DE2937930A1

DE2937930A1 - Halbleiterlaseranordnung

Info

Publication number: DE2937930A1
Application number: DE19792937930
Authority: DE
Inventors: Naoki Chinone; Ryoichi Ito; Kazutoshi Saito; Noriyuki Shige
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1980-04-17
Also published as: US4315226A; NL184715C; CA1147045A; FR2437083B1; NL184715B; FR2437083A1; GB2031644A; GB2031644B; NL7906948A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterlaseranordnung, die in stabiler Weise eine hohe Ausgangsleistung abgeben kann.

Bei den bisher üblichen Halbleiterlaseranordnungen wird ein Mehrschichtaufbau verwendet für einen optischen oder Licht-Einschränkungs- bzw. -Einschnürungsbereich, der im wesentlichen aus drei dünnen Schichten gebildet ist, nämlich einer aktiven Schicht mit schmalem Bandabstand bei hoher Brechzahl und äußeren Deckschichten mit jeweils großem Bandabstand und kleiner Brechzahl, die beiderseits der aktiven Schicht niedergeschlagen bzw. angeordnet sind, derart, daß letztere zwischengeschichtet wird. Es wurde kürzlich festgestellt, daß die Verteilung der Laserstrahlen in einer Richtung parallel zu einer aktiven Schicht

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einen wesentlichen Einfluß auf die Schwingungseigenschaften der Laseranordnung ausübt. Es wurde erkannt, daß eine Streifenbreite einer Einschränkung unterlieqt, um eine stabilisierte Laserstrahlenverteilung zu erreichen, was wieder um bedeutet, daß die erhältliche Laserausgangsleistung notwendigerweise verringert ist, abhängig von der Einengung der Streifen.breite, da die maximale optische oder Licht-Ausgangsleistung, die von einem Häbleiterlaser erhältlich ist, primär durch die Dichte des Lichtflusses bestimmt ist, wodurch eine Zerstörung an der Auslaß -Endfläche der Halbleiterlaseranordnung auftreten kann. Andererseits wurde als Versuch zur Erhfth_ung der Laserausgangsleistung eine SCH-Anordnung (SCH; separate confinement heterostructure: Heteroaufbau mit getrennter Einschnürung) vorgeschlagen, bei der der erläuterte DreiS/Chichtenaufbau an beiden Seiten mit weiteren dünnen Schichten versehen ist, zur Bildung eines FünfSchichtenaufbaues als Maßnahme zur Verbreiterung der Laserstrahlenverteilung in einer Richtung senkrecht zur Ebene der aktiven Schicht (vgl. H.C. Casey, Ga As-Al Ga₁ Heterostructuie Laser with Separate Optical and Carrier Confinement, in Journal of Applied Physics, Bd. 45 (Januar 1974) Nr. 1, S. 322 - 333). In diesem Zusammenhang wurde jedoch festgestellt, daß Unterschiede in der Breite des verbotenen Bandes und zumindest einer P-Leitfähigkeitsschicht neben der aktiven Schicht in deutlichem Maße groß gewählt werden muß, um die injizierten Träger innherhal) der aktiven Schicht während einer ausreichend langen Zeit einzuschränken bzw. einzuschnüren. Dadurch wird der sich aus der SCH-Anordnung erwartungsgemäß ergebende Vorteil stark abgeschwächt.

Weiter wurde eine Halbleiterlaseranordnung mit einem Aufbau angegeben, bei dem alle Flächen der aktiven Schicht eine große Brechzahl besitzen, wie bei GaAs, mit Ausnahme der Fläche, die einen Teil des optischen Resonators bildet, der durch eine Masse eingekapselt ist aus einem Werkstoff wie GaAlAs, die eine Brechzahl besitzt, die niedriger ist als die der aktiven Schicht (vgl.

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JP-OS 8471/1972 und T. Tsukada et al. in deduction of Threshold Current of Buried-Heterostructure Injection Lasers/ Proceedings of the 7th conference on Solid State Devices, Tokyo 1975, S.289 292). Diese Anordnung wird als Halbleiterlaseranordnung rait versenktem (buried) Heteroaufbau bezeichnet. Diese Laseranordnung zeigt zahlreiche Vorteile. Beispielsweise (1) kann der Betriebsstrom auf die Größenordnung von mA reduziert werden, (2) wird das Laserausgangssignal bzw. die Laserausgangsleistung trotz Stromschwankungen stark stabilisiert, (3) wird keine Dämpfung des Laserausgangssignals bei der Modulation außerordentlich kleiner Signale bis zur Frequenz im GHz-Bereich erwartet, (4) wird ein verbessertes Ansprechverhalten des optischen oder Licht-Ausgangssignals für Impulsströme erreicht und (5) kann ein Lichtstrahl verbesserter Isotropie erzeugt werden.

Andererseits besitzt ein Halbleiterlaser mit versenktem Heteroaufbau zahlreiche Nachteile. Beispielsweise muß bei dem versenkten Heteroaufbau die Breite der aktiven Schicht auf etwa 1 μπι eingeschränkt bzw. eingeengt werden_fum das Laserausganqssignal zu stabilisieren. Im Gegensatz dazu hängt die maximal mögliche optische oder Licht-Ausgangsleistung,die von dem Laserelement erhalten werden kann, von den geometrischen Größen oder Abmessungen der Endfläche der aktiven Schicht ab, an der der Laserstrahl nach außen abgegeben wird. Wenn die in Rede stehenden geometrischen Abmessungen größer gewählt werden, wird die erhältliche optische oder Licht-Ausgangsleistung höher. Unter diesen Bedingungen beträgt die maximale optische oder Licht-Ausgangsleistung der Halbleiterlaseranordnung mit versenktem Hetereoaufbau höchstens etwa 7 mW. Da die Halbleiterlaseranordnung Zerstörungen unterliegt, wenn sie mit der maximalen Ausgangsleistung betrieben wird, ist es übliche Praxis, die Halbleiterlaseranordnung mit versenktem Heteroaufbau mit einer optischen oder Licht-Ausgangsleistung üblicherweise zu betreiben, die nicht höher ist als 1 mW. Daher treten erhebliche Schwierigkeiten bei der Anwendung der Halbleiterlaseranordnung mit versenktem Heteroaufbau auf, weil dessen Laser-Ausgangssignal bzw. Ausgangsleistung I/3 - 1/5 oder weniger als diejenige anderer Halbleiteranordnungen mit Streifen-Aufbau ist, trotz der zahl-

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reichen Vorteile des Lasers mit versenktem Heteroaufbau, wie sie
erläutert sind.

Um die höchstmögliche erreichbare optische- oder Laser-Ausgangsleistung von der beschriebenen Laseranordnung mit Dreischichtbaufbau zu erreichen, ist es vorzuziehen, daß die geo^metrischen Abmessungen der aktiven Schicht groß gewählt werden. Es ist jedoch zu erwähnen, daß Beschränkungen bezüglich der Erhöhung oder der Erweiterung der geometrischen Abmessungen der aktiven Schicht bestehen. Wenn beispielsweise die aktive Schicht in einer Dicke von über 0,6 ρ ausgebildet wird, können leicht Moden höherer Ordnung auftreten, während ein Schwellenstrom für die Laserschwingung erheblich erhöht wird. Aus diesen Gründen ist die Dicke d?r aktiven Schicht vorzugsweise kleiner als etwa 0,6 μπι zu wählen. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Dicke der aktiven Schicht
kleiner als o,15 μΐη zu wählen, da dann keine Erhöhung beim Schwellenstrom auftritt.

Es wurde weiter versucht, die aktive Schicht mit stark verringerter Dicke auszubilden, damit die Lichtverteilung sich durch die Deckschichten verbreitern kann, um so das Verhältnis der Strahlungsenergie in der aktiven Schicht zu verringern. Bei diesem
Effekt werden die beabsichtigten Wirkungen um so bemerkbarer, um so mehr die Dicke der aktiven Schicht verringert wird. Wenn jedoch die Dicke der aktiven Schicht auf o,ö5 μπι oder weniger verringert wird, tritt eine merkliche Unebenheit oder Ungleichförmigkeit unvermeidbar bei der Dicke der aktiven Schicht auf, wenn sie mittels der derzeit üblichen Kristall-Aufwachstechnik gebildet wird, wodur.ch es schwierig wird, die gewünschte Wirkung zu erreichen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Halbleiterlaseranordnung mit versenktem Heteroaufbau anzugeben, durch die eine erhöhte Ausgangsleistung erzeugbar ist, ohne die diesem Aufbau eigenen Vorteile aufzugeben.

Zur Lösung der Aufgabe wird im wesentlichen vorgeschlagen, daß eine Halbleiterschicht, die als optische- oder Lichtführungsschicht dienen soll_/neben der aktiven Schicht vorgesehen wird. Aufgrund eines solchen Aufbaues, der unter den weiter unten näher erläuterten Bedingungen durchgeführt bzw. ausgeführt wird, wird das temperaturabhängige Verhalten des Schwellenstroms für die Laserschwingung sehr stark stabilisiert, während die maximal mögliche optische- oder Licht-Ausgangsleistung von der Laseranordnung beträchtlich erhöht werden kann. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung iit eine Halbleiterschicht, die als versenkende Schicht dienen soll und die eine niedrigere Brechzahl besitzt, während sie größeren Bandabstand aufweist, zusätzlich für die aktive Schicht an Seiten vorgesehen, die rechtwinklig zur Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen angeordnet sind. Diese Anordnung ist wirksam zur Steuerung des Transversal-Modus in der Richtung parallel zur aktiven Schicht. Üblicherweise kann der gesamte mehrschichtige optische Einschnürungsaufbau auf dem Substrat innerhalb der einbettenden Schicht versenkt sein.

Zusätzlich kann eine dünne Trägereinschnürungsschicht zwischen der aktiven Schicht und der optischen- oder Lichtführungsschicht vorgesehen sein.

Durch die Erfindung wird also eine Halbleiterlaseranordnung angegeben, die hervorragende optische bzw. Lichtcharakteristiken besitzt und die im wesentlichen keiner Modenstörung oder -verzerrung im Lichtausgangssignal unterliegt. Weiter wird eine Halbleiterlaseranordnung angegeben, die bezüglich der Hochfrequenzmodulationscharakteristiken hervorragende Ergebnisse zeigt.

Die Erfindung gibt also eine Halbleiterlaseranordnung an, die erhöhte Licht-Ausgangsleistung erreicht bei verbesserten optischen Charakteristiken oder Eigenschaften, ohne daß es zu Modenverzerrungen im Ausgangsstrahl kommt, wobei die vorteilhaften Merkmale.

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die einer Halbleiterlaseranordnung mit versenktem Heteroaufbau

eigen sind, beibehalten werden. Die Halbleiterlaseranordnung enthält einen Licht-Einschnürungsbereich, der durch zumindest eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Halbleiterschicht gebildet ist, die aufeinanderfolgend auf einem vorgegebenen Halbleitersubstrat schachtförmig angeordnet sind bzw. laminiert sind. Die zweite Halbleiterschicht besitzt eine relativ kleine Brechzahl und einen relativ großen Bandabstand im Vergleich zu denjenigen der dritten Halbleiter schicht während die erste und die vierte Halbleiterschicht, die von zueinander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind, relativ niedrige Brechzahlen besitzen im Vergleich zur zweiten und zur dritten Halbleiterschicht. Die Bandabstände von vierter und zweiter Halbleiterschicht sind relativ groß im Vergleich zu derjenigen der dritten Halbleiterschicht. Die Differenz des Bandabstandes zumindest zwischen der zweiten und der dritten Halbleiterschicht ist nicht kleiner als o,15 eV.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Figur 1 schematisch eine Darstellung des grundsätzlichen Aufbaues eines Licht-Einschnürungsaufbaues und eine Verteilung der Brechzahlen bei einer Halbleiterlaseranordnung gemäß der Erfindung, Figur 2 perspektivisch eine Halbleiterlaseranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 3-7 Darstellungen der Beziehungen zwischen den Brechzahlen gemäß (n_ - n.) / (n, -In₁), die einzuhalten sind, um eine Lichtführungsschicht zu erreichen, abhängig von der Dicke einer aktiven Schicht,

Figur 8 eine Ansiht ähnlich Figur 1 zur Darstellung eines Licht-Einschnürungsaufbaues zusammen mit der zugeordneten Verteilung der Brechzahlen bei einer Halbleiterlaseranordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

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- 1ο -

Figur 9 ehe Darstellung der Beziehung zwischen der Licht-Ausganpleistung und dem Strom bei einer Halbleiterlaseranordnung gemäß der Erfindung,

Figur 1o eine Darstellung der Beziehung zwischen der Differenz der Bandabstände (Eg~ - Eg₂) und dem temperaturabhängigen Schwellenstrom,

Figur 11 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Schwellenstrom (Relativwert) und dem AlAs-Molenbruch einer versenkenden Schicht,

Figur 12, 13 Änderungen eines Fernfeldmusters abhängig vom AlAs-Molanteil oder Molenbruch der versenkten Schicht, Figur 14 - 16 Änderungen des Fernfeldmusters als Funktion der Streifen- oder Bandbreite W,

Figur 17 Darstellungen der Änderung der Verzerrung der Harmonischen als Funktion der Streifen- bzw. Bandbreite W, Figur 18 eine Darstellung der Änderung der Temperaturabhängigkeit des Schwellenstroms als Funktion der Differenz zwischen dem AlAs-Molenbruch zwischen zweiter und dritter Schicht, Figur 19 perspektivisch eine Halbleiterlaseranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit einer typischen Halbleiterlaseranordnung mit GaAs-GaAlAs-Doppel- bzw. -Biheteroaufbau erläutert, wie sie bei praktischen Anwendungsfällen derzeit verwendet wird.

In Figur 1 ist rechtsseitig das grundsätzliche Verteilungsmuster der Brechzahlen bei einem Mehrschichtenaufbau einer Halbleiterlaseranordnung gemäß der Erfindung wiedergegeben. Dabei ist auf einem Halbleitersubstrat 1 ο zumindest eine erste Deckschicht 1 eine optische oder Lichtführungsschicht 2, eine aktive Schicht 3 und eine zweite Deckschicht 4 vorgesehen, die in dieser Reihen-

folge übereinander^gelagert sind, um so einen Mehrschichtenaufbau zu bilden. Im allgemeinen besitzen erste und zweite Deckschicht 1, 4 zueinander entgegengesetzten LeitfMhigkeitstyp. Das Halbleitersubstrat kann ggf. durch mehrere Halbleiterschichten gebildet sein. Eine weitere Halbleiterschicht kann ggf. auf der zweiten Deckschicht 4 vorgesehen sein. Der grundsätzliche optische oder Licht-Einschnürungsaufbau bleibt jedoch unverändert. Wie sich das aus Figur 1 ergibt, erfüllen die Brechzahl n, der aktiven Schicht 3 und diejenigen (n.., n.) der Deckschichten 1 und 4 folgende Bedingung: η,^η , η , wie das der Fall beim bisher bekannten Biheteroaufbau ist. Andererseits ist die Brechzahl n_ der Lichtführungsschicht 2 so gewählt, daß η.,^ n₂^n.,, η.. Aufgrund der beschriebenen Wahl der Brechzahlen wird Laserlicht in der aktiven Schicht 3 und der Lichtführungsschicht 2 verteilt, wodurch es möglich wird, erhöhte Laserausgangsleistung zu erreichen. Andererseits kann durch Wählen der Bandabstände Eg₃, Eg₁ und Eg _ der aktiven Schicht 3, der ersten Deckschicht 1 bzw. der Lichtführungsschicht 2 derart, daß Eg., ^Eg.., Eg_ eine angemessene Trägereinschnürung innerhalb der aktiven Schicht 3 erreicht werden. In diesem Fall ist anzumerken, daß die Differenz des Bandabstands zwischen der Lichtführungsschicht und der aktiven Schicht 3 größer sein soll, als mindestens o,15 eV. Andernfalls würde die temperaturabhängige Charakteristik oder Kennlinie des Schwellenstroms für praktische Anwendungen ungünstig werden.

Gemäß Figur 2, die eine perspektivische Ansicht einer Halbleiterlaseranordnung mit GaAs-GaAlAs-Aufbau ist, sind auf einem GaAs-Substrat 1o eine erste Deckschicht 1 aus n-Ga., Al As mit o,2

< ι -χ χ

^, χ ^*o, 6, eine Lichtführungsschicht 2 aus n-Ga.. _ Al As mit o,1 ^ Y^o,5, eine aktive Schicht 3 aus Ga₁ Al As mit o^w^o,3 und eine zweite Deckschicht 4 aus P-Ga₁ _ Al As mit o,2 < ν < ο,6 als Mehrschichtenanordnung ausgebildet. Weiter ist eine Halb-

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leiterschicht 6 aus Ga. Al As mit o,1^u^o,6 vorgesehen, die als einbettende oder versenkende Schicht dienen soll. Weiter sind Elektroden 11 und 13 vorgesehen, die aus den Legierungen Au + Au Ge Ni bzw. Cr + Au (als Beispiel) apbildet sein können

Die aktive Schicht 3 sowie die Deckschichten 1 und 4 können in einer ähnlichen Anordnung bzw. ähnlichem Aufbau erreicht werden, wie im Fall des herkömmlichen Biheteroaufbaues. Die Dicke der aktiven Schicht 3 wird allgemein im Bereich zwischen ο,ο2μπι und o,2 μη gewählt, während die Dicken der Deckschichten 1 und 4 im Bereich von o,3 μπι bis 2,5 μΐη gewählt werden. Es sei erwähnt, daß der Einfluß der Dicke der Deckschichten 1 und 4 auf die Charakteristiken der Halbleiterlaseranordnung nicht so wesentlich sind, wie die Dicke der aktiven Schicht 3 und der weiter unten erläuterten Lichtführungsschicht 2. Die Brechzahlen n₃ und n* der aktiven Schicht 3 bzw. der ersten Deckschicht 1 sind so gewählt, daß die Differenz zwischen diesen Brechzahlen im Bereich von o,18 bis o,22 für praktische Zwecke liegt.

Für die Ausführung der Lichtführungsschicht 2 sei erinnert, daß die Differenz des Bandabstandes zwischen der aktiven Schicht 3 und der Lichtführungsschicht 2 nicht kleiner als o,15 eV sein soll, damit die Träger wirksam innerhalb der aktiven Schicht 3 eingeschnürt werden. Der Maximalwert der Brechzahl n~ der Lichtführungsschicht 2 wird abhängig von der erwähnten einschränkenden Bedingung bestimmt. Folglich ergibt sich ein Minimalwert simultan für den Molenbruch bzw. das Molverhältnis y bei Ga₁ Al As.-Unter der praktischen Bedingung, daß die Differenz (η,-η..) im Bereich von o,18 - o,22 liegt, wie erwähnt, muß die Ungleichheitsbedingung (n₂ - n₁)/(n₃ - n..)<" o,6 erfüllt sein mit einer zulässigen Toleranz. Es ist vorzuziehen, daß die Differenz des Bandabstandes zwischen der aktiven Schicht 3 und der Lichtführuncrsschicht 2 größer als o,25 eV, einschl., sein soll. In diesem Fall kann

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die Bedingung (n₂-n..) / (η -η-) .^ ο, 4 innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches erfüllt werden.

Um die erwarteteten Wirkungen, die dem Vorsehen der Lichtführungsschicht 2 zuzuordnen sind, zu erreichen, ist es wesentlich, daß der Wert von (n_ - n..)/(n₃ - n*) auf Bereiche beschränkt ist, die oberhalb von Kurven a ^, a₂, a₃, a ^ und a_g definiert sind, wie diese in den Figuren 3-7 dargestellt sind. Die Figuren 3-7 zeigen die Beziehungen von (n_-n..) / (η,-η..) für die Dicken d₂ der Lichtführungsschicht 2 von 2,ο μπι, 1 ,ο μΐη, ο,6 μπι bzw. ο, 4 μΐη. Es zeigt sich, daß bei zu groß gewählter Differenz zwischen den Brechzahlen n., und n₂ eine im wesentlichen ähnliche Darstellung erreicht wird, wie bei einem Aufbau, bei dem keine Lichtführungsschicht wie die Lichtführungsschicht 2 voraesehen ist.

Die erwähnten Beziehungen sind noch in der Tafel 1 für eine beispielhafte Halbleiterlaseranordnung des GaAs-GaAlAs-Systems dargestellt. In Tafel 1 sind die Minimalwerte sowie die entsprechenden Maximalwerte des Verhältnisses (n₂-n..)/ (n_-n.,) dargestellt, die erfordeiich sind, um den dem Vorsehen der Lichtführungsschicht 2 zugeordneten Effekt zu erreichen, wobei die Dicke d₃ bzw. d₂ der aktiven Schicht 3 bzw. der Lichtführungsschicht 2 als Parameter vorgesehen sind.

^^-\d₃ £μπιΊ ^d2 β™] ^""^^^	o,o4	o,1	o,2
o,4	o,31 (o,o37)	o,29 (o,11)	o,22 (o,45)
1,o	o,29 (o,11)	o,26 (o,22)	o,18 (o,52)
2, ο	o,26 (o,23)	o,22 (o,37)	-

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Anmerkung: Zahlenwerte in Klammern geben die Minimalwerte von y an, während die Zahlenwerte ohne Klammern die Maximalwerte angeben für (n -n..) / (n_-n₁) . Weiter ist angenommen, daß χ = ο, und w = o,o5.

Es zeigt sich also, daß die Lichtführungsschicht 2 so ausgeführt sein soll, daß die Bedingung (n₂~n₁)/ (n₃~n..) «^o,6 erfüllt ist, und daß gleichzeitig das Verhältnis (n--n..) / (η-,-η.,) innerhalb der Bereiche fällt, die in den Figuren 3-7 schraffiert dargestellt sind, abhängig von der Dicke der aktiven Schicht und der der Lichtführungsschicht 2.

Es ist weiter festzustellen, daß die durch Kreuzschraffüren bezeichneten Bereiche in den Figuren 3-7 für das Ausbilden der Lichtführungsschicht 2 vorzuziehen sind.

Im übrigen ist der unterhalb einer Strichpunktlinie in jeder der Figuren 3-7 dargestellte Bereich derjenige Bereich, in dem die Differenz (y - w) kleiner als o,2 ist, wie das im folgenden erläutert wird.

Für eine Dicke der aktiven Schicht 3 unter o,o2 μΐη wird die Herstellung der Halbleiterschicht aus praktischen Gründen schwierig. Für eine Lichtführungsschicht 2 einer Dicke, die sich von den in den Figuren 3-7 dargestellten unterscheidet, ergeben sich die zugeordneten Bedingungen durch geeignete Interpolation.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die vierte Schicht 4 (die zweite Deckschicht) mit einem gewünschten Streifen ausgeführt werden, während die lateralen . Seitenflächen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des abgestrahlten Lichtes

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mit versenkenden Halbleiterschichten 6 versehen sind, zum Zweck einer Stabilisierung des Quermodus bzw. Transversalmodus. Insbesondere ändert sich im Fall eines herköittiLichen dreilagigen Biheteroaufbaues mit einer zwischen äußeren Deckschichten zwischehgeschichtetenaktiven Schicht die tatsächliche oder wirksame Brechzahl der aktiven Schicht erheblich abhängig von der Dicke der aktiven Schicht, selbst wenn der mehrschichtige Heteroaufbau in versenkter Hetereoaufbau-Anordnung verwirklicht wird. Folglich muß dann die Brechzahl der versenkenden Schicht ausreichend klein gewählt werden, um einen stabilisierten Quer- oder Transversalmodus aufrecht zu erhalten. Deshalb muß, um eine stabilisierte Schwingung im Grundmodus zu erzeugen, die Streifenbreite kleiner als etwa 1 μΐη sein, was wiederum bedeutet, daß die erreichbare Lichtausgangsleistung der Laseranordnung notwendigerweise auf höchstens 1omW beschränkt ist. Im Gegensatz dazu wird im Fall der Halbleiterlaseranordnung gemäß der Erfindung, bei der die zusätzlich vorgesehene Lichtführungsschicht 2 eine größere Dicke besitzt als die aktive Schicht 3, die wirksame Brechzahl der aktiven Schicht 3 annähernd der der Lichtführungsschicht 2. Da die Dicke der aktiven Schicht 3 im Vergleich zu der der Lichtführungsschicht 2 klein ist, kann der Einfluß der Dicke der Lichtführungsschicht 2 auf die effektive Brechzahl auf einen vernachlässigbaren Minimalwert herabgedrückt werden. Die effektive Brechzahl kann mathematisch unter Verwendung eines Modells eines Wellenleiters mit Hilfe der Maxwell'sehen Gleichung bestimmt werden. Ein allgemeines mathematisches Verfahren für diesen Zweck ist dargestellt von A.Yarix in Introduction to Optical Electronics, 1971, Verlag: Holt-Rinehant-Winston Inc..

Daraus ergibt sich, daß der Schwingungsmodus leicht

durch Annähern der Brechzahl der versenkenden Schicht 6 an diejenige der optischen Führungsschicht gesteuert werden kann, wodurch die Streifenbreite, die für die Schwingung im Grundmodus bestimmend ist, relativ groß gemacht

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werden kann. Beispielsweise kann die Streifenbreite auf einen Wert im Bereich von 4 - 5 μπι erhöht werden. Weiter können Schwingungsmoden höherer Ordnung in Vertikalrichtung, die andernfalls durch die Lichtführungsschicht 2 erzeugt werden könnten, am Auftreten dadurch gehindert werden, daß die Brechzahl der versenkenden Schicht 6 geeignet gewählt wird, wodurch die Schwingung im Grundmodus auch in Vertikalrichtung mit erhöhter Stabilität aufrecht erhalten werden kann. Bei Anwendungen, bei denen der Modus keine Rolle spielt, kann eine größere Streifenbreite von bis zu etwa 2o μια verwendet werden.

Im vorstehenden erfolgte die Beschreibung im Zusammenhang mit dem Vorsehen der Lichtführungsschicht 2 zur Erhöhung der Licht-Ausgangsleistung der Halbleiterlaseranordnung.

Durch die Erfindung wird weiter eine Verbesserung der optischen Charakteristiken der Laser-Ausgangsleistung erreicht, wobei gleichzeitig eine Verbesserung der dynamischen Charakteristik bezüglich der Harmonischen-Verzerrung erreicht wird. Zu diesem Zweck müssen die folgenden Bedingungen erfüllt werden:

1. Die Streifenbreite W ist im Bereich von 1 μπι - 5 μΐη zu wählen und insbesondere so zu wählen, daß gilt 1 μπι ^* VT ^ 3 μΐη bezüglich der gewünschten Verzerrungscharakteristik der Harmonischen;

2. Der Unterschied bezüglich des AlAs-Molenbruchs zwischen der versenkenden Halbleiterschicht 6 aus Ga₁ _ Al As und der aktiven Schicht 3 aus Ga₁ Al As, d.h. die Differenz

1 —W W

(u - w) ist so gewählt, daß der Wert im Bereich von o,25 - o,35 liegt; im Fall einer aktiven Schicht aus GaAs sollte der AlAs-Molenbruch der versenkenden Halbleiterschicht 6 betragen: o, 25 ^i u ^o,35; Allgemein ausgedrückt sollte dann, wenn

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gilt 0,05,^Tw ^T ο, 1 5 vorzugsweise sein o,3«^u^o,4; auf diese Weise kann verhindert werden, daß der Schwellenstrom erheblich erhöht wird;

3. Die Differenz (y - w) des AlAs-Molenbruchs zwischen der aktiven Schicht 3 aus Ga₁ Al As und der Lichtführungs-

i -w w

schicht 2 aus Ga₁ Al As ist so gewählt, daß sie nicht kleiner als o,2 ist, um so zu verhindern, daß der Schwellenstrom wesentlich erhöht wird.

Die vorteilhaften Einflüsse und Wirkungen wie sie unter den erläuterten Bedingungen erreicht werden, werden im folgenden im Zusammenhang mit einer ausführlichen Beschreibung von Beispielen erläutert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Halbleiterlaseranordnung gemäß der Erfindung kann die Einschnürungsanordnung für das gestrahlte Licht und die Träger mit einem Fünfsschichtenaufbau erreicht werden, dessen Brechzahlverteilung so, wie in Figur 8 dargestellt ist. Dieser FünfSchichtenaufbau ist gegenüber dem vorstehend erläuterten Vierschichtenaufbau dahingehend vorteilhaft daß eine sechste Schicht 5, die als Träger-einschränkungsehicht dient, zwischen der aktiven Schicht 3 und der Lichtführungsschicht 2 angeordnet ist. In Figur 8 sind diejenigen Schichten, die ähnlich denen gemäß Figur 1 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erwähnen, daß die Brechzahl Ti₅ der Trägereinschnürungsschicht 5 so gewählt ist, daß gilt n, ^ ¹¹O^ ⁿ$' während der Bandabstand der Schicht 5 höher gewählt ist als derjenige der Lichtführungsschicht 2. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Brechzahl der Lichtführungsschicht 2, die zur Lichteinschnürung dient, erhöht werden kann, damit die optische Verteilung oder Lichtverteilung mit größerer Breite erreicht werden kann. Die Trägereinschnürungsschicht 5 mit größerem Bandabstand wirkt dazu, daß eine Verringerung der Differenz des Band-

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abstands zwischen der Lichtführungsschicht 2 und der aktiven Schicht 3 verhindert wird. Um jedoch eine ausreichende Lichtverbreiterung zur Lichtführungsschicht 4 von der aktiven Schicht 3 sicherzustellen, sollte die Dicke der Trägereinschnürungsschicht 5 im Bereich von o,o4 Mm - o,5 μπι liegen. Selbstverständlich ist die maximalmögliche Dicke der Trägereinschnürungsschicht 5 abhängig von der Dicke der anderen einzelnen Schichten bestimmt. Im Falle einer Halbleiterlaseranordnung des GaAlAs-Systems »Ute die Dicke der Trägereinschnürungsschicht 5 vorzugsweise nicht größer als o,3 μτα sein.

Obwohl die vorstehende Beschreibung unter der Annahme erfolgt ist, daß eine Halbleiteranordnung mit GaAs-GaAlAs-Biheteroaufbau verwendet ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diesem besonderen Werkstoff beschränkt, sondern kann auch auf Anordnungen des InP-InGaAsP-Systems, des InGaP-GaAlAs-Systems, des GaAlSb-GaAlSbAs-Systems oder dergleichen in gleicher Weise angewendet werden.

Beispiel 1

Gemäß Figur 2 sind auf einem N-Substrat 1o aus GaAS eine N-Schicht 1 aus Ga₁ Al As, mit o,2 $ χ ^ ο,6, die mit Sn dotiert ist

^x 17 -3

und eine Trägerkonzentration von 5 χ 1o cm besitzt, eine N-Schicht 2 aus Ga₁ Al As, mit o,1 ^ y ^ o,5, die mit Sn dotiert

~y J 17-3

ist und eine Trägerkonzentration von 5 χ 1o cm besitzt,

eine undotierte Schicht 3 aus Ga₁ Al As mit ο ^ w ^ o,2 mit einerTrägerkonzentration von 1 χ 1o cm und eine P-Schicht 4 aus Ga Al As mit o,2 ^: ν ^ ο,6, die mit Ge dotiert ist und

1 ~^{v v} 18-3

eine Trägerkonzentration von 1 χ 1o cm besitzt,in einem kontinuierlich laminierten Aufbau mittels des an sich bekannten Verfahrens des Aufwachsens aus der Flüssigphase gebildet. Zur Erfüllung der Bedingung bezüglich der Brechzahl zwischen den verschiedenen Schichten, die erläutert sind, wird erreicht, daß χ ^ y, V > w undv > y.

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Die Entwurfdaten für die Anordnungen von Halbleiterlaseranordnungen, die zu Prüfzwecken erzeugt sind, sind in folgender Tafel 2 aufgelistet:

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Die erforderlichen Bedingungen für die Brechzahlen, die weiter oben erläutert sind, werden dadurch erfüllt, daß χ mit einem Wert in einem Bereich von o,2 - o,4 für die Halbleiterschicht 1, y mit einem Wert in einem Bereich von o,1 - o,3 für die Halbleiterschicht 2, w mit einem Wert in einem Bereich von ο - ο,15 für die Halbleitorschicht 3 (die aktive Schicht) und ν mit einem Wert in einem Bereich von o,2 - o,4 gewählt werden.

Zur Vervollständigung einer Halbleiterlaseranordnung wird eine streifenförmige Maske anschließend auf der freiliegenden Oberfläche der Halbleiterschicht 4 mit einer Streifenbreite von 3 μΐη gebildet. Zur Bildung der Maske wird ein Phosphorsilikatglasfilm (PSG-FiIm) auf der Oberfläche der Schicht 4 gebildet, wobei dieser Film dann mit Ausnahme des Bereiches entfernt wird, der dem zu formenden Streifen entspricht, und zwar mittels eines Ätzverfahrens unter Verwendung eines Fotoresists. Das Ätzen wird mittels einer Ätzlösung (NH. OH + H₂ 0- + H₂ 0) verwendet, nachdem die Oberfläche des Halbleitersubstrats 1o belichtet worden ist. Anschließend wird eine Schicht aus Ga₁ _ Al As mittels eines bekannten Flüssigphasen-Epitaxialprozesses aufgewachsen mit Ausnahme des mesaförmigen Streifenabschnittes. Zur Beschränkung der optischen oder Lichtverteilung auf innerhalb des Streifenabschnittes wird u so gewählt, daß u größer w.

Anschließend wird ein Si O.-Film 12 einer Dicke von 3ooo A mittels eines CVD-Verfahrens (CVD: Chemical vapour deposition; Chemischer Dampfniederschlag) gebildet. Der Bereich, der einen oberen Abschnitt des mehrschichtigen Halbleiteraufbaues entspricht, wird selektiv in einem streifenförmigen Muster einer Breite von 3 μΐη mittels eines üblichen fotolithografischen Verfahrens entfernt. Danach wird eine Elektrode 13 aus CrtAu an der P-Schicht gebildet, während eine Elektrode 11 aus Au + Au Ge Ni auf der N-Schicht durch physikalisches Aufdampfen gebildet wird. Die reflektierenden

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Spiegel, die sich parallel zueinander erstrecken, werden an den sich gegenüberliegenden Endflächen 7 und 8 der Halbleiteranordnung mittels Spaltung gebildet. Auf diese Weise ist eine Halbleiterlaseranordnung vollendet.

Eine derart hergestellte Halbleiterlaseranordnunq wurde kontinuierlich betrieben, zur Messung eines Injektionsstroms bezüglich der Laserausgangsleistung (in mW). Die Ergebnisse sind in Figur 9 dargestellt, in der eine Kurve A die betrachtete Kennlinie der Anordnung mit den Abmessungen gemäß Tafel 1 zeigt , während eine Kurve B die entsprechende Kennlinie eines bisherigen herkömmlichen versenkten Lasers mit Heteroaufbau wiedergibt, der eine Lichtführungsschicht enthält, wie die Schicht 4 gemäß der Erfindung. Die mit Pfeilspitzen versehenen, von den Kurven A und B nach unten weisenden Striche zeigen das Auftreten der Zerstörung der zugeordneten Halbleiterlaseranordnungen. Wie sich aus Figur 9 ergibt, kann die erfindungsgemäß ausgebildete Halbleiterlaseranordnung eine Licht-Ausgangsleistung erzeugen, die 5 χ so groß ist, wie die der Laseranordnung mit herkömmlichen versenktem Heteroaufbau.

Figur 1o zeigt die Temperaturabhängigkeit des Schwellenstroms J^, gegenüber der Differenz des Bandabstandes zwischen der aktiven Schicht 3 und der Lichtführungsschicht 2, d.h. Eg, - Eg-· *ⁿ dieser Figur sind die Schwellenströme bei 2o ⁰C und 7o°C längs der Ordinate aufgetragen. Es zeigt sich, daß die Temperaturcharakteristik des Schwellenstroms hervorragend stabilisiert ist, wenn die Differenz (Eg_ - Eg₃) nicht kleiner als o,15 eV gewählt ist. Vorzugsweise sollte die Bandabstandsdifferenz größer als o,2 eV sein. Die Stabilisierung der Temperaturcharakteristik des Schwellenstroms J^. ist sehr wesentlich für praktische Anwendungen.

In der folgenden Tafel 3 sind Entwicklungsdaten für Mehrschichtenaufbauten gemäß der Erfindung für Fälle aufgetragen, in denen die Streifenbreite geändert ist.

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Tafel 3

Pro be	• ^Ga1-x^Alx^As	Dicke [-/um]	^Gai-y^A1y^As	Dicke	Ga₁ Al As 1-w w	Dicke	Ga^Al^As	Dicke C /™1	^Ga1-u^A1u^As	Dicke C/Π	Streifen breite
1	X	2,0	y	0,6	W	0,05	V	2,0	U	4,6	1
2	0,32	2,0	0,28	0,6	0,05	0,10	0,38	2,0	0,36	4,6	2
3	0,32	2,0	0,24	0,6	0,05	0,15	0,38	2,0	0,32	4,6	2
4	0,32	2,0	0,22	1,0	0,05	0,05	0,38	2,0	0,30	5,0	3
5	0,32	2,0	0,26	1,0	0,05	0,10	0,38	2,0	0,34	5,0	3
0,32	0,23	0,05	0,38	0,31

Es folgt nun eine Betrachtung einer Halbleiterlaseranordnung gemäß der Probe 1 in Tafel 3. In diesem Fall wird, da die Molenbruchdifferenz (u - w) im Bereich von o,25 - o,35 liegt, d.h. w = o,o5, der Leckstrom der versenkenden Schicht 6 erhöht, wenn u kleiner als o,3 wird, was zur Folge hat, daß der Schwingungs-Schwellenstrom auf das fünffache erhöht wird gegenüber dem normalen Schwellenstrom. Ein nachteiliger Einfluß wird auch bei der optischen oder Lichtcharakteristik des Ausgangs-Laserstrahls erreicht. Die Figuren 12 und 13 zeigen Fernfeldmuster parallel zur Übergangsebene. Insbesondere zeigt Figur 12 das Fernfeldmuster für den Fall, daß o,3 <£ u ^°/⁴# d.h. daß o,25<£ (u-w) ^J* o,35, während Figur 13 das Fernfeldmuster für den Fall zeigt, daß (u-w) größer o,35. Wie sich aus Figur 13 ergibt, wird wenn die Differenz (u-w) auf über o,35 erhöht wird, d.h. wenn u größer o,4, die Streifenbreite, die für den Grundmodus bestimmend ist, kleiner als 1 μΐη, woraus sich ergibt, daß das Profil des abgestrahlten Strahls sehr leicht unregelmäßig wird aufgrund der Rauhigkeit der Seitenwände des Streifens.

Aufgrund dieser Tatsache sollte die versenkende Schicht 6 so ausgebildet sein, daß die Differenz (u-w) im Bereich von o,25 bis o,35 liegt.

Die Figuren 14 und 16 zeigen optische oder Licht-Ausgangssignalcharakteristiken von Halbleiterlaseranordnungen gemäß der Erfindung abhängig von der Streifenbreite W.

Wenn die Streifenbreite W auf über 5 μπι erhöht wM, können leicht Moden höherer Ordnung erzeugt werden, wie das in Figur 14 dargestellt ist. Andererseits wird, wenn die Streifenbreite kleiner als 1 μπι ist, die optische oder Licht-Ausgangsleistung merklich herabgesetzt, wodurch Modenverzerr ungen auftreten können, wie das in Figur 16 dargestellt ist. Im Gegensatz dazu treten, wenn die Streifenbreite im Bereich von 1 μπι - 5 μπι liegt weder Moden höherer Ordnung, noch eine Modenverzerrung auf.

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Figur 17 zeigt die Verzerrungscharakteristik für Harmonische bei Modulation mit eher Frequenz von 1oo MHz bei 7o % des Modulationsindex. Im Fall von Laseranordnungen mit einer Streifenbreite von unter 3 μΐη wird verbesserte Linearität des optischen oder Licht-Ausgangssignals gegenüber der Stromkennlinie erreicht. Die Verzerrungscharakteristik der Harmonischen ist offensichtlich weit besser als die herkömmlicher Halbleiterlaseranordnungen. Die optische oder Licht-Ausgangsleistung der Laseranordnung mit einer Streifenbreite von 3 fm liegt in der Größenordnung von 6o mW, was bedeutet, daß die Licht-Ausgangsleistung um einen Faktor 1o erhöht ist im Vergleich zu der herkömmlicher Laseranordnungen mit versenktem Heteroaufbau. Die erfindungsgemäßen Laseranordnungen zeigen eine differentielle Quantenausbeute im Bereich von 6o - 8o %.

Für die AlAs-Molenbrüche y und w der Schichten 2 bzw. 3 sollte die Bedingung y - w ^ ο,Έ und vorzugsweise y - w ^ o,2, erfüllt sein. Andernfalls wäre die Temperaturabhängigkeit des Schwellenstroms verschlechtert, wie das in Figur 18 dargestellt ist.

Beispiel 2

Gemäß Figur 19 sind auf einem N-Substrat 1o aus GaAs eine N-Schicht 1 aus Ga₁ Al As mit o,2 ^ χ ^ ο,6, die mit Sn

17-3 dotiert ist und eine Trägerkonzentration von 5 χ Io cm besitzt, eine N-Schicht 2 aus Ga₁ _ Al As mit o,1 ^ y^ o,5,

die mit Sn dotiert ist und eine Trägerkonzentration von

17 -3
5 χ 1o cm besitzt, eine N-Schicht 5 aus Ga₁ _ Al As mit

o,1 ^ ζ ^ o,5, die mit Sn-dotiert ist und eine Trägerkonzen-

17 _3

tration von 5 κ 1o cm besitzt, eine undotierte Schicht aus Ga₁ Al As mit ο ^ w ^o,2, die eine Trägerkonzentration

17 -3
von 1 χ 1o cm besitzt,und eine P-Schicht 4 aus Ga- __vAl As

mit o, 2 J^. ν ^ o, 6, die mit Ge dotiert ist und eine Trägerkonzen-

18 —3

tration von 1 χ 1o cm besitzt, in einer kontinuierlichen laminierten oder schichtförmigen Anordnung ausgebildet, mittels eines

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bekannten Aufwachsverfahrens aus der Flüssigphase unter Verwendung eines Gleitschiffchens. Zur Erfüllung der die Brechzahlen und die Bandabstände der einzelnen Schichten betreffenden Bedingungen ist die Auswahl derart, daß x^y, z^y, ζ ^ w, ν > w
und v^y. Entwiddungsdaten für Halbleiterlaseranordnungen, die zu Prüfzwecken hergestellt worden sind, sind in der Tafel 4
aufgelistet.

030016/087«

Tafel 4

ζ co

m σ

σ>

Pro be	^Ga1-x^Alx^As	Dicke L" /"¹Q	^Gai-y^A1y^As	Dicke C/UrfJ	^Ga1-z^Alz^As	Dicke	Ga₁ Al As 1-w w	Dicke _C/um]	Ga^Al^S	Dicke	(r^-n-j)	^Ga1-u^Alu^As	Dicke L/UriTJ
1	χ	2,0	y	1,0	Z	0,2	W	0,05	V	2,0	(Ti₃-Ii₁)	U	5,2
2	0,32	2,0	0,20	1,0	0,28	0,2	0,05	0,10	0,38	2,0	0,44	0,28	5,2
3	0,32	2,0	0,15	1,0	0,28	0,2	0,05	0,05	0,38	2,0	0,63	0,23	5,2
4	0,32	2,0	0,15	1,0	0,32	0,2	0,05	0,10	0,38	2,0	0,63	0,23
0,32	0,10	0,32	0,05	0,38	0,81	0,18

to -J

. I

CO U)

CJ

Zur Vervollständigung der Laseranordnung wird eine streifenförmige Maske mit einer Streifenbreite von 3 μπι auf der belichteten bzw. auf der freiliegenden Oberfläche der Halbleiterschicht 4 gebildet, mittels eines ähnlichen Verfahrens wie das anhand des vorstehenden Beispiels 1 erläutert worden ist. Anschließend wird unter Verwendung einer Ätzlösung (NH.OH + H₃O₃ + H_O) eine Ätzung durchgeführt, bis die Oberfläche des Halbleitersubstrats 1o freiliegt. Die Streifenbreite ist im allgemeinen im Bereich zwischen 1,o μπι und 5,o μΐη gewählt, wie das auch bei dem vorstehenden Beispiel 1 der Fall ist. Mit Ausnahme eines mesaförmigen Streifenabschnittes wird eine Schicht aus Ga₁ _ Al As mittels eines an sich bekannten Aufwachsverfahrens aus der Flüssigphase aufgewachsen. Damit die Lichtverteilung auf innerhalb des Streifenbereiches beschränkbar ist, wird erreicht, daß u größer w.

Anschließend wird ein SiO_-Film 12 einer Dicke von 3ooo S mittels des CVD-Verfahrens gebildet. Ein Bereich der einen Dach- oder Oberabschnitt des mehrschichtigen Halbleiteraufbaues entspricht, wird selektiv in einem streifenförmigen Muster mit 3 μΐη Breite mittels eines herkömmlichen fotolithografischen Verfahrens unter Verwendung eines lotoresists entfernt. Elektroden 11, 13 aus Cr+Au bzw. Au+AuGeNi werden auf der P-Schicht bzw. der N-Schicht kontaktiert mittels des Vakuumverdampfungsverfahrens. Schließlich werden sich zueinander parallel erstreckende reflektierende Spiegel an den sich gegenüberliegenden Endflächen 7, 8 der Halbleiterlaseranordnung mittels Aufspaltung ausgebildet, zur Vollendung der Halbleiterlaseranordnung.

Die so hergestellten Halbleiterlaseranordnungen zeigten einen Schwellenstrom in einem Bereich 1o mA - 4o mA, eine maximale Licht-Ausgangsleistung von 60 - I00 mW und eine differentielle Quantenausbeute von 4o - 7o %.

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•as-

Leerseite

Claims

Ansprüche

daβ ein Licht-Einschnürungsbereich durch zumindest eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Halbleiterschicht (1, 2, 3, 4) gebildet ist, die auf einem vorgegebenen Halbleitersubstrat (1o) aufeinanderfolgend aufeinandergeschichtet sind,

daß die zweite Halbleiterschicht (2) eine relativ kleine Brechzahl und eiijien relativ großen Bandabstand in Vergleich zu denjenigen der dritten Halbleiterschicht (3) besitzt, daß erste und vierte Halbleiterschicht (1, 4) von zueinander entgegengesetzter Leitfähigkeit sind und relativ kleine Brechzahlen besitzen im Vergleich zu denjenigen der dritten Halbleiterschicht (3),

daß vierte und zweite Halbleiterschicht (4, 2) jeweils Bandabstände besitzen, die relativ groß sind im Vergleich zu

8i-(A 4136-03)

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derjenigen der dritten Halbleiteschicht (3) und daß die Differenz des Bandabstandes zumindest zwischen der zweiten Halbleiterschicht (2) und der dritten Halbleiterschicht (3) so gewählt ist, daß sie mindestens o,15 eV beträgt.
2. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

fünfte HalbleiterSChIChIe¹H6) , die zumindest die zweite, die dritte und die vierte Halbleiterschicht (2, 3, 4) an deren Seitenflächen versenkt bzw. einbettet, die sich parallel zur Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls erstrecken, wobei jede fünfte Schicht (6) eine kleinere Brechzahl und einen größeren Bandabstand als zumindest diejenigen der dritten Halbleiterschicht (3) besitzt.
3. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die versenkenden fünften Halbleiterschihten (6) die erste, zweite, dritte und vierte Halbleiterschicht (1, 2, 3, 4) versenken.
4. Halbleiterlaseranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Halbleiterschicht (1) aus Ga₁ Al As mit o,2 ^x ^ o,6, daß die zweite Halbleiterschicht aus Ga.. AIy. As mit o,1 ^ y^ o,5, daß die dritte Halbleiterschicht (3) aus Ga₁ Al As mit 0 ^ w^ o, 3 und daß die vierte Halbleiterschicht (4) aus Ga. Al As mit o,2 ^ ν ^ ο,6 gebildet sind.
5. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die fünften Halbleiterschichten (6) aus Ga₁ _ Al As mit o,1 ^u ^ o, 6 gebildet sind.
6. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Halbleiterschichtenanordnung aus erster, zweiter, dritter und vierter Hableiterschicht (1, 2, 3, 4) eine Streifenbreite

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von 1μΐη - 5μΐη besitzt, daß die dritte Halbleiterschicht (3) eine Dicke von o,o2 μπι - ο, 2 μΐη besitzt, daß die Differenz des Al As - Molenbruchs zwischen der dritten Halbleiterschicht (3) und den fünften Halbleiterschichten (6),die die Halbleiterschichtenanordnung an beiden Seiten versenkt, in einem Bereich von o,25 - o,35 ist, und daß die Differenz des Al As - Molenbruchs zwischen der dritten Halbleiterschicht (3) und der zweiten Halbleiterschicht (2) mindestens o,2 beträgt.
7. Halbleiterlaseranordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,

daß eine sechste Halbleiterschicht (5) zwischen der zweiten Halbleiterschicht (2) und der dritten Halbleiterschicht (3) angeordnet ist, daß der Bandabstand der sechsten Halbleiterschicht (5) größer als diejenigen der zweiten und der dritten Halbleiterschichten (2,3) ist, und daß die Differenz des Bandabstandes zwischen der dritten Halbleiterschicht (3) und der sechsten Halbleiterschicht (5) mindestens o,15 eV beträgt.
8. Halbleiterlaseranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die sechste Halbleiterschicht (5) eine Dicke von höchstens o, 3 μΐη besitzt.

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