DE2760112C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Injektionslaser entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Injektionslaser sind z. B. aus der DE-OS 23 12 162 bekannt. Diese Streifenlaser ("stripe") enthalten ein streifen­ förmiges, für den Stromdurchgang verfügbares Halbleitergebiet, das durch ein streifenförmiges Kontaktglied definiert ist und das mit­ bestimmt, in welchem Teil der aktiven Laserschicht Laserwirkung auf­ treten kann. Dieses streifenförmige Kontaktglied kann als ein soge­ nannter Oxidstreifen ("oxide stripe") oder z. B. als eine Mesa-Strei­ fen ("mesa stripe"), ein vergrabener Mesa-Streifen ("buried mesa stripe"), ein durch Protonenbeschuß erzeugter Streifen ("proton­ bombardment stripe") oder als ein durch Implantation von Sauer­ stoffionen begrenzter Streifen gebildet werden. Diese und andere bekannte streifenförmige Kontaktglieder haben das gemeinsame Merk­ mal, daß damit parallel zu dem pn-Übergang und der aktiven Schicht ein Kleinstquerschnitt für den Durchgang elektrischen Stromes festge­ legt ist, der wenigstens die Größe des Teiles des pn-Übergangs mit­ beeinflußt, über den im Betriebszustand Strom fließt. Dieser Quer­ schnitt kann gleich dem stromführenden Teil des pn-Übergangs und der aktiven Schicht, z. B. bei Mesa-Ausführungen, oder kleiner sein, wie bei dem Oxidstreifen, wobei das Kontaktglied durch eine Me­ tallelektrode gebildet wird, die in einer streifenförmigen Öffnung in einer auf dem Halbleiterkörper vorhandenen Isolierschicht mit dem Halbleiterkörper in Verbindung steht. Bei diesem Oxidstreifen tritt von der Öffnung zu dem pn-Übergang Stromstreuung auf, wo­ durch der stromführende Teil des pn-Übergangs größer als der strom­ begrenzende Querschnitt des Kontaktgliedes ist, der in diesem Falle mit der Öffnung in der Isolierschicht zusammenfällt.

Für verschiedene Anwendungen ist es von Bedeutung, den strom­ führenden Teil der aktiven Laserschicht klein zu halten und in der Richtung parallel zu der aktiven Schicht zu begrenzen. Dabei handelt es sich um seitliche Begrenzung des Teiles der aktiven Schicht, in dem Laserwirkung auftreten kann, oder mit anderen Worten um die Breite des Strei­ fens der aktiven Schicht, in dem die benötigte Inversion erhalten wird. Die Breite des lasernden Gebietes der aktiven Schicht ist übrigens oft größer als die des stromführenden Teiles der aktiven Schicht. Auch dadurch, daß die in die aktive Schicht injizierten Ladungsträger oft in der aktiven Schicht eingeschlossen sind, tritt Diffusion von Ladungsträgern in der Schichtrichtung infolge des Konzentrationsgradienten an den Rändern des stromführenden Teiles auf. Außerhalb des stromführenden Teiles wird also bis über einen Abstand in der Größenordnung der Diffusionslänge der injizierten Ladungsträger noch Inversion in der aktiven Schicht auftreten können.

Die Breite des Streifens, in dem Inversion auftritt, beeinflußt z. B. die Eigenschwingungen des Resonators. Wenn man die Laserstrahlung auf einen einzigen Schwingungsmode zu beschränken wünscht, wie es z. B. für die optische Kommunikation und für Video- und Audiolangspielsysteme erwünscht ist, wird die genannte Breite derart klein sein müssen, daß nur der Grundmodus auftritt. Wenn man die Breite diese einzigen Laserstrahls parallel zu der aktiven Schicht noch weiter zu beschränken wünscht, wird der Strei­ fen, in dem Inversion auftritt, noch schmäler sein müssen. In prak­ tischen Fällen liegen die genannten Breiten an der technologisch noch erzielbaren Grenze. Dies führt zu verwickelten Herstellungsvorgängen, die dadurch eine verhältnis­ mäßig niedrige Ausbeute ergeben. So ist in der obengenannten DE-OS 23 12 162 die Anwendung eines streifenförmigen Kontaktgliedes be­ schrieben, das außer einer in einer Öffnung einer Isolierschicht liegenden Metallelektrode noch zwei Halbleiterschichten enthält, die sich zwischen der Metallelektrode und der aktiven Schicht be­ finden, wobei der strombegrenzende Querschnitt für das Kontakt­ glied durch selektive Ätzung dieser beiden Halbleiterschichten erhalten wird. Namentlich wird die Unterätzung der zweiten Halb­ leiterschicht unter der ersten Schicht benutzt, die bei der Ätz­ bearbeitung einen schmalen Streifen der zweiten Schicht abschirmt, um die gewünschte geringe Breite zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen streifenförmigen Injektionslaser anzugeben, der einen einzigen Laserfleck aufweist, bei dem sich so in der vorgeschlagenen Betriebsweise praktisch nur der transversale Grundmodus ausbilden wird, und der verhältnismäßig leicht und mit verhältnismäßig hohen Ausbeuten hergestellt werden kann. Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von der Erkenntnis aus­ gegangen, daß durch passende Wahl der Form des Kontaktgliedes und durch passende Anordnung desselben in bezug auf die Spiegelseiten­ flächen mit einem verhältnismäßig breiten stromführenden Streifen des pn-Übergangs und der aktiven Laserschicht die Laserwirkung dennoch auf einen verhältnismäßig schmalen Streifen zwischen den Spiegelseitenflächen beschränkt werden kann.

Die genannte Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Injektionslaser erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung erleichtert die Herstellung im Grundtransversalmodus wirkender Laser wesentlich. Es wird vermieden, daß bei der Her­ stellung die angewandte Technologie bis an die äußerst erzielbaren Grenzen benutzt werden muß. Insbesondere braucht bei photolitho­ graphischen Bearbeitungen und bei Ätzbehandlungen nicht mehr mit den kleinstmöglichen Details gearbeitet zu werden, sondern es kann z. B. für die Breite des Kontaktgliedes ein verhältnismäßig großer und praktisch gut verwirklichbarer Wert gewählt werden. Die Aus­ beute des Herstellungsvorganges ist infolgedessen verhältnismäßig hoch.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 6, 7a und 7b dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 in Draufsicht und Querschnitt Laser der hier be­ trachteten Art und die damit erhaltenen Intensitätsverteilungen, wie sie im Patent 27 27 793 angegeben sind,

Fig. 6 und 7a in Draufsicht mögliche Formen des streifenförmigen Gebietes bei Lasern nach der Erfindung,

Fig. 7b in Draufsicht eine weitere Form des strombe­ grenzenden, streifenförmigen Kontakt­ gliedes, mit denen ein streifenförmiges Gebiet erhalten werden kann.

Fig. 1 zeigt einen Injektionslaser der im Patent 27 27 793 beschriebenen Art mit einem doppelten Heteroübergang. Der Laser enthält einen Halbleiterkörper 1 mit zwei praktisch parallelen Seitenflächen 2 und 3 (Fig. 2), die die Resonatorspiegelflächen des Lasers bilden. Quer zu den Resonatorspiegelflächen 2 und 3 erstreckt sich ein pn-Übergang 4 in dem Halbleiterkörper 1 in der Nähe einer aktiven Laserschicht 5. Auf beiden Seiten des Halbleiterkörpers ist ein Kontaktglied 6 bzw. 7 angeordnet, das den Abstand zwischen den Spiegel­ seitenflächen 2 und 3 praktisch völlig überbrückt, wobei das erste Kontaktglied 6 in einer geringeren Entfernung von dem pn-Übergang 4 als das zweite Kontaktglied 7 liegt.

Das zweite Kontaktglied 7 ist eine leitende Schicht von 0,15 µm, die sich über die ganze Unterseite des Halbleiterkörpers 1 erstreckt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Halbleiterkörper 1 mit einer Isolierschicht 8 aus z. B. Siliciumdioxid mit einer Dicke von etwa 0,2 µm überzogen. In der Isolierschicht 8 ist eine streifen­ förmige Öffnung 9 vorgesehen, die sich von einer Spiegel­ seitenfläche zu der anderen erstreckt. Auf der Isolier­ schicht 8 und in der Öffnung 9 erstreckt sich eine leitende Schicht 6, die im vorliegenden Beispiel aus einer Schicht 10 aus Chrom mit einer Dicke von etwa 50 nm und einer Schicht 11 aus Gold mit einer Dicke von etwa 200 nm aufgebaut ist.

Die leitende Schicht 6 bildet in der Öffnung 9 einen streifenförmigen leitenden Kontakt mit dem Halb­ leiterkörper 1, wodurch bei Stromdurchgang von der leitenden Schicht 6 zu den leitenden Schicht 7 auch der stromführende Teil der aktiven Schicht 5 und des pn-Übergangs 4 eine entsprechende Streifenform aufweisen wird. Die mit Hilfe des elektrischen Stromes und der damit gepaarten Injektion von Ladungsträgern in den pn-Übergang 4 erzeugte spontane und/oder stimulierte Emission wird also auch auf einen entsprechenden streifenförmigen Teil des pn-Übergangs 4 und der aktiven Schicht 5 beschränkt sein. Dieser streifen­ förmige Teil, in dem Emission erzeugt werden kann, erstreckt sich, wie die Öffnung 9, von einer Spiegelseitenfläche 2 zu der anderen Spiegelseitenfläche 3.

Der Halbleiterkörper 1 des Lasers weist weiter einen an sich bekannten Aufbau auf. Er enthält z. B. ein Substrat 12 aus n-leitendem GaAs, das mit Si in einer Konzentration von etwa 10¹⁸ Atomen/cm³ dotiert ist. Auf diesem Substrat 12 befindet sich eine Schicht 13 aus Al _x Ga_{1 -x} As, wobei x etwa 0,25 beträgt. Diese Schicht 13 ist eine mit Sn dotierte n-leitende Schicht mit einer Dicke von etwa 3,2 µm, wobei die Sn-Konzentration etwa 5 · 10¹⁷ Atome/cm³ ist. Die Schicht 13 grenzt an den pn-Übergang 4 und an die aktive Laserschicht 5, die aus p-leitendem GaAs besteht, etwa 0,3 µm dick ist und mit Ge in einer Konzentration von etwa 5 · 10¹⁷ Atomen/cm³ dotiert ist. Die aktive Schicht 5 grenzt an eine p-leitende Schicht 14 aus Al _x Ga_{1 -x} As mit einer Dicke von etwa 2,2 µm, wobei x etwa 0,25 ist und diese Schicht Ge in einer Konzentration von etwa 5 · 10¹⁷ Atomen/cm³ als Dotierungs­ mittel enthält. Die Schicht 15 besteht aus p-leitendem GaAs, das mit Ge bis zu einer Konzentration von etwa 2 · 10¹⁸ Atomen/cm³ dotiert ist, wobei diese Schicht eine Dicke von etwa 1,4 µm aufweist. In der Schicht 15 ist unter der Öffnung 9 eine p-leitende Zone 16 durch Diffusion von Zn aus einer ZnAs₂-Quelle mit etwa 10% GaAs bei einer Temperatur von etwa 600°C während etwa 10 Minuten angebracht. Die Eindring­ tiefe dieser Zone 16 beträgt etwa 1 µm.

Der Halbleiterkörper 1 kann völlig auf übliche Weise hergestellt werden. Die Gesamtdicke beträgt etwa 100 µm.

Der Halbleiterkörper 1 des betreffenden Lasers weist weiter Abmessungen von etwa 300 µm × 300 µm auf, wobei die Breite der streifenförmigen Öffnung 9 etwa 10 µm ist. Der Schwellwertstrom, der für das Auftreten stimulierter Emission erforderlich ist, beträgt, wie gefunden wurde, etwa 200 mA. An einer der Spiegelseitenflächen wurde spontane Emission mit einer Intensitätsverteilung wahrge­ nommen, die schematisch mit der Kurve 31 in Fig. 3 darge­ stellt ist. Das Maximum liegt praktisch unter der Mitte der Öffnung 9 und die Halbwertsbreite beträgt etwa 20 µm.

Es ist klar, daß bei Stromdurchgang durch den Halbleiterkörper unter der streifenförmigen Öffnung 9 mit einer Breite von etwa 10 µm ein viel breiterer Streifen in der aktiven Schicht erhalten wird, in dem die Anzahl injizierter Ladungsträger genügend groß ist, um wahrnehmbare spontane Emission herbeizuführen. Von der streifen­ förmigen Öffnung her wird der elektrische Strom in seitlicher Richtung an den beiden langen Seiten der Öffnung etwas ausfächern. Weiter werden die in die aktive Schicht 5 injizierten Ladungsträger, die zwischen den beiden Hetero-Übergängen eingeschlossen sind, durch die auf­ tretenden Konzentrationsunterschiede in seitlicher Richtung diffundieren. Die Breite des Streifens der aktiven Schicht in dem bei dem genannten Strom von etwa 200 mA spontane Emission mit einer Intensität von mindestens 0,3 der maximalen wahrgenommenen Intensität auftritt, ist etwa 25 µm. In diesem Streifen ist also eine wesentlich erhöhte Ladungskonzentration vorhanden, so daß bei weiterer Erhöhung des Stromes in diesem Streifen die für die Laserwirkung erforderliche Inversion auftreten könnte. Ein genauer Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Inversion und der wahrgenommenen Intensität der spontanen Emission bei einem Strom in der Größenordnung des Schwellwertstroms läßt sich schwer nachweisen. Dabei spielen eine große Anzahl von Parametern, wie die Dicke und die Dotierung der aktiven Schicht und der daran grenzenden Schichten, eine Rolle. Wohl kann im allgemeinen angenommen werden, daß in jenen Gebieten, in denen die Intensität der spontanen Emission weniger als 0,3 der maximalen Intensität beträgt, die Ladungsträgerkonzentration stets zu gering für das Auftreten von Laserwirkung sein wird. In vielen Fällen wird die Möglichkeit zum Auftreten von Laserwirkung nur über ein kleineres Gebiet vorhanden sein, in dem die Intensität der spontanen Emission nicht weiter als auf die Hälfte des Höchstwertes herabgesunken ist. Auch dann würde aber im vorliegenden Beispiel noch ein Streifen von etwa 20 µm breit verbleiben, in dem Inversion in genügendem Maß auftreten kann. Die Erfahrung zeigt, daß diese Breite viel zu groß ist, um erwarten zu dürfen, daß der Laser in dem Grundtransversalmodus mit einem einzigen Fleck wirken wird. In der Praxis werden bei einer derartigen Streifenbreite ein oder mehr Modi höherer Ordnung auftreten, wobei der Laser zwei oder mehr Flecke aufweisen wird.

Für das Auftreten des Grundtransversalmodus wird die Streifenbreite auf höchstens 10 µm und vorzugsweise auf höchstens 6 µm begrenzt werden müssen, wobei bemerkt wird, daß dies empirische Werte sind. Die genaue höchst­ zulässige Streifenbreite hängt u. a. von den Dotierungen und der Dicke der Schicht ab.

Die Streifenbreite des Teiles der aktiven Schicht in dem spontane Emission auftritt, kann durch Verkleinerung der Breite der Öffnung 9 verkleinert werden. Diese Öffnung definiert ja einen kleinsten Querschnitt für Durchgang elektrischen Stromes, der einen wesentlichen Ein­ fluß auf die Größe des stromführenden Teiles des pn-Übergangs 4 ausübt.

Bei den oben angegebenen Schichtdicken und Dotierungen wird eine Herabsetzung der Breite der Öffnung 9 auf z. B. 1 µm zu einem Streifen mit einer Breite von 11 bis 16 µm in der aktiven Schicht führen, in dem stimulierte Emission auftreten könnte. Für den Grundtransversalmodus ist eine derartige Breite noch immer zu groß und außerdem stellt eine Öffnung von 1 µm besonders hohe Anforderungen an den Herstellungsvorgang.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 9 in bezug auf die Spiegelseitenflächen 2 und 3 schräg angeordnet, wie es schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Der Deutlichkeit halber ist in dieser Figur, die nichtmaß­ stäblich gezeichnet ist, die Abweichung übertrieben dar­ gestellt. Tatsächlich ist die Breite a der Öffnung 9 10 µm und der Winkel α zwischen der Normalen auf den Spiegelseitenflächen 2 und 3 und den parallelen langen Rändern der Öffnung 9 etwa 3,5°.

Wie bereits erwähnt wurde, ist bei einer Öffnung 9 mit einer Breite von 10 µm der Streifen, in dem bei dem Schwellwertstrom spontane Emission mit einer Intensität größer als oder gleich 0,3 der gefundenen maximalen Intensität auftritt, etwa 25 µm breit. Dieser Streifen ist in Fig. 2 mit ge­ strichelten Linien angegeben. Der Abstand b ist etwa 25 µm. Dadurch, daß der Streifen b schräg in bezug auf die Spiegelseitenflächen angeordnet ist, ist der größte recht­ eckige Streifen, der in diesen Streifen paßt, viel schmaler. Dieser rechteckige Streifen, der sich von der Spiegelseitenfläche 2 zu der Spiegelseitenfläche 3 erstreckt, weist im vorliegenden Beispiel eine Breite c von etwa 7 µm auf. Bei einem Winkel α von etwa 3,5° und einem Abstand zwischen den Spiegelseitenflächen von etwa 300 µm ist der Durchschnitt der Öffnung 9 und der einen Spiegelseitenfläche 2 etwa 18 µm gegen den Durchschnitt der Öffnung 9 und der anderen Spiegelseitenfläche 3 verschoben.

Bei Vergrößerung des Stromes auf etwa 320 mA wurde Laserwirkung mit einer Intensitätsverteilung gefunden, wie sie schematisch mit der Kurve 32 in Fig. 3 angegeben ist. Die maximale Intensität war etwa sechsmal größer als die maximale Intensität der Lumineszenz bei dem Schwellwertstrom. Die Halbwertsbreite des Flecks war etwa 4 µm. Der Laser­ strahl ist etwa um 9 µm gegen die an der einen Spiegel­ seitenfläche erzeugte spontane Emission nach der Kurve 31 verschoben.

Die Breite des Streifens, in dem stimulierte Emission auftreten kann, und die Breite des Flecks können einfach dadurch beeinflußt werden, daß die Öffnung 9 in einer schrägeren oder weniger schrägen Lage angeordnet wird, daß die Länge des Lasers passend gewählt wird und/oder daß die Breite der Öffnung geändert wird. Bei kürzeren Lasern wird der Winkel α verhältnismäßig groß, bei längeren Lasern verhältnismäßig klein sein können. Vorzugsweise ist der Winkel α größer als oder gleich 2°.

Fig. 4 zeigt einen mit Protonen beschossenen Streifenlaser. Der Halbleiterkörper 40 ist auf gleiche Weise wie im ersten Beispiel aus Schichten 12, 13, 5, 14 und 15 mit denselben Dicken, derselben Zusammensetzung und den­ selben Dotierungen aufgebaut. Statt einer örtlichen Zone 16 ist in diesem Falle über die ganze Oberfläche der Schicht 15 eine Diffusion von Zn durchgeführt. Die Zn-dotierte Schicht ist mit 41 bezeichnet. Auf der Unterseite des Halbleiter­ körpers 40 befindet sich auch hier ein Kontaktglied 7.

Auf der Oberseite werden nacheinander eine Titan­ schicht 42, eine Platinschicht 43 und eine nicht darge­ stellte etwa 5 µm dicke Goldschicht angebracht. Dann wird die Goldschicht, bis auf einen etwa 4 µm breiten, sich von der einen Spiegelseitenfläche zu der anderen erstreckenden Streifen, weggeätzt. Dieser 4 µm breite Goldstreifen wird während eines Beschusses mit Protonen mit einer Energie von etwa 300 keV als Maske verwendet. Die Dosis beträgt etwa 10¹⁵/cm². Durch diesen Beschuß wird der nicht von dem Goldstreifen maskierte Teil des Halbleiterkörpers bis zu einer Tiefe von etwa 2 µm hochohmig. Die auf beiden Seiten des Goldstreifens liegenden hochohmigen Teile sind in Fig. 4 mit ihren Begrenzungen 44 angegeben. Nach dem Beschuß wird der Goldstreifen entfernt. Nach Spaltung des Halbleiterkristalls zum Erhalten der Spiegelseiten­ flächen ist der Laserkörper zur Endmontage bereit, die auf übliche Weise und in einer üblichen Umhüllung erfolgen kann. Ein so ausgebildeter Laser hat den Vorteil, daß der strombegrenzende Querschnitt 45 des dem pn-Übergang am nächsten liegenden Kontaktgliedes 42, 43 schmäler ist und daß außerdem durch die Eindringtiefe von 2 µm des Protonenbeschusses der Abstand von dem pn-Übergang 4 kleiner ist, so daß die Ausfächerung oder Streuung des Stromes geringer sein wird.

Es stellte sich heraus, daß der Schwellwertstrom etwa 120 mA war. Die bei diesem Strom an einer der Spiegel­ seitenflächen wahrgenommene spontane Emission hatte eine Intensitätsverteilung mit einer Halbwertsbreite von etwa 12,5 µm. Diese Verteilung ist schematisch mit der Kurve 51 in Fig. 5 angegeben.

Auch in diesem Beispiel ist das Kontaktglied absichtlich schräg in bezug auf die Spiegelseitenflächen angeordnet. Die schematische Draufsicht nach Fig. 2 trifft zu, wenn angenommen wird, daß die Öffnung 9 in der Isolierschicht 8 nun das streifenförmige Halbleitergebiet 45 darstellt, das im zweiten Beispiel ja den strombegrenzenden Querschnitt des Kontaktgliedes definiert. Im zweiten Beispiel ist der Abstand a etwa 4 µm, der Abstand b etwa 12,5 µm und der Abstand c etwa 7,5 µm. Der Laser ist etwa 300 µm lang und der Durchschnitt des streifenförmigen Halbleitergebietes 45 und der einen Spiegelseitenfläche ist etwa um 5 µm gegen den Durchschnitt mit der anderen Spiegelseitenfläche verschoben. Der Winkel α beträgt gut 1°, und der Unterschied zwischen den Abständen b und c ist etwa ¹/₆₀ der Laserlänge.

Bei einem Strom von etwa 160 mA wurde die schema­ tisch durch die Kurve 52 dargestellte Laserstrahlung wahrgenommen. Die Halbwertsbreite war gut 5 µm und die maximale Intensität war etwa fünfzehnmal größer als die der spontanen Emission nach der Kurve 51. Die Stelle an der Spiegelseitenfläche, an der diese maximale Intensität auftritt, ist etwa 2 bis 3 µm gegen die Stelle der maximalen Intensität der wahrgenommenen spontanen Emission verschoben.

In den beiden Beispielen enthält der Halbleiter­ körper 1; 40 ein Halbleitersubstrat 12, das sich zwischen dem pn-Übergang 4 und dem zweiten Kontaktglied 7 befindet, wobei der pn-Übergang 4 und die aktive Schicht 5 sich in einer Richtung parallel zu den Spiegelseitenflächen 2 und 3 praktisch über die ganze Breite des Halbleitersubstrats erstrecken.

In einer Richtung quer zu dem ersten Kontaktglied sind der pn-Übergang und die aktive Schicht also wesent­ lich breiter als die stromführenden Teile derselben. Mit anderen Worten: die seitlichen Grenzen des lasernden Gebietes fallen nicht mit den seitlichen Grenzen des pn-Übergangs und der aktiven Schicht zusammen. Die Probleme, die sich beim Zusammenfallen der Begrenzung des pn-Übergangs und der aktiven Schicht mit der Begrenzung des lasernden Gebietes ergeben können, wie ein zu großer Unterschied des Brechungs­ indizes am Rande des lasernden Gebietes und/oder eine zu große Rekombinationsrate an diesem Rande oder Verluste durch strahlungslose Rekombination an diesem Rand, werden auf diese Weise vermieden, während das lasernde Gebiet dennoch verhältnis­ mäßig schmal gehalten werden kann.

Im ersten Beispiel enthält das erste Kontakt­ glied eine Elektrode 6 aus leitendem Material, die durch eine Sperrschicht 8 von dem Halbleiterlaserkörper getrennt ist und in einer streifenförmigen Öffnung 9 in der Sperr­ schicht 8 mit dem Laserkörper in elektrischer Verbindung steht. Die Breite der streifenförmigen Öffnung 9 ist mindestens etwa 5 µm.

In beiden Beispielen ist die Geometrie des ersten Kontaktgliedes derart gewählt, daß die Projektionen der Durchschnitte des strombegrenzenden Querschnittes 45 oder der Öffnung 9 und der beiden Spiegelseitenflächen 2 und 3 auf eine Ebene parallel zu den beiden Spiegelseitenflächen einander in einer Richtung parallel zu dem pn-Übergang 4 nicht überlappen, sondern vollständig nebeneinander liegen. Im ersten Beispiel beträgt der Abstand zwischen den Projektionen etwa 8 µm und im zweiten Beispiel ist dieser Abstand etwa 1 µm.

Vorzugsweise ist der breiteste rechteckige Streifen, der in den Streifen paßt, in dem Lumineszenz mit einer Intensität größer als oder gleich der Hälfte der maximalen Intensität auftritt, nicht breiter als 6 µm, wie im ersten Beispiel, in dem diese Breite etwa 20 - 18 = 2 µm beträgt. Eine größere Sicherheit des Auftretens des Grundtransversalmodus ist vorhanden, wenn auch der breiteste rechteckige Streifen, der in den Leuchtstoffstreifen paßt, in dem die Intensität größer als oder gleich 0,3 der maximalen Intensität ist, höchstens 6 µm breit ist. Wie erwähnt, kann die Breite des rechteckigen Streifens einfach durch geeignete Wahl der Länge des Lasers, der Größe des Winkels α und/oder der Breite des strombegrenzenden Querschnittes des ersten Kontaktgliedes auf den gewünschten Wert gebracht werden. So kann z. B. die Breite der Öffnung 9 im ersten Beispiel 1 oder 2 µm kleiner gewählt oder kann der Laser etwa 330 µm statt 300 µm lang gemacht werden.

Fig. 6 zeigt in Draufsicht ein ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lasers mit einem sich windenden Streifen 64, in dem spontane Emission auftritt, die mit einem entsprechenden sich windenden strombegrenzenden Querschnitt des Kontaktgliedes erhalten werden kann. In diesem Falle ist die Amplitude der Windung derart groß, daß Laser nur mit einer die Hälfte der Periode der Windung unterschreitenden Länge erhalten werden können. In Abhängigkeit von der Länge des Lasers kann das lasernde Gebiet schmäler oder breiter sein, wie angegeben ist. Die Spiegelseitenflächen sind schematisch mit gestrichelten Linien 3 und 2 bzw. 2′ angegeben. Liegt die Spiegelseitenfläche auf der Höhe der Linie 2, so liegt das lasernde Gebiet innerhalb der strichpunktierten Linien 61 und 62. Ist der Laser länger und liegt die Spiegel­ seitenfläche auf der Höhe der Linie 2′, so liegt das lasernde Gebiet innerhalb der strichpunktierten Linien 61 und 63.

Die Kombination von Streifenbreite 71 und Amplitude der Windung kann auch derart gewählt werden, daß für Laserlängen, die größer als die halbe Periode der Windung sind, die Breite des lasernden Gebietes von der Laserlänge unabhängig ist. Dies zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7a.

Der sich windende Leuchtstoffstreifen 72 enthält einen rechteckigen Streifen 73, dessen Breite von der Länge unabhängig ist. Je nach der auftretenden Stromstreuung und der Diffusionslänge der eingeschlossenen Ladungsträger kann der schmälere Streifen 74 (Fig. 7b), der den strom­ begrenzenden Querschnitt des Kontaktgliedes darstellt, auch gar keinen ununterbrochenen rechteckigen Streifen enthalten.

Claims (1)

1. Injektionslaser mit einem Halbleiterkörper (1, 40) mit zwei parallelen Seitenflächen, die die Spiegelseitenflächen (2, 3) bilden, mit einem pn-Übergang (4), der sich quer zu den Spiegelseitenflächen in dem Halbleiterkörper (1, 40) erstreckt und mit einer in der Nähe dieses pn-Übergangs (4) liegenden aktiven Laserschicht (5), bei dem auf den beiden zur Fläche des pn- Übergangs (4) parallelen Oberflächen des Halbleiterkörpers je eine Kontaktelektrode (6, 43, 7) vorhanden ist, die den Abstand zwischen den Spiegelseitenflächen völlig überbrückt und bei dem die erste dieser Kontaktelektroden (6, 43) in einer geringeren Entfernung von dem pn-Übergang (4) liegt als die zweite Kontakt­ elektrode (7) und auf der Seite des pn-Übergangs (4), auf der die erste Kontaktelektrode (6, 43) vorhanden ist, ein sich zwischen den beiden Spiegelseitenflächen erstreckendes, streifenförmiges, für Stromdurchgang verfügbares Halbleitergebiet (45) definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Gebiet (45) einen gewundenen Teil (64, 72, 74) ent­ hält, dessen Seiten sich parallel zueinander erstrecken, wobei die Amplitude der Windung und die Laserlänge und/oder die Breite des gewundenen Teiles so gewählt sind, daß ein sich zwischen den beiden Spiegelseitenflächen (2, 3) er­ streckendes laserndes Gebiet erhalten ist, dessen Breite derart gering ist, daß im Betrieb nur ein einziger transversaler Schwingungsmode erhalten wird.