DE19824247A1

DE19824247A1 - Laserdiode und insbesondere eine verbesserte Struktur einer Laserdiode mit Heteroübergang, die für Radarsysteme geeignet ist

Info

Publication number: DE19824247A1
Application number: DE19824247A
Authority: DE
Inventors: Hisaya Kato; Yoshitaka Gotoh; Katsunori Abe; Kinya Atsumi; Takekazu Terui; Noriyuki Matsushita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: CA2238796C; US6349104B1; JPH1146034A; JP3339369B2; CA2238796A1; DE19824247B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Laserdiode und insbesondere eine verbesserte Struktur einer Laserdiode mit Heteroübergang, die für Radarsysteme geeignet ist, die entworfen wurden, um die Entfernung zu einem Ziel zu messen.

In den letzten Jahren sind selbstbewegende Radarsysteme vorgeschlagen worden, welche die Entfernung zwischen einem mit dem System ausgerüsteten Fahrzeug und einem vorhergehenden Fahrzeug unter Verwendung einer Laserdiode (d. h., eine Halbleiterdiode) messen und ein Alarmsignal ausgeben und/oder die Bremsen betätigen, wenn das mit dem System ausgerüstete Fahrzeug zu nahe an dem vorhergehenden Fahrzeug ist. Solche Systeme sind entworfen bzw. konstruiert, um ein Objekt, das sich 100 m voraus befindet, zu detektieren und erfordern Laserdioden, die geeignet sind, durch eine Pulsspannung angeregt zu werde, um einen Lichtstrahl von mehreren 10 Watt (W) auszugeben. Insbesondere und ganz anders als eine Laserdiode niedriger Leistung, wie sie in Fig. 26 gezeigt ist, welche einen Laserstrahl von einigen Milliwatt (mW) emittiert, besitzt eine Laserdiode hoher Leistung, wie sie in Fig. 27 gezeigt ist, einen breiteren lichtemittierenden Teilbereich (d. h., eine Streifenbreite) einer aktiven Schicht, was Schwierigkeiten beim Erzeugen eines Laserstrahles mit einer annähernd kreisförmigen Gestalt verursacht.

Um das obige Problem zu vermindern, lehrt das amerikanische Patent US-A-5,559,819, eingereicht am 18. April 1995, daß demselben Inhaber wie dem dieser Anmeldung zugewiesen ist, einen Halbleiterlaser, bei dem die Summe der Dicken einer aktiven Schicht und einer optischen Führungsschicht auf 1,5 µm oder mehr gesetzt ist, um eine Elliptizität eines Laserstrahles zu verringern (d. h., ein Verhältnis einer Hauptachse zu einer Nebenachse eines Querschnittes des Laserstrahles). Die Verringerung bzw. Abnahme in der Elliptizität des Laserstrahles wird erreicht, indem man die Beugung des Lichtes in einer Richtung einer Dicke einer optischen Führungsschicht verringert, um den Laserstrahl in jener Richtung zu verschmälern, ohne die Beugung des Lichtes in einer Richtung einer Breite der optischen Führungsschicht zu verändern, um die Querschnittsgestalt des Laserstrahles an einen Kreis anzunähern. Folglich gibt es ebenfalls einen Bedarf dafür, den Laserstrahl in der Richtung der Breite der optischen Führungsschicht zu verschmälern.

Insbesondere arbeitet eine Laserdiode hoher Leistung in einem Multimodus, und die Breite eines lichtemittierenden Teilbereiches (d. h., eine Streifenbreite) einer aktiven Schicht ist groß, und folglich besitzt der Strom, der durch die aktive Schicht hindurch fließt, wie in Fig. 30 gezeigt, die Gauß-Verteilung, was bewirkt, daß eine phasengleiche Oberfläche von Licht in der Laserdiode deformiert wird, was zu einer Verschlechterung der Kohärenz führt. Dies wird bewirken, daß ein Ausgangslaserstrahl unerwünschterweise aufgeweitet wird, so daß ein Fernfeldmuster (FFP - far field pattern) breit bzw. weit wird, wodurch die Dichte eines Ausgangslaserstrahles an einem entfernten Ort verringert wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Struktur einer Laserdiode hoher Leistung bereit zu stellen, die dazu geeignet bzw. in der Lage ist, einen Laserstrahl hoher Dichte zu emittieren.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 7 bzw. 9 bzw. 11 bzw. 14.

Bei einer tiefgründigen Analyse der inneren Struktur einer Laserdiode hoher Leistung, um die obige Aufgabe zu erreichen bzw. zu lösen, haben die Erfinder dieser Anmeldung herausgefunden, daß das Hinzufügen eines Widerstandes zu einem Strompfad der Laserdiode hoher Leistung bewirkt, daß die Stromverteilung in einer aktiven Schicht (üblicherweise Gauß-Verteilung) gleichförmig oder flach wird, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 31 gezeigt wird.

Insbesondere kann eine Laserdiode hoher Leistung mit einer breiteren Streifenbreite als ein Schaltkreis betrachtet werden, wie in Fig. 32 gezeigt, der eine Vielzahl von Dioden D₁, D₂, . . . D_n besitzt, die parallel angeordnet sind. In diesem Schaltkreis ist es denkbar, daß eine große Menge an Strom durch jede der Dioden D₁, D₂, . . . D_n hindurchfließt, wenn diese unter Strom gesetzt bzw. mit Energie versorgt werden, und die Stromwerte I₁, I₂, . . . I_n alle die Gauß-Verteilung zeigen. Im Gegensatz dazu ist es beobachtet worden, daß, wenn Widerstände R wie in Fig. 33 gezeigt angeordnet werden, also zwischen den Dioden D₁, D₂, . . . D_n und der Erde bzw. Erdung, dies bewirken wird, daß die Stromflüsse verlangsamt werden, so daß sie einen konstanten Wert über einen weiten Bereich innerhalb einer Streifenbreite zeigen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Tatsache gemacht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr bereitgestellt, die aufweist: (a) einen Laserdiodenchip, der (1) eine erste Elektrodenschicht aufweist, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist, (2) eine zweite Elektrodenschicht, die mit Erde verbunden ist, und (3) eine aktive Schicht, die zwischen der oberen und der unteren Elektrodenschicht angeordnet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, wenn sie mit Energie versorgt bzw. unter Strom gesetzt wird; und (b) eine Widerstandsschicht mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr, wobei die Widerstandsschicht innerhalb eines elektrischen Pfades bzw. Stromweges angeordnet ist, der sich von der ersten Elektrodenschicht durch die aktive Schicht hindurch zu der zweiten Elektrodenschicht erstreckt.

Im bevorzugten Modus der Erfindung ist die Widerstandsschicht zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der Erde angeordnet.

Die Widerstandsschicht kann alternativ zwischen der ersten Elektrodenschicht und der Spannungsquelle angeordnet sein.

Die Widerstandsschicht besteht aus einem Material auf der Grundlage von GaAs oder Si oder InP.

Ein Grundmaterial der Widerstandsschicht kann identisch mit einem Grundmaterial des Laserdiodenchips sein.

Die Widerstandsschicht besitzt wenigstens eine seitliche Oberfläche. Der Laserdiodenchip besitzt wenigstens eine seitliche Oberfläche. Die Widerstandsschicht wird mit einem Unterteil bzw. Boden des Laserdiodenchips verlötet, wobei die seitliche Oberfläche der Widerstandsschicht gegenüber der seitlichen Oberfläche des Laserdiodenchips verschoben bzw. versetzt ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr bereit gestellt, welche aufweist; (a) einen Laserdiodenchip, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er mit Energie versorgt bzw. unter Strom gesetzt wird; (b) eine Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip; und (c) eine Verbindungsschicht bzw. Übergangsschicht, die zwischen dem Laserdiodenchip und der Basis angeordnet ist, um den Laserdiodenchip mit der Basis zu verbinden, wobei die Übergangsschicht eine Dicke besitzt, die einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr bereitstellt.

Im bevorzugten Modus der Erfindung beträgt der Dicke der Verbindungsschicht bzw. Übergangsschicht 20 µm oder mehr.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr bereitgestellt, welche aufweist: (a) einen Laserdiodenchip, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er mit Energie versorgt bzw. unter Strom gesetzt wird; (b) eine Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip; und (c) eine Verbindungsschicht bzw. Übergangsschicht, die zwischen dem Laserdiodenchip und der Basis angeordnet ist, um den Laserdiodenchip mit der Basis zu verbinden, wobei die Übergangsschicht einen darin ausgebildeten Nicht-Übergangsteilbereich besitzt, um so einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr zu erzeugen.

Im bevorzugten Modus der Erfindung nimmt der Nicht-Übergangsteilbereich 90% oder mehr des Bereichs bzw. der Fläche der Übergangsschicht ein.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr bereit gestellt, welche einen Laserdiodenchip aufweist, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er mit Energie versorgt bzw. unter Strom gesetzt wird. Der Laserdiodenchip weist ein Substrat auf, das aus einem Grundmaterial des Laserdiodenchips besteht und das einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr besitzt.

Das Substrat besitzt Fremdatome, welche dem Substrat den Widerstand von 1 mΩ oder mehr liefern.

Das Substrat kann alternativ eine Dicke besitzen, welche dem Substrat den Widerstand von 1 mΩ oder mehr liefert.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr bereit gestellt, welche aufweist: (a) einen Laserdiodenchip, der (1) eine erste Elektrodenschicht aufweist, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist, (2) eine zweite Elektrodenschicht, die mit Erde verbunden ist, und (3) eine aktive Schicht, die zwischen der oberen und der unteren Elektrodenschicht angeordnet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, wenn sie mit Energie versorgt bzw. unter Strom gesetzt wird; (b) einen elektrischen Pfad bzw. Stromweg, der sich von der ersten Elektrodenschicht durch die aktive Schicht hindurch zu der zweiten Elektrodenschicht erstreckt; und (c) eine Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip, wobei die Basis einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr besitzt und einen Teilbereich des elektrischen Pfades bzw. Stromweges zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der Erde bildet.

Im bevorzugten Modus der Erfindung besteht die Basis aus einem anderen Material als Kupfer, Silber oder Gold.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen; es versteht sich jedoch, daß die ausführliche Beschreibung und die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen nur der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Anwendungsbereiches der Erfindung für Fachleute aus dieser ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Die bevorzugten Ausführungsformen sind somit nicht dazu gedacht, die Erfindung auf diese spezifischen Ausführungsformen zu beschränken, sondern dienen nur der Erklärung und dem Verständnis der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Laserdiode mit Heteroübergang gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt von Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt zum Erklären eines Herstellungsprozesses der Laserdiode in Fig. 1;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche Testmeßergebnisse des Strahldivergenzwinkels in Ausdrücken des elektrischen Widerstandes zeigt, der durch das n-GaAs- Substrat 14 der Laserdiode in Fig. 1 hinzugefügt wurde;

Fig. 5 einen Längsschnitt der ersten Modifikation der Laserdiode in Fig. 1;

Fig. 6 einen Längsschnitt der zweiten Modifikation der Laserdiode in Fig. 1;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der dritten Modifikation der Laserdiode in Fig. 1;

Fig. 8 einen Längsschnitt der vierten Modifikation der Laserdiode in Fig. 1;

Fig. 9 einen Längsschnitt der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 einen Längsschnitt zum Erklären eines Herstellungsprozesses der Laserdiode in Fig. 9;

Fig. 11 einen Längsschnitt der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 einen Längsschnitt zum Erklären eines Herstellungsprozesses der Laserdiode in Fig. 11;

Fig. 13 einen Längsschnitt der vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 einen Längsschnitt einer Modifikation der Laserdiode in Fig. 13;

Fig. 15 einen Längsschnitt eines Radarsystems, das mit einer Laserdiode gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 16 einen Längsschnitt der in dem Radarsystem von Fig. 15 verwendeten Laserdiode;

Fig. 17 einen Längsschnitt der sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 18 eine Draufsicht auf die Laserdiode in Fig. 17;

Fig. 19 einen Längsschnitt zum Erklären eines Herstellungsprozesses der Laserdiode in Fig. 17;

Fig. 20 eine teilweise Schnittansicht eines Überganges eines Laserdiodenchips und eines Substrates in der sechsten Ausführungsform;

Fig. 21 eine Ansicht zum Erklären eines Überganges eines Laserdiodenchips und eines Substrates, wenn die Seitenwände des Laserdiodenchips mit den Seitenwänden des Substrates ausgerichtet sind;

Fig. 22 eine Ansicht zum Erklären eines in der Struktur von Fig. 21 erzeugten Kurzschlusses;

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht einer Modifikation der sechsten Ausführungsform;

Fig. 24 eine Ansicht zum Erklären des Verlötens eines Laserdiodenchips und eines Substrates in der sechsten Ausführungsform;

Fig. 25 eine weitere Modifikation der sechsten Ausführungsform;

Fig. 26 einen Längsschnitt einer konventionellen Laserdiode niedriger Leistung;

Fig. 27 einen Längsschnitt einer konventionellen Laserdiode hoher Leistung;

Fig. 28 eine perspektivische Ansicht der Laserdiode hoher Leistung von Fig. 27;

Fig. 29 eine Schnittansicht eines von der Laserdiode von Fig. 27 emittierten Laserstrahles;

Fig. 30 eine graphische Darstellung der Brechungsindexverteilung und Stromverteilung in einer konventionellen Laserdiode hoher Leistung;

Fig. 31 eine graphische Darstellung der Brechungsindexverteilung und Stromverteilung in einer Laserdiode hoher Leistung gemäß der Erfindung;

Fig. 32 ein Diagramm eines äquivalenten Schaltkreises einer konventionellen Laserdiode hoher Leistung; und

Fig. 33 ein Diagramm eines äquivalenten Schaltkreises einer Laserdiode hoher Leistung gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile verweisen, insbesondere Fig. 1 und 2, ist eine oxidische Laserdiode hoher Leistung mit Heteroübergang und Streifengeometrie gezeigt, d. h. eine gewinngeführte Laserdiode mit Heteroübergang gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Laserdiode weist einen Diodenkörper 1 (d. h., einen Laserdiodenchip 22) auf, wie in Fig. 2 gezeigt, der aus einem n-GaAs-Substrat 2 besteht, und einer n-GaAs-Schicht 3, einer n-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 4, einer optischen n-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 5, einer aus einer Multiquantenmuldenstruktur aus Al_0,2Ga_0,8As/GaAs bestehenden aktiven Schicht 6, einer optischen p-Al_0,2Ga_0,8As- Führungsschicht 7, einer p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 und einer p-GaAs-Kontaktschicht 9.

Die aktive Schicht 6 besteht aus fünf Al_0,2Ga_0,8As-Schichten und sechs GaAs-Schichten, die abwechselnd schichtweise angeordnet sind. Die Deckschicht 4, die optische Schicht 5, die aktive Schicht 6, die optische Schicht 7, die Deckschicht 8 und die Kontaktschicht 9 bilden einen Tisch bzw. eine Mesa. Die aktive Schicht 6 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, auf einer vorderen Endoberfläche mit einem niedrig reflektierenden Film und auf einer hinteren Endoberfläche mit einem hoch reflektierenden Film beschichtet.

Das n-GaAs-Substrat 2 besitzt eine Dicke t₁ von 120 µm und enthält Fremdatome von 2×10¹⁸ atms/cm³. Die n-GaAs-Schicht 3 besitzt eine Dicke von 500 nm (0,5 µm). Die n-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 4 besitzt eine Dicke von 1 µm. Die optische n-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 5 besitzt eine Dicke von 0 bis 2,25 µm. In der aktiven Schicht 6 besitzt jede der Al_0,2Ga_0,8As-Schichten eine Dicke von 7,5 nm (0,0075 µm), und die Gesamtdicke der fünf Al_0,2Ga_0,8As-Schichten kommt auf 37,5 nm (= 7,5 nm×5). Jede der GaAs-Schichten besitzt eine Dicke von 15 nm (0,015 µm), und die Gesamtdicke der sechs GaAs-Schichten kommt auf 90 nm (= 15 nm×6). Die Dicke der aktiven Schicht 6 beträgt somit 127,5 nm (0,1275 µm).

Die optische p-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 7 besitzt eine Dicke von 0 bis 2,25 µm. Die p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 besitzt eine Dicke von 1 µm. Die p-GaAs-Kontaktschicht 9 besitzt eine Dicke von 0,8 µm.

In dieser Ausführungsform beträgt die Dicke der aktiven Schicht 6, wie oben beschrieben, 127,5 nm, und die Gesamtdicke der aktiven Schicht 6 und der optischen Führungsschichten 5 und 7 beträgt 1,5 µm oder mehr, wodurch eine Elliptizität (ein Höhe-zu-Breite-Verhältnis bzw. H-W-Verhältnis in Fig. 29) eines Querschnittes eines Laserstrahles verringert wird.

Der Brechungsindex (mittlerer Brechungsindex) der aktiven Schicht 6 beträgt 3,6. Die Brechungsindizies der optischen n-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 5 und der optischen p-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 7 betragen 3,5. Die Brechungsindizes der n-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 4 und der p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 betragen 3,3.

Der Diodenkörper 1 weist ebenfalls Isolierschichten bzw. Isolierfilme 10 aus SiO₂ und eine obere Elektrodenschicht 12 aus Cr/Pt/Au-Schichten bzw. Cr/Pt/Au-Laminaten auf. Die Isolierfilme 10 sind auf beiden seitlichen Teilbereichen der n-GaAs-Schicht 3 ausgebildet und erstrecken sich über die seitlichen Oberflächen der Schichten 4 bis 9 hinweg bis zu den oberen seitlichen Teilbereichen der Kontaktschicht 9 (d. h. auf die Mesa), um ein Fenster 11 auf einer oberen Oberfläche der Mesa zu definieren. Die obere Elektrodenschicht 12 ist auf den Isolierfilmen 10 und dem Fenster 11 ausgebildet und steht in ohmschem Kontakt mit der p-GaAs-Kontaktschicht 9. Die Breite des Fensters 11, oder die Streifenbreite, beträgt 100 µm oder mehr, zum Beispiel in dieser Ausführungsform 400 µm. Die obere Elektrodenschicht 12 besitzt einen Schichtwiderstand von, beispielsweise, 30 bis 70 mΩ/m². Der Diodenkörper 1 mißt 500 µm×600 µm.

Auf dem Unterteil bzw. Boden des n-GaAs-Substrates 2 ist ein n-GaAs-Substrat 14, das als eine Widerstandsschicht fungiert, über eine Legierungsschicht 13 hinweg ausgebildet, die als eine untere Elektrodenschicht und eine Übergangsschicht fungiert. Das n-GaAs-Substrat 14 besitzt eine Dicke von 240 µm. Auf dem Unterteil des n-GaAs-Substrates 14 ist ein aus Cu bestehender Block 16 über eine Legierungsschicht 15 hinweg angeordnet. Der aus Cu bestehende Block 16 fungiert als eine Wärmesenke und besitzt eine obere periphere Oberfläche, die mit Gold 17 platiert ist, welches eine elektrische Verbindung zur Erde und zur Legierungsschicht 15 darstellt.

Aus Au bestehende Drähte 12a und 12b sind mit der oberen Oberfläche der oberen Elektrodenschicht 12 verbunden. Man beachte, daß der Widerstand der oberen Elektrodenschicht 12 niedrig ist, und daß die Stromdichte nicht von der Anzahl der aus Au-bestehenden Drähte abhängt.

Bei der obigen Anordnung ist die Legierungsschicht 13 über das n-GaAs-Substrat 14, die Legierungsschicht 15 und der Gold-platierten Schicht 17 hinweg mit Erde verbunden. Das n-GaAs-Substrat 14 besitzt einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr.

Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für die Laserdiode unten mit Bezug auf Fig. 3 diskutiert werden.

Als erstes werden auf dem n-GaAs-Substrat 2 der Reihe nach bzw. in Folge die n-GaAs-Schicht 3, die n-Al_0,4Ga_0,6As- Deckschicht 4, die optische n-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 5, die aktive Al_0,2Ga_0,8As/GaAs-Schicht 6, die optische p-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 7, die p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 und die p-GaAs-Kontaktschicht 9 unter Verwendung von MOCVD-Techniken (Metal Organic Chemical Vapor Deposition - metallorganische Abscheidung aus der Gasphase) ausgebildet, woraufhin die Mesa mittels Ätzen ausgebildet wird.

Auf oberen Oberflächen der n-GaAs-Schicht 3 und der Mesa wird eine Schicht aus SiO₂ (d. h., die Isolierschichten 10) mittels Plasma-CVD-Techniken (Chemical Vapor Deposition - chemische Abscheidung aus der Gasphase) abgeschieden, und dann wird ein zentraler Teilbereich davon chemisch weggeätzt, um das Fenster 11 auszubilden. Auf den Isolierschichten 10 wird die aus Cr/Pt/Au-Schichten bestehende obere Elektrodenschicht 12 ausgebildet. Auf dem Unterteil des n-GaAs-Substrates 2 wird eine Elektrodenschicht 20 mit Au-Ge/Ni/Au-Schichten ausgebildet. Diese Schichten werden dann einem Legierungsprozeß unterworfen, um ohmsche Kontakte mit den Elektrodenschichten 12 und 20 auszubilden. Auf der Elektrodenschicht 20 wird eine Lötmetallschicht 21 aus Au-Sn aus der Gasphase abgeschieden. Endwände des so gebildeten Blocks werden poliert oder gespalten, um den Laserdiodenchip 22 zu vervollständigen.

Außer dem Laserdiodenchip 22 wird eine Elektrodenschicht 23 mit Cr/Pt/Au-Schichten auf einer oberen Oberfläche des n-GaAs-Substrates 14 mit einer Dicke von 240 µm ausgebildet, während auf einer unteren Oberfläche des n-GaAs-Substrates 14 eine Elektrodenschicht 24 mit Au-Ge/Ni/Au-Schichten ausgebildet wird. Diese Schichten werden dann bei 350°C für zwei Minuten einem Legierungsprozeß unterworfen, um ohmsche Kontakte mit den Elektrodenschichten 23 und 24 auszubilden. Anschließend wird eine Lötmetallschicht 25 aus Au-Sn auf der Elektrodenschicht 24 aufgebracht, um die Widerstandsschicht 26 zu vervollständigen.

Eine Basis 27, die aus dem aus Cu bestehenden Block 16 und der Gold-platierten Schicht 17 besteht, wird präpariert. An der Gold-platierten Schicht 17 werden der Reihe nach die Widerstandsschicht 26 und der Laserdiodenchip 22 mittels Rohchip-Kontaktierung angebracht. Dies bewirkt, daß die untere Elektrodenschicht 20 des Laserdiodenchip 22 und die obere Elektrodenschicht 23 der Widerstandsschicht 26 mit der Lötmetallschicht 21 legiert werden, um die Legierungsschicht 13 auszubilden, wie in Fig. 2 gezeigt, und dies bewirkt ebenfalls, daß die untere Elektrodenschicht 24 der Widerstandsschicht 26 und ein Teilbereich der Gold-platierten Schicht 17 der Basis 27 mit der Lötmetallschicht 25 legiert werden, um die Legierungsschicht 15 auszubilden, wie in Fig. 2 gezeigt.

Im Betrieb bewirkt das Anlegen der Pulsspannung über die obere Elektrodenschicht 12 und die Gold-platierte Schicht 17 des Blockes 16, daß der Pulsstrom zwischen der oberen Elektrodenschicht 12 und der Legierungsschicht 13 fließt, wodurch positive Löcher und Elektronen in die aktive Schicht 6 von der p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 bzw. der n-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 4 injiziert werden, so daß sie rekombinieren und Licht emittieren. Das Licht wird wiederholt von der gespaltenen vorderen und hinteren Oberfläche des Laserdiodenchips 22 reflektiert und wird verstärkt, so daß von der vorderen Oberfläche ein Laserstrahl emittiert wird.

Das n-GaAs-Substrat 14 zeigt einen kleinen Widerstand (1 mΩ oder mehr) zwischen dem Diodenkörper 1 (d. h. dem Laserdiodenchip 22) und dem aus Cu bestehenden Block 16, wodurch bewirkt wird, daß die Stromverteilung, wie in Fig. 31 durch die durchgezogene Linie gezeigt wird, gleichmäßig oder flach ist, im Vergleich zu der durch eine unterbrochene Linie gezeigten Gauß-Verteilung. Dies führt zu einer flachen Brechungsindexverteilung der aktiven Schicht 6, so daß eine phasengleiche Oberfläche bzw. Oberfläche gleicher Phase des Lichtes, das durch die aktive Schicht 6 hindurch übertragen wird, in der Richtung orientiert ist, in welcher ein Lichtstrahl ausgegeben bzw. ausgesendet wird, wodurch die Kohärenz verbessert und der Divergenzwinkel des Ausgangsstrahles verringert wird, so daß dessen Richtschärfe in großem Ausmaß erhöht wird.

Fig. 4 veranschaulicht die Testmeßergebnisse des Strahldivergenzwinkels in Ausdrücken des elektrischen Widerstandes, der durch das n-GaAs-Substrat 14 hinzugefügt wurde. Das Hinzufügen des Widerstandes bewirkt, wie man ganz klar in der graphischen Darstellung sehen kann, daß der Strahldivergenzwinkel verschmälert und in einem Widerstandsbereich von mehr als ungefähr 4 mΩ nahezu konstant gehalten wird. Man beachte, daß die Messungen in Fig. 4 unter Verwendung einer Laserdiode mit einer Streifenbreite von 360 µm durchgeführt wurden.

Fig. 5 zeigt eine erste Modifikation der oben beschriebenen Laserdiode mit Heteroübergang.

In dieser Modifikation ist ein n-GaAs-Substrat 30, das als eine Widerstandsschicht fungiert, auf einer oberen Elektrodenschicht 31 des Laserdiodenchips 22 ausgebildet. Das n-GaAs-Substrat 30 besitzt einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr.

Eine Legierungsschicht 31 ist zwischen dem n-GaAs-Substrat 30 und dem Laserdiodenchip 22 angeordnet. Eine Elektrodenschicht 32 ist auf dem n-GaAs-Substrat 30 angeordnet.

Es stellt sich heraus, daß die Struktur in Fig. 1 in Bezug auf gutes FFP (Far-Field-Pattern - Fernfeldmuster) vorteilhafter als jene in Fig. 5 ist.

Fig. 6 zeigt eine zweite Modifikation der Laserdiode mit Heteroübergang von Fig. 1.

Ein n-GaAs-Substrat 14, das als eine Widerstandsschicht fungiert, ist auf dem Unterteil bzw. Boden der unteren Elektrodenschicht 13 des Laserdiodenchips 22 angeordnet. Eine Widerstandsschicht 33 ist auf einer oberen Oberfläche der oberen Elektrodenschicht 12 angeordnet. Der Gesamtwiderstand des n-GaAs-Substrates 14 und der Widerstandsschicht 33 beträgt 1 mΩ oder mehr.

Fig. 7 zeigt eine dritte Modifikation der Laserdiode mit Heteroübergang von Fig. 1.

Einkerbungen 34 sind parallel in dem n-GaAs-Substrat 14 ausgebildet, um den Widerstand des n-GaAs-Substrates 14 zu erhöhen. Stangenteile mit höherem Widerstand können in die Einkerbungen 34 eingefügt werden.

Die Widerstandsschicht (d. h. das Substrat 14) kann aus Schichten bzw. Laminaten gebildet sein.

Das Laserdiodensubstrat 2 besteht aus Materialien auf der Grundlage von GaAs-AlGaAs, aber es kann alternativ auch aus Materialien auf der Grundlage von InP-InGaAsP bestehen.

Die obere Elektrodenschicht 12 kann alternativ aus Cr/Au- Schichten oder Ti/Pt/Au-Schichten bestehen. Die untere Elektrodenschicht 20 kann alternativ aus Au-Ge/Au-Schichten bestehen.

Die Widerstandsschichten sind nicht auf das Material n-GaAs beschränkt und können aus p-leitenden Materialien bestehen oder aus einem anderen Material wie zum Beispiel einem Material auf der Grundlage von Si oder InP oder können mit einem Isolierteil ausgebildet sein, welches aus Diamant oder Aluminiumnitrid besteht und welches mit einem Hochwiderstandsmaterial platiert ist.

Die Lötmetallschicht 25, die verwendet wird, um den Laserdiodenchip 22 mit der Basis 27 zu verbinden, kann alternativ aus einem Material auf der Grundlage von Sn-Pb, einem Material auf der Grundlage von In oder einer Silberpaste bestehen.

Die Widerstandsschicht 14 kann von der Größe her größer oder kleiner als der Laserdiodenchip 22 sein.

Die Laserdiode kann eine Übergang-unten-Struktur (auf den Kopf gestellte Struktur) besitzen, wie in Fig. 8 gezeigt, bei der der Laserdiodenchip 22 so mit dem Block 16 verbunden ist, daß die Mesa diesem zugewandt ist.

Fig. 9 zeigt eine Laserdiode der zweiten Ausführungsform.

Eine Legierungsschicht 40 ist auf dem Unterteil bzw. Boden des n-GaAs-Substrates 2 angeordnet, um als eine Übergangsschicht zu fungieren, um das Substrat 2 mit einem aus Cu bestehenden Block 16 zu verbinden. Die Legierungsschicht 40 besitzt eine Dicke t₂ von 20 µm oder mehr und einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr und wird ausgebildet, wie in Fig. 10 gezeigt ist, indem der Laserdiodenchip 22 über einen 25 µm dicken Au-Sn- Lötmetallfilm 41 hinweg auf bzw. mit einer Basis 27, die aus dem aus Cu bestehenden Block 16 und einer Gold platierten Schicht 17 besteht, verbunden wird. Das Dazwischenanordnen bzw. die Einfügung des Au-Sn- Lötmetallfilmes 41 zwischen dem Laserdiodenchip 22 und der Basis 27 stattet die Legierungsschicht 40 mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr aus.

Weiter Anordnungen sind identisch mit jenen der ersten Ausführungsform und deren Modifikationen, und deren Erklärung wird hier im Detail ausgelassen werden.

Fig. 11 zeigt eine Laserdiode der dritten Ausführungsform.

Eine Legierungsschicht 50, in der Nicht-Übergänge 51a, 51b und 51c ausgebildet sind, ist auf dem Unterteil bzw. Boden des n-GaAs-Substrates 2 angeordnet. Der gesamte Bereich bzw. die Gesamtfläche (S1+S2+S3) der Nicht-Übergänge 51a, 51b und 51c besetzt bzw. bedeckt 90% oder mehr der Fläche S des Unterteils des n-GaAs-Substrates 2 ((S1+S2+S3)/S ≧ 90%). Die Legierungsschicht 50 wird, wie in Fig. 12 gezeigt, ausgebildet, indem der Laserdiodenchip 22 über den Au-Sn-Lötmetallfilm 21 mit der Basis 27 verbunden wird, die aus dem aus Cu bestehenden Block 16 und der Gold-platierten Schicht 17 besteht. Das Verbinden wird bei 300°C durchgeführt, um die Nicht-Übergänge 51a bis 51c in der Legierungsschicht 50 zurückzulassen. Falls der Laserdiodenchip 22 und die Gold-platierte Schicht 17 der Basis 27 über den Lötmetallfilm 21 hinweg bei ungefähr 350°C verbunden werden, dann werden sie vollkommen legiert.

Das Vorhandensein der Nicht-Übergänge 51a bis 51c verringert einen verbundenen Bereich bzw. eine verbundene Fläche des Laserdiodenchip 22 und der Basis 27 in der Legierungsschicht 50, was zu einem erhöhten Widerstand der Legierungsschicht 50 von größer oder gleich 1 mΩ führt.

Fig. 13 zeigt eine Laserdiode der vierten Ausführungsform, die sich von der ersten Ausführungsform im Hinblick auf die Konzentration der Fremdatome in dem n-GaAs-Substrat 2, das aus einem Grundmaterial des Laserdiodenchips 22 besteht, und die Abwesenheit der Legierungsschicht 13 und des Substrates 14 unterscheidet.

Genauer gesagt, während das n-GaAs-Substrat 2 in der ersten Ausführungsform Fremdatome von 2×10¹⁸ atms/cm³ enthält, enthält das n-GaAs-Substrat 2 in dieser Ausführungsform Fremdatome von 6,67×10¹⁷ atms/cm³, um so einen hohen Widerstand von 1 mΩ oder mehr zu besitzen. Dies stellt dieselben Effekte wie jene in der ersten Ausführungsform bereit.

Die Zunahme im Widerstand des Substrates 2 kann alternativ auch durch eine Vergrößerung dessen Dicke t₁ auf 360 µm erreicht werden.

Fig. 14 zeigt eine Modifikation der vierten Ausführungsform, welche vertikal gestapelte bzw. geschichtete Laserdiodenchips 55 besitzt, wobei jeder identisch mit dem in Fig. 13 gezeigten ist. In dieser Modifikation fungiert der unterste der Laserdiodenchips 55 als eine Widerstandsschicht wie das n-GaAs-Substrat 14 in der ersten Ausführungsform.

Fig. 15 zeigt ein Radarsystem, das mit einer Laserdiode der fünften Ausführungsform, wie in Fig. 16 gezeigt, ausgerüstet ist.

Das Radarsystem weist den Laserdiodenchip 66 auf, der über eine Basis 65 hinweg auf einem aus Cu bestehenden Schaft 60 angebracht bzw. montiert ist. In dem Schaft 60 sind Anschlußstifte 61 und 63 angeordnet. Der Anschlußstift 63 ist in ein Loch 62 in dem Schaft 60 eingefügt und mit Glas 64 hermetisch versiegelt. Der Anschlußstift 63 und der Laserdiodenchip 66 sind über einen Draht 67 hinweg verbunden. Die Basis 65 und der Laserdiodenchip 66 werden von einer Aluminiumkappe 68 bedeckt. Der Anschlußstift 61 ist mit Erde verbunden. Der Anschlußstift 63 wird mit der Pulsspannung versorgt. Der Anschlußstift 61, der Schaft 60, die Basis 65, der Laserdiodenchip 66, der Draht 67 und der Anschlußstift 63 bilden einen elektrischen Schaltkreis. Wenn die Pulsspannung an den Anschlußstift 63 angelegt wird, emittiert der Laserdiodenchip 66 aus einem Fenster 69 heraus, das in der Kappe 68 ausgebildet ist, einen Laserstrahl.

Die Basis 65 umfaßt, wie in Fig. 16 gezeigt, einen Block 70 und eine Gold-platierte Schicht 17, mit der der Laserdiodenchip 66 verbunden ist. Der Block 70 besteht aus Fe, um einen elektrischen Widerstand von 1 mΩ oder mehr zu besitzen, welcher größer ist als jener eines aus Cu bestehenden Blockes wie der Block 16 in Fig. 2. Dies stellt dieselben Effekte wie jene in der ersten Ausführungsform bereit.

Weiterhin besitzt die aus Fe bestehende Basis 65 im wesentlichen denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das n-GaAs-Substrat 2, wodurch die auf das Substrat 2 und die Basis 65 wirkende Wärmespannung, wenn diese zusammengelötet werden, verringert wird.

Fig. 17 zeigt eine Laserdiode der sechsten Ausführungsform.

Wie in der ersten Ausführungsform ist das n-GaAs-Substrat 14 mit dem Unterteil des n-GaAs-Substrates 2 über die Legierungsschicht 13 hinweg verbunden, und der aus Cu bestehende Block 16 ist mit dem Unterteil des n-GaAs- Substrates 14 über die Legierungsschicht 15 hinweg verbunden. Das n-GaAs-Substrat 14 besitzt eine Dicke von 240 µm. Die Legierungsschicht 13 ist mit Erde über das n-GaAs-Substrat 14 mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr, die Legierungsschicht 15 und die Gold-platierte Schicht 17 auf dem Block 16 hinweg verbunden.

Sowohl das n-GaAs-Substrat 2 als das n-GaAs-Substrat 14 sind rechteckige Parallelepipede. Das n-GaAs-Substrat 14 besitzt eine größere Fläche als der Laserdiodenchip 22 und ist so angeordnet, daß seine vertikale Mittellinie mit jener des Laserdiodenchip 22 ausgerichtet ist. Insbesondere erstrecken sich die Seiten des n-GaAs-Substrates 14 parallel zu jenen des Laserdiodenchips 22. Dies wird unten ausführlicher diskutiert werden.

In der folgenden Diskussion wird eine Wand des Laserdiodenchips 22, von der, wie in Fig. 18 gezeigt, ein Laserstrahl ausgegeben bzw. ausgesendet wird, als eine vordere Wand F1 bezeichnet, die der vorderen Wand F1 benachbarten Wände werden als Seitenwände F2 bzw. F3 bezeichnet, und eine der vorderen Wand F1 gegenüberliegende Wand wird als eine hintere Wand F4 bezeichnet. Gleichermaßen wird eine Wand des n-GaAs-Substrates 14, die in derselben Richtung orientiert ist wie die vordere Wand F1, als eine vordere Wand F11 bezeichnet, die Wände, die der vorderen Wand F11 benachbart sind, werden als Seitenwände F12 bzw. F13 bezeichnet, und eine Wand, die der vorderen Wand F11 gegenüberliegt, wird als eine hintere Wand F14 bezeichnet.

Die vordere Wand F11 des n-GaAs-Substrates 14 befindet sich außerhalb und in einer Entfernung L1 von der vorderen Wand F1 des Laserdiodenchips 22. Die seitliche Wand F12 des n-GaAs-Substrates 14 befindet sich außerhalb und in einer Distanz L2 (=L1) von der seitlichen Wand F2 des Laserdiodenchips 22. Die seitliche Wand F13 des n-GaAs- Substrates 14 befindet sich außerhalb und in einer Entfernung L3 (=L1=L2) von der seitlichen Wand F3 des Laserdiodenchips 22. Die hintere Wand F14 des n-GaAs- Substrates 14 befindet sich außerhalb und in einer Distanz L4 (=L1=L2=L3) von der hinteren Wand F4 des Laserdiodenchips 22.

Insbesondere liegen alle die Wände F11 bis F14 des n-GaAs- Substrates 14 außerhalb der Wände F1 bis F4 des Laserdiodenchips 22. Mit anderen Worten, das n-GaAs- Substrat 14 ist länger als der Laserdiodenchip 22 in einer Richtung der optischen Achse und ist ebenfalls breiter als der Laserdiodenchip 22 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse.

Ein Herstellungsverfahren der Laserdiode dieser Ausführungsform wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben werden.

Als erstes werden auf dem n-GaAs-Substrat 2 der Reihe nach die n-GaAs-Schicht 3, die n-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 4, die optische n-Al_0,2Ga_0,8As-Führungsschicht 5, die aktive Al_0,2Ga_0,8As/GaAs-Schicht 6, die optische p-Al_0,2Ga_0,8As- Führungsschicht 7, die p-Al_0,4Ga_0,6As-Deckschicht 8 und die p-GaAs-Kontaktschicht 9 schichtweise aufgebracht, wonach die Mesa mittels Ätzen ausgebildet wird.

Auf oberen Oberflächen der n-GaAs-Schicht 3 und der Mesa wird eine Schicht aus SiO₂ (d. h. die Isolierschichten 10) mittels Plasma-CVD-Techniken abgeschieden, und dann wird ein zentraler Teilbereich davon chemisch weggeätzt, um das Fenster 11 auszubilden. Auf den Isolierschichten 10 wird die aus Cr/Pt/Au-Schichten bestehende obere Elektrodenschicht 12 ausgebildet. Auf dem Unterteil bzw. Boden des n-GaAs-Substrates 2 wird eine Elektrodenschicht 20 mit Au-Ge/Ni/Au schichtweise aufgebracht. Diese Schichten werden dann einem Legierungsprozeß unterworfen, um ohmsche Kontakte mit den Elektrodenschichten 12 und 20 auszubilden. Auf der Elektrodenschicht 20 wird eine aus Au-Sn bestehende Lötmetallschicht 21 mittels Abscheidung aus der Gasphase aufgebracht. Die Endwände des so gebildeten Blockes werden gespalten, um den Laserdiodenchip 22 zu vervollständigen.

Das n-GaAs-Substrat 14, welches in den Abmessungen größer als das n-GaAs-Substrat 2 ist, wird präpariert. Eine Elektrodenschicht 23 wird auf einer oberen Oberfläche des n-GaAs-Substrates 14 mit Cr/Pt/Au-Schichten ausgebildet, während auf einer unteren Oberfläche des n-GaAs-Substrates 14 eine Elektrodenschicht 24 mit Au-Ge/Ni/Au-Schichten ausgebildet wird. Diese Schichten werden dann bei 350°C für zwei Minuten einem Legierungsprozeß unterworfen, um ohmsche Kontakte mit den Elektrodenschichten 23 und 24 auszubilden. Danach wird eine aus Au-Sn bestehende Lötmetallschicht 25 auf der Elektrodenschicht 24 abgelagert, um die Widerstandsschicht 26 zu vervollständigen.

Schließlich wird eine aus dem aus Cu bestehenden Block 16 und der Gold-platierten Schicht 17 bestehende Basis 27 präpariert. Der Laserdiodenchip 22 wird der Reihe nach mit der Widerstandsschicht 26 und der Gold-platierten Schicht 17 mittels Rohchip-Kontaktierung verbunden.

Das Verbinden des Laserdiodenchips 22 und der Widerstandsschicht 26 wird mit der Lötmetallschicht 21 erreicht. Wenn die Lötmetallschicht 21 geschmolzen wird, bleibt, wie in Fig. 20 gezeigt, das Lot auf dem Substrat 14 ohne über die seitlichen Wände der Substrate 2 und 14 zu fließen. Genauer gesagt, da sich die Wände F1 bis F4 des Laserdiodenchips 22 innerhalb der Wände F11 bis F14 des n-GaAs-Substrates 14 befinden, wird verhindert, daß ein Teil des geschmolzenen Lotes bzw. Lötmetalls aus der Lötmetallschicht 21 herausfließt, wie in Fig. 21 durch das Bezugszeichen 80 veranschaulicht wird, was den Betrieb des Laserdiodenchips 22 nachteilig beeinflussen kann, oder daß ein Teil des geschmolzenen Lotes von der Lötmetallschicht 21 in der Form eines Balles bzw. einer Kugel abgetrennt wird, wie durch das Bezugszeichen 81 veranschaulicht wird, welche in eine Dioden-Baugruppe rollen und mit dem Laserdiodenchip 22 kollidieren kann, um ihn zu beschädigen, oder welche an der vorderen Wand F1 des Laserdiodenchips 22 haften bzw. kleben bleiben kann, wodurch die Intensität eines Laserstrahles verringert wird. Insbesondere im Fall einer Laserdiode, wie in Fig. 22 gezeigt, worin der Laserdiodenchip 22 auf den Kopf gestellt bzw. verkehrt herum angeordnet ist, würde der Teil 80 des geschmolzenen Lotes, der aus der Lötmetallschicht 21 herausfließt, einen Kurzschluß zwischen dem Laserdiodenchip 22 und dem Substrat 14 verursachen.

Wenn der Laserdiodenchip 22 und die Widerstandsschicht 26 über die Lötmetallschicht 21 hinweg verbunden werden, wird bewirkt, daß die untere Elektrodenschicht 20 des Laserdiodenchip 22 und die obere Elektrodenschicht 23 der Widerstandsschicht 26 mit der Lötmetallschicht 21 legiert werden, so daß die Legierungsschicht 13 gebildet wird. Gleichermaßen, wenn die Widerstandsschicht 26 und die Basis 27 über die Lötmetallschicht 25 hinweg verbunden werden, wird bewirkt, daß die untere Elektrodenschicht 24 der Widerstandsschicht 26 und die Gold-platierte Schicht 17 des Basis 27 mit der Lötmetallschicht 25 legiert werden, so daß die Legierungsschicht 15 gebildet wird.

In der sechsten Ausführungsform sind die vier Wände F1 bis F4 des Laserdiodenchips 22 alle innerhalb der Wände F11 bis F14 des n-GaAs-Substrates 14 lokalisiert, jedoch können ähnliche Effekte wie jene, die durch diese Ausführungsform bereitgestellt werden, erhalten werden solange wie wenigstens eine der Wände F1 bis F4 innerhalb der entsprechenden einen der Wände F11 bis 14 liegt. Alternativ können die Wände F1 bis F4 des Laserdiodenchips 22, wie in Fig. 23 gezeigt, außerhalb der Wände F11 bis F14 des n-GaAs-Substrates 14 lokalisiert sein. In diesem Fall wird ein Teil des geschmolzenen Lötmetalls, das aus der Lötmetallschicht 21 herausfließt, wie durch das Bezugszeichen 84 in Fig. 24 veranschaulicht wird, an einer Ecke bzw. einem Winkel einer Stufe des Substrates 2 (d. h. der Elektrodenschicht 20) gehalten ohne von der Lötmetallschicht 21 separiert bzw. getrennt zu werden.

Das n-GaAs-Substrat 14 kann alternativ, wie in Fig. 25 gezeigt, gegenüber dem Laserdiodenchip 22 horizontal um einen Winkel 9 versetzt sein. Fig. 25 veranschaulicht den Fall, wo der Laserdiodenchip 22 und das Substrat 14 in Gestalt und Größe identisch und so angeordnet sind, daß ihre Mittellinien miteinander ausgerichtet werden können.

Eine Laserdiodenvorrichtung hoher Leistung mit Heteroübergang und Streifengeometrie wird bereitgestellt, welche in einem Radarsystem verwendet werden kann, das dafür konstruiert ist, die Entfernung zu einem Ziel zu messen. Die Laserdiodenvorrichtung besitzt einen Stromweg, der sich von einer ersten Elektrode, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist, zu einer zweiten Elektrode erstreckt, die mit Erde verbunden ist, und besitzt als Merkmal die Hinzufügung eines Widerstandes von 1 mΩ oder mehr zu dem elektrischen Stromweg, um eine gleichmäßige Stromverteilung in einer aktiven Schicht bereitzustellen, um einen Laserstrahl hoher Dichte zu emittieren.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Begriffen der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ihr Verständnis zu erleichtern, sollte es erkannt werden, daß die Erfindung auf verschiedene Arten und Weisen verkörpert werden kann ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Folglich sollte die Erfindung so verstanden werden, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen der gezeigten Ausführungsformen umfaßt, welche verkörpert werden können, ohne von dem Prinzip und dem Grundgedanken der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung mit Laserdioden mit überdeckter bzw. eingebetteter Heterostruktur, die die Streifengeometrie besitzen, verwendet werden.

Claims

1. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr mit:
einem Laserdiodenchip mit
einer ersten Elektrodenschicht, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist,
einer zweiten Elektrodenschicht, die mit Erde verbunden ist, und
einer aktiven Schicht, die zwischen der oberen und der unteren Elektrodenschicht angeordnet ist um einen Laserstrahl zu emittieren, wenn sie unter Strom gesetzt wird; und
einer Widerstandsschicht mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr, wobei die Widerstandsschicht innerhalb eines Stromweges angeordnet ist, der sich von der ersten Elektrodenschicht durch die aktive Schicht hindurch zu der zweiten Elektrodenschicht erstreckt.

2. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin die Widerstandsschicht zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der Erde angeordnet ist.

3. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin die Widerstandsschicht zwischen der ersten Elektrodenschicht und der Spannungsquelle angeordnet ist.

4. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin die Widerstandsschicht aus einem Material auf der Grundlage von GaAs besteht.

5. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin die Widerstandsschicht aus einem Material auf der Grundlage von Si oder InP besteht.

6. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin ein Grundmaterial der Widerstandsschicht identisch mit einem Grundmaterial des Laserdiodenchips ist.

7. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr mit:
einem Laserdiodenchip, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er unter Strom gesetzt wird;
einer Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip; und
einer Übergangsschicht, die zwischen dem Laserdiodenchip und der Basis angeordnet ist, um dem Laserdiodenchip mit der Basis zu verbinden, wobei die Übergangsschicht eine Dicke besitzt, die einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr bereitstellt.

8. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 7, worin die Dicke der Übergangsschicht 20 µm oder mehr beträgt.

9. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr mit:
einem Laserdiodenchip, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er unter Strom gesetzt wird;
einer Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip; und
einer Übergangsschicht, die zwischen dem Laserdiodenchip und der Basis angeordnet ist, um den Laserdiodenchip mit der Basis zu verbinden, wobei die Übergangsschicht einen darin ausgebildeten Nicht-Übergangsteilbereich besitzt, um so einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr zu erzeugen.

10. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 9, worin der Nicht- Übergangteilbereich 90% oder mehr der Fläche der Übergangsschicht einnimmt.

11. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr mit:
einem Laserdiodenchip, der einen Laserstrahl emittiert, wenn er unter Strom gesetzt wird, wobei der Laserdiodenchip ein Substrat aufweist, das aus einem Grundmaterial des Laserdiodenchips besteht und das einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr besitzt.

12. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 11, worin das Substrat Fremdatome aufweist, welche das Substrat mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr ausstattet.

13. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 11, worin das Substrat eine Dicke besitzt, welche das Substrat mit einem Widerstand von 1 mΩ oder mehr ausstatten.

14. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie mit einer Streifenbreite von 100 µm oder mehr mit:
einem Laserdiodenchip mit
einer ersten Elektrodenschicht, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist,
einer zweiten Elektrodenschicht, die mit Erde verbunden ist, und
einer aktiven Schicht, die zwischen der oberen und der unteren Elektrodenschicht angeordnet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, wenn sie unter Strom gesetzt wird;
einem Stromweg, der sich von der ersten Elektrodenschicht durch die aktive Schicht hindurch zu der zweiten Elektrodenschicht erstreckt; und
einer Basis mit dem darauf angeordneten Laserdiodenchip, wobei die Basis einen Widerstand von 1 mΩ oder mehr besitzt und einen Teil des Stromweges zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der Erde bildet.

15. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 14, worin die Basis aus einem anderen Material als Kupfer, Silber oder Gold besteht.

16. Laserdiodenvorrichtung mit Heteroübergang und Streifengeometrie nach Anspruch 1, worin die Widerstandsschicht wenigstens eine seitliche Oberfläche besitzt, und der Laserdiodenchip wenigstens eine seitliche Oberfläche besitzt, und worin die Widerstandsschicht mit einem Unterteil des Laserdiodenchips verlötet ist, wobei die seitliche Oberfläche der Widerstandsschicht gegenüber der seitlichen Oberfläche des Laserdiodenchips versetzt ist.