. Insbesondere wird die Zwischenschicht zu höchstens 80 %, bezogen auf deren Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Startschicht, oxidiert.
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, 2, 4 und 5 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterlasern,
3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Halbleiterlasers, und
6 schematische Zeitverläufe einer optischen Ausgangsleistung von Halbleiterlasern.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines kantenemittierenden Halbleiterlasers 1 gezeigt. Auf einem Substrat 21 ist eine Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer aktiven Zone 22 zur Erzeugung einer Laserstrahlung L gewachsen. Zur Bestromung der Halbleiterschichtenfolge 2 sind zwei Metallisierungen 6 an dem Substrat 21 sowie an der Halbleiterschichtenfolge 2 angebracht. Die aktive Zone 22 ist senkrecht zu einer Wachstumsrichtung G der Halbleiterschichtenfolge orientiert.
Die Halbleiterschichtenfolge 2 wird im Waferverbund gewachsen. Eine Vereinzelung zu den Halbleiterlasern 1 erfolgt etwa durch ein Brechen, wodurch Facetten 3 an der Halbleiterschichtenfolge 2 entstehen. Insbesondere ist eine Facette 3 an einer Auskoppelseite 11 des Halbleiterlasers 1 gebildet. An der Auskoppelseite 11 tritt die Laserstrahlung L aus dem Halbleiterlaser 1 aus.
An der Facette 3 der Auskoppelseite 11 befindet sich eine Schutzschichtenfolge 4. Die Schutzschichtenfolge 4 ist aus einer Startschicht 41, einer Zwischenschicht 42 und einer Abschlussschicht 43 zusammengesetzt. Diese Schichten 41, 42, 43 folgen in Richtung weg von der Facette 3 unmittelbar aufeinander. Durch die Startschicht 41 direkt an der Facette 3 erfolgt eine Passivierung von Oberflächenzuständen des Halbleitermaterials der Halbleiterschichtenfolge 2. Durch die Zwischenschicht 42 wird eine Haftvermittlung zwischen der Startschicht 41 und der Abschlussschicht 43 realisiert, zudem bildet die Zwischenschicht 42 eine Diffusionsbarriere. Durch die Abschlussschicht 43 wird eine Barrierewirkung etwa gegen Feuchtigkeit aus einer Umgebung des Halbleiterlasers 1 erzielt.
Die Halbleiterschichtenfolge 2 basiert bevorzugt auf dem Materialsystem AlInGaAs. Bei der Startschicht 41 handelt es sich bevorzugt um eine monokristalline ZnSe-Schicht mit einer Dicke von 25 nm, hergestellt mittels MBE. Die Zwischenschicht 42 wird aus Si mit einer Dicke von ungefähr 2,5 nm gesputtert. Bei der Abschlussschicht 43 handelt es sich zum Beispiel um eine amorphe Al₂O₃-Schicht mit einer Dicke von 112 nm, ebenfalls mittels Sputtern hergestellt.
Nach dem Erzeugen der Zwischenschicht 42 aus einem für die Laserstrahlung L absorbierenden Material erfolgt eine teilweise Oxidation. Damit ist die Zwischenschicht 42 nach einiger Zeit aus einer Gruppe 14-Teilschicht 44 und einer Gruppe 14-Oxid-Teilschicht 45 zusammengesetzt. Mit zunehmender Betriebsdauer des Halbleiterlasers 1 nimmt die Dicke der Gruppe 14-Teilschicht 44 ab und entsprechend die Dicke der Gruppe 14-Oxid-Teilschicht 45 zu, wobei jedoch bevorzugt die Gruppe 14-Teilschicht 44 nicht vollständig oxidiert wird. Somit wird die Zwischenschicht 42 im Laufe der Zeit für die Laserstrahlung L zunehmend transparenter.
Die Schutzschichtenfolge 4 insgesamt stellt eine Antireflexschicht für die Laserstrahlung L dar. Eine Reflektivität der Schutzschichtenfolge 4 liegt zum Beispiel bei ungefähr 1 %. Dabei liegt eine Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung L bei 910 nm. Bei anderen Wellenlängen maximaler Intensität sind die Dicken der Startschicht 41 und/oder der Abschlussschicht 43 entsprechend anzupassen, um die gewünschte Reflektivität zu erreichen.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterlasers 1 illustriert. Dabei befindet sich die Schutzschichtenfolge 4 an einer Reflexionsseite 12 des Halbleiterlasers 1, an der die Laserstrahlung L reflektiert wird. Hierzu ist die Schutzschichtenfolge 4 ein Teil eines Bragg-Spiegels 5 mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Schichten 51 mit hohem Brechungsindex und Schichten 52 mit niedrigem Brechungsindex. Die Schichten 51, 52 weisen jeweils eine optische Dicke von λ/4 auf, wobei λ die Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung L ist.
Durch die Schutzschichtenfolge 4 ist die der Facette 3 der Reflexionsseite 12 nächstgelegene Schicht 52 mit niedrigem Brechungsindex gebildet. Dabei weist der Bragg-Spiegel 5 zwei Bereiche 5a, 5b auf, die aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sind. Jeder der Bereiche 5a, 5b weist bevorzugt genau zwei Schichtpaare aus den Schichten 51, 52 auf. Die weitere niedrigbrechende Schicht 52 des Bereichs 5a an der Facette 3 ist bevorzugt durch eine Aluminiumoxidschicht gebildet. Die hochbrechenden Schichten 51 des Bereichs 5a sind bevorzugt durch Tantaloxidschichten oder Titanoxidschichten realisiert. Bei den hochbrechenden Schichten 51 des Bereichs 5b handelt es sich etwa um Siliziumschichten, die niedrigbrechenden Schichten 52 des Bereichs 5b sind bevorzugt ebenfalls Aluminiumoxidschichten.
Bevorzugt sind beide Facetten 3, also sowohl an der Auskoppelseite 11 als auch an der Reflexionsseite 12, mit einer Schutzschichtenfolge 4 versehen.
Der Halbleiterlaser 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 weist mehrere Emittereinheiten 10 auf. Jede der beispielsweise fünf Emittereinheiten 10 ist durch einen Halbleiterlaser 1 gebildet, wie in den 1 oder 2 dargestellt. Die Emittereinheiten 10 können monolithisch in der Halbleiterschichtenfolge 2 sowie dem Substrat 21 integriert sein, in 3 symbolisiert durch Strich-Linien zwischen den Emittereinheiten 10. Alternativ ist es möglich, dass die einzelnen Emittereinheiten 10 durch einen Spalt voneinander getrennt sind und/oder auf einem nicht gezeichneten, weiteren Träger angebracht sind.
Beispielsweise ist jede der Emittereinheiten 10 zur Emission von Laserstrahlung L der gleichen Wellenlänge eingerichtet. Eine optische Leistung von jeder der Emittereinheiten 10 liegt bevorzugt bei mindestens 10 W. Die einzelnen Emittereinheiten 10 können untereinander baugleich sein.
Beim Ausführungsbeispiel der 4 sind mehrere der Abschlussschichten 43 vorhanden. Zwischen benachbarten Abschlussschichten 43 befindet sich je eine Zwischenschicht 2. Die Abschlussschichten 43 sind bevorzugt allesamt baugleich gestaltet. Entsprechendes gilt bevorzugt für die Zwischenschichten 42. Die der Halbleiterschichtenfolge 2 nächstgelegene Abschlussschicht 43 folgt direkt auf die Startschicht 41.
Da die Zwischenschichten 42 aus einem für die Laserstrahlung L absorbierenden Material sind, sind die Zwischenschichten 42 jeweils sehr dünn zu wählen. Durch die hohen Strahlintensitäten und durch die Wärmeentwicklung in der Schutzschichtenfolge 4 wandeln sich die insbesondere Silizium-Zwischenschichten 42 während des Betriebs des Halbleiterlasers 1 von den zugehörigen Abschlussschichten 43 her ausgehend in Siliziumoxid um, wie in Verbindung mit 1 erläutert. Diese Umwandlung kann zu einem Großteil bereits während der ersten Betriebsminuten des Halbleiterlasers 1 erfolgen und teilweise auch bereits während des Erzeugens der Abschlussschichten 43 sowie der Zwischenschichten 42. So findet ein deutlich messbarer Anteil der Oxidation bereits beim Tempern nach der Beschichtung mit der Schutzschichtenfolge 40 statt. Eine weitere Umwandlung in Siliziumoxid erfolgt jedoch auf größeren Zeitskalen. So sinkt die Absorption durch die Zwischenschichten 42 auf einer Zeitskala von mehreren 100 Betriebsstunden weiter deutlich ab. Das heißt, mit zunehmender Betriebsdauer wird die Schutzschichtenfolge 4 immer durchlässiger für die Laserstrahlung L.
Durch die Verwendung mehrerer Zwischenschichten 42 kann eine verbesserte Diffusionsbarriere realisiert werden. Durch das Oxidieren der Zwischenschicht 42 von Rändern der Zwischenschichten 42 her ist dabei jede Zwischenschicht 42 beispielsweise nach einigen 100 Betriebsstunden zu ungefähr 60 % oxidiert. Die Oxidation der Zwischenschichten 42 erfolgt insbesondere nur bis zu einer sehr geringen Tiefe im Bereich von 1 nm bis 2 nm. Durch die Verwendung vieler Zwischenschichten 42 lässt sich dabei effektiv eine gute Barrierewirkung erzielen, bei insgesamt geringer Siliziumschichtdicke. Demgegenüber würde eine einzige, massive und dickere Siliziumschicht nur zu einem erheblich geringeren Anteil oxidiert werden, womit höhere Absorptionsverluste für die Laserstrahlung L verbunden wären.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 sind wiederum mehrere Zwischenschichten 42 und mehrere Abschlussschichten 43 vorhanden. Ausgehend von der Startschicht 41 folgen Paare aus Zwischenschichten 42 und Abschlussschichten 43 abwechselnd unmittelbar aufeinander. Insbesondere durch die der Startschicht 41 am nächsten gelegene Zwischenschicht 42 lässt sich eine verbesserte Schichthaftung der Abschlussschichten 43 an der Startschicht 41 erzielen.
Wie auch in 4 ist es beim Ausführungsbeispiel der 5 möglich, dass sich eine weitere, nicht gezeichnete Zwischenschicht an einer der Facette 3 abgewandten Außenseite der Schutzschichtenfolge 4 befindet, die die Schutzschichtenfolge 4 nach außen hin begrenzt.
In den 6A und 6B ist eine relative optische Ausgangsleistung P gegenüber der Betriebsdauer t aufgetragen. Dabei werden Halbleiterlaser 1 mit jeweils fünf Emittereinheiten 10 verwendet, wie in 3 dargestellt. Die Darstellung in 6B bezieht sich hierbei auf das Ausführungsbeispiel der 1 mit der dort beschriebenen Schutzschichtenfolge 4. In 6A ist ein Vergleichshalbleiterlaser illustriert, bei dem aber die Zwischenschicht 42 fehlt, bei ansonsten identischem Aufbau.
Die fünf Emittereinheiten 10, siehe 3, werden insgesamt mit einem Strom von 62 A betrieben, resultierend in einer optischen Ausgangsleistung beim Start der Messreihe von 65 W. Die Messungen erfolgten bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C.
Gemäß 6A sind nach etwa 800 Betriebsstunden sämtliche Emittereinheiten 10 ausgefallen. Damit ergibt sich aus 6A eine Lebensdauer dieses Halbleiterlasers von ungefähr 600 h. Demgegenüber erfolgt gemäß 6B bis zu 2170 Betriebsstunden kein Ausfall der Emittereinheiten 10. Aus 6B lässt sich damit aufgrund der Zwischenschicht 42 eine erheblich erhöhte Lebensdauer von mindestens 2170 Stunden ablesen.
Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind bevorzugt voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben.
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.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 112 610.4 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterlaser
10: Emittereinheit
11: Auskoppelseite
12: Reflexionsseite
2: Halbleiterschichtenfolge
21: Substrat
22: aktive Zone
3: Facette
4: Schutzschichtenfolge
41: Startschicht
42: Zwischenschicht
43: Abschlussschicht
44: Gruppe 14-Teilschicht
45: Gruppe 14-Oxid-Teilschicht
5: Bragg-Spiegel
51: hochbrechende Schicht
52: niedrigbrechende Schicht
6: Metallisierung
G: Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge
L: Laserstrahlung
P: optische Leistung in %
t: Zeit in h

Claims

Kantenemittierender Halbleiterlaser (1) mit - einer Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer aktiven Zone (22) zur Erzeugung von Laserstrahlung (L) aus dem Materialsystem AlInGaAs, - einer Facette (3) an der Halbleiterschichtenfolge (2) zur Auskopplung und/oder Reflexion der Laserstrahlung (L), und - einer Schutzschichtenfolge (4) direkt an der Facette (3) zum Schutz der Facette (3) vor Beschädigungen, wobei die Schutzschichtenfolge (4) in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge (2) in der angegebenen Reihenfolge aufweist: - eine monokristalline Startschicht (41) aus einem Gruppe 12-Gruppe 16-Material, - eine Zwischenschicht (42), die aus einer Si-Teilschicht und einer an einer Abschlussschicht (43) zugewandten Seite angeordneten Teilschicht aus oxidiertem Silizium zusammengesetzt ist, wobei die Zwischenschicht (42) eine Dicke zwischen einschließlich 1 nm und 5 nm aufweist, und - die mindestens eine Abschlussschicht (43), welche aus Al und/oder Ta sowie aus O und optional aus N besteht, sodass die Abschlussschicht (43) aus einem anderen Materialsystem ist als die Startschicht (41) und als die Si-Teilschicht der Zwischenschicht (42).
Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - die Startschicht (41) aus ZnSe oder ZnS ist, und - die Abschlussschicht (43) aus amorphem Al₂O₃ ist.
Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Startschicht (41) eine Dicke zwischen einschließlich 10 nm und 100 nm und/oder zwischen einschließlich 10 % und 40 % einer Dicke der Abschlussschicht (43) aufweist, wobei die Dicke der Abschlussschicht (43) zwischen einschließlich 25 nm und 500 nm liegt, und wobei die Startschicht (41) um mindestens einen Faktor 3 dicker ist als die Zwischenschicht (42).
Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Schutzschichtenfolge (4) an einer Auskoppelseite (11) des Halbleiterlasers (1) zur Auskopplung der Laserstrahlung (L) befindet, sodass die Schutzschichtenfolge (4) als Antireflexschicht mit einer optischen Dicke von (1+N)λ/4 gestaltet ist mit einer Toleranz von höchstens λ/16, wobei N eine ganze Zahl ≥ 0 und λ die Wellenlänge maximaler Intensität der Laserstrahlung (L) ist.
Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Schutzschichtenfolge (4) an einer Reflexionsseite (12) des Halbleiterlasers (1) zur Reflexion der Laserstrahlung (L) befindet, wobei die Schutzschichtenfolge (4) von einem Bragg-Spiegel (5) für die Laserstrahlung (L) umfasst ist.
Halbleiterlaser (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Bragg-Spiegel (5) zwischen einschließlich 3 und 8 Schichtpaare (5a, 5b) aus hochbrechenden Schichten (51) und niedrigbrechenden Schichten (52) umfasst, wobei mindestens zwei Arten von Schichtpaaren (5a, 5b) mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung vorhanden sind.
Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die genau eine Startschicht (41), die genau eine Zwischenschicht (42) und die genau eine Abschlussschicht (43) unmittelbar aufeinander folgen.
Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schutzschichtenfolge (4) M Abschlussschichten (43) und M-1 Zwischenschichten (42) aufweist und M eine ganze Zahl > 3 ist, wobei sich unmittelbar zwischen zwei benachbarten Abschlussschichten (43) je eine der Zwischenschichten (42) befindet, und wobei sich eine der Abschlussschichten (43) unmittelbar an der Startschicht (41) befindet.
Halbleiterlaser (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schutzschichtenfolge (4) J Abschlussschichten (43) und J Zwischenschichten (42) aufweist und J eine ganze Zahl ≥ 2 ist, wobei die Zwischenschichten (42) und die Abschlussschichten (43) je unmittelbar aufeinander folgen, und wobei sich eine der Zwischenschichten (42) unmittelbar an der Startschicht (41) befindet.
Halbleiterlaser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der für eine mittlere Emissionsleistung der Laserstrahlung (L) von mindestens 8 W eingerichtet ist, wobei im Betrieb eine Energiedichte an der Facette (3) mit der Schutzschichtenfolge (4) mindestens stellenweise bei wenigstens 6 MW/cm² liegt.