DE112018006117T5 - Oberflächenemittierender halbleiterlaser - Google Patents

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Yoshiaki Watanabe
Takayuki Kawasumi
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Abstract

Ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser, der mit Folgendem versehen ist: einem Substrat; einer in Kontakt mit dem Substrat vorgesehenen ersten Elektrode; einer auf dem Substrat vorgesehenen ersten Lichtreflexionsschicht; einer auf dem Substrat vorgesehenen zweiten Lichtreflexionsschicht, wobei die erste Lichtreflexionsschicht dazwischen angeordnet ist; eine zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht vorgesehene aktive Schicht; eine Strombegrenzungsschicht, die zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist, wobei die Strombegrenzungsschicht ein Strominjektionsgebiet enthält; eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Elektrode, wobei die zweite Lichtreflexionsschicht dazwischen angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der zweiten Elektrode in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist; und eine Kontaktschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist, wobei die Kontaktschicht ein Kontaktgebiet enthält, mit dem die zweite Elektrode in Kontakt ist. Das Kontaktgebiet weist eine kleinere Fläche als die des Strominjektionsgebiets auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Technologie betrifft einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser, der eine Strombegrenzungsschicht enthält.
  • Stand der Technik
  • Die oberflächenemittierenden Halbleiterlaser bieten gegenüber kantenemittierenden Halbleiterlasern viele Vorteile. Daher befinden sich die oberflächenemittierenden Halbleiterlaser in der Entwicklung (siehe zum Beispiel PTL 1). Beispiele für die oberflächenemittierenden Halbleiterlaser beinhalten einen VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator) .
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2006-114 915
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Es ist erwünscht, Strahlungseigenschaften von Strahlen der oberflächenemittierenden Halbleiterlaser zu verbessern. Beispiele für die Strahlen mit hohen Strahlungseigenschaften beinhalten beispielsweise einen Strahl mit einem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak.
  • Daher ist es wünschenswert, einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser bereitzustellen, der eine Verbesserung der Strahlungseigenschaften von Strahlen ermöglicht.
  • Ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie enthält ein Substrat, eine in Kontakt mit dem Substrat vorgesehene erste Elektrode, eine auf dem Substrat vorgesehene erste Lichtreflexionsschicht, eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Lichtreflexionsschicht, wobei die erste Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und dem Substrat angeordnet ist, eine zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht vorgesehene aktive Schicht, eine Strombegrenzungsschicht, die zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Strominjektionsgebiet enthält, eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Elektrode, wobei die zweite Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Elektrode und dem Substrat angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der zweiten Elektrode in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, und eine Kontaktschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Kontaktgebiet enthält, das mit der zweiten Elektrode in Kontakt ist, wobei das Kontaktgebiet eine kleinere Fläche als eine Fläche des Strominjektionsgebiets aufweist.
  • Bei dem oberflächenemittierenden Halbleiterlaser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist die Fläche des Kontaktgebiets kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets. Dies ermöglicht es, Stromdichte um eine Mitte des Strominjektionsgebiets zu erhöhen, und dies vereinfacht das Bewirken einer Oszillation in einem transversalen Modus niedriger Ordnung.
  • Bei dem oberflächenemittierenden Halbleiterlaser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist die Fläche des Kontaktgebiets kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets. Dies vereinfacht den Erhalt eines Strahls mit einem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak. Demgemäß ist es möglich, Strahlungseigenschaften von Strahlen zu verbessern.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Inhalte lediglich Beispiele für die vorliegende Offenbarung sind. Die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die obige Beschreibung beschränkt, und die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung können andere Wirkungen sein oder können andere Wirkungen mit beinhalten.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine perspektivische Halbschnittansicht einer schematischen Konfiguration eines Halbleiterlasers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [2] 2 ist ein Schema, das eine Querschnittskonfiguration des in 1 dargestellten Halbleiterlasers schematisch darstellt.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration eines Strominjektionsgebiets und eines Kontaktgebiets, die in 2 dargestellt sind, schematisch darstellt.
    • [4] 4 ist eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel (1) für die Konfiguration des Strominjektionsgebiets und des Kontaktgebiets, die in 3 dargestellt sind, schematisch darstellt.
    • [5] 5 ist eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel (2) für die Konfiguration des Strominjektionsgebiets und des Kontaktgebiets, die in 3 dargestellt sind, schematisch darstellt.
    • [6] 6 ist eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel (3) für die Konfiguration des Strominjektionsgebiets und des Kontaktgebiets, die in 3 dargestellt sind, schematisch darstellt.
    • [7] 7 ist eine perspektivische Halbschnittansicht einer schematischen Konfiguration eines Halbleiterlasers gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • [8] 8 ist ein Schema, das von einer zweiten Elektrode des in 7 dargestellten Halbleiterlasers injizierte elektrische Ströme schematisch darstellt.
    • [9] 9 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen Stromdichten und Positionen in einem in 8 dargestellten Strominjektionsgebiet darstellt.
    • [10] 10 ist ein Schaubild, das Strahlungseigenschaften von durch den in 7 dargestellten Halbleiterlaser emittiertem Licht darstellt.
    • [11] 11 ist ein Schema, das von einer zweiten Elektrode des in 1 dargestellten Halbleiterlasers injizierte elektrische Ströme schematisch darstellt.
    • [12] 12 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen Stromdichten und Positionen in einem in 11 dargestellten Strominjektionsgebiet darstellt.
    • [13] 13 ist ein Schaubild, das Strahlungseigenschaften von durch den in 1 dargestellten Halbleiterlaser emittiertem Licht darstellt.
    • [14A] 14A ist ein Schaubild, das eine Beziehung (1) zwischen einem Bereich des Kontaktgebiets und Ausgabewinkeln eines FFPs (Far Field Pattern, Fernfeldmuster) darstellt.
    • [14B] 14B ist ein Schaubild, das eine Beziehung (2) zwischen dem Bereich des Kontaktgebiets und den Ausgabewinkeln des Fernfeldmusters (FFP) darstellt.
    • [15] 15 ist ein Schaubild, das Beziehungen zwischen injizierten Strömen und Lichtabgaben bezüglich der in 1 und 7 dargestellten jeweiligen Halbleiterlaser darstellt.
    • [16] 16 ist ein Schema, das eine Querschnittskonfiguration eines Halbleiterlasers gemäß einer Modifikation schematisch darstellt.
    • [17] 17 ist ein Schema, das ein anderes Beispiel für die Querschnittskonfiguration des in 2 dargestellten Halbleiterlasers oder dergleichen schematisch darstellt.
  • Durchführungsweisen der Erfindung
  • Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Details einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.
  • Erste Ausführungsform
  • Halbleiterlaser, bei dem die Fläche des Kontaktgebiets kleiner ist als die Fläche des Strominjektionsgebiets
  • Modifikation
  • Beispiel, in dem die zweite Lichtreflexionsschicht ein Diffusionsgebiet enthält
  • [Ausführungsform]
  • 1 und 2 stellen jeweils eine schematische Konfiguration eines oberflächenemittierenden Halbleiterlasers (ein Halbleiterlaser 1) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie dar. 1 stellt eine Teilquerschnittskonfiguration des Halbleiterlasers 1, gesehen aus einer schräg nach oben verlaufenden Richtung, dar. 2 stellt eine vergrößerte Querschnittskonfiguration des in 1 dargestellten Teils dar. Der Halbleiterlaser 1 enthält eine gestapelte Struktur 10 von Halbleitern auf einer Fläche (einer vorderen Fläche) eines Substrats 11 und enthält einen Antireflexionsfilm 23 auf der anderen Fläche (einer hinteren Fläche) des Substrats 11. Die gestapelte Struktur 10 ist in einem Mesagebiet 11M des Substrats 11 vorgesehen und enthält eine erste Lichtreflexionsschicht 12, eine aktive Schicht 13, eine Strombegrenzungsschicht 14, eine zweite Lichtreflexionsschicht 15 und eine Kontaktschicht 16 in dieser Reihenfolge von der Seite des Substrats 11 aus. Der Halbleiterlaser 1 enthält eine erste Elektrode 21 und eine zweite Elektrode 22. Die erste Elektrode 21 ist mit dem Substrat 11 in Kontakt, und die zweite Elektrode 22 ist mit der Kontaktschicht 16 in Kontakt. Bei dem Halbleiterlaser 1 kommt in der gestapelten Struktur 10, die auf der Seite der vorderen Fläche des Substrats 11 vorgesehen ist, erzeugtes Licht aus der Seite der hinteren Fläche des Substrats 11 heraus. Daher ist der Halbleiterlaser 1 ein so genannter rückemittierender VCSEL.
  • Das Substrat 11 enthält zum Beispiel ein Galliumarsenidsubstrat (GaAS-Substrat). Das Substrat 11 enthält ein Material, das für das in der gestapelten Struktur 10 (insbesondere der aktiven Schicht 13) erzeugte Licht hoch transparent ist. Das Substrat 11 kann Indiumphosphid (InP), Galliumnitrid (GaN), Indiumgalliumnitrid (InGaN), Saphir, Silicium (Si), Siliciumcarbid (SiC) oder dergleichen enthalten.
  • Das Mesagebiet 11M ist in einem selektiven Gebiet in dem Substrat 11 vorgesehen. Das Mesagebiet 11M enthält die gestapelte Struktur 10, die einem Ätzen zum Vorsehen einer vorbestimmten Form unterzogen wurde. Eine planare Form (eine xy-Ebene in 1) des Mesagebiets 11M ist zum Beispiel eine Kreisform. Das Mesagebiet 11M enthält die gestapelte Struktur 10, die eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Das Substrat 11 kann mehrere der Mesagebiete 11M enthalten. Die jeweiligen gestapelten Strukturen 10, die in den mehreren Mesagebieten 11M vorgesehen sind, sind voneinander entfernt.
  • Die erste Lichtreflexionsschicht 12, die auf der vorderen Fläche des Substrats 11 vorgesehen ist, ist eine DBR-Schicht (DBR: Distributed Bragg Reflector, verteilter Bragg-Reflektor), die zwischen dem Substrat 11 und der aktiven Schicht 13 angeordnet ist. Die erste Lichtreflexionsschicht 12 liegt der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 mit der dazwischen angeordneten aktiven Schicht 13 gegenüber. Die erste Lichtreflexionsschicht 12 ist dazu konfiguriert, in der aktiven Schicht 13 erzeugtes Licht zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht 12 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 zu resonieren.
  • Die erste Lichtreflexionsschicht 12 weist eine gestapelte Struktur auf, in der eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex und eine Schicht mit hohem Brechungsindex abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Die Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist n-Typ Alx1Ga(1-x1)As (0 < X1 < 1) mit beispielsweise einer Dicke des optischen Films von λ/4. λ stellt eine Oszillationswellenlänge des Halbleiterlasers 1 dar. Die Schicht mit hohem Brechungsindex ist n-Typ AlX2Ga (1-X2)As (0 ≤ X2 < X1) mit beispielsweise einer Dicke des optischen Films von λ/4.
  • Die aktive Schicht 13, die zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht 12 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 vorgesehen ist, enthält zum Beispiel ein auf Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs) basierendes Halbleitermaterial. Die aktive Schicht 13 ist dazu konfiguriert, von der zweiten Elektrode 22 injizierte Elektronen über die Strombegrenzungsschicht 14 (insbesondere ein später zu beschreibendes Strominjektionsgebiet 14A) aufzunehmen und dielektrisches Emissionslicht zu erzeugen. Zum Beispiel kann undotiertes AlX4Ga(1a-X4) As (0 ≤ X4 < 1) als die aktive Schicht 13 verwendet werden. Die aktive Schicht 13 kann zum Beispiel eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW-Struktur, MQW: multi quantum well) aus GaAs und AlGaAs aufweisen. Die aktive Schicht 13 kann eine Mehrfachquantentopfstruktur aus InGaAs und AlGaAs aufweisen.
  • Es ist auch möglich, eine erste Abstandsschicht 13a zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht 12 und der aktiven Schicht 13 bereitzustellen (2). Die erste Abstandsschicht 13a kann zum Beispiel n-Typ AlX3Ga(1-X3) As (0 ≤ X3 < 1) enthalten. Beispiele für n-Typ-Fremdkörper beinhalten Silicium (Si), Selen (Se) und dergleichen.
  • Es ist auch möglich, eine zweite Abstandsschicht 13b zwischen der aktiven Schicht 13 und der Strombegrenzungsschicht 14 bereitzustellen ( 2). Die zweite Abstandsschicht 13b kann zum Beispiel p-Typ AlX5Ga(1-X5) As (0 ≤ X5 < 1) enthalten. Beispiele für p-Typ-Fremdstoffe beinhalten Kohlenstoff (C), Zink (Zn), Magnesium (Mg), Beryllium (Be) und dergleichen.
  • Die aktive Schicht 13, die erste Abstandsschicht 13a und die zweite Abstandsschicht 13b können zum Beispiel ein Halbleitermaterial basierend auf Aluminiumindiumgalliumarsenid (AlInGaAs), basierend auf Aluminiumgalliumindiumphosphor (AlGaInP), basierend auf Aluminiumindiumgalliumnitrid (AlInGaN) oder dergleichen entsprechend der Materialbeschaffenheit des Substrats 11 enthalten.
  • Die Strombegrenzungsschicht 14, die zwischen der aktiven Schicht 13 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 vorgesehen ist, weist zum Beispiel ein im Wesentlichen kreisförmiges Strominjektionsgebiet 14A in einem zentralen Teil des Mesagebiets 11M in der Draufsicht (in der xy-Ebene in 1) auf (1 und 3 sind später beschrieben). Ein Umfangsseitenteil des Mesagebiets 11M in der Strombegrenzungsschicht 14 weist einen hohen Widerstand auf und ist ein Strombegrenzungsgebiet. Der Teil der Umfangsseite der Strombegrenzungsschicht 14 ist zum Beispiel oxidiert und weist dadurch einen hohen Widerstand auf. Das Strominjektionsgebiet 14A ist auf eine Art und Weise vorgesehen, dass das Strominjektionsgebiet 14A von dem Strombegrenzungsgebiet umgeben ist. Durch derartiges Vorsehen der Strombegrenzungsschicht 14 ist es möglich, durch die zweite Elektrode 22 in die aktive Schicht 13 injizierte elektrische Ströme zu begrenzen und die Strominjektionsleistung zu erhöhen. Dies ermöglicht es, einen Schwellenstrom zu reduzieren. Der Radius R14 (3) des im Wesentlichen kreisförmigen Strominjektionsgebiets 14A beträgt zum Beispiel 20 µm bis 50 µm.
  • Die Strombegrenzungsschicht 14 enthält zum Beispiel p-Typ AlX6Ga(1-X6) As (0 ≤ X6 < 1). Die Strombegrenzungsschicht wird durch Oxidieren von AlX6Ga (1-X6) As von dem Umfang des Mesagebiets 11M gebildet. Das Strombegrenzungsgebiet enthält zum Beispiel Aluminiumoxid (AlOx). Ein Teil der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 kann auch zwischen der zweiten Abstandsschicht 13b und der Strombegrenzungsschicht 14 vorgesehen sein.
  • Die zweite Lichtreflexionsschicht 15 ist eine DBR-Schicht, die zwischen der Strombegrenzungsschicht 14 und der Kontaktschicht 16 vorgesehen ist. Die zweite Lichtreflexionsschicht 15 liegt der ersten Lichtreflexionsschicht 12 mit der dazwischen angeordneten aktiven Schicht 13 und Strombegrenzungsschicht 14 gegenüber. Die zweite Lichtreflexionsschicht 15 weist eine gestapelte Struktur auf, in der eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex und eine Schicht mit hohem Brechungsindex abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Die Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist p-Typ AlX1Ga(1-X1)As (0 < X7 < 1) mit beispielsweise einer Dicke des optischen Films von λ/4. Die Schicht mit hohem Brechungsindex ist p-Typ AlX8Ga(1-X8) As (0 ≤ X8 < X7) mit beispielsweise einer Dicke des optischen Films von λ/4.
  • Die Kontaktschicht 16 ist zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 und der zweiten Elektrode 22 vorgesehen. Die Kontaktschicht 16 enthält ein Kontaktgebiet 16A in einem Gebiet, das das Strominjektionsgebiet 14A in der Draufsicht (der xy-Ebene in 2) überlappt. Das Kontaktgebiet 16A ist zum Beispiel in dem zentralen Teil der Kontaktschicht 16 in der Draufsicht vorgesehen. Die zweite Elektrode 22 ist mit dem Kontaktgebiet 16A in der Kontaktschicht 16 in Kontakt. Mit anderen Worten ist das Kontaktgebiet 16 ein Gebiet, in dem die zweite Elektrode 22 mit der gestapelten Struktur 10 in Kontakt ist.
  • 3 stellt eine Form des Kontaktgebiets 16A in der Draufsicht (der xy-Ebene) mit dem Strominjektionsgebiet 14A dar. Das Kontaktgebiet 16A weist in der Draufsicht zum Beispiel eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt auf. Zum Beispiel ist das Kontaktgebiet 16A auf eine Art und Weise vorgesehen, dass die gesamte Fläche des Kontaktgebiets 16A das Strominjektionsgebiet 14A überlappt. Das Kontaktgebiet 16A ist vorzugsweise in einer Position vorgesehen, in der die Mitte (eine Mitte C16) des Kontaktgebiets 16A die Mitte (eine Mitte C14) des Strominjektionsgebiets 14A in der Draufsicht überlappt. Mit anderen Worten ist das Kontaktgebiet 16A mit dem Strominjektionsgebiet 14A vorzugsweise konzentrisch.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Fläche des Kontaktgebiets 16A kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies ermöglicht es, Stromdichte von durch die zweite Elektrode 22 injizierten elektrischen Strömen nahe der Mitte des Strominjektionsgebiets 14A zu erhöhen, und dies vereinfacht das Bewirken einer Oszillation in einem transversalen Modus niedriger Ordnung. Details davon werden später beschrieben. Der Radius R16 des im Wesentlichen kreisförmigen Kontaktgebiets 16A beträgt zum Beispiel 5 µm bis 15 µm. Die Fläche des Kontaktgebiets 16A ist vorzugsweise kleiner als die oder gleich der Hälfte der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A.
  • 4 stellt ein anderes Beispiel für das Platzieren des Kontaktgebiets 16A und des Strominjektionsgebiets 14A dar. Das Kontaktgebiet 16A ist vorzugsweise in einer Position vorgesehen, in der sich die Mitte C16 des Kontaktgebiets 16A in der Draufsicht nahe der Mitte C14 des Strominjektionsgebiets 14A befindet. Es ist jedoch auch möglich, das Kontaktgebiet 16A auf eine Art und Weise vorzusehen, dass die Mitte C16 des Kontaktgebiets 16A von der Mitte C14 des Strominjektionsgebiets 14A verschoben ist.
  • Wie in 5 und 6 dargestellt ist, können das Kontaktgebiet 16A und das Strominjektionsgebiet 14A in der Draufsicht im Wesentlichen rechteckige Formen aufweisen. In diesem Fall sind zum Beispiel die Längen aller Seiten des Kontaktgebiets 16A kürzer als die Längen der Seiten des Strominjektionsgebiets 14A. Das Kontaktgebiet 16A und das Strominjektionsgebiet 14A können dreieckige Formen oder polygonale Formen mit fünf oder mehr Seiten in der Draufsicht aufweisen. Mit anderen Worten können das Kontaktgebiet 16A und das Strominjektionsgebiet 14A in der Draufsicht im Wesentlichen Kreisformen oder polygonale Formen aufweisen.
  • Die Kontaktschicht 16 mit solch einem Kontaktgebiet 16A enthält zum Beispiel p-Typ AlX6Ga (1-X9)As (0 ≤ X9 < 1). Die Kontaktschicht 16 kann ein Teil der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 sein. Der Teil der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 ist ein der zweiten Elektrode 22 am nächsten gelegener Teil.
  • Die an der gestapelten Struktur 10 installierte zweite Elektrode 22 ist in einem Gebiet vorgesehen, in dem mindestens ein Teil der zweiten Elektrode 22 in der Draufsicht das Strominjektionsgebiet 14A überlappt. Die zweite Elektrode 22 weist in der Draufsicht zum Beispiel im Wesentlichen die gleiche Form wie die Form des Kontaktgebiets 16A auf. Die zweite Elektrode 22 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt mit in der Draufsicht zum Beispiel im Wesentlichen dem gleichen Radius wie der Radius des Kontaktgebiets 16A auf. Die zweite Elektrode 22 ist in dem Kontaktgebiet 16A vorgesehen. Die zweite Elektrode 22 enthält einen Metallfilm, wie zum Beispiel Gold (Au), Germanium (Ge), Silber (Ag), Palladium (Pd), Platin (Pt), Nickel (Ni), Titan (Ti), Vanadium (V), Wolfram (W), Chrom (Cr), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Zinn (Sn), Indium (In) oder dergleichen.
  • Die erste Elektrode 21 ist zum Beispiel in Kontakt mit der vorderen Fläche des Substrats 11 vorgesehen. Zum Beispiel ist die erste Elektrode 21 außerhalb des Mesagebiets 11M auf eine Art und Weise vorgesehen, dass die erste Elektrode 21 das Mesagebiet 11M umgibt. Die erste Elektrode 21 ist zum Beispiel eine ringförmige Elektrode. Die erste Elektrode 21 kann mit der hinteren Fläche des Substrats 11 in Kontakt sein. Die erste Elektrode 21 enthält einen Metallfilm, wie zum Beispiel Gold (Au), Germanium (Ge), Silber (Ag), Palladium (Pd), Platin (Pt), Nickel (Ni), Titan (Ti), Vanadium (V), Wolfram (W), Chrom (Cr), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Zinn (Sn), Indium (In) oder dergleichen. Die erste Elektrode 21 kann einen einschichtigen Metallfilm enthalten oder kann einen Metallfilm mit einer gestapelten Struktur enthalten.
  • Der Antireflexionsfilm 23, der an der hinteren Fläche des Substrats 11 befestigt ist, ist auf eine Art und Weise vorgesehen, dass der Antireflexionsfilm 23 der gestapelten Struktur 10 gegenüberliegt. Der Antireflexionsfilm 23 ist dazu konfiguriert, Reflexion von Licht an der hinteren Fläche des Substrats 11 zu unterdrücken und Licht effizient von der hinteren Fläche des Substrats 11 zu extrahieren. Der Antireflexionsfilm 23 enthält zum Beispiel Siliciumoxid (SiO2), Siliciumnitrid (SiN) oder dergleichen.
  • Solch ein Halbleiterlaser 1 wird zum Beispiel wie unten beschrieben hergestellt.
  • Zunächst werden die erste Lichtreflexionsschicht 12, die erste Abstandsschicht 13a, die aktive Schicht 13, die zweite Abstandsschicht 13b, die Strombegrenzungsschicht 14, die zweite Lichtreflexionsschicht 15 und die Kontaktschicht 16 in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 11 gestapelt. Dieses geschichtete Produkt wird zum Beispiel durch ein epitaxiales Kristallaufwachsverfahren unter Verwendung von Molekularstrahlepitaxie (MBE), metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD, metalorganic chemical vapor deposition) oder dergleichen gebildet.
  • Als Nächstes wird zum Beispiel ein flacher kreisförmiger Resistfilm auf der Kontaktschicht 16 gebildet. Unter Verwendung des Resistfilms als eine Maske wird Ätzen von der Kontaktschicht 16 zu der ersten Lichtreflexionsschicht 12 durchgeführt. Das Ätzen wird zum Beispiel durch reaktives Ionenätzen (RIE, reactive-ion etching) durchgeführt. Dies ermöglicht es, die im Wesentlichen zylindrische gestapelte Struktur 10 im Mesagebiet 11M auf dem Substrat 11 zu bilden. Nach dem Ätzen wird der Resistfilm entfernt.
  • Als Nächstes wird die Strombegrenzungsschicht 14 einer Oxidationsbehandlung bei hoher Temperatur in einer Wasserdampfatmosphäre unterzogen. Die Oxidationsbehandlung ermöglicht es, das Strombegrenzungsgebiet in einem bestimmten Gebiet ausgehend von dem Umfang des Mesagebiets 11M zu bilden und das Strominjektionsgebiet 14A in dem zentralen Teil des Mesagebiets 11M zu bilden. Anschließend wird die zweite Elektrode 22 in dem Kontaktgebiet 16A auf der Kontaktschicht 16 gebildet, und die erste Elektrode 21 wird in der vorderen Fläche des Substrats 11 gebildet. Schließlich wird das Substrat 11 gedünnt, und der Halbleiterlaser 11 ist fertiggestellt.
  • [Betrieb]
  • Wenn zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 22 in dem Halbleiterlaser 1 eine vorbestimmte Spannung angelegt wird, werden durch die Strombegrenzungsschicht 14 begrenzte elektrische Ströme über das Strominjektionsgebiet 14A in die aktive Schicht 13 injiziert. Dies ermöglicht es, Licht durch Elektronen-Loch-Rekombination zu emittieren. Das Licht wird zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht 12 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 reflektiert und bewegt sich dazwischen, erzeugt Laseroszillation mit einer vorbestimmten Wellenlänge und wird als Laserlicht von der Seite der ersten Lichtreflexionsschicht 12 (des Substrats 11) extrahiert. Von mehreren der Mesagebiete 11M emittierte jeweilige Lichtstrahlen überlappen sich, und die sich überlappenden Lichtstrahlen werden von dem Halbleiterlaser 1 extrahiert.
  • [Funktionsweise und Wirkungen]
  • Bei dem Halbleiterlaser 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Fläche des Gebiets, in dem die zweite Elektrode 22 mit der gestapelten Struktur 10 in Kontakt ist, das heißt die Fläche des Kontaktgebiets 16A, kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies ermöglicht es, Stromdichte um die Mitte des Strominjektionsgebiets 14A zu erhöhen, und dies vereinfacht das Bewirken einer Oszillation in einem transversalen Modus niedriger Ordnung. Nachfolgend werden solch eine Funktionsweise und solche Wirkungen unter Bezugnahme auf ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
  • 7 und 8 stellen schematisch eine Konfiguration eines Halbleiterlasers (eines Halbleiterlasers 100) gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. In dem Halbleiterlaser 100 wird in der aktiven Schicht 13 erzeugtes Licht von der Seite des Substrats 11 extrahiert. Mit anderen Worten ist der Halbleiterlaser 100 ein rückemittierender Halbleiterlaser. Bei dem Halbleiterlaser 100 ist eine zweite Elektrode (eine zweite Elektrode 122) in Kontakt mit einer gesamten Fläche der Kontaktschicht 16, und ein Kontaktgebiet (ein Kontaktgebiet 116A) beinhaltet die gesamte Fläche der Kontaktschicht 16. Die Fläche des Kontaktgebiets 116A ist größer als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies ist ein Unterschied zwischen dem Halbleiterlaser 100 und dem Halbleiterlaser 1.
  • Bei dem Halbleiterlaser 100 konzentrieren sich aus der Nähe eines Umfangs der zweiten Elektrode 122 injizierte elektrische Ströme I (8) um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum. Daher ist die Stromdichte um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum wahrscheinlich größer als die Stromdichte in der Mitte des Strominjektionsgebiets 14A.
  • 9 ist ein berechnetes Ergebnis einer Beziehung zwischen Stromdichten und Positionen in dem Strominjektionsgebiet 14A in dem Halbleiterlaser 100. Wie in 9 dargestellt ist, ist ersichtlich, dass die Stromdichte um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum größer ist als die Stromdichte in der Mitte des Strominjektionsgebiets 14A in dem Halbleiterlaser 100.
  • Wenn die Stromdichte um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum hoch ist, weist Oszillation in einem transversalen Modus hoher Ordnung gegenüber der Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung einen Vorteil auf, und es werden sich aus der Oszillation in dem transversalen Modus hoher Ordnung ergebende Strahlen erzeugt. Beispiele für den transversalen Modus beinhalten einen LP-Modus (Linearly Polarized Mode, Linear Polarisierter Modus). Die sich aus der Oszillation in dem transversalen Modus hoher Ordnung ergebenden Strahlen weisen zum Beispiel ein Intensitätsverteilungsprofil mit mehreren Peaks oder einen weiten Emissionswinkel auf. Wenn das Strominjektionsgebiet 14A eine große Fläche aufweist sind insbesondere viele transversale Moden hoher Ordnung gestattet. Dies erleichtert es, die sich aus der Oszillation in den transversalen Moden hoher Ordnung ergebenden Strahlen zu erzeugen.
  • 10 stellt ein Beispiel für Lichtintensitätsverteilung von von dem Halbleiterlaser 100 emittierten Strahlen dar. Die von dem Halbleiterlaser 100 emittierten Strahlen weisen ein Intensitätsverteilungsprofil mit mehreren Peaks auf, wie in 10 dargestellt ist. Darüber hinaus weisen die Strahlen weite Emissionswinkel auf.
  • In einem Fall, dass das Strominjektionsgebiet 14A eine kleine Fläche aufweist, neigt die Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung dazu, einen Vorteil zu haben. Daher ist es auch möglich, mehrere der gestapelten Strukturen 10, die die Strominjektionsgebiete 14A enthalten, die jeweils eine kleine Fläche aufweisen, parallel zu verbinden und vorgegebenes Licht abzugeben. Zum Beispiel sind ungefähr mehrere Hundert bis eintausend gestapelte Strukturen 10, die im Wesentlichen kreisförmige Strominjektionsgebiete 14A, die jeweils einen Radius von 4 µm oder weniger aufweisen, enthalten, parallel verbunden. Dies ermöglicht es, zu bewirken, dass alle der gestapelten Strukturen 10 gleichzeitig Licht emittieren. Daher ist es erforderlich, dass die jeweiligen gestapelten Strukturen 10 die gleichen Lichtabgabeeigenschaften haben, und die mehreren gestapelten Strukturen 10 müssen sicher verbunden werden.
  • Es ist jedoch aufgrund der Oxidationsprozesseigenschaften schwierig, die mehreren Strominjektionsgebiete 14A mit der gleichen Größe auf einer Wafer-Oberfläche herzustellen, da der Radius der Strominjektionsgebiete 14A nur ca. 4 µm beträgt. Demgemäß kann ein Ertrag abnehmen, wenn die ungefähr mehreren Hundert bis Tausend gestapelten Strukturen 10, wie oben beschrieben, parallel verbunden sind. Darüber hinaus weisen die gestapelten Strukturen 10 zum Beispiel Höhen von ungefähr mehreren µm auf. Es ist schwierig, eine eingebettete Struktur mit solch einer Höhe zu bilden, bei der die Höhen aller der gestapelten Strukturen 10 einheitlich sind. Darüber hinaus ist es auch schwierig, alle der gestapelten Strukturen 10 mit einheitlichen Öffnungen zur Verbindung der ersten Elektrode 21 mit der zweiten Elektrode 122 zu bilden. Darüber hinaus ist es auch schwierig, durch Unebenheiten verursachte Unterbrechungen vollständig zu eliminieren. Wie oben beschrieben wurde, ist es schwierig, mehrere Hundert oder mehr gestapelte Strukturen 10 sicher zu verbinden, und der Ertrag kann abnehmen.
  • Wie in 11 dargestellt ist, kann andererseits die Fläche des Kontaktgebiets 16A in dem Halbleiterlaser 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kleiner sein als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Daher konzentrieren sich die von der zweiten Elektrode 22 injizierten elektrischen Ströme I um die Mitte des Strominjektionsgebiets 14A herum.
  • 12 stellt ein Rechenergebnis einer Beziehung zwischen Stromdichten und Positionen in dem Strominjektionsgebiet 14A in dem Halbleiterlaser 1 dar. 12 stellt auch ein Ergebnis des in 9 dargestellten Halbleiterlasers 100 zusätzlich zu dem Ergebnis des Halbleiterlasers 1 dar. Bei dem Halbleiterlaser 1, der das kleinere Kontaktgebiet 16A enthält, ist die Stromdichte um die Mitte des Strominjektionsgebiets 14A herum größer als am Umfang des Strominjektionsgebiets 14A.
  • Dies ermöglicht es, bei der Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung oder insbesondere einem Modus 0-ter Ordnung (einem LP01-Modus) einen Vorteil zu bieten, und der Halbleiterlaser 1 emittiert sich aus der Oszillation in dem Modus 0-ter Ordnung ergebende Strahlen.
  • 13 stellt die Lichtintensitätsverteilung von von dem Halbleiterlaser 1 emittierten Strahlen dar. Die von dem Halbleiterlaser 1 emittierten Strahlen weisen ein Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak auf, wie in 13 dargestellt ist. Darüber hinaus weisen die Strahlen kleine Emissionswinkel auf. Zum Beispiel ist die Größe des Strominjektionsgebiets 14A des Halbleiterlasers 1 (13) gleich der des Halbleiterlasers 100 ( 10). Daher ist es für den Halbleiterlaser 1 möglich, selbst in einem Fall, in dem das Strominjektionsgebiet 14A eine große Fläche aufweist, Strahlen mit dem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak zu emittieren.
  • 14A stellt eine Beziehung zwischen einer Größe der Fläche des Kontaktgebiets 16A und Ausgabewinkeln eines FFP dar, die in einem Fall erhalten wird, dass eine Fläche des Strominjektionsgebiets 14A eine Fläche A1 ist, und 14B stellt eine Beziehung zwischen einer Größe der Fläche des Kontaktgebiets 16A und den Ausgabewinkeln des FFP dar, die in einem Fall erhalten wird, dass die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A eine Fläche A2 ist (A1 und A2 sind Werte der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A und erfüllen eine Beziehung A1 < A2). Auf diese Weise ist ersichtlich, dass der Ausgabewinkel des FFPs abnimmt, wenn die Fläche des Kontaktgebiets 16A kleiner ist als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A.
  • 15 stellt Berechnungsergebnisse von Beziehungen zwischen Lichtabgabe und Injektionsströmen der Halbleiterlaser 1 und 100 dar. Der Halbleiterlaser 1 ermöglicht es, eine ähnliche Ausgabe wie der Halbleiterlaser 100 zu erhalten.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist die Fläche des Kontaktgebiets 16A in dem Halbleiterlaser 1 kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies ergibt bei der Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung sogar in einem Fall, dass das Strominjektionsgebiet 14A eine große Fläche aufweist, einen Vorteil. Daher ist es möglich, durch Vergrößern der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A eine hohe Abgabeleistung zu erzielen, und es ist auch möglich, sich aus der Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung ergebende Strahlen mit einem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak zu emittieren. Darüber hinaus ermöglicht die Zunahme der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A, die Anzahl miteinander verbundener gestapelter Strukturen 10 drastisch zu reduzieren. Dies erleichtert es, dass die jeweiligen gestapelten Strukturen 10 einheitliche Lichtabgabeeigenschaften aufweisen, und dies ermöglicht eine Zunahme des Ertrags.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist die Fläche des Kontaktgebiets 16A gemäß der vorliegenden Ausführungsform kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies ermöglicht es, Strahlen mit einem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak zu erhalten. Dementsprechend ist es möglich, Strahlungseigenschaften der Strahlen zu verbessern. Selbst in einem Fall, dass das Strominjektionsgebiet 14A eine große Fläche aufweist, neigt die Oszillation in dem transversalen Modus niedriger Ordnung darüber hinaus dazu, einen Vorteil zu haben. Dies ermöglicht es, sowohl eine hohe Abgabeleistung als auch eine Verbesserung der Strahlungseigenschaften zu erzielen. Wenn die mehreren gestapelten Strukturen 10 parallel verbunden sind, ist es für die jeweiligen gestapelten Strukturen 10 darüber hinaus leichter, einheitliche Lichtabgabeeigenschaften aufzuweisen. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Ertrag zu verbessern.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, den Halbleiterlaser 1 dazu zu verwenden, zu verursachen, dass die mehreren gestapelten Strukturen 10 unabhängig Licht emittieren und zum Beispiel über die Zeit Strahlungslichtmuster zu ändern. Beim Gebrauch mit unabhängiger Ansteuerung wird eine Struktur von Verdrahtungsleitungen und dergleichen kompliziert. Im Gebrauch des Halbleiterlasers 1, der eine hohe Abgabeleistung und eine Einzeloszillation im transversalen Modus erzielt, ist es jedoch zum Beispiel möglich, im Vergleich zu dem Halbleiterlaser 100 die Anzahl der zum Erzielen der gleichen Lichtabgabe verwendeten gestapelten Strukturen 10 zu reduzieren. Daher ist selbst in einem Fall einer unabhängigen Ansteuerung der gestapelten Strukturen 10 eine Konstruktion mit zusätzlichen Verdrahtungsleitungen möglich.
  • Bei einer Zunahme der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A erhöht sich darüber hinaus die Lichtabgabe von jeder der gestapelten Strukturen 10. Dies erleichtert daher zum Beispiel die Einstellung der Anzahl der gestapelten Strukturen 10 zum Entsprechen ihrer individuellen Ansteuerungsmuster. Dementsprechend ist es möglich, den Halbleiterlaser 1 freier zu konstruieren.
  • Bei der Verwendung des Halbleiterlasers 1 ist es darüber hinaus möglich, eine Konzentration von elektrischen Strömen um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum im Vergleich zu dem Halbleiterlaser 100 zu unterdrücken. Dies ermöglicht es, eine Beeinträchtigung um den Umfang des Strominjektionsgebiets 14A herum, die sich durch die Konzentration von elektrischen Strömen ergibt, zu unterdrücken und ermöglicht die Verbesserung der Zuverlässigkeit.
  • Darüber hinaus entspricht ein Produktionsprozess des Halbleiterlasers 1 im Wesentlichen einem Produktionsprozess des Halbleiterlasers 100. Zum Beispiel ist es nur erforderlich, die zweite Elektrode 22 statt der zweiten Elektrode 122 des Halbleiterlasers 100 zu bilden. Die zweite Elektrode 22 ist kleiner als die zweite Elektrode 122. Mit anderen Worten ist es nicht erforderlich, irgendeinen Produktionsprozess hinzuzufügen oder eine spezielle Änderung oder dergleichen an dem Produktionsprozess vorzunehmen, und es ist eine leichte Produktion des Halbleiterlasers 1 möglich.
  • Bei dem rückemittierenden Halbleiterlaser 1 ist darüber hinaus die Vorderseite des Substrats 11, auf der die gestapelte Struktur 10 vorgesehen ist, über ein Lötmittel auf einem Subträger montiert. Dies ermöglicht es, Wärme in einem kurzen Abstand von einem Lichtemissionsteil direkt abzugeben. Darüber hinaus neigt der die zweite Elektrode 22 enthaltende Halbleiterlaser 1 dazu, im Vergleich zu einem von der Vorderseite emittierenden Halbleiterlaser, der die ringförmige Elektrode enthält, eine gleichförmige Stromdichtenverteilung zu haben. Darüber hinaus ist es leicht, die Größe der Fläche des Strominjektionsgebiets 14A zu vergrößern. Dementsprechend ist der rückemittierende Halbleiterlaser 1 für eine hohe Abgabeleistung geeigneter als der von der Vorderseite emittierende Halbleiterlaser.
  • Solch ein Halbleiterlaser 1, der es ermöglicht, sowohl eine hohe Abgabeleistung als auch eine Verbesserung der Strahlungseigenschaften zu erzielen, ist zum Beispiel vorzugsweise auf eine Erfassungslichtquelle, einen Laserdrucker und dergleichen anwendbar. Insbesondere wird eine hohe Wirksamkeit erhalten, wenn der Halbleiterlaser 1, der das große Mesagebiet 11M und das große Strominjektionsgebiet 14A enthält, verwendet wird.
  • Als Nächstes wird eine Modifikation der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die gleichen Komponenten wie die der oben beschriebenen Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibungen wie angemessen weggelassen werden.
  • [Modifikation]
  • 16 stellt schematisch eine Querschnittskonfiguration eines Halbleiterlasers (eines Halbleiterlasers 1A) gemäß einer Modifikation der oben beschriebenen Ausführungsform dar. Der Halbleiterlaser 1A enthält ein Diffusionsgebiet R (ein elektrisch leitendes Gebiet) in einem in der Draufsicht das Kontaktgebiet 16A überlappenden Gebiet. Außer des Fusionsgebiets R weist der Halbleiterlaser 1A eine ähnliche Konfiguration wie der Halbleiterlaser 1 auf und erreicht die gleiche Funktionsweise und die gleichen Wirkungen ähnlich wie beim Halbleiterlaser 1.
  • Das Diffusionsgebiet R ist zum Beispiel ein Gebiet, in dem Fremdstoffe, wie zum Beispiel Zink (Zn) oder dergleichen, diffundiert werden. Die Fremdstoffe werden zum Beispiel durch Thermodiffusion oder dergleichen diffundiert. Zum Beispiel ist das Diffusionsgebiet R in einem Gebiet in der Kontaktschicht 16 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 selektiv gebildet, wobei das Gebiet in der Draufsicht das Kontaktgebiet 16A überlappt. Das Diffusionsgebiet R weist eine höhere Fremdstoffkonzentration als der andere Teil in der Kontaktschicht 16 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 auf. Daher weist das Diffusionsgebiet R in der Kontaktschicht 16 und in der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der andere Teil auf. Dies ermöglicht es, die Stromkonzentrationswirkung um die Mitte des Strominjektionsgebiets 14A herum zu erhöhen. Es ist nicht erforderlich, das Diffusionsgebiet R in einer Dickenrichtung (in einer z-Richtung in 16) zu einem Teil der zweiten Lichtreflexionsschicht 15 (einem Teil auf der Seite der Strombegrenzungsschicht 14) zu erweitern.
  • Es wird bevorzugt, dass das Diffusionsgebiet R die aktive Schicht 13 nicht erreicht. Wenn die aktive Schicht 13 mit der höchsten Lichtintensität das Diffusionsgebiet R, das die höchste Fremdstoffkonzentration aufweist, enthält, absorbieren die Fremdstoffe Licht und können ein Strahlungsprofil und eine Wärmeerzeugungsmenge beeinflussen.
  • Auf ähnliche Weise wie der Halbleiterlaser 1A ist die Fläche des Kontaktgebiets 16A in dem Halbleiterlaser 1A gemäß der vorliegenden Modifikation kleiner als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A. Dies erleichtert den Erhalt von Strahlen mit einem Intensitätsverteilungsprofil mit einem einzigen Peak. Dementsprechend ist es möglich, Strahlungseigenschaften der Strahlen zu verbessern. Darüber hinaus enthält das das Kontaktgebiet 16A überlappende Gebiet das Diffusionsgebiet R, das eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der andere Teil aufweist. Dies ermöglicht es, eine sogar noch höhere Stromdichte um die Mitte des Strominjektionsgebiets 14A zu erreichen. Dementsprechend ist es möglich, Strahlungseigenschaften von Strahlen effektiver zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, die Ansteuerungsspannung zu reduzieren. Dies ermöglicht die Verbesserung der Lichtausbeute.
  • Die vorliegende Technologie ist oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform und die Modifikation beschrieben worden. Die vorliegende Technologie ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können verschiedene Arten von Modifikationen an ihr vorgenommen werden. Zum Beispiel sind jede der Komponenten der Halbleiterlaser 1 und 1A, die bei der vorhergehenden Ausführungsform und dergleichen beispielhaft beschrieben worden, ihre Anordnung, ihre Anzahl und dergleichen lediglich Beispiele. Es müssen nicht zwangsweise alle der Komponenten vorgesehen sein, oder es kann eine andere Komponente weiter vorgesehen sein. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform und dergleichen ist zum Beispiel ein Fall beschrieben worden, in dem die erste Elektrode 21 auf der vorderen Fläche des Substrats 11 vorgesehen ist. Es ist jedoch nur erforderlich, dass die erste Elektrode 21 mit dem Substrat 11 in Kontakt ist. Die erste Elektrode 21 kann auf der hinteren Fläche des Substrats 11 vorgesehen sein.
  • Darüber hinaus ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform und dergleichen ein Fall beschrieben worden, in dem die gesamte Fläche der zweiten Elektrode 22 mit der Kontaktschicht 16 in Kontakt ist. Es ist jedoch auch möglich, die zweite Elektrode 22 auf eine Art und Weise vorzusehen, dass nur ein Teil der zweiten Elektrode 22 mit der Kontaktschicht 16 in Kontakt ist. Mit anderen Worten kann die Fläche der zweiten Elektrode 22 in der Draufsicht von der Fläche des Kontaktgebiets 16A verschieden sein. Wie in 17 dargestellt ist, kann zum Beispiel eine Isolierschicht 24 auf der Kontaktschicht 16 vorgesehen sein. Die Isolierschicht 24 weist im Kontaktgebiet 16A eine Öffnung auf. In diesem Fall kann die Fläche der zweiten Elektrode 22 in der Draufsicht größer als die Fläche des Strominjektionsgebiets 14A sein.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 6 ist darüber hinaus oben ein Fall beschrieben worden, in dem die Form des Kontaktgebiets 16A in der Draufsicht der Form des Strominjektionsgebiets 14A im Wesentlichen ähnelt. Die Form des Kontaktgebiets 16A kann in der Draufsicht jedoch von der Form des Strominjektionsgebiets 14A verschieden sein. Zum Beispiel kann das Kontaktgebiet 16A in der Draufsicht eine Kreisform aufweisen, und das Strominjektionsgebiet 14A kann in der Draufsicht eine polygonale Form aufweisen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung beschriebenen Wirkungen lediglich Beispiele sind; daher sind Wirkungen bei der vorliegenden Technologie nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Technologie kann andere Wirkungen haben.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie auch wie folgt konfiguriert sein kann.
    1. (1) Ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser, enthaltend:
      • ein Substrat;
      • eine in Kontakt mit dem Substrat vorgesehene erste Elektrode;
      • eine auf dem Substrat vorgesehene erste Lichtreflexionsschicht;
      • eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Lichtreflexionsschicht, wobei die erste Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und dem Substrat angeordnet ist; eine zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht vorgesehene aktive Schicht;
      • eine Strombegrenzungsschicht, die zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Strominjektionsgebiet enthält;
      • eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Elektrode, wobei die zweite Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Elektrode und dem Substrat angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der zweiten Elektrode in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist; und
      • eine Kontaktschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Kontaktgebiet enthält, das mit der zweiten Elektrode in Kontakt ist,
      • wobei das Kontaktgebiet eine kleinere Fläche als eine Fläche des Strominjektionsgebiets aufweist.
    2. (2) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach (1), wobei eine gesamte Fläche des Kontaktgebiets in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist.
    3. (3) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach (1) oder (2), wobei das Kontaktgebiet und das Strominjektionsgebiet in der Draufsicht jeweils eine Kreisform aufweisen.
    4. (4) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach (1) oder (2), wobei das Kontaktgebiet und das Strominjektionsgebiet in der Draufsicht jeweils eine polygonale Form aufweisen.
    5. (5) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach einem von (1) bis (4), wobei eine Mitte des Kontaktgebiets in der Draufsicht in einer eine Mitte des Strominjektionsgebiet in der Draufsicht überlappenden Position vorgesehen ist.
    6. (6) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach einem von (1) bis (5), wobei eine Stromdichte um eine Mitte des Strominjektionsgebiets herum größer als eine Stromdichte um einen Umfang des Strominjektionsgebiets ist.
    7. (7) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach einem von (1) bis (6), wobei die zweite Lichtreflexionsschicht und die Kontaktschicht ein elektrisch leitendes Gebiet haben, das in einer das Kontaktgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, wobei das elektrisch leitende Gebiet eine höhere elektrische Leitfähigkeit als ein anderer Teil hat.
    8. (8) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach (7), wobei das elektrisch leitende Gebiet eine höhere Fremdstoffkonzentration als eine Fremdstoffkonzentration des anderen Teils in der zweiten Lichtreflexionsschicht und der Kontaktschicht hat.
    9. (9) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach einem von (1) bis (8), wobei das Substrat ein Mesagebiet in einem selektiven Gebiet hat, und die erste Lichtreflexionsschicht, die zweite Lichtreflexionsschicht, die aktive Schicht und die Strombegrenzungsschicht in dem Mesagebiet vorgesehen sind.
    10. (10) Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser nach einem von (1) bis (9), wobei das Substrat für in der aktiven Schicht erzeugtes Licht transparent ist.
  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 30.November 2017 im japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2017-230071 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
  • Für Fachleute liegt auf der Hand, dass es in Abhängigkeit von Designanforderungen und anderen Faktoren verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Unterkombinationen und Abänderungen geben kann, sofern sie innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche oder ihrer Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006114915 [0003]
    • JP 2017230071 [0071]

Claims (10)

  1. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser, umfassend: ein Substrat; eine in Kontakt mit dem Substrat vorgesehene erste Elektrode; eine auf dem Substrat vorgesehene erste Lichtreflexionsschicht; eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Lichtreflexionsschicht, wobei die erste Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und dem Substrat angeordnet ist; eine zwischen der zweiten Lichtreflexionsschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht vorgesehene aktive Schicht; eine Strombegrenzungsschicht, die zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Strominjektionsgebiet enthält; eine auf dem Substrat vorgesehene zweite Elektrode, wobei die zweite Lichtreflexionsschicht zwischen der zweiten Elektrode und dem Substrat angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil der zweiten Elektrode in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist; und eine Kontaktschicht, die zwischen der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht vorgesehen ist und ein Kontaktgebiet enthält, das mit der zweiten Elektrode in Kontakt ist, wobei das Kontaktgebiet eine kleinere Fläche als eine Fläche des Strominjektionsgebiets aufweist.
  2. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei eine gesamte Fläche des Kontaktgebiets in einer das Strominjektionsgebiet überlappenden Position vorgesehen ist.
  3. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei das Kontaktgebiet und das Strominjektionsgebiet in der Draufsicht jeweils eine Kreisform aufweisen.
  4. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei das Kontaktgebiet und das Strominjektionsgebiet in der Draufsicht jeweils eine polygonale Form aufweisen.
  5. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei eine Mitte des Kontaktgebiets in der Draufsicht in einer eine Mitte des Strominjektionsgebiets in der Draufsicht überlappenden Position vorgesehen ist.
  6. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei eine Stromdichte um eine Mitte des Strominjektionsgebiets herum größer als eine Stromdichte um einen Umfang des Strominjektionsgebiets ist.
  7. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei die zweite Lichtreflexionsschicht und die Kontaktschicht ein elektrisch leitendes Gebiet haben, das in einer das Kontaktgebiet überlappenden Position vorgesehen ist, wobei das elektrisch leitende Gebiet eine höhere elektrische Leitfähigkeit als ein anderer Teil hat.
  8. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 7, wobei das elektrisch leitende Gebiet eine höhere Fremdstoffkonzentration als eine Fremdstoffkonzentration des anderen Teils in der zweiten Lichtreflexionsschicht und der Kontaktschicht hat.
  9. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Mesagebiet in einem selektiven Gebiet hat, und die erste Lichtreflexionsschicht, die zweite Lichtreflexionsschicht, die aktive Schicht und die Strombegrenzungsschicht in dem Mesagebiet vorgesehen sind.
  10. Oberflächenemittierender Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei das Substrat für in der aktiven Schicht erzeugtes Licht transparent ist.
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