DE112021002102T5

DE112021002102T5 - Quantenkaskadenlaserelement, Quantenkaskadenlaservorrichtung und Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung

Info

Publication number: DE112021002102T5
Application number: DE112021002102.8T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Sugiyama; Kousuke Shibata; Kazuue FUJITA; Masahiro HITAKA
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2023-02-09
Also published as: JP7411484B2; US20230133283A1; WO2021200550A1; JP2021163922A

Abstract

Ein Quantenkaskadenlaserelement weist auf: ein Halbleitersubstrat, einen Halbleiterschichtstoff mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche, eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine an der ersten Stirnfläche ausgebildete Antireflexionsfolie. Der Halbleiterschichtstoff ist dazu konfiguriert, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr zu oszillieren. Die Antireflexionsfolie hat eine Isolierfolie, die eine CeO2-Folie ist, die auf der ersten Stirnfläche ausgebildet ist, eine erste Brechungsindexfolie, die eine YF3-Folie oder eine CeF3-Folie ist, die auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die Isolierfolie angeordnet ist, und eine zweite Brechungsindexfolie, die auf der ersten Brechungsindexfolie auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die erste Brechungsindexfolie ausgebildet ist und die einen Brechungsindex von größer als 1,8 hat.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Quantenkaskadenlaserelement, eine Quantenkaskadenlaservorrichtung und ein Verfahren zur Fertigung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist ein Quantenkaskadenlaserelement bekannt, welches ein Halbleitersubstrat, einen auf dem Halbleitersubstrat ausgebildeten Halbleiterschichtstoff, eine erste Elektrode, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleiterschichtstoffs ausgehend von dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode aufweist, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats ausgehend von dem Halbleiterschichtstoff ausgebildet ist, wobei eine Antireflexionsfolie auf einer Stirnfläche eines Paar Stirnflächen, das in dem Halbleiterschichtstoff enthalten ist, der eine aktive Schicht aufweist, ausgebildet ist (siehe beispielsweise JP 2013 - 254 764 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In jüngster Zeit hat es eine erhöhte Nachfrage nach einem Quantenkaskadenlaserelement gegeben, das Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr oszillieren kann. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass in dem zuvor beschriebenen Quantenkaskadenlaserelement eine Antireflexionsfolie realisiert ist, die den Reflexionsgrad von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder zuverlässig reduzieren kann und die eine ausreichende Haltbarkeit sicherstellen kann.
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Quantenkaskadenlaserelement, das eine Antireflexionsfolie aufweist, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, eine Quantenkaskadenlaservorrichtung und ein Verfahren zur Fertigung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung bereitzustellen.
Problemlösung
Ein Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist auf: ein Halbleitersubstrat; einen Halbleiterschichtstoff, der auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, um eine aktive Schicht mit einer Quantenkaskadenstruktur aufzuweisen und um eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufzuweisen, die einander in einer Lichtwellenleiterrichtung zugewandt sind; eine erste Elektrode, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleiterschichtstoffs ausgehend von dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist; eine zweite Elektrode, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats ausgehend von dem Halbleiterschichtstoff ausgebildet ist, und eine Antireflexionsfolie, die auf der ersten Stirnfläche ausgebildet ist. Der Halbleiterschichtstoff ist dazu konfiguriert, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr zu oszillieren. Die Antireflexionsfolie hat eine Isolierfolie, die eine CeO₂-Folie ist, die in der ersten Stirnfläche ausgebildet ist, eine erste Brechungsindexfolie, die eine YF₃-Folie oder eine CeF₃-Folie ist, die an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die Isolierfolie angeordnet ist, und eine zweite Brechungsindexfolie, die auf der ersten Brechungsindexfolie an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die erste Brechungsindexfolie ausgebildet ist und einen Brechungsindex von größer als 1,8 hat.
In dem Quantenkaskadenlaserelement hat die Antireflexionsfolie die erste Brechungsindexfolie, die eine YF₃-Folie oder eine CeF₃-Folie ist, und die zweite Brechungsindexfolie hat einen Brechungsindex von größer als 1,8. Dementsprechend kann der Reflexionsgrad von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder zuverlässiger reduziert werden. Weiterhin hat die Antireflexionsfolie die Isolierfolie, die eine CeO₂-Folie ist, die an der ersten Stirnfläche ausgebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, die Sicherstellung einer Eigenschaft zum Übertragen von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr zu realisieren, was einen Kurzschluss an der ersten Stirnfläche verhindert und die Haftung der Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche verbessert. Daher kann eine ausreichende Haltbarkeit der Antireflexionsfolie sichergestellt werden. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem Quantenkaskadenlaserelement die Antireflexionsfolie, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In dem Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Antireflexionsfolie weiterhin eine Zwischenlagefolie aufweisen, die zwischen der Isolierfolie und der ersten Brechungsindexfolie angeordnet ist, wobei die Zwischenlagefolie eine ZnS-Folie sein kann, die auf der Isolierfolie ausgebildet ist, die erste Brechungsindexfolie kann eine YF₃-Folie sein, die auf der Zwischenlagefolie ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie kann eine ZnS-Folie sein. Gemäß diesem Aspekt kann eine Haftung zwischen den Folien, die die Antireflexionsfolie ausbilden, verbessert werden.
In dem Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Antireflexionsfolie weiterhin eine Zwischenlagefolie aufweisen, die zwischen der Isolierfolie und der ersten Brechungsindexfolie angeordnet ist, wobei die Zwischenlagefolie eine ZnS-Folie sein kann, die an der Isolierfolie ausgebildet ist, die erste Brechungsindexfolie kann eine CeF₃-Folie sein, die an der Zwischenlagefolie ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie kann eine ZnS-Folie sein. Gemäß diesem Aspekt kann eine Haftung zwischen den Folien, die die Antireflexionsfolie ausbilden, verbessert werden.
In dem Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die erste Brechungsindexfolie eine CeF₃-Folie sein, die an der Isolierfolie ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie kann eine ZnS-Folie sein. Gemäß diesem Aspekt kann die Konfiguration der Antireflexionsfolie vereinfacht werden.
In dem Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Dicke der Isolierfolie 150 nm oder weniger sein. Da die Qualität der Isolierfolie, die eine CeO₂-Folie ist, gemäß diesem Aspekt sichergestellt werden kann, kann folglich die Qualität jeder Folie, die die Antireflexionsfolie ausbildet, sichergestellt werden.
Eine Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegende Offenbarung weist auf: das Quantenkaskadenlaserelement; einen Stützabschnitt, der das Quantenkaskadenlaserelement stützt; ein Verbindungselement, das ein Elektrodenkissen, das in dem Stützabschnitt enthalten ist, und die zweite Elektrode in einem Zustand verbindet, in dem sich das Halbleitersubstrat auf einer Seite des Stützabschnitts in Bezug auf den Halbleiterschichtstoff befindet; eine Leitung, die mit der ersten Elektrode verbunden ist, und eine Antriebseinheit, die mit sowohl dem Elektrodenkissen als auch der Leitung elektrisch verbunden ist und konfiguriert ist, das Quantenkaskadenlaserelement anzutreiben. Die Antireflexionsfolie ist ausgebildet, den Stützabschnitt und/oder die Leitung ausgehend von der ersten Stirnfläche zu erreichen.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung ist die Antireflexionsfolie ausgebildet, den Stützabschnitt und/oder die Leitung ausgehend von der ersten Stirnfläche zu erreichen. Dementsprechend wird die an der ersten Stirnfläche erzeugte Wärme an dem Stützabschnitt und/oder an der Leitung, die die Antireflexionsfolie erreicht, einfach freigesetzt, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Antireflexionsfolie weder den Stützabschnitt noch die Leitung erreicht. Daher kann gemäß der Quantenkaskadenlaservorrichtung die Antireflexionsfolie, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
Eine Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegende Offenbarung weist auf: das Quantenkaskadenlaserelement; einen Stützabschnitt, der das Quantenkaskadenlaserelement stützt; ein Verbindungselement, das ein Elektrodenkissen, das in dem Stützabschnitt enthalten ist, und die erste Elektrode in einem Zustand verbindet, in dem sich der Halbleiterschichtstoff auf einer Seite des Stützabschnitts in Bezug auf das Halbleitersubstrat befindet; eine Leitung, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist, und eine Antriebseinheit die sowohl mit dem Elektrodenkissen als auch mit der Leitung elektrisch verbunden ist und konfiguriert ist, das Quantenkaskadenlaserelement anzutreiben. Die Antireflexionsfolie ist ausgebildet, den Stützabschnitt und/oder die Leitung von der ersten Stirnfläche zu erreichen.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung ist die Antireflexionsfolie ausgebildet, den Stützabschnitt und/oder die Leitung von der ersten Stirnfläche zu erreichen. Dementsprechend wird die an der ersten Stirnfläche erzeugte Wärme zu dem Stützabschnitt und/oder der Leitung, die die Antireflexionsfolie erreicht, einfach freigesetzt, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Antireflexionsfolie weder den Stützabschnitt noch die Leitung erreicht. Daher kann gemäß der Quantenkaskadenlaservorrichtung die Antireflexionsfolie, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Antriebseinheit das Quantenkaskadenlaserelement so antreiben, dass das Quantenkaskadenlaserelement Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert. Gemäß diesem Aspekt kann Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr durch die Antireflexionsfolie auf eine gepulste Art und Weise oszilliert werden. Außerdem kann Wärmeerzeugung auf der ersten Stirnfläche unterdrückt werden, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das Quantenkaskadenlaserelement durchgängig Laserlicht oszilliert. Daher kann die Verschlechterung der Antireflexionsfolie, die durch Wärmeerzeugung auf der ersten Stirnfläche verursacht ist, unterdrückt werden.
Ein Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist folgende Schritte auf: einen ersten Schritt zum Vorbereiten des Quantenkaskadenlaserelements und des Stützabschnitts, der das Elektrodenkissen aufweist, zum Verbinden des Elektrodenkissens mit der zweiten Elektrode unter Verwendung des Verbindungselements in einem Zustand, in dem sich das Halbleitersubstrat auf der Seite des Stützabschnitts in Bezug auf den Halbleiterschichtstoff befindet, und zum Verbinden der Leitung mit der ersten Elektrode, und einen zweiten Schritt, der nach dem ersten Schritt stattfindet, zum Ausbilden der Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche.
Nachdem in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung das Elektrodenkissen des Stützabschnitts und die zweite Elektrode des Quantenkaskadenlaserelements durch das Verbindungselement verbunden wurden, wird die Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche des Quantenkaskadenlaserelements ausgebildet. Dementsprechend wird eine Situation vermieden, bei der Wärme verwendet wird, wenn das Elektrodenkissen und die zweite Elektrode verbunden werden, welche die Verschlechterung der Antireflexionsfolie verursacht. Daher kann gemäß dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung die Antireflexionsfolie, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
Ein Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist folgende Schritte auf: einen ersten Schritt zum Vorbereiten des Quantenkaskadenlaserelements und des Stützabschnitts, der das Elektrodenkissen aufweist, zum Verbinden des Elektrodenkissens mit der ersten Elektrode unter Verwendung des Verbindungselements in einem Zustand, in dem sich der Halbleiterschichtstoff an der Seite des Stützabschnitts in Bezug auf das Halbleitersubstrat befindet, und zum Verbinden der Leitung mit der zweiten Elektrode, und einen zweiten Schritt, der nach dem ersten Schritt stattfindet, zum Ausbilden der Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche.
Nachdem in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung das Elektrodenkissen des Stützabschnitts und die erste Elektrode des Quantenkaskadenlaserelements durch das Verbindungselement verbunden wurden, wird die Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche des Quantenkaskadenlaserelements ausgebildet. Dementsprechend wird eine Situation vermieden, bei der Wärme verwendet wird, wenn das Elektrodenkissen und die erste Elektrode verbunden werden, welche die Verschlechterung der Antireflexionsfolie verursacht. Daher kann gemäß dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung die Antireflexionsfolie, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann in dem zweiten Schritt die Antireflexionsfolie so ausgebildet werden, dass sie den Stützabschnitt und/oder die Leitung von der ersten Stirnfläche aus erreicht. Gemäß diesem Aspekt kann die Quantenkaskadenlaservorrichtung, bei der die an der ersten Stirnfläche erzeugte Wärme einfach an den Stützabschnitt und/oder an die Leitung freigesetzt wird, die die Antireflexionsfolie erreicht, einfach und zuverlässig erzielt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, das Quantenkaskadenlaserelement, das die Antireflexionsfolie aufweist, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, die Quantenkaskadenlaservorrichtung und das Verfahren zur Fertigung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung bereitzustellen.
Figurenliste

1 ist eine Schnittdarstellung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung einer Ausführungsform.
2 ist eine Schnittdarstellung eines Quantenkaskadenlaserelements entlang Linie II-II gemäß 1 gezogen.
3 ist eine Schnittdarstellung des Quantenkaskadenlaserelements entlang Linie III-III gemäß 2 gezogen.
4 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Antireflexionsfolie gemäß 1.
5 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder Folie zeigt, die die Antireflexionsfolie ausbildet, gemäß 4.
6 ist eine Ausführungsform, die ein Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß 1.
7 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder-Folie, die eine Antireflexionsfolie eines ersten Modifikationsbeispiels ausbildet, zeigt.
8 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Antireflexionsfolie eines zweiten Modifikationsbeispiels.
9 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder Folie, die die Antireflexionsfolie des zweiten Modifikationsbeispiels ausbildet, zeigt.
10 ist eine Schnittdarstellung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Im Übrigen sind in den Zeichnungen gleiche oder äquivalente Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen sprachlich bezeichnet und eine doppelte Beschreibung entfällt.
[Konfiguration der Quantenkaskadenlaservorrichtung]
Wie in 1 gezeigt hat eine Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 ein Quantenkaskadenlaserelement 1. Wie in 2 und 3 gezeigt, hat das Quantenkaskadenlaserelement 1 ein Halbleitersubstrat 2, einen Halbleiterschichtstoff 3, eine Isolierfolie 4, eine erste Elektrode 5 und eine zweite Elektrode 6. Das Halbleitersubstrat 2 ist beispielsweise ein S-dotiertes InP Einkristallsubstrat mit einer rechteckigen Plattenform. In einem Beispiel ist eine Länge des Halbleitersubstrates 2 etwa 3 mm, eine Breite des Halbleitersubstrates 2 ist etwa 500 µm und eine Dicke des Halbleitersubstrates 2 ist etwa einhundert und einige Dutzend µm. In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Breitenrichtung des Halbleitersubstrates 2 als eine X-Achsenrichtung bezeichnet, eine Längenrichtung des Halbleitersubstrates 2 ist als eine Y-Achsenrichtung bezeichnet und eine Dickenrichtung des Halbleitersubstrates 2 ist als eine Z-Achsenrichtung bezeichnet.
Der Halbleiterschichtstoff 3 ist auf einer Fläche 2a des Halbleitersubstrats 2 ausgebildet. Der Halbleiterschichtstoff 3 hat eine aktive Schicht 31 mit einer Quantenkaskadenstruktur. Der Halbleiterschichtstoff 3 ist konfiguriert, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr zu oszillieren. In einem Beispiel ist der Halbleiterschichtstoff 3 konfiguriert, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von jedem Wert zwischen 7,5 und 16 µm, die eine Wellenlänge in einem Mittelinfrarotbereich ist, zu oszillieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Halbleiterschichtstoff 3 mittels Stapeln einer unteren Verkleidungsschicht 32, einer unteren Führungsschicht (nicht dargestellt), der aktiven Schicht 31, einer oberen Führungsschicht (nicht dargestellt), einer oberen Verkleidungsschicht 33 und einer Kontaktschicht (nicht dargestellt), in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite des Halbleitersubstrats 2 ausgebildet. Die obere Führungsschicht hat eine Beugungsgitterstruktur, die als eine verteilte Rückkopplungsstruktur (DFB) funktioniert.
Die aktive Schicht 31 ist beispielsweise eine Schicht mit einer Mehrfach-Quantentopfstruktur mit InGaAs / InAlAs. Sowohl die untere Verkleidungsschicht 32 als auch die obere Verkleidungsschicht 33 ist beispielsweise jeweils eine Si-dotierte InP-Schicht. Sowohl die untere Führungsschicht und als auch die obere Führungsschicht ist beispielsweise jeweils eine Si-dotierte InGaAs-Schicht. Die Kontaktschicht ist beispielsweise eine Si-dotierte InGaAs-Schicht.
Der Halbleiterschichtstoff 3 hat einen sich entlang der Y-Achsenrichtung erstreckenden Kammabschnitt / Scheitelabschnitt / Kantenabschnitt 30. Der Kammabschnitt 30 ist aus einem Abschnitt auf einer gegenüberliegenden Seite der unteren Verkleidungsschicht 32 von dem Halbleitersubstrat 2, der unteren Führungsschicht, der aktiven Schicht 31, der oberen Führungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht 33 und der Kontaktschicht ausgebildet. Eine Breite des Kammabschnitts 30 in der X-Achsenrichtung ist kleiner als eine Breite des Halbleitersubstrats 2 in der X-Achsenrichtung. Eine Länge des Kammabschnitts 30 in der Y-Achsenrichtung ist gleich einer Länge des Halbleitersubstrats 2 in der Y-Achsenrichtung. In einem Beispiel ist die Länge des Kammabschnitts 30 etwa 3 mm, die Breite des Kammabschnitts 30 ist etwa einige bis zehn µm und einige (weitere) µm und eine Dicke des Kammabschnitts ist 30 etwa einige µm. Der Kammabschnitt 30 befindet sich in der Mitte des Halbleitersubstrats 2 in der X-Achsenrichtung. Jede Schicht, die den Halbleiterschichtstoff 3 ausbildet, liegt in der X-Achsenrichtung nicht auf beiden Seiten des Kammabschnitts 30 vor.
Der Halbleiterschichtstoff 3 hat eine erste Stirnfläche 3a und eine zweite Stirnfläche 3b, die einander in einer Lichtwellenleiterrichtung A des Kammabschnitts 30 zugewandt sind. Die Lichtwellenleiterrichtung A ist eine zu der Y-Achsenrichtung parallele Richtung, die eine verlängerte Richtung des Kammabschnitts 30 ist. Die erste Stirnfläche 3a und die zweite Stirnfläche 3b fungieren als lichtemittierende Stirnflächen. Die erste Stirnfläche 3a und die zweite Stirnfläche 3b befinden sich in der Y-Achsenrichtung auf den gleichen Ebenen wie die beiden jeweiligen Seitenflächen des Halbleitersubstrats 2.
Die Isolierschicht 4 ist auf Seitenflächen 30b des Kammabschnitts 30 und auf einer Fläche 32a der unteren Verkleidungsschicht 32 ausgebildet, so dass eine Fläche 30a auf einer gegenüberliegenden Seite des Kammabschnitts 30 von dem Halbleitersubstrat 2 freigelegt ist. Die Seitenflächen 30b des Kammabschnitts 30 sind beides in der X-Achsenrichtung einander zugewandte Seitenflächen des Kammabschnitts 30. Die Fläche 32a der unteren Verkleidungsschicht 32 ist eine Fläche eines Abschnitts auf einer gegenüberliegenden Seite der unteren Verkleidungsschicht 32 ausgehend von dem Halbleitersubstrat 2, wobei der Abschnitt nicht den Kammabschnitt 30 ausbildet. Die Isolierschicht 4 ist beispielsweise eine SiN-Folie oder eine SiO₂-Folie.
Die erste Elektrode 5 ist auf einer Fläche 3c auf einer von dem Halbleitersubstrat 2 gegenüberliegenden Seite des Halbleiterschichtstoffs 3 ausgebildet. Die Fläche 3c des Halbleiterschichtstoffs 3 ist eine Fläche, die von der Fläche 30a des Kammabschnitts 30, den Seitenflächen 30b des Kammabschnitts 30 und der Fläche 32a der unteren Verkleidungsschicht 32 ausgebildet ist. Bei Betrachtung in der Z-Achsenrichtung befindet sich eine Außenkante der ersten Elektrode 5 innerhalb von Außenkanten des Halbleitersubstrats 2 und des Halbleiterschichtstoffs 3. Die erste Elektrode 5 ist in Kontakt mit der Fläche 30a des Kammabschnitts 30 auf der Fläche 30a des Kammabschnitts 30 und ist in Kontakt mit der Isolierschicht 4 auf den Seitenflächen 30b des Kantenabschnitts 30 und auf der Fläche 32a der unteren Verkleidungsschicht 32. Dementsprechend ist die erste Elektrode 5 durch die Kontaktschicht mit der oberen Verkleidungsschicht 33 elektrisch verbunden.
Die erste Elektrode 5 hat eine Metallgrundlagenschicht 51 und eine Metallbeschichtungsschicht 52. Die Metallgrundlagenschicht 51 ist ausgebildet, um sich entlang der Fläche 3c des Halbleiterschichtstoff 3 zu strecken. Die Metallgrundlagenschicht 51 ist beispielsweise eine Ti/Au-Schicht. Die Metallbeschichtungsschicht 52 ist so auf der Metallgrundlagenschicht 51 ausgebildet, dass der Kammabschnitt 30 in die Metallbeschichtungsschicht 52 eingebunden ist. Die Metallbeschichtungsschicht 52 ist beispielsweise eine Au-Beschichtungsschicht. Eine Fläche 52a auf einer gegenüberliegenden Seite der Metallbeschichtungsschicht 52 von dem Halbleitersubstrat 2 ist eine ebene Fläche lotrecht zu der Z-Achsenrichtung. In einem Beispiel ist die Fläche 52a der Metallbeschichtungsschicht 52 eine polierte Fläche, die durch chemisch-mechanisches Polieren geglättet ist, und Polierflecken sind auf der Fläche 52a der Metallbeschichtungsschicht 52 ausgebildet. Im Übrigen bedeutet der Fakt, dass der Kammabschnitt 30 in die Metallbeschichtungsschicht 52 eingebunden ist, dass der Kammabschnitt 30 mit der Metallbeschichtungsschicht 52 in einem Zustand bedeckt ist, in dem eine Dicke der Abschnitte der Metallbeschichtungsschicht 52 (Dicke der Abschnitte in der Z-Achsenrichtung) größer ist als die Dicke des Kammabschnitts 30 in der Z-Achsenrichtung, wobei sich die Abschnitte in der X-Achsenrichtung auf beiden Seiten des Kammabschnitts 30 befinden.
Die zweite Elektrode 6 ist auf einer Fläche 2b auf einer von dem Halbleiterschichtstoff 3 gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats 2 ausgebildet. Die zweite Elektrode 6 ist beispielsweise eine AuGe/Au-Folie, eine AuGe/Ni/Au-Folie oder eine Au-Folie. Die zweite Elektrode 6 ist elektrisch mit der unteren Verkleidungsschicht 32 durch das Halbleitersubstrat 2 verbunden.
Wie in 1 gezeigt, hat die Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 weiterhin einen Stützabschnitt 11, ein Verbindungselement 12, eine Vielzahl von Leitungen 15 und eine Impulsantriebseinheit (Antriebseinheit) 14.
Der Stützabschnitt 11 hat einen Körperabschnitt 111 und ein Elektrodenkissen 112. Der Stützabschnitt 11 ist beispielsweise ein Untergestell, in dem der Körperabschnitt 111 aus AIN hergestellt wird. Der Stützabschnitt 11 stützt das Quantenkaskadenlaserelement 1 in einem Zustand, in dem sich das Halbleitersubstrat 2 auf einer Seite des Stützabschnitts 11 in Bezug auf den Halbleiterschichtstoff 3 befindet (ein epi-Seite-oben-Zustand).
Das Verbindungselement 12 verbindet das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die zweite Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 in dem epi-Seite-oben-Zustand. Das Verbindungselement 12 ist beispielsweise ein Lötmittelelement, wie z.B. ein AuSn-Element. Eine Dicke eines Abschnitts des Verbindungselements 12, der zwischen dem Elektrodenkissen 112 und der zweiten Elektrode 6 angeordnet ist, beträgt beispielsweise etwa mehrere µm.
Die Vielzahl von Leitungen 15 ist mit der ersten Elektrode 5 verbunden. Jede Leitung 15 wird ausgebildet, indem Drahtbonden für die erste Elektrode 5 verwendet wird (genauer gesagt für die Fläche 52a der Metallbeschichtungsschicht 52). Zumindest eine Leitung 15 kann mit der ersten Elektrode 5 verbunden sein.
Die Impulsantriebseinheit 14 ist mit dem Elektrodenkissen 112 und jeder Leitung 15 elektrisch verbunden. Und zwar ist die Impulsantriebseinheit 14 sowohl mit der ersten Elektrode 5 als auch mit der zweiten Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 elektrisch verbunden. Die Impulsantriebseinheit 14 treibt das Quantenkaskadenlaserelement 1 an, so dass das Quantenkaskadenlaserelement 1 Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert. Eine Impulsbreite des Laserlichts ist beispielsweise 20 bis 1000 ns, eine Wiederholungsfrequenz des Laserlichts ist beispielsweise 1 bis 1000 kHz und ein Tastgrad ist beispielsweise 10% oder weniger.
Das Quantenkaskadenlaserelement 1 hat weiterhin eine Antireflexionsfolie 7. Die Antireflexionsfolie 7 ist an der ersten Stirnfläche 3a ausgebildet. Die Antireflexionsfolie 7 hat eine Funktion zum Unterdrücken der Resonanz von Laserlicht an der ersten Stirnfläche 3a und eine Funktion zum Reduzieren des Reflexionsgrads von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr, wenn das Laserlicht von der ersten Stirnfläche 3a emittiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet, beide, d.h. den Stützabschnitt 11 und jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a aus zu erreichen. Genauer gesagt erreicht die Antireflexionsfolie 7 eine Fläche auf einer Seite der ersten Stirnfläche 3a des Stützabschnitts 11 (und zwar eine Fläche auf der Seite der ersten Stirnfläche 3a sowohl des Elektrodenkissens 112 als auch des Körperabschnitts 111) ausgehend von der ersten Stirnfläche 3a über eine Fläche auf der Seite der ersten Stirnfläche 3a des Halbleitersubstrats 2, der zweiten Elektrode 6 und des Verbindungselements 12. Außerdem erreicht die Antireflexionsfolie 7 eine Fläche auf der Seite der ersten Stirnfläche 3a eines Verbindungsendabschnitts 15a jede Leitung 15 ausgehend von der ersten Stirnfläche 3a über eine Fläche auf der Seite der ersten Stirnfläche 3a der ersten Elektrode 5. Im Übrigen ist in 2 und 3 die Darstellung der Antireflexionsfolie 7 ausgelassen.
Wie in 4 gezeigt, hat die Antireflexionsfolie 7 eine Isolierfolie 71, eine Zwischenlagefolie 72, eine erste Brechungsindexfolie 73 und eine zweite Brechungsindexfolie 74. Die Isolierfolie 71 ist eine CeO₂-Folie, die an der ersten Stirnfläche 3a des Halbleiterschichtstoffs 3 ausgebildet ist. Die Zwischenlagefolie 72 ist eine ZnS-Folie, die an der Isolierfolie 71 auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die Isolierfolie 71 ausgebildet ist. Die erste Brechungsindexfolie 73 ist eine YF₃-Folie, die an der Zwischenlagefolie 72 auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die Zwischenlagefolie 72 ausgebildet ist. Die zweite Brechungsindexfolie 74 ist eine ZnS-Folie, die an der ersten Brechungsindexfolie 73 auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die erste Brechungsindexfolie 73 ausgebildet ist. Die Isolierfolie 71 ist direkt (und zwar, ohne, dass eine andere Folie oder dergleichen dazwischen angeordnet ist) auf der ersten Stirnfläche 3a vorgesehen. Die Zwischenlagefolie 72 ist direkt auf der Isolierfolie 71 ausgebildet. Die erste Brechungsindexfolie 73 ist direkt auf der Zwischenlagefolie 72 ausgebildet. Die zweite Brechungsindexfolie 74 ist direkt auf der ersten Brechungsindexfolie 73 ausgebildet.
5 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder Folie, die die in 4 gezeigte Antireflexionsfolie 7 ausbildet, zeigt. In 5 zeigen die „Wellenlängen“ in der „Foliendicke“-Spalte durch den Halbleiterschichtstoff 3 oszillierte Zentralwellenlängen von Laserlicht und in der „Foliendicke“-Spalte ist die Dicke jeder Folie beschrieben, die den Reflexionsgrad von Laserlicht jeder „Wellenlänge“ zu weniger als 0,1% reduzieren kann. Hier wird der Grund dafür, dass die Antireflexionsfolie 7 die erste Brechungsindexfolie 73 und die zweite Brechungsindexfolie 74 aufweist, beschrieben.
Wenn in einer Antireflexionsfolie, die nur einen Typ von Brechungsindexfolie aufweist, eine Zentralwellenlänge von Laserlicht λ ist, ein Brechungsindex des einen Typs von Brechungsindexfolie n ist und eine Dicke des einen Typs von Brechungsindexfolie t ist, falls eine Beziehung von t = λ/4n erfüllt ist, kann die Antireflexionsfolie den Reflexionsgrad des Laserlichts auf weniger als 0,1% reduzieren. Da n hier einer Quadratwurzel eines Brechungsindex des Halbleiterschichtstoffs 3 entspricht, wenn der Brechungsindex des Halbleiterschichtstoffs 3 3,2 ist, ist n = (3,2)^1/2 ≈ 1,8. Allerdings existiert ein Material mit einer Eigenschaft von ausreichender Lichtübertragung mit einer Wellenlänge von 7,5 µm oder mehr und mit einem Brechungsindex von 1,8 nicht. Daher ist in der Antireflexionsfolie 7 ein niedriger Reflexionsgrad durch die erste Brechungsindexfolie 73 mit einem Brechungsindex von kleiner als 1,8 und die zweite Brechungsindexfolie 74 mit einem Brechungsindex von größer als 1,8 realisiert.
Im Übrigen kann die Isolierfolie 71 eine Dicke haben, die die Sicherstellung einer Eigenschaft zum Übertragen von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr realisieren kann, was einen Kurzschluss auf der ersten Stirnfläche 3a verhindert und die Haftung der Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a verbessert. In der vorliegenden Ausführungsform ist, ausgehend von dem Gesichtspunkt zum Sichern der Qualität der Isolierfolie 71, eine Dicke der Isolierfolie 71 auf 150 nm oder weniger gesetzt. Außerdem kann die Zwischenlagefolie 72 eine Dicke haben, die die Haftung zwischen der Isolierfolie 71 und der ersten Brechungsindexfolie 73 verbessert realisieren kann.
Wenn in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, die Impulsantriebseinheit 14 eine Vorspannung an die aktive Schicht 31 des Quantenkaskadenlaserelements 1 anlegt, wird Licht von der aktiven Schicht 31 emittiert und Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge des Lichts von 7,5 µm oder mehr wird mit einer verteilten Rückkopplungsstruktur oszilliert. Zu dieser Zeit ist die Antireflexionsfolie 7 mit einer Funktion zum Reduzieren des Reflexionsgrads von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr an der ersten Stirnfläche 3a ausgebildet. Dementsprechend wird das Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr von der ersten Stirnfläche 3a durch die Antireflexionsfolie 7 auf eine gepulste Art und Weise oszilliert.
[Verfahren zur Fertigung einer Quantenkaskadenlaservorrichtung]
Ein Verfahren zur Fertigung der zuvor beschriebenen Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 wird beschrieben. Zuerst werden, wie in 6 (a) gezeigt, das Quantenkaskadenlaserelement 1 und der Stützabschnitt 11 vorbereitet. Anschließend werden in dem epi-Seite-oben-Zustand das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die zweite Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 durch das Verbindungselement 12 verbunden und die Vielzahl von Leitungen 15 wird mit der ersten Elektrode 5 des Quantenkaskadenlaserelements 1 (erster Schritt) verbunden.
Anschließend wird, wie in 6(b) gezeigt, die Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 (zweiter Schritt) ausgebildet. Zu dieser Zeit ist die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet, beide, d.h. sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 ausgehend von der ersten Stirnfläche 3a zu erreichen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antireflexionsfolie 7 durch Ausbilden jeder Folie durch Evaporation der Isolierfolie 71, der Zwischenlagefolie 72, der ersten Brechungsindexfolie 73 und der zweiten Brechungsindexfolie 74 der Reihe nach ausgebildet. Anschließend wird, wie in 1 gezeigt, die Impulsantriebseinheit 14 mit dem Elektrodenkissen 112 und mit jeder Leitung 15 elektrisch verbunden, um die Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 zu erhalten.
Im Übrigen wird in einem Beispiel das Quantenkaskadenlaserelement 1 wie folgt gefertigt. Zuerst wird eine Halbleiterschicht, die eine Vielzahl von Abschnitten hat, von denen jeder der Halbleiterschichtstoff 3 wird, an einer Fläche eines Halbleiterwafers ausgebildet, der eine Vielzahl von Abschnitten aufweist, von denen jeder das Halbleitersubstrat 2 wird. Anschließend wird ein Teil der Halbleiterschicht durch Ätzen entfernt, so dass die Abschnitte der Halbleiterschicht, von denen jeder der Halbleiterschichtstoff 3 wird, die Kammabschnitte 30 hat. Anschließend wird eine Isolierschicht, die eine Vielzahl von Abschnitten aufweist, von denen jeder die Isolierfolie 4 wird, auf der Halbleiterschicht ausgebildet, so dass die Fläche 30a jedes Kammabschnittes 30 freigelegt ist. Anschließend wird eine Metallgrundlagenschicht, die eine Vielzahl von Abschnitten aufweist, von denen jeder die Metallgrundlagenschicht 51 wird, dazu ausgebildet, die Fläche 30a jedes Kammabschnittes 30 zu überdecken und die Isolierschicht zu überdecken. Anschließend wird eine Vielzahl von Metallbeschichtungsschichten, von denen jeder die Metallbeschichtungsschicht 52 wird, an der Metallgrundlagenschicht ausgebildet und der Kammabschnitt 30 wird in jede der Metallbeschichtungsschichten eingebunden. Anschließend wird eine Fläche jeder Metallbeschichtungsschicht durch Polieren geglättet. Anschließend wird der Halbleiterwafer durch Polieren einer Rückfläche des Halbleiterwafers verdünnt / dünn gemacht und eine Elektrodenschicht, die eine Vielzahl von Abschnitten aufweist, von denen jeder die zweite Elektrode 6 wird, wird auf der Rückfläche des Halbleiterwafers ausgebildet. Anschließend wird eine Vielzahl von Quantenkaskadenlaserelementen 1 durch Spalten des Halbleiterwafers erhalten.
[Vorgänge und Effekte]
In dem Quantenkaskadenlaserelement 1 hat die Antireflexionsfolie 7 die erste Brechungsindexfolie 73, die eine YF₃-Folie ist, als eine Brechungsindexfolie mit einem Brechungsindex von kleiner als 1,8 und hat die zweite Brechungsindexfolie 74, die eine ZnS-Folie ist, als eine Brechungsindexfolie mit einem Brechungsindex von größer als 1,8. Dementsprechend kann der Reflexionsgrad von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder zuverlässiger reduziert werden. Weiterhin hat die Antireflexionsfolie 7 die Isolierfolie 71, die eine CeO₂-Folie ist, die auf der ersten Stirnfläche 3a ausgebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, die Sicherstellung einer Eigenschaft zum Übertragen von Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr, zu realisieren, was einen Kurzschluss auf der ersten Stirnfläche 3a verhindert und die Haftung der Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a verbessert. Daher kann eine ausreichende Haltbarkeit der Antireflexionsfolie 7 sichergestellt werden. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem Quantenkaskadenlaserelement 1 die Antireflexionsfolie 7, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
Im Übrigen existiert beispielsweise BaF₂, MgF₂, CaF₂ und dergleichen als ein Material mit einem Brechungsindex von kleiner als 1,8. Da die Oberflächenrauheit einer Folie groß ist, wenn die-Folie aus BaF₂ hergestellt ist, ist BaF₂ ein Material, das für die erste Brechungsindexfolie 73 nicht geeignet ist. Da zudem MgF₂ und CaF₂ Licht mit einer Wellenlänge von 10 µm oder mehr absorbieren, sind MgF₂ und CaF₂ jeweils ein Material, das für die erste Brechungsindexfolie 73 nicht geeignet ist.
In dem Quantenkaskadenlaserelement 1 ist die Zwischenlagefolie 72 eine ZnS-Folie, die auf der Isolierfolie 71 ausgebildet ist, die erste Brechungsindexfolie 73 ist eine YF₃-Folie, die auf der Zwischenlagefolie 72 ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie 74 ist eine ZnS-Folie, die auf der ersten Brechungsindexfolie 73 ausgebildet ist. Dementsprechend kann eine Haftung zwischen den Folien, die die Antireflexionsfolie 7 ausbilden, verbessert werden.
In dem Quantenkaskadenlaserelement 1 ist die Dicke der Isolierfolie 71 150 nm oder weniger. Dementsprechend, da die Qualität der Isolierfolie 71, die eine CeO₂-Folie ist, sichergestellt werden kann, kann folglich die Qualität jeder-Folie, die die Antireflexionsfolie 7 ausbildet, sichergestellt werden. Wenn im Übrigen die Isolierfolie 71 durch Evaporation ausgebildet wird, verschlechtert sich die Qualität der Isolierfolie 71, falls die Dicke der Isolierfolie 71 mehr als 150 nm beträgt.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 ist die Antireflexionsfolie 7 so ausgebildet, dass sie sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 ausgehend von der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 erreicht. Dementsprechend wird die an der ersten Stirnfläche 3a erzeugte Wärme einfach freigesetzt, und zwar sowohl zum Stützabschnitt 11 als auch zu jeder Leitung 15, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Antireflexionsfolie 7 weder den Stützabschnitt 11 noch jede Leitung 15 erreicht. Daher kann gemäß der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 die Antireflexionsfolie 7, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 treibt die Impulsantriebseinheit 14 das Quantenkaskadenlaserelement 1 an, so dass das Quantenkaskadenlaserelement 1 Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert. Dementsprechend kann Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr durch die Antireflexionsfolie 7 auf eine gepulste Art und Weiseoszilliert werden. Außerdem kann eine Wärmeerzeugung an der ersten Stirnfläche 3a unterdrückt werden, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das Quantenkaskadenlaserelement 1 durchgängig Laserlicht oszilliert. Daher kann die Verschlechterung der Antireflexionsfolie 7, die durch Wärmeerzeugung auf der ersten Stirnfläche 3a verursacht wird, unterdrückt werden.
Nachdem in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die zweite Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 durch das Verbindungselement 12 verbunden wurden, wird die Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 ausgebildet. Dementsprechend wird eine Situation vermieden, bei der Wärme, die dann erzeugt wird, wenn das Elektrodenkissen und die zweite Elektrode verbunden werden, die Verschlechterung der Antireflexionsfolie verursacht. Daher kann gemäß dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 die Antireflexionsfolie 7, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 ist die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet, sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 aus zu erreichen. Dementsprechend kann die Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 einfach und zuverlässig erhalten werden, wobei die an der ersten Stirnfläche 3a erzeugte Wärme einfach sowohl zum Stützabschnitt 11 als auch zu jeder Leitung 15 freigesetzt wird.
[Modifikationsbeispiele]
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann eine bekannte Quantenkaskadenstruktur für die aktive Schicht 31 verwendet werden. Außerdem kann eine bekannte Blockstruktur für den Halbleiterschichtstoff 3 verwendet werden. Wie in einem Beispiel, darf in dem Halbleiterschichtstoff 3 die obere Führungsschicht keine Beugungsgitterstruktur, die als eine verteilte Rückkopplungsstruktur fungiert, aufweisen.
Außerdem kann bei Betrachtung in der Z-Achsenrichtung eine Außenkante der Metallgrundlagenschicht 51 der ersten Elektrode 5 mit den Außenkanten des Halbleitersubstrats 2 und des Halbleiterschichtstoffs 3 übereinstimmen. Wenn im Übrigen die Außenkante der Metallgrundlagenschicht 51 der ersten Elektrode 5 bei Betrachtung in die Z-Achsenrichtung mit zumindest der ersten Stirnfläche 3a und der zweiten Stirnfläche 3b übereinstimmt, kann eine Wärmeableitung an der ersten Stirnfläche 3a und an der zweiten Stirnfläche 3b sichergestellt werden.
Außerdem darf die Metallbeschichtungsschicht 52 in der ersten Elektrode 5 nicht durch Polieren geglättet werden. Außerdem darf die erste Elektrode 5 keine Metallbeschichtungsschicht 52 aufweisen und kann beispielsweise eine Metallfolie sein, die dazu ausgebildet ist, sich entlang der Fläche 3c des Halbleiterschichtstoffs 3 zu erstrecken.
Außerdem kann in der Antireflexionsfolie 7, wie sie in 4 und 5 gezeigt ist, die erste Brechungsindexfolie 73 eine CeF₃-Folie anstatt einer YF₃-Folie sein (im Nachfolgenden bezeichnet als die „Antireflexionsfolie 7 eines ersten Modifikationsbeispiels“). Selbst in der Antireflexionsfolie 7 des ersten Modifikationsbeispiels kann die Antireflexionsfolie 7aus dem gleichen Grund aus dem die erste Brechungsindexfolie 73 eine YF₃Folie ist die effektiv für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr funktioniert, realisiert werden. Außerdem kann die Haftung zwischen den Folien, die die Antireflexionsfolie 7 ausbilden, verbessert werden. 7 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder Folie, die die Antireflexionsfolie 7 des ersten Modifikationsbeispiels ausbildet, zeigt. In 7 zeigen die „Wellenlängen“ in der „Foliendicke“-Spalte Zentralwellenlängen von Laserlicht, die durch den Halbleiterschichtstoff 3 oszilliert werden, und in der „Foliendicke“-Spalte ist jeweils die Dicke jeder Folie beschrieben, die den Reflexionsgrad von Laserlicht jeder „Wellenlänge“ auf weniger als 0,1% reduzieren kann.
Außerdem hat die Antireflexionsfolie 7, die in 4 und 5 gezeigt ist, die Zwischenlagefolie 72, die zwischen der Isolierfolie 71 und der ersten Brechungsindexfolie 73 angeordnet ist, aber die Antireflexionsfolie 7 darf auch keine Zwischenlagefolie 72 aufweisen. Und zwar kann die erste Brechungsindexfolie 73 auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die Isolierfolie 71 angeordnet werden.
Wie in einem Beispiel in 8 gezeigt, kann in der Antireflexionsfolie 7 die erste Brechungsindexfolie 73 eine CeF₃-Folie sein, die auf der Isolierfolie 71 an der gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die Isolierfolie 71 ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie 74 kann eine ZnS-Folie sein, die auf der ersten Brechungsindexfolie 73 an der gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche 3a in Bezug auf die erste Brechungsindexfolie 73 ausgebildet ist (im Nachfolgenden als die „Antireflexionsfolie 7 eines zweiten Modifikationsbeispiels“ bezeichnet). In der Antireflexionsfolie 7 des zweiten Modifikationsbeispiels ist die erste Brechungsindexfolie 73 direkt auf der Isolierfolie 71 ausgebildet und die zweite Brechungsindexfolie 74 ist direkt auf der ersten Brechungsindexfolie 73 ausgebildet. Gemäß der Antireflexionsfolie 7 des zweiten Modifikationsbeispiels kann die Konfiguration der Antireflexionsfolie 7 vereinfacht werden. 9 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Zahlenwerten jeder Folie, die die Antireflexionsfolie 7 des zweiten Modifikationsbeispiels ausbildet, zeigt. In 9 zeigen die „Wellenlängen“ in der „Foliendicke“-Spalte Zentralwellenlängen von Laserlicht, die durch den Halbleiterschichtstoff 3 oszilliert werden, und in der „Foliendicke“-Spalte ist jeweils die Dicke jeder Folie beschrieben, die den Reflexionsgrad von Laserlicht jeder „Wellenlänge“ auf weniger als 0,1% reduzieren kann.
Im Übrigen kann eine ausreichende Haftung zwischen der Isolierfolie 71, die eine CeO₂-Folie ist, und der ersten Brechungsindexfolie 73, die eine CeF₃-Folie ist, sichergestellt werden. Außerdem ist eine mechanische Beanspruchbarkeit einer CeF₃-Folie kleiner als eine mechanische Beanspruchbarkeit einer YF₃-Folie, aber da das Quantenkaskadenlaserelement 1 und der Stützabschnitt 11 innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, ist die mechanische Beanspruchbarkeit der CeF₃-Folie praktisch nicht von Bedeutung.
Außerdem existieren ZnSe, Si, Ge und dergleichen als das Material der zweiten Brechungsindexfolie 74 mit einem Brechungsindex von größer als 1,8. Da ZnSe allerdings giftig ist, ist ZnSe als ein Material für die zweite Brechungsindexfolie 74 nicht geeignet.
Außerdem kann in dem Quantenkaskadenlaserelement 1 eine Metallfolie an der zweiten Stirnfläche 3b, wobei eine Isolierfolie dazwischen angeordnet ist, ausgebildet werden. Dementsprechend fungiert die Metallfolie als eine Reflexionsfolie, so dass eine effiziente Lichtausgabe von der ersten Stirnfläche erzielt wird.
Außerdem kann, wie in 10 gezeigt, in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 das Quantenkaskadenlaserelement 1 auf dem Stützabschnitt 11 in einem Zustand, in dem sich der Halbleiterschichtstoff 3 auf der Seite des Stützabschnitts 11 in Bezug auf dem Halbleitersubstrat 2 befindet (ein epi-Seite-unten-Zustand), montiert werden.
Eine Konfiguration der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, wie sie in 10 gezeigt ist, wird beschrieben. Wie in 10 gezeigt, hat die Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 das Quantenkaskadenlaserelement 1, den Stützabschnitt 11, das Verbindungselement 12, eine Vielzahl von Leitungen 15 und die Impulsantriebseinheit 14.
Der Stützabschnitt 11 hat den Körperabschnitt 111 und das Elektrodenkissen 112. Der Stützabschnitt 11 ist beispielsweise ein Untergestell, in welchem der Körperabschnitt 111 aus AIN hergestellt ist. Der Stützabschnitt 11 stützt das Quantenkaskadenlaserelement 1 in dem epi-Seite-unten-Zustand.
Das Verbindungselement 12 verbindet das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die erste Elektrode 5 des Quantenkaskadenlaserelements 1 in dem epi-Seite-unten-Zustand. Das Verbindungselement 12 ist beispielsweise ein Lötmittelelement, so wie bspw. ein AuSn-Element. Eine Dicke eines Abschnitts des Verbindungselements 12, das zwischen dem Elektrodenkissen 112 und der ersten Elektrode 5 angeordnet ist, ist beispielsweise etwa mehrere µm.
Die Vielzahl von Leitungen 15 sind mit der zweiten Elektrode 6 verbunden. Jede Leitung 15 wird durch Drahtbonden für die zweite Elektrode 6 ausgebildet. Zumindest eine Leitung 15 kann mit der zweite Elektrode 6 verbunden werden.
Die Impulsantriebseinheit 14 ist mit dem Elektrodenkissen 112 und jeder Leitung 15 elektrisch verbunden. Und zwar ist die Impulsantriebseinheit 14 sowohl mit der ersten Elektrode 5 als auch mit der zweiten Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 elektrisch verbunden. Die Impulsantriebseinheit 14 treibt das Quantenkaskadenlaserelement 1 an, so dass das Quantenkaskadenlaserelement 1 Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert.
Ein Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, wird beschrieben. Zuerst werden das Quantenkaskadenlaserelement 1 und der Stützabschnitt 11 vorbereitet. Anschließend werden in dem epi-Seite-unten-Zustand das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die erste Elektrode 5 des Quantenkaskadenlaserelements 1 durch das Verbindungselement 12 verbunden und die Vielzahl von Leitungen 15 wird mit der zweiten Elektrode 6 des Quantenkaskadenlaserelements 1 verbunden (erster Schritt).
Anschließend wird die Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 ausgebildet (zweiter Schritt). Zu dieser Zeit wird die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet, sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a aus zu erreichen. Anschließend wird, wie in 10 gezeigt, die Impulsantriebseinheit 14 mit dem Elektrodenkissen 112 und mit jeder Leitung 15 elektrisch verbunden, um das Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 zu erhalten.
Wie zuvor beschrieben, wird in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet, sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 aus zu erreichen. Dementsprechend wird die auf der ersten Stirnfläche 3a erzeugte Wärme sowohl an den Stützabschnitt 11 als auch an jede Leitung 15 einfach freigesetzt, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Antireflexionsfolie 7 weder den Stützabschnitt 11 noch jede Leitung 15 erreicht. Daher kann gemäß der in 10 gezeigten Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 die Antireflexionsfolie 7, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, treibt die Impulsantriebseinheit 14 das Quantenkaskadenlaserelement 1 an, so dass das Quantenkaskadenlaserelement 1 Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert. Dementsprechend kann Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr durch die Antireflexionsfolie 7 auf eine gepulste Art und Weise oszilliert werden. Außerdem kann eine Wärmeerzeugung auf der ersten Stirnfläche 3a unterdrückt werden, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das Quantenkaskadenlaserelement 1 durchgängig Laserlicht oszilliert. Daher kann die Verschlechterung der Antireflexionsfolie 7, die durch Wärmeerzeugung an der ersten Stirnfläche 3a verursacht wird, unterdrückt werden.
Nachdem in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, das Elektrodenkissen 112 des Stützabschnitts 11 und die erste Elektrode 5 des Quantenkaskadenlaserelements 1 durch das Verbindungselement 12 verbunden wurden, wird die Antireflexionsfolie 7 an der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 ausgebildet. Dementsprechend wird eine Situation vermieden, bei der Wärme, die erzeugt wird, wenn das Elektrodenkissen 112 und die erste Elektrode 5 verbunden werden, die Verschlechterung der Antireflexionsfolie 7 verursacht. Daher kann gemäß dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, die Antireflexionsfolie 7, die für Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr effektiv funktioniert, realisiert werden.
In dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, ist die Antireflexionsfolie 7 ausgebildet, sowohl den Stützabschnitt 11 als auch jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a des Quantenkaskadenlaserelements 1 aus zu erreichen. Dementsprechend kann die Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, bei der die auf der ersten Stirnfläche 3a erzeugte Wärme sowohl an den Stützabschnitt 11 als auch an jede Leitung 15 einfach freigesetzt wird, einfach und zuverlässig erhalten werden.
Im Übrigen ist in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, und in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, ein Kühlkörper (nicht gezeigt) auf der Seite des Stützabschnitts 11 bereitgestellt. Für diesen Grund wird in einer Konfiguration, bei der das Quantenkaskadenlaserelement 1 auf dem Stützabschnitt 11 in dem epi-Seite-unten-Zustand montiert wird (epi-Seite-unten-Konfiguration, die in 10 gezeigt ist), eine Wärmeableitung des Halbleiterschichtstoffs 3 einfach sichergestellt, im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das Quantenkaskadenlaserelement 1 auf dem Stützabschnitt 11 in dem epi-Seite-oben-Zustand montiert wird (epi-Seite-oben- Konfiguration, die in 1 gezeigt ist). Wenn daher untersucht wird, dass die Impulsantriebseinheit 14 durch eine CW-Antriebseinheit ersetzt wird, und das Quantenkaskadenlaserelement 1 so angetrieben wird, dass das Quantenkaskadenlaserelement 1 durchgängig Laserlicht oszilliert, wird es erforderlich, die Wärmebeständigkeit der Antireflexionsfolie separat zu prüfen, aber ausgehend von dem Gesichtspunkt der Wärmeableitung des Halbleiterschichtstoffs 3, ist die epi-Seite-unten-Konfiguration effektiv. Allerdings ist in Abhängigkeit von Gegebenheiten oder dergleichen, das Quantenkaskadenlaserelement 1 in der epi-Seite-oben-Konfiguration oder in der epi-Seite-unten-Konfiguration, nicht darauf beschränkt, so angetrieben zu werden, dass es Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert.
Außerdem kann in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, und in der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10, die in 10 gezeigt ist, die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet sein, den Stützabschnitt 11 und/oder jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a zu erreichen. Und zwar kann in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 die Antireflexionsfolie 7 dazu ausgebildet werden, den Stützabschnitt 11 und/oder jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a aus zu erreichen. Dementsprechend wird die auf der ersten Stirnfläche 3a erzeugte Wärme einfach sowohl zum Stützabschnitt 11 als auch zu jeder Leitung 15 freigesetzt, beispielsweise im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Antireflexionsfolie 7 weder den Stützabschnitt 11 noch jede Leitung 15 erreicht.
Wenn allerdings beispielsweise die Menge von auf der ersten Stirnfläche 3a erzeugter Wärme auf einem Level / Niveau ist, das kein Problem verursacht, kann die Antireflexionsfolie 7 weder den Stützabschnitt 11 noch die Leitungen 15 erreichen. Und zwar kann in dem Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung 10 die Antireflexionsfolie 7 ausgebildet werden, weder den Stützabschnitt 11 noch jede Leitung 15 von der ersten Stirnfläche 3a aus zu erreichen.
Verschiedene Materialien und Formen können bei jeder Konfiguration in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet werden, ohne auf die zuvor beschriebenen Materialien und Formen beschränkt zu sein. Außerdem kann jede Konfiguration einer zuvor beschriebenen Ausführungsform oder gemäß den oben beschriebenen Modifikationsbeispielen beliebig auf jede Konfiguration in einer anderen Ausführungsform oder in einem anderen Modifikationsbeispiel angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Quantenkaskadenlaserelement,
2: Halbleitersubstrat,
2b: Fläche,
3: Halbleiterschichtstoff,
3a: erste Stirnfläche,
3b: zweite Stirnfläche,
3c: Fläche,
5: erste Elektrode,
6: zweite Elektrode,
7: Antireflexionsfolie,
10: Quantenkaskadenlaservorrichtung,
11: Stützabschnitt,
12: Verbindungselement,
14: Impulsantriebseinheit (Antriebseinheit),
15: Leitung,
31: aktive Schicht,
71: Isolierfolie,
72: Zwischenlagefolie,
73: erste Brechungsindexfolie,
74: zweite Brechungsindexfolie,
112: Elektrodenkissen,
A: Lichtwellenleiterrichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013254764 A [0002]

Claims

Quantenkaskadenlaserelement, das aufweist: ein Halbleitersubstrat; einen Halbleiterschichtstoff, der auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, um eine aktive Schicht mit einer Quantenkaskadenstruktur aufzuweisen und um eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufzuweisen, die einander in einer Lichtwellenleiterrichtung zugewandt sind, eine erste Elektrode, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleiterschichtstoffs ausgehend von dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist; eine zweite Elektrode, die auf einer Fläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats ausgehend von dem Halbleiterschichtstoff ausgebildet ist, und eine Antireflexionsfolie, die auf der ersten Stirnfläche ausgebildet ist, wobei der Halbleiterschichtstoff konfiguriert ist, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge von 7,5 µm oder mehr zu oszillieren, und die Antireflexionsfolie eine Isolierfolie, die eine CeO₂-Folie ist, die in der ersten Stirnfläche ausgebildet ist, eine erste Brechungsindexfolie, die eine YF₃-Folie oder eine CeF₃-Folie ist, die an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die Isolierfolie angeordnet ist, und eine zweite Brechungsindexfolie, die auf der ersten Brechungsindexfolie an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Stirnfläche in Bezug auf die erste Brechungsindexfolie ausgebildet ist und die einen Brechungsindex von größer als 1,8 hat.
Quantenkaskadenlaserelement gemäß Anspruch 1, wobei die Antireflexionsfolie weiterhin eine Zwischenlagefolie aufweist, die zwischen der Isolierfolie und der ersten Brechungsindexfolie angeordnet ist, die Zwischenlagefolie eine ZnS-Folie ist, die an der Isolierfolie ausgebildet ist, die erste Brechungsindexfolie eine YF₃-Folie ist, die auf der Zwischenlagefolie ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie eine ZnS-Folie ist.
Quantenkaskadenlaserelement gemäß Anspruch 1, wobei die Antireflexionsfolie weiterhin eine Zwischenlagefolie aufweist, die zwischen der Isolierfolie und der ersten Brechungsindexfolie angeordnet ist, die Zwischenlagefolie eine ZnS-Folie ist, die an der Isolierfolie ausgebildet ist, die erste Brechungsindexfolie eine CeF₃-Folie ist, die an der Zwischenlagefolie ausgebildet ist, und die zweite Brechungsindexfolie eine ZnS-Folie ist.
Quantenkaskadenlaserelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste Brechungsindexfolie eine an der Isolierfolie ausgebildete CeF₃-Folie ist, und die zweite Brechungsindexfolie eine ZnS-Folie ist.
Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Dicke der Isolierfolie 150 nm oder weniger beträgt.
Quantenkaskadenlaservorrichtung, die aufweist: das Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, einen Stützabschnitt, der das Quantenkaskadenlaserelement stützt; ein Verbindungselement, das ein Elektrodenkissen, das in dem Stützabschnitt enthalten ist, und die zweite Elektrode in einem Zustand verbindet, in dem sich das Halbleitersubstrat auf einer Seite des Stützabschnitts in Bezug auf den Halbleiterschichtstoff befindet; eine Leitung, die mit der ersten Elektrode verbunden ist, und eine Antriebseinheit, die sowohl mit dem Elektrodenkissen als auch mit der Leitung elektrisch verbunden ist und die konfiguriert ist, das Quantenkaskadenlaserelement anzutreiben, wobei die Antireflexionsfolie ausgebildet ist, den Stützabschnitt und/oder die Leitung ausgehend von der ersten Stirnfläche zu erreichen.
Quantenkaskadenlaservorrichtung, die aufweist: das Quantenkaskadenlaserelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, einen Stützabschnitt, der das Quantenkaskadenlaserelement stützt; ein Verbindungselement, das ein Elektrodenkissen das in dem Stützabschnitt enthalten ist, und die erste Elektrode in einem Zustand verbindet, in dem sich der Halbleiterschichtstoff auf einer Seite des Stützabschnitts in Bezug auf das Halbleitersubstrat befindet, eine Leitung, die mit der zweiten Elektrode verbunden ist, und eine Antriebseinheit, die sowohl mit dem Elektrodenkissen als auch mit der Leitung elektrisch verbunden ist und konfiguriert ist, das Quantenkaskadenlaserelement anzutreiben, wobei die Antireflexionsfolie ausgebildet ist, den Stützabschnitt und/oder die Leitung ausgehend von der ersten Stirnfläche zu erreichen.
Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Antriebseinheit das Quantenkaskadenlaserelement so antreibt, dass das Quantenkaskadenlaserelement Laserlicht auf eine gepulste Art und Weise oszilliert.
Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt zum Vorbereiten des Quantenkaskadenlaserelements und des Stützabschnitts, der das Elektrodenkissen aufweist, zum Verbinden des Elektrodenkissens mit der zweiten Elektrode unter Verwendung des Verbindungselements in einem Zustand, in dem sich das Halbleitersubstrat auf der Seite des Stützabschnitts in Bezug auf den Halbleiterschichtstoff befindet, und zum Verbinden der Leitung mit der ersten Elektrode, und einen zweiten Schritt, der nach dem ersten Schritt stattfindet, zum Ausbilden der Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche.
Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt zum Vorbereiten des Quantenkaskadenlaserelements und des Stützabschnitts, der das Elektrodenkissen aufweist, zum Verbinden des Elektrodenkissens und der ersten Elektrode unter Verwendung des Verbindungselements in einem Zustand, in dem sich der Halbleiterschichtstoff auf der Seite des Stützabschnitts in Bezug auf das Halbleitersubstrat befindet und zum Verbinden der Leitung mit der zweiten Elektrode, und einen zweiten Schritt, der nach dem ersten Schritt stattfindet, zum Ausbilden der Antireflexionsfolie an der ersten Stirnfläche.
Verfahren zur Fertigung der Quantenkaskadenlaservorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei in dem zweiten Schritt die Antireflexionsfolie so ausgebildet wird, dass sie den Stützabschnitt und/oder die Leitung ausgehend von der ersten Stirnfläche erreicht.