DE19514392B4 - Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ansteuerungsstrom - Google Patents

Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ansteuerungsstrom Download PDF

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Abstract

Halbleiterlaservorrichtung mit einer Streifenbreite von 100 μm oder mehr mit:
einer aktiven Schicht (5), in welche Ladungsträger injiziert werden und welche durch Rekombinieren der injizierten Ladungsträger Licht erzeugt,
einer optischen Führungsschicht (4, 6), die wenigstens an der unteren Seite oder der oberen Seite der aktiven Schicht gebildet ist und aus einem Material besteht, das einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der aktiven Schicht ist, um das in der aktiven Schicht erzeugte Licht zu beschränken, und
Überzugsschichten (3, 7), die oberhalb und unterhalb der aktiven Schicht einschließlich der optischen Führungsschicht gebildet sind und aus einem Material bestehen, welches einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der optischen Führungsschicht ist, wobei
die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm ist, und
der Ansteuerungsstrom größer oder gleich 2 A ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiterlaservorrichtung bzw. -bauteil und insbesondere auf eine Halbleiterlaservorrichtung, die zur Verwendung für einen Laserbereichssucher geeignet ist, der Roboteraugen aufweist, oder für ein Laserradarsystem oder ähnliches.
  • In der Vergangenheit sind verschiedene Systeme vorgestellt worden, bei welchen Halbleiterlaservorrichtungen als Systeme verwendet wurden, um eine Entfernung zwischen zwei in dieselbe Richtung fahrenden Fahrzeugen zu messen, um einen geeigneten Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen vorzusehen oder um einen Alarm zu erzeugen, wenn der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu gering ist. Bei diesen Systemen muß ein Gegenstand in einer Entfernung von 100 Meter erfaßt werden, was eine Halbleiterlaservorrichtung mit einem optischen Ausgangssignal von einigen 10 Watt (W) mit Pulsansteuerung erfordert. Derartige Halbleiterlaservorrichtungen mit großem Ausgangssignal besitzen eine Struktur, die etwa in 12 dargestellt ist, wobei ein n-GaAs-Substrat 21 mit einer n-GaAs-Schicht 22 und einer n-AlGaAs-Überzugsschicht 23 und des weiteren mit einer aktiven Schicht 24, einer p-AlGaAs-Überzugsschicht 25 und einer p-GaAs-Schicht 26 als Mesa überzogen ist. Die aktive Schicht ist als Schicht ausgebildet, in welcher injizierte Ladungsträger eingeschlossen werden und rekombinieren, um sich in Licht umzuwandeln. Darüber hinaus sind eine Isolierungsschicht 27 und eine p-Typ Elektrode 28 gebildet. Das n-GaAs-Substrat 21 ist auf der Rückseite mit einer n-Typ Elektrode 29 und einer Au/Sn-Schicht 30 versehen.
  • Im allgemeinen werden einige 10 Watt (W) bezüglich der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignalpuls benötigt, um wenigstens eine Streifenbreite von 100 μm oder mehr wegen des großen Ausgangssignals entsprechend 12 zu erlangen. Demgegenüber wird verlangt, daß Ladungsträger in einem kleinen Bereich eingeschlossen werden und die Dicke der aktiven Schicht 24 in einer Größe von 0,1 μm gebildet wird, um einen Schwellenwertstrom zu minimieren. Somit besitzt die Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangspuls im Vergleich zu der Wellenlänge eine größere Streifenbreite, und darüber hinaus besitzt die aktive Schicht eine verminderte Dicke. Daher ergibt sich nicht eine Beugung des Lichts in der Ausdehnungsrichtung (Horizontalrichtung) der aktiven Schicht, es ergibt sich jedoch eine Beugung in der Richtung der Dicke der aktiven Schicht (Vertikalrichtung). Dadurch wird ein Strahl mit einer elliptischen Form vorgesehen, der sich in Richtung der Dicke der aktiven Schicht ausdehnt, mit einer Elliptizität (Verhältnis H/W der großen Achse H zu der kleinen Achse W eines Strahlabschnitts in 13) einer Größe von etwa 2,5 bis 3,2.
  • Es wird eine optische Linse zum Sammeln des Laserlichtstrahls in einem Bereich verwendet, der einen gewünschten Ausdehnungswinkel besitzt, und die Form eines emittierten Laserstrahls kann sich vorzugsweise so weit wie möglich einer Kreisform im Hinblick auf ein leichteres Entwerfen der Linse und ein Miniaturisieren des Systems annähern, wobei eine Elliptizität von weniger als 2,5 erfordert wird.
  • Eine gebräuchliche Einrichtung zum Erlangen eines Laserstrahls, dessen Form an eine Kreisform angenähert ist, ist in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift Sho-55-143092(1980) offenbart, wobei eine Halbleiterlaservorrichtung mit kleinerem Ausgangssignal verwendet wird, um ein Linsenteil mit einem hohen Brechungsindex auf dem Halbleiter zu bilden. Jedoch wird zum Bilden des Linsenteils innerhalb des Halbleiters ein zusätzliches Verfahren benötigt, was zu Schwierigkeiten führt. Die japanische Patent veröffentlichungsschrift Hei-4-151887 lehrt zur Überwindung dieser Schwierigkeiten einen Laserstrahl, dessen Form einer Kreisform angenähert ist, ohne den Linsenteil, wobei ähnlich wie bei der Halbleiterlaservorrichtung mit kleinem Ausgangssignal optische Führungsschichten (Begrenzungsschichten) mit einem niedrigen Brechungsindex gegenüber demjenigen der aktiven Schicht oberhalb und unterhalb der aktiven Schicht gebildet sind, wobei die Breite der aktiven Schicht gleich oder größer als 0,5 μm und gleich oder kleiner als 1,5 μm ist. Der Ausdruck "optische Führungsschicht" bezeichnet eine Schicht, die der Begrenzung des Lichts dient, das in der aktiven Schicht erzeugt wurde, und der Führung der Welle.
  • In einem Fall, bei welchem die in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift Hei-4-151887(1992) offenbarte Halbleiterlaservorrichtung (einer Streifenbreite von einigen μm bis zu einigen 10 μm) für einen kleinen Ausgangssignalpegel (einige 10 Milliwatt (mW)) verwendet wird, wird ein Laserstrahl erzielt, dessen Strahlform einer Kreisform angenähert ist. In einem Fall jedoch, bei welchem die Laservorrichtung für eine Halbleiterlaservorrichtung mit größerem Ausgangspuls verwendet wird, wobei die Streifenbreite 100 μm oder mehr beträgt, ist herausgefunden worden, daß ein Laserstrahl, welcher der Kreisform angenähert ist, nicht erzielt werden kann, wenn die Breite der aktiven Schicht begrenzt ist und eine Struktur verwendet wird, bei welcher die aktive Schicht zwischen den optischen Führungsschichten angeordnet ist.
  • Mit dem oben Erwähnten wird bestimmt, daß im allgemeinen bei einer Halbleitervorrichtung mit kleinerem Ausgangssignal (einer Streifenbreite von weniger als 100 μm) wegen der Schwierigkeit des Veränderns eines Stroms zum Starten der Lichtemission (eines Schwellenwertstroms) eine bestimmte größere Dicke bezüglich der optischen Führungsschicht nicht verfügbar ist. Man war daher der Meinung, daß eine Veränderung der Strahlenform lediglich durch Verändern der Streifenbreite oder durch Verändern der Breite der aktiven Schicht oder durch Hinzufügen einer Ladungsträgersperrschicht auf beiden Seiten der aktiven Schicht (vergleiche die japanische Patentveröffentlichungsschrift Sho-61-79288 von 1986) erzielt wird. Da darüber hinaus eine Änderung des Stroms zum Starten der Lichtemission dafür befunden wird, sogar in der Halbleiterlaservorrichtung zu entstehen, die eine Streifenbreite gleich oder größer als 100 μm besitzt, kann, wie beschrieben, in der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal lediglich eine Elliptizität einer Größe von 2,5 bis 3,2 erzielt werden.
  • Der Aufsatz von Cockerill, T.M., u.a.: "Depressed index cladding graded barrier separate confinement single quantum well heterostructure laser" in: Appl. Phys. Lett., Vol. 59, No. 21, 1991, S. 2694-2696 offenbart eine Halbleiterlaservorrichtung mit einer Streifenbreite von 150 μm mit: einer aktiven Schicht, in welche Ladungsträger injiziert werden und welche durch Rekombinieren der injizierten Ladungsträger Licht erzeugt; einer optischen Führungsschicht, die wenigstens an der unteren Seite oder der oberen Seite der aktiven Schicht gebildet ist und aus einem Material besteht, das einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der aktiven Schicht ist, um das in der aktiven Schicht erzeugte Licht zu beschränken; und Überzugsschichten, die oberhalb und unterhalb der aktiven Schicht einschließlich der optischen Führungsschicht gebildet sind und aus einem Material bestehen, welches einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der optischen Führungsschicht ist.
  • Aus der US 5 276 698 ist eine Halbleiterlaservorrichtung einer ähnlichen Struktur bekannt, welche jedoch für eine geringere Ausgangsleistung geeignet ist.
  • Schließlich offenbart die US 4 328 469 eine Halbleiterlaservorrichtung einer weiteren ähnlichen Struktur, welche jedoch eine geringere Streifenbreite aufweist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleiterlaservorrichtung vorzusehen, die zum Erzielen eines Laserstrahls einer an eine Kreisform angenäherte Strahlform in einer Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal mit einer Streifenbreite gleich oder größer als 100 μm geeignet ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 8.
  • Es wird ein Effekt des Begrenzens von Licht durch die Summe der Dicken der optischen Führungsschicht und der aktiven Schicht bestimmt.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleiterlaservorrichtung mit einer Streifenbreite gleich oder größer als 100 μm vorgesehen mit: einer aktiven Schicht, in welche Ladungsträger injiziert werden und durch Rekombinieren der injizierten Ladungsträger Licht erzeugt wird; einer optischen Führungsschicht, die wenigstens an der oberen oder unteren Seite der aktiven Schicht angeordnet ist und aus einem Material gebildet ist, das einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich niedriger als derjenige der aktiven Schicht ist, um in der aktiven Schicht erzeugtes Licht zu begrenzen; und Überzugsschichten, die oberhalb und unterhalb der aktiven Schicht einschließlich der optischen Führungsschicht und aus einem Material gebildet sind, welches einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner ist als derjenige der optischen Führungsschicht; wobei die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm ist. Dabei ist der Ansteuerungsstrom größer oder gleich 2 A.
  • Entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Halbleiterlaservorrichtung: ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, das auf einer unteren Oberfläche davon mit einer unteren Oberflächenelektrode vorgesehen ist; eine erste Überzugsschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf einer oberen Oberfläche, auf einer Seite entgegengesetzt zu der unteren Oberflächenelektrode des Halbleitersubstrats gebildet ist; eine erste optische Führungsschicht des ersten Leitfähigkeitstyps aus AlGaAs-Reihenmaterial, die auf der ersten Überzugsschicht gebildet ist und einen wesentlich größeren Brechungsindex als denjenigen der ersten Überzugsschicht besitzt; eine aktive Schicht aus AlGaAs-Reihenmaterial, die auf der ersten optischen Führungsschicht gebildet ist und einen wesentlich größeren Brechungsindex als denjenigen der ersten optischen Führungsschicht besitzt und durch Rekombinieren von injizierten Ladungsträgern Licht erzeugt; eine zweite optische Führungsschicht aus AlGaAs-Reihenmaterial eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der aktiven Schicht gebildet ist und einen wesentlich größeren Brechungsindex als denjenigen der aktiven Schicht besitzt; eine zweite Überzugsschicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der zweiten optischen Führungsschicht gebildet ist und einen wesentlich kleineren Brechungsindex als denjenigen der zweiten optischen Führungsschicht besitzt; und eine obere Oberflächenelektrode, die auf der zweiten Überzugsschicht gebildet ist und eine Streifenbreite gleich oder größer als 100 μm besitzt, wobei die Summe der Dicken der ersten optischen Führungsschicht und der aktiven Schicht und der zweiten optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm und gleich oder kleiner als 5,5 μm ist. Dabei ist der Ansteuerungsstrom größer oder gleich 2 A.
  • Durch Experimente wurde festgestellt, daß, wenn die Dicke der optischen Führungsschicht graduell dicker ausgebildet wird, der Beugungseffekt des Lichts in Richtung der Dicke (Vertikalrichtung) der optischen Führungsschicht kleiner wird und der Strahl in Richtung der Dicke schmaler wird. Andererseits wird der Beugungseffekt des Lichts in der Ausdehnungsrichtung der optischen Führungsschicht (Horizontalrichtung) nicht verändert. Entsprechend 4 ist die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm; somit ist der Strahl einer Kreisform angenähert. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Laserstrahl mit großer Leistung mit einer an eine Kreisform angenäherter Form erzielt werden.
  • Wenn die aktive Schicht eine Dicke gleich oder größer als 0,05 μm und gleich oder kleiner als 0,15 μm besitzt, werden die Ladungsträger lediglich auf einen schmalen Bereich begrenzt, wodurch verhindert wird, daß der Schwellenwertstrom sich erhöht und sich das optische Ausgangssignal verschlechtert.
  • Die Zusammensetzung der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht und der Übergangsschicht aus AlGaAs-Reihenmaterial sorgt für eine Strahlelliptizität von weniger als 2,5.
  • Die aktive Schicht und die optischen Führungsschicht und die Überzugsschicht können jedoch ebenso aus InGaAlP-Reihenmaterial, InGaAsP-Reihenmaterial, InGaAsSb-Reihenmaterial oder aus AlGaInN-Reihenmaterial gebildet werden.
  • Um eine dauerhafte Kreisform des Strahls zu erlangen, kann die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht vorzugsweise gleich oder kleiner als 5,5 μm sein.
  • Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal einer ersten Ausführungsform;
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal der ersten Ausführungsform;
  • 3 zeigt eine Ansicht, die ein Energieband der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 4 zeigt einen Graphen, der die Beziehung der Summe der Dicken einer aktiven Schicht und einer optischen Führungsschicht gegenüber der Elliptizität darstellt;
  • 5 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Zahl von Quantenmulden und einem Laserausgangssignal darstellt;
  • 6 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das die Charakteristik des Laserausgangs bei einer unterschiedlichen Anzahl von Quantenmulden darstellt;
  • 7 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung Spannung/Strom in umgekehrter Richtung der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal darstellt;
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal einer zweiten Ausführungsform;
  • 9 zeigt eine Ansicht, die das Energieband der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal der zweiten Ausführungsform darstellt;
  • 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal einer anderen Ausführungsform;
  • 11 zeigt eine Ansicht, die das Energieband der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal der anderen Ausführungsform darstellt;
  • 12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal;
  • 13 zeigt eine Querschnittsansicht, die den Querschnitt eines Strahls darstellt.
  • Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahmen auf die Figuren beschrieben.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die eine Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal bzw. großer Ausgangsleistung der ersten Ausführungsform darstellt, 1 zeigt eine Querschnittsansicht der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal, und 3 zeigt eine Ansicht, die das Energieband der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal darstellt. Die Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal ist angepasst, pulsweise angesteuert zu werden.
  • Ein n-GaAs-Substrat 1 ist als Halbleitersubstrat aufeinanderfolgend mit einer n-GaAs-Schicht 2, einer n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3 als erste Überzugsschicht, einer optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 als erste optische Führungsschicht, einer aktiven Schicht 5 einer Vielfachquantenmuldenstruktur aus Al0,2Ga0,8As/GaAs, einer optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6 als zweiter optischen Führungsschicht, einer p-Al0,4Ga0,6As-Überzugs schicht 7 als zweiter Überzugsschicht und einer p-GaAs-Schicht 8 überzogen. Die aktive Schicht 5 ist abwechselnd mit einer Al0,2Ga0,8As-Schicht und einer GaAs-Schicht überzogen, wobei fünf Schichten aus Al0,2Ga0,8As und sechs Schichten aus GaAs gebildet sind. Durch die Überzugsschicht 3, die optische Führungsschicht 4, die aktive Schicht 5, die optische Führungsschicht 6, die Überzugsschicht 7 und die GaAs-Schicht 8 ist eine Mesa gebildet. Die aktive Schicht 5 ist an ihrem vorderen Oberflächenende (Querschnittsoberfläche in 2) mit einer Schicht schwacher Reflexion und an ihrem rückseitigen Oberflächenende mit einer Schicht starker Reflexion umhüllt.
  • Die Dicke der n-GaAs-Schicht 2 beträgt 500 nm (0,5 μm), die der n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3 beträgt 1 μm und die der optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 liegt im Bereich von 0 bis 2,25 μm und beträgt beispielsweise 1 μm. Bezüglich der aktiven Schicht 5 beträgt die Dicke einer Schicht aus Al0,2Ga0,8As 7,5 nm (0,0075 μm), und die Summe der Dicken der gesamten fünf Schichten aus Al0,2Ga0,8As beträgt 37,5 nm (= 7,5 nm × 5 Schichten). Die Dicke einer Schicht aus GaAs der aktiven Schicht 5 beträgt 15 nm (0,015 μm), und die Summe der Dicken der gesamten sechs Schichten aus GaAs beträgt 90 nm (= 15 nm × 6 Schichten). Folglich beträgt die Dicke der aktiven Schicht 5 127,5 nm beziehungsweise 0,1275 μm.
  • Des weiteren liegt die Dicke der optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6 im Bereich von 0 bis 2,25 μm und beträgt beispielsweise 1 μm, die Dicke der p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 7 beträgt 1 μm, und die der p-GaAs-Schicht 8 beträgt 0,8 μm.
  • Bei dieser Ausführungsform beträgt die Dicke der aktiven Schicht 5 127,5 nm, wobei die Gesamtdicke der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 gleich oder größer als 1,5 μm ist.
  • Der Brechungsindex der aktiven Schicht 5 (der mittlere Brechungsindex) beträgt 3,6, derjenige der optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 beziehungsweise der optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6 beträgt 3,5, und der der n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3 beziehungsweise der p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 7 beträgt 3,3. Wie in 3 dargestellt, sind die optischen Führungsschichten 4 und 6 derart bestimmt, daß sie einen größeren Bandabstand als die aktive Schicht 5 besitzen.
  • Eine Isolierungsschicht 9 aus SiO2 ist auf der n-GaAs-Schicht 2 und dem Mesateil gebildet, und ein Fenster 13 ohne die Isolierungsschicht 9 ist auf der oberen Oberfläche des Mesateils gebildet. Des weiteren ist eine p-Typ Elektrode 10 als obere Elektrode aus Cr/Au gebildet, die sich mit der p-GaAs-Schicht 8 in einem ohmschen Kontakt befindet. Die Breite des Fensters 13, das heißt die Streifenbreite ist gleich 400 μm.
  • Das n-GaAs-Substrat 1 ist auf seiner rückseitigen Oberfläche mit der n-Typ Elektrode 11 als untere Oberflächenelektrode aus AuGe/Ni/Au versehen, die sich mit dem n-GaAs-Substrat 1 in einem ohmschen Kontakt befindet. Die n-Typ Elektrode 11 ist auf ihrer Oberfläche mit einer Au/Sn-Schicht 12 versehen, die ein Haftmittel zum Anhaften des Halbleiterlaserelements an einer Cu-Hitzesenke darstellt und einen Sockel bildet.
  • Wie in 2 dargestellt besitzt die Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal Ausmaße mit einer Länge von 500 μm und einer Breite von 600 μm.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal beschrieben.
  • Als erstes wird das n-GaAs-Substrat 1 aufeinanderfolgend durch ein MOCVD-Verfahren (metal organic chemical vapor deposition, metallorganische chemische Aufdampfbeschichtung) mit der n-GaAs-Schicht 2, der n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3, der optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4, der aktiven Schicht 5, die als Al0,2Ga0,8As/GaAs-Vielfachquantenmuldenstruktur gebildet ist, der optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6, der p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 7 und der p-GaAs-Schicht 8 überzogen. Danach wird durch Ätzen das Mesateil gebildet.
  • Darauffolgend werden auf der oberen Oberfläche der n-GaAs-Schicht 2 und dem Mesateil die Isolierungsschicht 9 aus SiO2 durch ein Plasma-CVD-Verfahren gebildet, und es wird durch Ätzen ein Fenster 13 gebildet. Die p-Typ Elektrode 10 aus Cr/Au wird durch ein Elektronenstrahlaufdampfungsverfahren auf der Isolierungsschicht 9 gebildet und bei 360°C thermisch behandelt, um damit einen ohmschen Kontakt vorzusehen.
  • Darauffolgend wird eine n-Typ Elektrode 11 aus AuGe/Ni/Au auf der rückseitigen Oberfläche des n-GaAs-Substrats 1 durch ein Elektronenstrahlaufdampfungsverfahren gebildet und thermisch behandelt, um damit einen ohmschen Kontakt vorzusehen. Danach wird die Au/Sn-Schicht 12 durch ein Elektronenstrahlaufdampfungsverfahren gebildet. Schließlich wird ein Seitenoberflächenende davon gespalten, und der Halbleiterlaserchip ist fertiggestellt.
  • Einem Pulsstrom wird ermöglicht, zwischen der p-Typ Elektrode 10 und der n-Typ Elektrode 11 jeder Laservorrichtung zu fließen, wobei ein positives Loch in die aktive Schicht 5 von der Seite der p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 7 injiziert wird, und ein Elektron wird in die aktive Schicht 5 von der Seite der n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3 injiziert, und durch die resultierende Rekombination wird eine Lichtemission erzeugt. Das auf diese Weise emittierte Licht wird wiederholt von sowohl den Front- als auch Rückseiten der gespaltenen Seitenoberflächenenden reflektiert, um verstärkt zu werden und eine Laseroszillation vorzusehen; ein Laserstrahl wird darauf von dem obereren Oberflächenende emittiert, auf welchem die Umhüllungsschicht niedriger Reflexion gebildet ist.
  • 4 zeigt das Ergebnis der Messung der Elliptizität des Strahls (H/W von 13), wenn die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 derart verändert werden, daß die Dicke der aktiven Schicht 5 127,5 nm beträgt und die Dicken der optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 und der optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6 verändert werden. In diesem Fall sind die Schichtdicke der optischen Führungsschicht 4 und die Dicke der optischen Führungsschicht 6 zueinander gleich.
  • Das Folgende ist aus 4 ersichtlich. Die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 ist gleich oder größer als 1,5 μm, worauf eine Strahlelliptizität von weniger als 2,5 erzielt wird. Wenn die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 von 4,5 μm gewählt wird, kann eine Elliptizität von 1 erzielt werden, d.h. der Strahl hat sich einer vollständigen Kreisform angenähert. Dies liegt daran, daß ein Beugungseffekt in Richtung der Ausdehnung (Horizontalrichtung) der optischen Führungsschicht im Vergleich dazu nicht verändert wird, da die Schichtdicke der optischen Führungsschicht graduell ansteigt, worauf der Strahl schmaler wird mit einem verminderten Beugungseffekt des Lichts in Richtung der Dicke (Vertikalrichtung) der optischen Führungsschicht. Als Folge kann die Elliptizität des Strahls in einem Bereich der Größe von 1 bis 3 (vergleiche 4) gesteuert werden. Bei der Verwendung der Dicke von 5,5 μm oder darunter bezüglich der Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der opti schen Führungsschichten 4 und 6 kann die Strahlelliptizität größer als 0,4 (1/2,5) gemacht werden. Dies stellt lediglich ein Austauschen einer größeren mit einer kleineren Achse einer Elliptizität von 2,5 dar.
  • Entsprechend 4 bezeichnet ein durch Schraffieren dargestelltes Gebiet eine Elliptizität, die von der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal von 12 (einer Halbleiterlaservorrichtung ohne optische Führungsschicht) erzielt wird, eine derartige Elliptizität liegt im Bereich von etwa 2,5 bis 3,2.
  • Wenn eine Dicke der aktiven Schicht 5 von etwa 0,1 μm (0,1 ± 0,05 μm) gewählt wird, werden Ladungsträger auf einen engen Teil beschränkt, wobei eine wirksame Rekombination auftritt und ein Schwellenwertstrom verringert wird und verhindert wird, daß das optische Ausgangssignal verringert wird.
  • Um in Bezug auf das Vorstehende eine Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 von 1,5 μm oder darüber zu erlangen und eine Dicke der aktiven Schicht 5 von etwa 0,1 μm zu erlangen, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Summe der Dicken der optischen Führungsschichten 4 und 6 auf einen Wert von 1,5 μm oder darüber festgelegt.
  • Die Schichtdicken der optischen n-Al0,2Ga0,8Rs-Führungsschicht 4 und der optischen p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 6 können vorzugsweise entweder gleich sein oder sich voneinander unterscheiden.
  • Bei der Halbleiterlaservorrichtung dieser Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, bezüglich eines großen Ausgangssignals eine Streifenbreite von 400 μm bestimmt, es werden die optischen Führungsschichten 4 und 6, die einen Brechungsindex besitzen, der kleiner als derjenige der ak tiven Schicht 5 ist, auf dem oberen und unteren Ende der aktiven Schicht 5 vorgesehen, die Überzugsschichten 3 und 7, welche jeweils einen kleineren Brechungsindex als diejenigen der optischen Führungsschichten 4 und 6 besitzen, werden auf dem oberen und unteren Ende der aktiven Schicht 5 einschließlich der optischen Führungsschichten 4 und 6 angeordnet, und die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschichten 4 und 6 beträgt 1,5 μm oder mehr. Da die Dicken der optischen Führungsschichten 4 und 6 graduell ansteigen, wird der Strahl schmaler mit einem verringerten Beugungseffekt des Lichts in Richtung der Dicke (Vertikalrichtung) der optischen Führungsschicht 4 und 6. Demgegenüber wird der Beugungseffekt in Ausdehnungsrichtung (Horizontalrichtung) der optischen Führungsschicht 4 und 6 nicht verändert. Auf diese Weise wird durch einen Wert von 1,5 μm oder darüber für die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschicht 4 und 6 eine Strahlform vorgesehen, die einer vollständigen Kreisform angenähert ist.
  • Die Dicke der aktiven Schicht 5 wird innerhalb eines Bereiches von 0,05 bis 0,15 μm auf 0,1275 μm bestimmt, worauf die Ladungsträger auf ein schmales Gebiet der aktiven Schicht 5 beschränkt werden wodurch ebenso ein Erhöhen des Schwellenwertstroms sowie ein Verringern des optischen Ausgangssignals verhindert wird.
  • Zusätzlich zu dem oben Offenbarten sind die aktive Schicht und die optische Führungsschicht 4, 6 und die Überzugsschicht 3, 7 aus AlGaAs-Reihenmaterial zusammengesetzt. Somit beträgt die Summe der Dicken der aktiven Schicht 5 und der optischen Führungsschicht 4, 6 1,5 μm oder mehr, worauf die Strahlelliptizität kleiner als 2,5 sein kann. Auf diese Weise wird eine Strahlform erlangt, die einer kleineren Kreisform angenähert ist und eine Elliptizität von weniger als 2,5 besitzt, wobei ein großes Ausgangssignal beibehalten wird, es wird der Entwurf und die Herstellung der Linse bezüglich Konvergenz erleichtert, und es wird das Herstellen einer Laservorrichtung ermöglicht, welche an die Erfordernisse des Systems angepasst ist.
  • Des weiteren wird AlGaAs-Reihenmaterial verwendet, um einen Laser einer Oszillierungswellenlänge eines Bands von 0,8 μm zu erzielen.
  • Wie beschrieben, ist bei einer herkömmlichen Halbleiterlaservorrichtung eines kleineren Ausgangssignals (bei einer Streifenbreite von weniger als 100 μm) eine hinreichend große Dicke bezüglich der optischen Führungsschicht wegen des Auftretens einer Veränderung des Emission startenden Stroms (Schwellenwertstrom) nicht verfügbar, es wird daher lediglich der Weg des Veränderns der Strahlenform betrachtet, um die Streifenbreite zu verändern, um die Breite der aktiven Schicht zu verändern, oder eine Ladungsträgersperrschicht auf beiden Seiten der aktiven Schicht hinzuzufügen (vergleiche die japanische Patentveröffentlichungsschrift Sho-61-79288 von 1986). Es wird davon ausgegangen, daß die Emissionsstartstromänderung sogar von der Halbleiterlaservorrichtung erzeugt wird, deren Breite gleich oder größer als 100 μm ist, und es wird somit bei der oben beschriebenen Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal eine Elliptizität einer Größe von lediglich 2,5 bis 3,2 erzielt. Es wurde herausgefunden, daß bei einer Halbleiterlaservorrichtung mit einer Streifenbreite gleich oder von mehr als 100 μm der Schwellenwertstrom (Emissions-startstrom) sogar dann nahezu nicht verändert wird, wenn die Dicke der optischen Führungsschicht verändert wird, und darüber hinaus kann die Strahlform durch positives Verändern der Dicke der optischen Führungsschicht und der Dicke der aktiven Schicht gesteuert werden. Es wurde ebenso herausgefunden, daß die Strahlform auf einen Wert kleiner als 2,5 bestimmt werden kann, wenn die Summe der Dicken der optischen Führungsschicht und der aktiven Schicht 1,5 μm oder mehr beträgt.
  • Darüber hinaus wurde herausgefunden, daß bei einem beabsichtigten Vorsehen eines großen Ausgangssignals durch Pulsansteuerung eines Stroms von mehreren 10 Ampere in der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal somit die Beziehung zwischen der Anzahl von Muldenschichten und dem optischen Ausgangssignal sich von der kontinuierlich angesteuerten Halbleiterlaservorrichtung mit kleinem Ausgangssignal unterscheidet. Bei der kontinuierlich angesteuerten Halbleiterlaservorrichtung mit kleinem Ausgangssignal ist die Ausbildung von drei Schichten der Quantenmuldenschicht für die aktive Schicht geeignet, was beispielhaft in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift Hei-4-14887 von 1992 gelehrt wird. Dies liegt daran, daß bei der erhöhten Muldenschicht infolge des Bandfülleffekts die Steuerung der Laseroszillationswellenlänge schwierig wird. Darüber hinaus wurde beobachtet und herausgefunden, daß bei der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal im Vergleich zu der Halbleiterlaservorrichtung mit kleinem Ausgangssignal ein weit größerer Betrag von injizierten Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) bei einem Faktor von etwa 1000 existiert, daher werden bei einer reduzierten Anzahl von Muldenschichten die Ladungsträger nicht auf die Muldenschichten beschränkt, und es resultiert ein Überlauf, wodurch ein Unvermögen auftritt, das optische Ausgangssignal zu verbessern.
  • Da insbesondere die Anzahl von Muldenschichten der Vielfachquantenmulde der aktiven Schicht in der Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal graduell erhöht ist, ist darauf die Anzahl der auf die aktive Schicht beschränkten Ladungsträger erhöht, und es wird stärker das optische Ausgangssignal erzeugt.
  • 5 stellt die Anzahl von GaAs-Schichten in der Vielfachquantenmulde der aktiven Schicht 5 dar, nämlich die Anzahl der Muldenschichten, ebenso wie einen relativen Wert (ein optisches Ausgangssignal auf einen konstanten Strom) des optischen Ausgangssignals bei einem Emittieren in einer Pulsbreite von 50 ns mit einem Ansteuerungsstrom von 20 A. Aus 5 ist ersichtlich, daß das optische Ausgangssignal ansteigt, wenn die Anzahl von Muldenschichten graduell auf 2, 4, 6, 10 erhöht wird. Es wurde herausgefunden, daß bei der Anzahl von Muldenschichten von mehr als 6 bezüglich der Ladungsträger kein Überlauf auftritt, die effektiv zu der Emission beitragen zusammen mit 100 % des verwendeten relativen Ausgangs. Es werden Daten bezüglich des Stroms von 20 Ampere dargestellt, jedoch muß die Anzahl von Muldenschichten stärker erhöht werden, um den Ansteuerungsstrom zu erhöhen und ein größeres optisches Ausgangssignal zu erzielen. Wenn die Anzahl von Muldenschichten gleich oder größer als 4 ist, sind die Ladungsträger auf die Muldenschichten beschränkt, und das optische Ausgangssignal ist verbessert, wodurch ein gewünschtes optisches Ausgangssignal erzielt werden kann.
  • 6 stellt die Beziehung zwischen dem Ansteuerungsstrom und dem relativen optischen Ausgangssignal bei einer unterschiedlichen Muldenschichtanzahl dar. Wenn der Ansteuerungsstrom verändert wird, erhöht sich das optische Ausgangssignal mit dem Ansteigen der Muldenschichtanzahl. Bei einer Muldenschichtanzahl von 6 und 10 verändern sich beide wegen der Sättigungsbedingung auf dieselbe Weise. Somit wird bei einer Anzahl von Muldenschichten gleich oder größer als 4 oder gleich oder größer als 6 in dieser Ausführungsform ein relativer optischer Ausgang verbessert.
  • Ebenso wurde herausgefunden, daß die Verunreinigungskonzentration einer sich mit der aktiven Schicht in Kontakt befindenden Schicht weniger als 5 × 1017cm–3 betragen kann, wodurch sich eine Verbesserung des Umkehrspannungswiderstandswerts wegen des Eliminierens der Schwierigkeit des Aufheizens bei der Halbleiterlaservorrichtung des Pulsan steuerungstyps im Unterschied zu der Halbleiterlaservorrichtung des kontinuierlichen Ansteuerungstyps ergibt.
  • Entsprechend 1 beträgt die Verunreinigungskonzentration der sich in Kontakt mit der Unterseite der aktiven Schicht befindlichen optischen n-Al0,2Ga0,8gAs-Führungsschicht 4 2 × 1016cm–3, und die Verunreinigungskonzentration der sich mit der Oberseite der aktiven Schicht 5 in Kontakt befindlichen optischen p-Al0,2Ga0,8Rs-Führungsschicht 6 beträgt 1 × 1018cm–3. Die Konzentration der Schicht mit geringerer Verunreinigungskonzentration bezüglich der sich mit der aktiven Schicht in Kontakt befindlichen oberen und unteren Schichten beträgt 1 × 1017cm–3 oder weniger, wodurch der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert stark gehoben werden kann.
  • Detailliert dargestellt wird der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert des p-n-Übergangs in Abhängigkeit der Konzentration der Schicht bestimmt, welche die geringere Verunreinigungskonzentration besitzt, worauf bei einer Konzentration der Schicht mit der geringeren Verunreinigungskonzentration bezüglich der sich in Kontakt mit der aktiven Schicht befindlichen oberen und unteren Schichten von 1 × 1017cm–3 oder darunter, wodurch der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert der Halbleiterlaservorrichtung, wie in 7 dargestellt, weniger als 16 V beträgt, dann ein Umkehrspannungswiderstandswert erzielt werden kann, der gleich oder mehr als zweimal so groß ist wie derjenige der Halbleiterlaservorrichtung des kontinuierlichen Ansteuerungstyps mit einer Schicht von 5 × 1017cm–3. Die Verunreinigungskonzentration wird weiter verringert und auf 2 × 1016cm–3 bestimmt, wobei der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert weiter auf eine Größe von 42 V verbessert wird.
  • Auf diese Weise wird der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert durch Verringern der Verunreinigungskonzentration entweder der oberen oder unteren Schicht, die sich in Kontakt mit der aktiven Schicht befinden, größer. Da in diesem Fall die Halbleiterlaservorrichtung pulsangesteuert wird, stellt ein Aufheizen der Elemente durch Ansteigen der Zahl von Reihenwiderstandswerte keine Schwierigkeit dar, anders als in dem Fall der kontinuierlich angesteuerten Halbleiterlaservorrichtung.
  • Entsprechend der obigen Ausführungsform kann der Umkehrspitzenspannungswiderstandswert sogar dann erhöht werden, wenn durch Rauschen oder ähnliches von einer Ansteuerungsvorrichtung der Halbleiterlaservorrichtung die Umkehrspannung angelegt wird oder von außen, und es wird ein dielektrischer Zusammenbruch der Halbleiterlaservorrichtung verhindert, was zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit führt.
  • Bei Verwendung eines n-Typs bezüglich des elektrischen Leitfähigkeitstyps einer Schicht mit niedriger Verunreinigunskonzentration sind die Ladungsträger Elektronen, wodurch die effektive Masse bei einer großen Beweglichkeit kleiner ist im Vergleich zu dem Fall eines p-Typs bezüglich des Leitfähigkeitstyps, und es kann ein Ansteigen des Widerstandswerts infolge von Reihenwiderstandswerten unterdrückt werden.
  • Im folgenden wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei im wesentlichen auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform hingewiesen wird.
  • Entsprechend 8 und 9 ist bei einer Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ausgangssignal der vorliegenden Erfindung lediglich unter der aktiven Schicht 5 die optische n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 vorgesehen, und oberhalb der aktiven Schicht 5 ist eine optische Führungsschicht nicht vorgesehen. Als Ergebnis werden Elektronen als Ladungsträger in die aktive Schicht 5 über die optische n- Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 von der n-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 3 injiziert, und Löcher, welche die anderen Ladungsträger darstellen, werden direkt in die aktive Schicht 5 von der p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht 7 injiziert. Somit ist bezüglich eines Abstands, bei welchem die Ladungsträger darstellenden Elektronen und Löcher die aktive Schicht 5 erreichen, der Abstand für Löcher kürzer als derjenige für die Elektronen. Dementsprechend wird bei einem vollständigen Reduzieren des Widerstandwertes ein Aufheizen der Elemente unterdrückt, was zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit führt. Ebenso kann in diesem Fall ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform eine Strahlform mit einer Elliptizität, die kleiner als 2,5 ist, durch Bestimmen der Gesamtschichtdicke gleich oder größer als 1,5 μm bezüglich der aktiven Schicht 5 und der optischen n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht 4 erzielt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die jeweiligen, oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise beträgt bei den Ausführungsformen die Streifenbreite 400 μm. Es können jedoch auch in Übereinstimmung mit der Erfindung irgendwelche Halbleiterlaservorrichtungen mit einer Streifenbreite von 100 μm oder mehr vorzugsweise verwendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung vorzugsweise auf irgendwelche Halbleiterlaservorrichtungen mit direkter Stromansteuerung (CW, Continuous Wave) gegenüber den Halbleiterlaservorrichtungen mit Pulsansteuerung verwendet werden. Bei den Ausführungsformen sind die aktive Schicht und die optische Führungsschicht und die Überzugsschicht aus einem AlGaAs-Reihenmaterial gebildet. Jedoch können in Übereinstimmung mit der Erfindung die Schichten vorzugsweise aus irgendeinem anderen Material wie InGaAlP-, InGaAsP-, InGaAsSb- und AlGaInN-Reihen oder ähnlichem gebildet werden. In diesem Fall kann die Strahlelliptizität durch Bestimmen der Gesamtdicke auf einen Wert gleich oder größer als 2,5 μm und gleich oder kleiner als 5,5 μm bezüglich der aktiven Schicht 5 und den optischen Führungsschichten im wesentlichen gleich oder geringer als 2 sein. Somit kann ein Laser mit einer Oszillationswellenlänge in Abhängigkeit von Materialien erzielt werden.
  • In der Ausführungsform wurde zur Erläuterung eine Halbleiterlaservorrichtung eines Mesatyps verwendet. Es können jedoch auch in Übereinstimmung mit der Erfindung Halbleiterlaservorrichtungen vorzugsweise verwendet werden, die nicht vom Mesatyp sind (vergleiche 10).
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf eine Halbleiterlaservorrichtung mit einer GRIN-SCH-Struktur (graded-index separate confinement heterostructure) verwendet werden. Insbesondere wird die Struktur durch kontinuierliches Verändern einer Alx-Zusammensetzung in einem Bereich von x = 0,2 bis x = 0,4 bezüglich der optischen n-AlxGa1-xAs-Führungsschicht 4 und der optischen p-AlxGa1-xAs-Führungsschicht 6 wie in 11 dargestellt gebildet werden.
  • Bei den Ausführungsformen ist die Al-Zusammensetzung der optischen n-AlxGa1-xAs-Führungsschicht 4 und der optischen p-AlxGa1-xAs-Führungsschicht 6 kontinuierlich verändert, um ebenso kontinuierlich das Energieband zu verändern. Daher kehren die von der Muldenschicht ausgestoßenen Ladungsträger zu dem kontinuierlichen Änderungsteil zurück, es wird eine Beschränkung für die Ladungsträger wirksam errichtet, und es tritt durch Erhöhen der Zahl von Quantenmuldenschichten der Effekt des Erhöhens des Laserausgangssignals bemerkbar auf.
  • Bei der Ausführungsform beträgt die Dicke einer Schicht aus GaAs in der aktiven Schicht 5 15 nm. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist jedoch die Dicke nicht auf diejenige der Ausführungsformen beschränkt, bei welchen normalerweise ein Wert gleich oder geringer als 30 nm verwendet werden, wobei ein Quanteneffekt auftritt, und ein Wert von 2,5 nm bis 20 nm ist im Hinblick auf die Charakteristik und die Gleichförmigkeit der Schichtbildung geeignet.
  • Vorstehend wurde eine Halbleiterlaservorrichtung offenbart. Die Halbleiterlaservorrichtung erzeugt einen Laserstrahl einer großen Ausgangsleistung, dessen Form einer Kreisform angenähert ist. Auf einem n-GaAs-Substrat ist eine n-GaAs-Schicht gebildet, und des weiteren sind darauf in einer Mesa eine Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht, eine optische n-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht, eine aus einer Al0,2Ga0,8As/GaAs-Vielfachquantenmuldenstruktur gebildete aktive Schicht, eine optische p-Al0,2Ga0,8As-Führungsschicht, eine p-Al0,4Ga0,6As-Überzugsschicht und eine p-GaAs-Schicht gebildet. Die Dicke der aktiven Schicht beträgt 127,5 μm, und die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschichten beträgt 1,5 μm oder mehr. Auf der n-GaAs-Schicht und der oberen Oberfläche des mesaförmigen Teils sind eine Isolierungsschicht und eine p-Typ Elektrode gebildet, deren Streifenbreite 400 μm beträgt.

Claims (11)

  1. Halbleiterlaservorrichtung mit einer Streifenbreite von 100 μm oder mehr mit: einer aktiven Schicht (5), in welche Ladungsträger injiziert werden und welche durch Rekombinieren der injizierten Ladungsträger Licht erzeugt, einer optischen Führungsschicht (4, 6), die wenigstens an der unteren Seite oder der oberen Seite der aktiven Schicht gebildet ist und aus einem Material besteht, das einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der aktiven Schicht ist, um das in der aktiven Schicht erzeugte Licht zu beschränken, und Überzugsschichten (3, 7), die oberhalb und unterhalb der aktiven Schicht einschließlich der optischen Führungsschicht gebildet sind und aus einem Material bestehen, welches einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der optischen Führungsschicht ist, wobei die Summe der Dicken der aktiven Schicht und der optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm ist, und der Ansteuerungsstrom größer oder gleich 2 A ist.
  2. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der aktiven Schicht (5) gleich oder größer als 0,05 μm und gleich oder kleiner als 0,15 μm ist.
  3. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht (5), die optische Führungsschicht (4, 6) und die Überzugsschicht (3, 7) aus einem Material einer AlGaAs-Reihe gebildet sind.
  4. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht (5), die optische Führungsschicht (4, 6) und die Überzugsschicht (3, 7) aus einem Material einer InGaAlP-, InGaAsP-, InGaAsSb- oder einer AlGaInN-Reihe gebildet sind.
  5. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Dicken der aktiven Schicht (5) und der optischen Führungsschicht (4, 6) gleich oder kleiner als 5,5 μm ist.
  6. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine n-Typ Überzugsschicht (3) auf einer Seite der Oberfläche der aktiven Schicht (5) angeordnet ist, wobei eine optische n-Typ Führungsschicht (4) dazwischen angeordnet ist, und eine p-Typ Überzugsschicht (7) auf der anderen Seite der Oberfläche der aktiven Schicht angeordnet ist.
  7. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Überzugsschicht (3) einen ersten Leitfähigkeitstyp und die obere Überzugsschicht (7) einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen, und ein Halbleitersubstrat (1, 2) und eine untere Oberflächenelektrode (11) auf der Unterseite des Substrats vorgesehen sind und der Streifen auf der oberen Überzugsschicht (7) gebildet ist.
  8. Halbleiterlaservorrichtung mit: einem Halbleitersubstrat (1, 2) eines ersten Leitfähigkeitstyps, das mit einer unteren Oberflächenelektrode (11) auf der unteren Oberfläche davon versehen ist, einer ersten Überzugsschicht (3) eines ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der oberen Oberfläche auf der entgegengesetzten Seite zu der unteren Oberflächenelektrode des Halbleitersubstrats gebildet ist, einer ersten optischen Führungsschicht (4) des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf der ersten Überzugsschicht gebildet ist und einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich größer ist als derjenige der ersten Überzugsschicht und aus einem Material einer AlGaAs-Reihe gebildet ist, einer aktiven Schicht (5), die aus einem Material einer AlGaAs-Reihe gebildet ist und einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich größer als derjenige der ersten optischen Führungsschicht ist und durch Rekombinieren von injizierten Ladungsträgern Licht erzeugt, einer zweiten optischen Führungsschicht (6) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der aktiven Schicht gebildet ist und einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der aktiven Schicht ist und aus einem Material einer AlGaAs-Reihe gebildet ist, einer zweiten Überzugsschicht (7) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der zweiten optischen Führungsschicht gebildet ist und einen Brechungsindex besitzt, der wesentlich kleiner als derjenige der zweiten optischen Führungsschicht ist, wobei eine obere Oberflächenelektrode (10) auf der zweiten Überzugsschicht gebildet ist und eine Streifenbreite von 100 μm oder mehr besitzt, die Summe der Dicken der ersten optischen Führungsschicht, der aktiven Schicht und der zweiten optischen Führungsschicht gleich oder größer als 1,5 μm und gleich oder kleiner als 5,5 μm ist, und der Ansteuerungsstrom größer oder gleich 2 A ist.
  9. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Führungsschicht eine erste optische Führungsschicht (4), welche auf einer Seite der Oberfläche der aktiven Schicht gebildet ist und eine Verunreinigungskonzentration von 1 × 1017cm–3 oder geringer besitzt, und eine zweite optische Führungsschicht (6) besitzt, welche auf der anderen Seite der Oberfläche der aktiven Schicht gebildet ist und eine Verunreinigungskonzentration besitzt, die größer als diejenige der ersten optischen Führungsschicht ist.
  10. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste optische Führungsschicht (4) aus einem n-Typ Halbleitermaterial gebildet ist.
  11. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht (5) eine Vielfachquantenmuldenstruktur besitzt, in der abwechselnd eine Muldenschicht und eine Halbleiterschicht aus Halbleitermaterialien aufgeschichtet sind, die gegenüber der Muldenschicht unterschiedliche Zusammensetzungen besitzen, wobei wenigstens vier, sechs oder mehr Muldenschichten vorgesehen sind.
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