DE2531004A1

DE2531004A1 - Verfahren zum herstellen eines diodenlasers mit doppel-heterostruktur

Info

Publication number: DE2531004A1
Application number: DE19752531004
Authority: DE
Inventors: Joseph Martin Blum; Billy Lee Crowder; James Cleary Mcgroddy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1976-02-12
Also published as: US3936322A; JPS5119986A; FR2280978A1; GB1464237A; FR2280978B1

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: YO 974 009

Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers mit Doppel-heterostruktur

Die Erfindung betrifft ein neues vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen von Diodenlasern mit einer Doppel-Heterostruktur. Solche Diodenlaser werden auch DH-Laser genannt.

über eine erste erfolgreiche Herstellung eines bei Zimmertemperatur kontinuierlich arbeitenden, einen Doppelheteroübergang aufv7eisenden Lasers, berichtet I. Hayashi und andere in "Applied Physics Letters of 1970, Band 17, Seiten 109 ff. Ein derartiger Laser besteht aus einem H-leitenden GaAs-Substrat und vier epitaxial aufgewachsenen Schichten, d.h. einer F-leitenden Ga,.. * Al As-Schicht, gefolgt von einer P-leitenden GaAs-Schicht, einer P-leitenden Ga,.. .Al As und einer einer

I I—X/ X

P-leitenden GaAs-Schicht. Damit erhält man einen einzigen GaAs-Bereich, der von zwei HeteroÜbergängen, nämlich einem P-P-HeteroÜbergang und einem P-N-Eeteroübergang umgeben ist. Wird ein geeigneter Resonator vorgesehen, dann zeigt dieser DII-Laser wesentlich niedrigere Schwellwerte bei höheren Temperaturen als mit einem, eine einzige HeteroStruktur aufweisenden Laser erzielbar wäre.

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Dieser frühe DH-Laser hatte den Machteil, daß der Stromfluß, der über einem Übergang die für die letzliche, lichterzeugende Rekombination notwendige Injektion von Ladungsträgern erzeugte, über einen relativ großen Bereich des Übergangs stattfand. Dadurch wird es aber schwierig, die verschiedenen Arten von Schwingungen zu steuern und die Ableitung der Wärme wird schwierig. Es war daher notwendig, einen DH-Laser in der Weise aufzubauen, daß der aktive Bereich des Lasers verkleinert wurde, wobei man den Bereich für die Injektion von Ladungsträgern auf einen schmalen Streifen beschränkte. Eine solche Begrenzung des Stromes und damit des Bereiches für die Injektion von Ladungsträgern auf diesen schmalen Streifen würde nicht nur die Ableitung von Wärme aus dem Bereich dieses Übergangs erleichtern, sondern auch einen Laserbetrieb bei niedrigeren Schwellwerten der Ströme gestatten»

Ein bekannter Weg, eine derartige Eingrenzung des Stromes zu erzielen, besteht darin, auf beiden Seiten eines schmalen Streifens des aktiven Bereiches eines DH-Lasers das Material so weit abzuätzen, daß der Strom, der die Laseroperation hervorruft, nur durch diesen eingeengten Bereich fließt. Der Teil eines mehrschichtigen DH-Lasers, der nicht abgeätzt wird, ist dann höher als die restlichen Teile des Lasers und bilden eine sogenannte i-lesastruktur,

In einem anderen Aufsatz mit dem Titel "Continuous Operation of

GaAs-Ga,.. .Al As Double-Heterostructure Laser with 30 ⁰C HaIf-11—χ; χ

Lives Exceeding 1000 Hours" von R.L. Hartman und anderen, der ebenfalls in Applied Physics Letters, Band 23, Kr. 4 vom 15. August 1973, auf Seiten 181 bis 183 erschienen ist, wird die Begrenzung des aktiven Bereiches eines Lasers oder des stromführenden Teils eines Lasers dadurch erreicht, daß man beide Seiten eines ausgewählten schmalen Streifens des aktiven Bereichs mit Protonen beschießt. Durch einen solchen Protonenbeschuß kann man einen, eine Laseroperation liefernden Streifen mit einer Breite von nur 13 Mikron dadurch erzielen, daß die mit

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Protonen beschossenen Bereiche einen so hohen Widerstand annehmen , daß der zur Injektion von Ladungsträgern dienende Strom nur durch die nicht mit Protonen beschossenen Bereiche fließen kann.

Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Verwendung eines Protonenbeschusses zur Erzielung von Bereichen mit hohem spezifischen Widerstand, in denen kein Strom fließt, diese so bombardierte Bereiche bei einer Aufheizung über 350 ⁰C instabil v/erden. Außerdem v/erden die den aktiven Bereich benachbarten Zonen beschädigt, so daß sich in dem aus schmalen Streifen bestehenden Bereichen erhöhte optische Verluste einstellen. Ferner wurde beobachtet, daß durch den Protonenbeschuß in unmittelbarer Nachbarschaft des aktiven Bereiches des DH-Lasers Schäden in der Kristallstruktur verursacht werden, die eine unerwünschte Diffusion von Störelementen in den aktiven Bereich hinein begünstigen und verstärken. Man glaubt ferner, daß die bei einer Verschlechterung von DH-Lasern auftretenden dunkeinen Linien auf eine mangelnde Perfektion der Kristallstruktur zurückzuführen sind, wobei ein Protonenbeschuß eine derartige fehlerhafte Kristallstruktur hervorruft.

Wenn man aber zur Erzielung schmaler aktiver Bereiche für eine Beschränkung oder Eingrenzung der stromführenden Bereiche eine Hesastruktur verwendet, dann erhält man eine nichtplanare Vorrichtung, bei der die Kanten des Übergangs frei liegen. Solche nichtplanaren Vorrichtungen machen es schwierig den DH-Laser mit einer Wärmesenke zu versehen und die freiliegenden Kanten erfordern weitere Verfahrensschritte für deren Passivierung.

Zwei weitere Wege wurden eingeschlagen, um die wünschenswerte Eingrenzung des Stromes in DH-Lasern zu erzielen. In einem B'all hat man den elektrischen Kontakt an die obenliegende P-leitende GaAs-Schicht über eine übliche Oxidmaske in der Weise hergestellt, daß der elektrische Kontakt nicht die ganze Fläche,

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■ - 4 -

sondern nur einen Streifen überdeckt, der von einer Spaltfläche zur nächsten verläuft. Abhängig von dem spezifischen Widerstand eier oberen Schichten fließt dadurch der Strom vorzugsweise in dem Bereich unterhalb des Streifens, obwohl eine gewisse Ausbreitung des Stromes nach den Seiten auftritt.

i4an hat außerdem eine Eingrenzung des Stromes auf Streifen dadurch erreicht, daß man die beiden obenliegenden Schichten aus l\-leitendem Material statt aus P-leitendem Material herstellte und ein P-Leitfähigkeit hervorrufendes Störelement in Form eines Streifens in dem Bereich eindiffundierte, in dem der Stromfluß erwünscht war.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Es wäre aber in höchstem Maße wünschenswert, die gewünschte Eingrenzung des Stromflusses in einem DH-Laser auf einen sehr schmalen Streifen zu erzielen, ohne dabei die gleichzeitig auftretenden Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, die sich bei dem Ätzen einer Mesastruktur, bei einem Beschüß mit Protonen oder bei den anderen, bisher verwendeten Verfahren ergeben. Ein Verfahren, mit der sich eine solche aktive Eingrenzung ohne Verringerung der Lebensdauer von DH-Lasern erzielen läßt, besteht darin, Sauerstoffionen mit einem Energiegehalt von 1,5 bis 3,0 MeV in den DH-Laser zur Erzielung von Bereichen mit einem sehr hohen spezifischen Widerstand zu beiden Seiten einer sehr schmalen Linie des Lasers zu implantieren. Die Implantation von Sauerstoffionen dient dazu, N- oder P-leitendem Galliumarsenid einen hohen spezifischen Widerstand zu geben und wenn eine solche Implantation stattfindet, wird sie wie eine chemische Dotierung durchgeführt. Wird in der Kristallstruktur des Galliumarsenids durch die Implantation von Sauerstoffionen irgendeine Beschädigung hervorgerufen, so kann diese durch Anlassen oder Tempern beseitigt werden. Das Arbeiten des DH-Lasers bleibt dabei stabil, selbst wenn die Anlaßtemperatur bis auf 8OO ⁰C geht.

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2 5 31 η η 4

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung finden sich in den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 den Kalbleiterteil eines DH-Lasers gemäß dem

Stande der Technik;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;

Fig, 3 eine Darstellung des beim Anbringen einer

Elektrode an den DH-Laser verwendeten Diffusionsschrittes mit einem Dotierungsmittel;

Fig. 4 einen weiteren Schritt zum Anbringen einer

Elektrode an einem DH-Laser bevor das Endprodukt gemäß Fig. 5 erzielt wird,

Fig. 6 ein Diagramm der durch Implantation von Sauerstoff erzielten Ionenkonzentration als Funktion des Abstandes in die beiden obenliegenden Schichten des DH-Lasers hinein.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Laser mit einer Doppelheterostruktur, der aus einem Substrat 2 aus N-leitendem GaAs besteht, auf dem durch ein übliches, epitaxiales Aufwachsverfahren aus der Liquidusphase eines 2 bis 5 u starke Schicht 4 aus N-leitendem Ga_{Q ?}A1 ₃As, eine 0,3 u starke Schicht aus GaAs, eine 1 ^i starke Schicht 8 aus P-leitendem Ga_{Q 7}A1_{Q 3}As und eine 1 ju starke Schicht 10 aus P-leitendem Galliumarsenid aufgewachsen sind. Der aktive Bereich oder der Bereich, in der die Rekombination von Elektronen und Löchern zur Erzeugung von Licht während des normalen Betriebszustandes des DH-Lasers stattfin-

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det, ist in dem 0,3 ju starken Bereich aus GaAs zwischen den Ga -,Al As-Zonen 4 und 8 zu suchen. Wenn Elektroden oder Kon-

U I I U , j

takte, die nicht dargestellt sind, an dem am weitesten außenliegenden Oberflächen des DH-Lasers angebracht sind, so daß der Strom zur Erzeugung der Laserwirkung alle fünf Schichten durchfließen kann, dann ist der erforderliche Strom hoch, v/eil die gesamte Breite der Vorrichtung aktiv ist und nicht nur ein sehr schmaler Bereich,

Fig. 2 zeigt die ersten Verfahrensschritte, durch die eine solche Eingrenzung des Stromes auf einen schmalen Bereich des Lasers erzielbar ist. Auf der GaAs-Schicht 10 werden gleichmäßige Streifen 12 aus Metall aufgebracht, die als Masken für die Ionenimplantation dienen, wobei die Breite dieser Streifen 12 etwa 6 bis 25 Mikron beträgt. Die bevorzugte Breite dieser Streifen liegt bei 6 Mikron, Die Dicke jedes der Streifen sollte derart gewählt werden, daß für die Intensität der in die Schichten 10 und δ des DFI-Lasers von einer Ionenquelle aus zu implantierenden Sauerstoffionen derart ist, daß die Streifen 12 die Ionen daran hindern, in die Schicht 10 oder in jede andere darunterliegende Schicht einzudringen. Zwischen den Streifen 12 liegen Markierstreifen 16, die wesentlich dünner sind als die Maskenstreifen 12, Wenn die Sauerstoffionen in die Schichten 10 und 8 implantiert werden, verhindern die dicken Maskenstreifen 12 das Eindringen von Sauerstoff, während die Markierstreifen dem Eindringen der Ionen nur einen vernachlässigbaren Widerstand entgegenstellen.

Die Maskenstreifen 12 können ein durch Schablonen hergestelltes Muster aus Nickel oder Gold oder aufgedampfte Metallmasken sein. Sie könnten außerdem auch unter Verwendung eines Photolacks aufgebracht werden. Die Markierstreifen 16 bestehen aus Aluminiumoxid, das durch Niederschlag und Photoätzverfahren aufgebracht wurde. Die Sauerstoffionen werden in die Schichten und 8 mit einer Energie von 1,8 MeV und einer Dosierung von 1 χ 10 Ionen/cm implantiert. Wie man aus Fig. 6 erkennt,

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253 1 ΠΟΑ

haben die GaAs und GaAlAs-Schichten 10 bzw. 8 ihre eigene Störelementkonzentration, die durch die Konzentration der Störelemente in den Lösungen bestimmt ist, aus denen diese Schichten aufgewachsen sind. Die Sauerstoffionen dienen dabei als tiefliegende Störstellen. Diese Störstellen, die im Innern der Schicht eingelagert sind, dienen als Senken für elektronische Ladungsträger, und fangen diese Ladungsträger permanet ein, so daß aus den mit derartigen Sauerstoffionen behandelten Bereichen innerhalb der Zonen Halbisolatoren werden. In den für die Herstellung eines DII-Lasers verwendeten Materialien haben GaAs und GaAlAs von Natur aus bei Zimmertemperatur viele ionisierte Stör-

17 stellen mit einer Konzentration von angenähert 1 χ 10 Ionen/cm Daher sollte die Dichte der durch einen Diodenbeschuß mit Sauerstoffionen erzielbare Dichte an tiefliegenden Traps oder Fangstellen größer sein als diese Dichte, so daß alle in diesen Materialien vorhandenen freien Elektronen oder Löcher durch die implantierten Sauerstoffionen eingefangen werden können, damit in den mit Ionen beschossenen Bereichen, wenn überhaupt, nur ein vernachlässigbar kleiner Strom fließen kann. Eine Implan-

14 2 tation mit einer Dosierung von 1 χ 10 Ionen/cm oder mehr, wenn diese über einen tiefliegenden Bereich von etwa 1 bis 2 ju verteilt ist, liefert eine ausreichende Anzahl von Fangstellen für Ladungsträger. Die in Fig. 6 gezeigten Dichten von Störstellen sind für eine Eingrenzung des Stromes wünschenswert, während

17 3 eine StorStellenkonzentration von weniger als 10 Ionen/cm eine solche Eingrenzung des Stromes nicht wirksam erzielbar macht.

Die in Fig. 2, 4 und 5 gestrichelt eingezeichneten Bereiche sind auf diese Weise zu Halbisolatoren geworden. Dabei hat man zur Umwandlung von GaAs und GaAlAs in halbisolierende Materialien Sauerstoffionen ausgewählt, da diese ein geringes Atomgewicht besitzen und daher zum Durchdringen der Schichten 8 und 10 relativ wenig Energie erfordern. Chrom und Eisenionen werden anstelle von Sauerstoffionen zur Erzielung von halbisolierenden Bereichen vorgeschlagen, doch dies sind schwerere Ionen, so

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daß mehr Energie erforderlich ist, um eine tiefe Durchdringung der GaAs und GaAl2\s-Schichten zu erzielen. Eine solche höhere Energie beschädigt auch die GaAs- und GaAlAs-Schichten mehr als die Sauerstoffionen. Die für die Implantation der Sauerstoffionen in die Schichten 10 und 8 verwendete Energie läßt ein anschließendes Tempern zum Beseitigen der durch die Sauerstoffionen hervorgerufenen Schaden zu, läßt aber die durch die Sauerstoffionen gebildeten Fangstellen unberührt.

Zur Fertigstellung des DH-Lasers wird die Maske 12 entfernt und die obenliegende Oberfläche der Schicht 10 (vergl. Fig. 3) wird durch Diffusion stark mit Zink dotiert, so daß sich eine

20 3

Oberflächenkonzentration von 10 Atomen/cm ergibt. Durch diese Dotierung können Elektroden 18 mit niedrigem Widerstand in Kontakt mit der GaAs-Schicht 10 gebracht werden und die Dotierung findet bei einer Temperatur von etwa 600 C statt. Dies ist eine Temperatur, bei der die durch den Beschüß mit Sauerstoffionen hervorgerufenen Kristallschäden im GaAs und GaAlAs beseitigt werden. Nach Aufbringen der Elektrode 18, die beispielsweise aus Chrom-Goldschichten bestehen kann, wobei man jedoch auch andere Metalle mit niedrigem Widerstand verwenden könnte, werden die Markierstreifen 16 und die darüberliegende Elektrode 18 selektiv abgeätzt_f so daß einzelne Elektroden 18 übrigbleiben, damit ein Strom von einer Batterie 20 über die Elektrode 22, die eingegrenzten Bereiche 24 nach diesen Elektroden 18 fließen kann. Um aus dieser Vorrichtung eine Laseranordnung herzustellen, werden an beiden Enden der Anordnung mit Rillen versehene Spiegel angebracht, die in Fig. 5 nicht gezeigt sind, jedoch senkrecht zur Elektrode 18 und zur Elektrode 22 liegen.

Die im folgenden wiedergegebene Tabelle zeigt die Ergebnisse von Lasern, die mit drei unterschiedlichen Dosierungen der Sauerstoff-Ionenimplantation hergestellt wurden. Man sieht bei drei verschiedenen Gruppen von DH-Lasern, daß im Beispiel C der Laser eine ausreichende Dosierung von Sauerstoffionen er- ! hielt, (mindestens 10 Ionen/cm ) und damit ein Stromdichte-

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2 5 31 (Ί η 4

2
Schwellwert von 1,8 Kiloampere/cm aufweist. Bei den Beispielen

A und B war die Sauerstoffdosierung so gewählt, daß die Kon-

17 zentration an Haft- oder Fangstellen kleiner war als 10 Ionen/

3
cm . Dabei ergaben sich Stromdichte-Schwellenwerte von 9,7

2 2

Kiloampere/cm bzw. 8,9 Kiloampere/cm . Ein DH-Laser mit einem

2 Stromdichte-Schwellenwert, der größer ist als 2,5 Kiloampere/cm ,

wird als schlechter Laser angesehen.

Beispiel A B C

I Stromdichte

von Schicht 10 1,1 ^i 1,1 yu 1,1 /a

II Stromdichte

von Schicht 8 0,6 ja 0,6 u 0,6 Xi

III Stromdichte

von Schicht 6 1 ,0 ja 1, Ou. 1,0 u

IV Dotierungsstoff für

Schicht 6 Si Si Si

V Energie der
Sauerstoff-Ionen 1,8 MeV 1,8 MeV 1,8 WeV

VI Dosierung d.

Sauerstoff- _{11 19} .._

Ionen 1x10 1x10 1x10

VII Sauerstoffkonzentration in
den Schichten .
8-10 (Atome/cnf

VIII Stromdichte-Schwellenwert

1	X	10¹⁵	1	X	10¹⁶	1	X	10¹⁷
9	,7	Kiloamp.	a	,9	Kiloamp.	1	f⁸	Kiloamp
		cm			cm			cm

Die Verwendung einer Sauerstoff-Ionenimplantation zur Erzielung von fast isolierenden Bereichen ergab nicht nur bei der Herstellung von DH-Lasern eine höhere Ausbeute, sondern die Verwendung von Sauerstoffionen ist auch ein außerordentlich brauchbares Verfahren, da dadurch die Notwendigkeit beseitigt wird, relativ niedrige kritische Temper- oder Anlaßtemperaturen genau

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2 5 3 1 ίΊ η 4

zu steuern, was andererseits erforderlich v/äre, wollte man die durch Protonenbeschuß hervorgerufenen Schäden im Kristallgitter beseitigen.

Man erkennt aus B'ig. 6, unter der Annahme, daß die Störstellenkonzentrationen der GaAs-Schicht 10 und der Ga_M ,Λ1 As-Schicht

17 3 ""*/ ^

B im Bereich von 10 Atomen cm liegen, daß nur dann, wenn die Dichte der durch Ionenimplantation eingebrachten Sauer-

17 3 stoffionen den Wert von 10 Atomen/cm überschreitet, ein ausreichendes Einfangen aller in den Schichten 8 und 10 vorhandenen Elektronen durch die durch die Sauerstoffionen gebildeten haftstellen oder Fangstellen erzielt wird. In dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel wurde eine Dichte der Sauerstoff-

17 3

atome von 5 χ 10 Atomen/cm erzielt. Ist dagegen die Dichte der durch Implantation eingebrachten Sauerstoffionen (oder Atome, da die Ionen nach Implantation sich mit den Elektronen

17 3 zu Atomen kombinieren) kleiner als 10 Atome/cm , dann können die um den schmalen Streifen herumliegenden Bereiche immer noch Strom führen, da es immer noch Elektronen gibt, die durch die durch Sauerstoff erzeugten, tiefliegenden Fangstellen nicht eingefangen worden sind.

Die Tabelle zeigt dabei einige Prüfergebnisse der drei Laser, die mit A, B bzw. C bezeichnet sind. In allen Beispielen ist die GaAs-Schicht 10 1 u stark, die Ga,., .Al As-Schicht 8 ist

I I—X; x

0,6 u stark und die GaAs-Schicht 6 ist 1 u stark. Die nächste

Zeile IV zeigt, daß Silicium als Dotierungsmittel für den

aktiven Bereich der Schicht 6 benutzt wurde. In allen Fällen

war die Energie der implantierten Sauerstoffionen 1,8 HeV und

die Dosierung der Sauerstoffionen schwankte zwischen 10 bis

13 2
10 Ionen/cm für die jeweiligen Beispiele. Da die Breite der Verteilung dieser Ionen in dem Material in der Größenordnung von 1 u (1 χ 10 cm) lag, betrug die Dichte der dadurch gebildeten Fangstellen (Dichte gleich Anzahl der Sauerstoffionen

13

geteilt durch Volumen) beispielsweise 10 Ionen = 1 χ

2 —4 cm χ 1 χ 10 cm

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2531MfH

3 15 17

Fang stellen/cm ) und schwankte zwi sehen 1 χ 10 und 1 χ 10 je

Die Diffusion von Zink in die Schicht 10 für einen Elektrodenanschluß an die Schicht 10 wurde bei 600 °C aus einer Quelle von ZnAs„ heraus durchgeführt und die Diffusionszeit betrug 30 min. Bei dieser Temperatur und Zeitdauer trat gleichzeitig eine Temperung oder ein Anlassen des Lasers ein, so daß die durch die Sauerstoffionenimplantation hervorgerufenen Schaden beseitigt wurden. Die letzte Spalte zeigt den Schwellenwert der Stromdichte für jedes Beispiel und man sieht, daß die Beispiele A und

2 B Schwellenwerte von 9,7 bzw. 8,9 Kiloampere/cm aufweisen, da die Dosierung des Sauerstoffs nicht ausreichend groß war. Der Schwellenwert des Stromes liegt beim Beispiel C ganz beträchtlich tiefer bei 1,8 Kiloampere/ci
plantation ausreichend hoch war.

lieh tiefer bei 1,8 Kiloampere/cm , da die Sauerstoff-Ionenim-

Susammengefaßt kann gesagt werden, daß die Verwendung einer Sauerstoffionenimplantation zur Herstellung von nahezu isolierenden Bereichen in einem Diodenlaser mit Doppelheterostruktur um einen sehr schmalen Streifen (etwa 6 bis 25 Mikron) herum das Herstellungsverfahren für Laser wesentlich weniger kritisch macht, da Sauerstoff ein Dotierungsstoff für den Tiefenbereich ist, der permanente Fang- oder Haftstellen für Elektronen bildet und daß der Sauerstoff in seinem Gastmaterial verbleibt, selbst wenn dieses während des Anlassens oder Temperns zur Beseitigung von Schaden, die sich aus dem Ionenbeschuß ergeben haben können, aufgeheizt wird oder wenn Zink bei erhöhten Temperaturen in die GaAs-Schicht 10 eindiffundiert wird, damit diese Schicht eine metallische Elektrodenschicht annimmt. Während andererseits durch Protonenbeschuß erzeugte Zonen hohen spezifischen Widerstandes bei einer Erhitzung oder Aufheizung über 350 ⁰C hinaus instabil werden, können mit Sauerstoffionen implantierte Materialien zur Beseitigung solcher Schäden selbst bis auf 800 C aufgeheizt werden, vorausgesetzt natürlich, daß diese Materialien solche Temperaturen aushalten. Ferner erhält man bei Verwendung von

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Sauerstoffionenimplantation einen fertigen planaren Laser. Die Erfindung wurde mit großem Erfolg bei der Laserherstellung eingesetzt, wobei folgende Strukturen verwendet wurden: p-p-p-n-n (Substrat) oder von entgegengesetzter Polarität n-n-p-p-p (Substrat) .

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers mit Doppelheterostruktur und einem schmalen aktiven Bereich aus ! mindestens drei übereinanderliegenden Schichten, wobei

die erste Schicht aus GaAs, die zweite Schicht aus Ga_n- .Al As und die dritte Schicht aus GaAs besteht,

I I "*X) X

wobei die letztgenannte Schicht als aktive Zone des Lasers dient,

dadurch gekennzeichnet, daß alle diese Schichten bis auf einen sehr schmalen Bereich mit einem Strahl von Sauerstoff ionen beschossen v/erden _f so daß die mit Sauerstoffionen beschossenen Bereiche und Zonen bei den Betriebsströmen des Lasers nichtleitend sind,

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schichten mit einer Schichtdicke von jeweils 1 Mikron verwendet werden,

3, Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Implantation der Sauerstoffionen eine Energie zwischen 1,5 und 3 MeV verwendet wird,

4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der implantierten Sauerstoffionen größer gewählt wird als die normale im GaAs und Ga,.. „.Al As vor-

Il—x; χ

handene Dichte der Störelemente,

5, Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenbeschuß auf einer Breite von 6 bis 25 Mikron ausgespart wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffionen nur innerhalb der drei obenliegenden Schichten aus GaAs und Ga... .Al As implantiert werden.

\I—X) X

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Sauerstoffionen mit einer Dichte von mehr als

17 3
10 Ionen/cm implantiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser nach Ionenbeschuß bei einer Temperatur angelassen oder getempert wird, die ausreicht, die durch den Ionenbeschuß mit den Sauerstoffionen in den Schichten hervorgerufenen Schäden zu beseitigen.

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