DE3240700C2 - Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser

Info

Publication number
DE3240700C2
DE3240700C2 DE19823240700 DE3240700A DE3240700C2 DE 3240700 C2 DE3240700 C2 DE 3240700C2 DE 19823240700 DE19823240700 DE 19823240700 DE 3240700 A DE3240700 A DE 3240700A DE 3240700 C2 DE3240700 C2 DE 3240700C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
substrate
buffer layer
active layer
electrical conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19823240700
Other languages
English (en)
Other versions
DE3240700A1 (de
Inventor
Gregory Hammond Olsen
Thomas Joseph Zamerowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Priority to DE19823240700 priority Critical patent/DE3240700C2/de
Publication of DE3240700A1 publication Critical patent/DE3240700A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3240700C2 publication Critical patent/DE3240700C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • H01S5/2235Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers gemäß dem gemeinsamen Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 3, wie es aus der US 4 215 319 und der damit im wesentlichen übereinstimmenden DE 29 29 719 A1 bekannt ist. Sie betrifft ferner einen nach dem Verfahren her­ gestellten Halbleiterlaser.
Zum Herstellen von Halbleiterlasern werden im allgemeinen halbleitende Verbindungen von Elementen der III. und V. Gruppe des Periodensystems verwendet. In einem solchen III-V-Halbleiterkörper wird bei der Laserproduktion eine dünne Aktivschicht zwischen Schichten entgegengesetzten Leitungstyps erzeugt; zum Beispiel kann eine p-leitende Schicht auf der einen Seite der Aktivschicht und eine n­ leitende Schicht auf der anderen Seite der Aktivschicht angeordnet werden. Ein solcher Laser emittert jedoch in typischen Fällen Licht von mehr als einer Frequenz und wird dadurch in seinen Anwendungsmöglichkeiten be­ schränkt.
In der US 4 215 319 und der damit im we­ sentlichen übereinstimmenden DE 29 29 719 A1 wird ein Laser vorgeschlagen, der einen stabilen Lichtstrahl einer einzigen Frequenz aus­ sendet. Das gelingt dadurch, daß die Dicke der Schichten des Lasers ausgehend von einem Längsstreifen nach den Seiten hin keilförmig zunimmt. Der bekannte Laser wird durch Niederschlagen der Begrenzungs- und Ak­ tivschichten auf ein ein Paar im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Nuten aufweisendes Substrat her­ gestellt. Die Dickenänderung der Schichten wird durch den Unterschied der Aufwachsgeschwindigkeit bei Anwendung von Flüssig- oder Dampfphasenepitaxie der Schichten oberhalb des Stegs zwischen den Nuten einerseits und oberhalb der Nuten selbst andererseits bewirkt.
Wenn die Schichten jedoch auf ein ein Paar der parallel zueinander verlaufenden Nuten aufweisendes Indium­ phosphid-Substrat durch Flüssig- oder Dampfphasenepitaxie niedergeschlagen werden, ist zu beobachten, daß ebene Flächen in den Nuten schneller aufwachsen als ebene Be­ reiche auf dem übrigen Substrat, bis schließlich eine kontinuierlich gleichmäßige Oberfläche erhalten wird. We­ gen dieser Art des Aufwachsens kann das Verfahren nach der US 4 215 319 nur sehr beschränkt auf aus InP oder verwandten Legierungen herzustellende Laser angewendet werden.
Aus der US 4 317 085 ist ein Halbleiterlaser bekannt, dessen Halbleitersubstrat einen Graben zwischen zwei konvex aus der Oberfläche des Substrats vorspringenden Wällen aufweist. Im allgemeinen wird dort angestrebt, die Aktivschicht - wenn auch insgesamt nicht überall eben - mit überall gleicher Dicke herzustellen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Aktivschicht im Zentrum des zwischen den Wällen tief in das Substrat eingeschnittenen Grabens dicker als in den Randbereichen des Grabens, um eine Stabilisierung des Leuchtfadens zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers anzugeben, der im Monomode emiliert und aus InP oder aus InP enthaltenden Legierungen herstellbar ist. Drei erfindungsgemäße Lösungen werden in den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 3 angegeben. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anspruch 7 betrifft die Weiterbildung der Verfahrenserzeugnisse.
Der erfindungsgemäß herzustellende Halbleiterlaser soll wenigstens einen sich auf der ersten Hauptfläche oder einer darauf befindlichen Pufferschicht von einer zur anderen ren Endfläche erstreckenden und von dieser ersten Haupt­ fläche des Substrats konvex auf- bzw. weggewölbten, vor­ zugsweise gerundeten Grat besitzen, von dem aus die Dicke der darüber liegenden Aktivschicht in seitlicher Richtung keilförmig zunehmen soll.
Wenn ein erfindungsgemäß hergestellter Halbleiterlaser nur einen Grat enthält, soll die erste elektrische Lei­ terschicht zumindest auf dem über dem Grat liegenden Teil der Begrenzungsschicht angeordnet werden. Sind dagegen zwei parallel zueinander verlaufende Grate in der Sub­ stratoberfläche bzw. in der Oberfläche einer auf dem Sub­ strat liegenden Pufferschicht vorhanden, so soll die er­ ste elektrische Leiterschicht zumindest auf dem über der zwischen den Graten liegenden Kehle befindlichen Teil der Begrenzungsschicht angeordnet werden. Wenn der Halblei­ terlaser aus einem Halbleiterkörper mit einem Substrat und daraufliegender Schichtenfolge von Pufferschicht, Begrenzungsschicht, Aktivschicht und Deckschicht besteht, können gemäß weiterer Erfindung Substrat, Pufferschicht und Begrenzungsschicht aus InP und die Aktivschicht sowie die Deckschicht aus InGaAsP gebildet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers ein­ gangs genannter Art besteht darin, daß ein Teil der er­ sten Hauptfläche eines halbleitenden Substrats mit einem ätzbeständigen Material beschichtet wird, daß zum Bilden einer Mesa in der Hauptfläche die freibleibende Fläche mit einem anisotrop wirkenden Ätzmittel behandelt wird, daß das ätzbeständige Material entfernt wird und daß die angeätzte Fläche und die Mesa zum Bilden eines gerundeten Grats in der verbleibenden Halbleiteroberfläche geätzt werden, daß die auf die verbleibende Halbleiteroberfläche aufzubringende Aktivschicht mit in der Dicke ausgehend von dem Grat in seitlicher Richtung keilförmigem Quer­ schnittsprofil aufwächst.
Zum Herstellen eines in einer Hauptfläche einen Grat auf­ weisenden Substrats kann so verfahren werden, daß eine Hauptfläche eines halbleitenden Substrats mit einem ätz­ beständigen Material beschichtet wird, daß die Hauptflä­ che mit einem anisotrop wirkenden Ätzmittel zum Herstel­ len einer Mesa an der freibleibenden Fläche geätzt wird und daß die angeätzte Fläche sowie die Mesa zum Bilden eines Grats in der verbleibenden Halbleiteroberfläche ge­ ätzt werden. Entsprechend der gewünschten Form des gerun­ deten Grats bzw. Wulstes soll vorzugsweise ein streifen­ förmiger Bereich der Substratoberfläche mit dem ätzbe­ ständigen Material beschichtete werden.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß entsprechend der konvex gewölbten Form des Grats auf dem Substrat bzw. der darauf liegenden Pufferschicht nachfolgend auf diese ge­ krümmte Oberfläche niedergeschlagene Schichten mit der gewünschten keilförmig sich ändernden Dicke entstehen. Insbesondere die Dicke der Aktivschicht soll dabei ausge­ hend von einer Mittellinie des Grates bzw. der Kehle nach den Seiten hin zunehmen.
Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnungen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterlasers;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterlaser;
Fig. 3 Stadien beim Herstellen eines Halbleiterlasers nach Fig. 2; und
Fig. 4 eine Mikrofotografie eines Querschnitts eines Halbleiterlasers entsprechend Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Halbleiterlaser 30 mit einem Halbleiterkörper 32 mit parallel zueinander verlaufenden Endflächen 34, von denen wenigstens eine teilweise für Licht der Wellenlänge des Ausgangs-Laserstrahls durchlässig ist. Der Halbleiterkörper 32 besitzt ferner ein Paar zueinander parallel verlaufender Seitenflächen 36, die von einer zur anderen Endfläche 34 reichen. Zum Halbleiterkörper 32 gehört ein Substrat 38 mit einem Paar einander gegenüberliegenden Hauptflächen 40 und 42. Auf der Hauptfläche 40 liegt eine Pufferschicht 44, aus denen Oberfläche 48 ein gerundeter Wulst bzw. Grat 46 vorspringt, der von einer der Endflächen 34 des Halbleiterkörpers 32 zur anderen Endfläche reicht. Auf dem Grat 46 und der übrigen Oberfläche 48 der Pufferschicht 44 befindet sich eine Aktivschicht 50, deren Dicke in seitlicher Richtung ausgehend vom Grat 46 keilförmig verläuft. Auf der Aktivschicht 50 liegt eine Begrenzungsschicht 52 und auf dieser eine Deckschicht 54. Auf der Deckschicht 54 befindet sich eine elektrische Isolierschicht 56, die eine streifenförmige, durchgehende Öffnung 58 im Bereich oberhalb des Grats 48 der Pufferschicht 44 aufweist. Auf der Isolierschicht 56 liegt eine erste elektrische Leiterschicht 60, die die Deckschicht 54 im Bereich der streifenförmigen Öffnung 58 kontaktiert. Die zweite Hauptfläche 42 des Substrats 38 ist mit einer zweiten elektrischen Leiterschicht 62 bedeckt. Die erste und die zweite elektrische Leiterschicht 60 bzw. 62 bilden die elektrischen Kontakt des Halbleiterkörpers 32.
In dem Halbleiterlaser 70 gemäß Fig. 2 werden gleiche oder sich entsprechende Teile so wie beim Halbleiterlaser 30 gemäß Fig. 1 bezeichnet. Der Unterschied zwischen dem Laser 70 vom Laser 30 besteht vor allem darin, daß ein Paar gerundeter Grate 46 im Substrat 38 bzw. der Pufferschicht 44 vorgesehen ist. Auf der Pufferschicht 44 liegt wiederum die Aktivschicht 50. Oberhalb der zwischen den Graten 46 eingeschlossenen und sich von einer zur anderen Endfläche 34 erstreckenden Kehle 72 verändert sich die Dicke der Aktivschicht 50 in seitlicher Richtung in etwa keilförmig.
Das Substrat 38 wird typisch aus einer binären Verbindung von Elementen der III. und V. Gruppe des Periodensystems oder aus einer Legierung solcher Verbindungen hergestellt. Die erste Hauptfläche 40 des Substrats 38 soll parallel zu einer (100)- oder (110)-Kristallebene liegen. Geringe Fehlorientierungen von diesen Kristallebenen sind zulässig. Auch andere Substrat-Orientierungen können angewendet werden. Bei der Auswahl von Substrat und darauf abzuscheidenden Schichten soll darauf geachtet werden, daß die zusammentreffenden Kristallgitter zueinander passen. Vorzugsweise besteht das Substrat aus n-leitendem InP.
Die Pufferschicht 44 wird typisch aus demselben Material wie das Substrat hergestellt und dient vor allem dazu, eine zum Abscheiden der nachfolgenden Schichten besonders gute Oberfläche zu liefern. Typisch besitzt diese Schicht eine Dicke von etwa 3 bis 10 Mikrometern. Wenn die Grate 46 bereits im Substrat 38 vorhanden sind, kann eine Pufferschicht 44 zwischen das Substrat 38 und die Aktivschicht 50 eingefügt werden.
Gemäß Fig. 1 und 2 befinden sich die gerundeten Grate 46 innerhalb der Pufferschicht 44 bzw. innerhalb des Substrats 38. Die Grate 46 können an ihrer Basis zwischen etwa 5 und 20 Mikrometer breit sein und eine Höhe zwischen etwa 0,2 und 10 Mikrometern besitzen. Höhe und Breite der Grate werden so gewählt, daß die gewünschte Krümmung der darauf abzuscheidenden Schichten erhalten wird. Wenn mehr als ein Grat vorgesehen ist, werden der Abstand der Grate und Höhe sowie Breite der Einzelgrate ebenfalls so gewählt, daß die darauf abzuscheidenden Schichten mit der gewünschten Flächenkrümmung aufwachsen. In typischen Fällen liegt der Mitte-Mitte- Abstand der Grate zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern.
Die Grate können mit den in Fig. 3 symbolisierten Verfahrensschritten hergestellt werden. In Fig. 3a wird von einem mit einer Pufferschicht 104 bedeckten Substrat 102 ausgegangen. Auf Teile der Oberfläche der Pufferschicht 104 wird dann eine Maskenschicht 108 aus einem ätzbeständigen Material, wie Siliziumoxid, aufgebracht. Hierzu können übliche Photolithographie- und Abscheide-Techniken eingesetzt werden. Die Oberfläche 106 wird dann mit einem anisotropen Ätzmittel, z. B. 0,1 bis 1,0% Brom in Methanol, behandelt, wobei die freigelegten Teile der Pufferschicht 104 so geätzt werden, daß gemäß Fig. 3b Kesas 110 in der verbleibenden Oberfläche 112 der Pufferschicht 104 entstehen. Daraufhin wird die Maskenschicht 108 abgetragen, so daß die Mesas 110 in der Oberfläche 112 nach Fig. 3c stehenbleiben. Die Mesas 101 und die Oberfläche 112 werden dann mit Hilfe desselben oder eines anderen Ätzmittels wie zuvor behandelt, um die Mesa-Bereiche abzurunden und auf diese Weise gerundete Grate 120 in der nun verbleibenden Oberfläche 122 der Pufferschicht 104 gemäß Fig. 3d zu erzeugen. Im weiteren Verlauf lauf werden in üblicher Weise die Aktiv-, Begrenzungs- und Deckschichten nacheinander auf die Grate 120 und die Oberfläche 122 aufgebracht. Die Grate können ebenso wie in der Pufferschicht auch in der Substratoberfläche selbst erzeugt werden, wobei dann anschließend die vorgenannten Laser- Schichten - mit oder ohne Zwischenschaltung der Pufferschicht - aufzubringen sind.
Die verschiedenen epitaxialen Schichten können durch Flüssigphasenepitaxie, zum Beispiel gemäß US 37 53 801, auf das Substrat 38 nach Fig. 1 aufgebracht werden. Zum Herstellen der Schichten kann aber auch die sogenannte Dampfphasenepitaxie, zum Beispiel gemäß US 41 16 733, angewendet werden. Bei Anwendung dieser Techniken lassen sich Schichten mit in Richtung der Schichtebene wechselnder Schichtdicke aufwachsen, denn die örtliche Aufwachsgeschwindigkeit einer Einzelschicht ändert sich mit der örtlichen Krümmung der Oberfläche, auf der aufgewachsen wird; je größer dabei die örtliche positive Krümmung der Oberfläche ist, umso größer ist die örtliche Aufwachsgeschwindigkeit. Die Dicke der Aktivschicht liegt typisch zwischen etwa 0,05 und 2,2 Mikrometern, insbesondere zwischen etwa 0,1 und 0,5 Mikrometern. Diese Schicht wird entweder nicht dotiert oder leicht p- oder n-leitend gemacht. Sie kann aus einer InGaAsP- oder InGaAs-Legierung hergestellt werden, wobei die relative Konzentration der Elemente so ausgewählt werden soll, daß das Gitter der Aktivschicht annähernd demjenigen der Pufferschicht angepaßt ist und ein Ausgangslichtstrahl der gewünschten Wellenlänge erhalten wird. Es kann dabei nach der von Olsen et al im "Journal of Electronic Materials" 9, 977 (1980) beschriebenen Methode verfahren werden.
Die Begrenzungs-Schicht 52 wird typisch aus p-leitendem InP mit einer Dicke zwischen etwa 0,5 und 3 Mikrometern hergestellt. Die Deckschicht 54 kann zum Verbessern der Qualität des elektrischen Kontakts des herzustellenden Lasers 30 zusätzlich aufgebracht werden. Typisch besitzt die Deckschicht eine Dicke zwischen etwa 0,2 und 0,5 Mikrometern und wird zusammengesetzt aus InGaAsP oder InGaAs mit demselben Leitungstyp wie die Begrenzungsschicht 52.
Die erfindungsgemäßen Bauelemente können selbstverständlich auch unter Einsatz anderer Kombinationen von Legierungen der Elemente der III. und V. Gruppe des Periodensystems hergestellt werden.
Die elektrische Isolierschicht 56 besteht vorzugsweise aus Siliziumdioxid. Dieses kann durch pyrolytische Zersetzung eines Silizium enthaltenden Gases, z. B. Silan, in Sauerstoff oder Wasserdampf niedergeschlagen werden. Die bis zur Deckschicht 54 durchgehende streifenförmige Öffnung 58 in der elektrischen Isolierschicht 56 wird mit Hilfe üblicher Photolithographie- und Ätz-Techniken hergestellt. Wenn ein einziger Grat vorhanden ist, soll die streifenförmige Öffnung 58 vorzugsweise oberhalb des Grats 46 liegen. Enthält das Bauelement dagegen zwei parallel zueinander verlaufende Grate, so soll die streifenförmige Öffnung 58 vorzugsweise oberhalb der zwischen den Graten gebildeten Kehle 72 angeordnet werden.
Die elektrische Leiterschicht 60 wird vorzugsweise durch aufeinanderfolgendes Aufdampfen aus Titan, Platin und Gold gebildet. Es ist bekannt, daß die elektrische Leiterschicht bei einem Bauelement mit einem einzigen Grat nur im Bereich dieses Grat 46 oberhalb bzw. auf der Begrenzungsschicht 52 erforderlich ist.
Alternativ kann die elektrische Isolierschicht 56 auch wegfallen, wenn auf der Begrenzungsschicht 52 eine Sperrschicht niedergeschlagen wird, die an sich den entgegengesetzten Leitungstyp wie die Begrenzungsschicht aber in einem Bereich denselben Leitungstyp wie die Begrenzungsschicht besitzt. Die elektrische Leiterschicht 60 kann dann auf der gesamten Oberfläche der Sperrschicht angeordnet werden. Bei Anlegen einer Vorspannung an den Laser 30 wird der pn-Übergang zwischen Sperrschicht und Begrenzungsschicht gesperrt. Im Bereich der beiden Schichten mit übereinstimmendem Leitungstyp fehlt jedoch die Sperre, so daß in diesem vorzugsweise streifenförmigen Bereich im wesentlichen ein ohmscher Kontakt vorliegt.
Die elektrische Leiterschicht 62 auf der zweiten Hauptfläche 42 des Substrats 38 kann durch Niederschlagen in Vakuum sowie Einsintern von Zinn und Gold gebildet werden.
Die Endfläche 34 des Lasers 30 wird typisch mit einer Schicht aus Aluminiumoxid oder aus einem ähnlichen Material mit einer Dicke von etwa einer halben Wellenlänge des zu erzeugenden Laserlichts beschichtet. Eine solche Schicht wird in der US 41 78 564 beschrieben. Die der erstgenannten Endfläche 34 des Lasers 30 gegenüberliegende Endfläche 34 kann mit einem Spiegel bedeckt werden, der Laserlicht deer angegebenen Wellenlänge reflektiert. Zum Herstellen solcher Spiegel geeignete Materialien und Verfahren werden in den US 37 01 047 und 40 92 659 beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine Mikro-Photographie eines Querschnitts eines erfindungsgemäß hergestellten Lasers 150. Die Einzelschichten des Lasers besitzen die erfindungsgemäß erwünschte gegenseitige Neigung. Das Substrat 152 des Lasers 150 besteht aus InP. Auf dem Substrat 152 liegt eine Pufferschicht ebenfalls aus InP. In der Pufferschicht befindet sich ein Grat 154. Auf der Oberfläche der Pufferschicht liegt eine Aktivschicht 156 aus InGaAsP mit einer Schichtdicke von etwa 300 Nanometern. Auf die Aktivschicht wurde eine aus InP bestehende Begrenzungsschicht 158 und darauf eine aus InGaAsP bestehende Deckschicht 150 aufgebracht. Durch Anwendung bekannter Färbe-Techniken sind die Schichten voneinander zu unterscheiden. Eine Grenze zwischen dem Substrat 152 und der Pufferschicht ist jedoch nicht zu sehen, weil Substrat und Pufferschicht aus demselben Material bestehen und daher durch die Färbetechnik nicht zu unterscheiden sind. Der Grat 154 in der Pufferschicht ist asymmetrisch, weil die Substrat-Oberfläche leicht von der (110)- Richtung abweicht.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers (30), bei welchem auf einer ersten Hauptfläche (40) eines halbleitenden Substrats (38) eine Pufferschicht (44), eine Aktivschicht (50), eine Begrenzungsschicht (52) und eine erste elektrische Leiterschicht (60), die die Schichtenfolge streifenförmig kontaktiert, und auf der gegenüberliegenden zweiten Hauptfläche (42) des Substrats (38) eine zweite elektrische Leiter­ schicht (62) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - ein streifenförmiger Teil der Oberfläche der Puf­ ferschicht (44) mittels Fotolithographie und Ab­ scheidetechniken mit einem ätzbeständigen Mate­ rial beschichtet wird,
  • - zum Bilden einer Mesastruktur in der Puffer­ schicht (44) die unbeschichteten Teile der Ober­ fläche der Pufferschicht (44) mit einem anisotrop wirkenden Ätzmittel behandelt werden, so daß sich in der Pufferschicht (44) angeätzte Flächen erge­ ben,
  • - das ätzbeständige Material entfernt wird,
  • - die angeätzten Flächen und die Mesastruktur er­ neut geätzt werden, um die Mesastruktur abzurun­ den und daraus einen gerundeten, aus der verblei­ benden Oberfläche (48) der Pufferschicht (44) konvex gewölbt vorspringenden Grat (46) zu erzeu­ gen,
  • - die Aktivschicht (50) auf der verbleibenden Ober­ fläche (48) der Pufferschicht (44) und dem Grat (46) so aufgebracht wird, daß die Aktivschicht (50) über dem Grat (46) ausgehend von dessen Mit­ tellinie in seitlicher Richtung in ihrer Dicke keilförmig zunimmt,
  • - die Begrenzungsschicht (52) auf der Aktivschicht (50) aufgebracht wird, und
  • - die streifenförmige Kontaktierung mit Hilfe der ersten elektrischen Leiterschicht (60) über dem Grat (46) gebildet wird.
2. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers (70), bei welchem auf einer ersten Hauptfläche eines halb­ leitenden Substrats (38) eine Pufferschicht (44), eine Aktivschicht (50), eine Begrenzungsschicht (52) und eine erste elektrische Leiterschicht (60), die die Schichtenfolge streifenförmig kontaktiert, und auf der gegenüberliegenden Hauptfläche (42) des Sub­ strats (38) eine zweite elektrische Leiterschicht er­ zeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei streifenförmige Teile der ersten Hauptfläche des Substrats (38) mittels Fotolithographie und Abscheidetechniken mit einem ätzbeständigen Mate­ rial beschichtet werden,
  • - zum Bilden zweier Mesastrukturen im Substrat (38) die unbeschichteten Teile der ersten Hauptfläche des Substrats (38) mit einem anisotrop wirkenden Ätzmittel behandelt werden, so daß sich im Sub­ strat (38) angeätzte Flächen ergeben,
  • - das ätzbeständige Material entfernt wird,
  • - die angeätzten Flächen und die zwei Mesastruktu­ ren erneut geätzt werden, um die Mesastrukturen abzurunden und daraus zwei gerundete aus der ver­ bleibenden Oberfläche (40) des Substrats (48) konvex gewölbt vorspringende Grate (46) zu erzeu­ gen,
  • - eine Pufferschicht (44) auf der verbleibenden Oberfläche (40) des Substrats (38) und den vor­ springenden Graten (46) abgeschieden wird,
  • - die Aktivschicht (50) auf der Pufferschicht (44) so aufgebracht wird, daß sie ausgehend von der Mittellinie der Kehle (72) in der Substratober­ fläche (40) zwischen den beiden Graten (46) in seitlicher Richtung in ihrer Dicke keilförmig zunimmt,
  • - die Begrenzungsschicht (52) auf der Aktivschicht (50) aufgebracht wird- und
  • - die streifenförmige Kontaktierung mit Hilfe der ersten Leiterschicht (60) über der Kehle (72) ge­ bildet wird.
3. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers, bei welchem auf einer ersten Hauptfläche eines halblei­ tenden Substrats (102) eine Pufferschicht (104), eine Aktivschicht, eine Begrenzungsschicht und eine erste elektrische Leiterschicht, die die Schichtenfolge streifenförmig kontaktiert, und auf der gegenüberlie­ genden Hauptfläche des Substrats (102) eine zweite elektrische Leiterschicht erzeugt werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • - zwei streifenförmige Teile der Pufferschicht (104) mittels Fotolithographie und Abscheidetech­ niken mit einem ätzbeständigen Material (108) be­ schichtet werden,
  • - zum Bilden zweier Mesastrukturen (110) in der Pufferschicht (104) die unbeschichteten Teile der Pufferschicht (104) mit einem anisotrop wirkenden Ätzmittel behandelt werden, so daß sich in der Pufferschicht (104) angeätzte Flächen (112) erge­ ben,
  • - das ätzbeständige Material (108) entfernt wird,
  • - die angeätzten Flächen (112) und die zwei Mesa­ strukturen (110) erneut geätzt werden, um die Me­ sastrutur (110) abzurunden und daraus zwei ge­ rundete, aus der nun verbleibenden Oberfläche (122) der Pufferschicht (104) konvex gewölbt vor­ springende Grate (120) zu erzeugen,
  • - die Aktivschicht auf der verbleibenden Oberfläche (122) der Pufferschicht (104) und den vorsprin­ genden Graten (120) so abgeschieden wird, daß die Aktivschicht ausgehend von der Mittellinie der Kehle in der Pufferschicht (104) zwischen den beiden Graten (120) in seitlicher Richtung und der Krümmung der Gratrundung folgend in ihrer Dicke keilförmig zunimmt,
  • - die Begrenzungsschicht auf der Aktivschicht auf­ gebracht wird und
  • - die streifenförmige Kontaktierung mit Hilfe der ersten Leiterschicht über der Kehle in der Puf­ ferschicht (104) gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Indiumphosphid (InP) be­ stehendes Substrat (38, 102) eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einer Indium und Phosphor enthaltenden Legierung bestehendes Substrat (38, 102) eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (38, 102), die Puf­ ferschicht (44, 104) und die Begrenzungsschicht (52) aus Indiumphosphid (InP) und die Aktivschicht (50) aus InGaAsP gebildet werden.
7. Halbleiterlaser hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Begrenzungsschicht (52) eine Deckschicht (54) und auf dieser eine elektrische Isolierschicht (56) mit durchgehender, sich streifenförmig er­ streckender Öffnung (58) liegt, in der die Kontaktie­ rung mit Hilfe der ersten elektrischen Leiterschicht (60) gebildet wird.
DE19823240700 1982-11-04 1982-11-04 Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser Expired - Lifetime DE3240700C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823240700 DE3240700C2 (de) 1982-11-04 1982-11-04 Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823240700 DE3240700C2 (de) 1982-11-04 1982-11-04 Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3240700A1 DE3240700A1 (de) 1984-05-10
DE3240700C2 true DE3240700C2 (de) 1994-07-07

Family

ID=6177268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823240700 Expired - Lifetime DE3240700C2 (de) 1982-11-04 1982-11-04 Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3240700C2 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3701047A (en) * 1966-08-16 1972-10-24 Rca Corp Semiconductor laser devices utilizing light reflective metallic layers
BE788374A (fr) * 1971-12-08 1973-01-02 Rca Corp Procede de depot d'une couche epitaxiale d'un materiau semi-conducteur sur la surface d'un substrat
US4178564A (en) * 1976-01-15 1979-12-11 Rca Corporation Half wave protection layers on injection lasers
US4092659A (en) * 1977-04-28 1978-05-30 Rca Corporation Multi-layer reflector for electroluminescent device
US4116733A (en) * 1977-10-06 1978-09-26 Rca Corporation Vapor phase growth technique of III-V compounds utilizing a preheating step
US4215319A (en) * 1979-01-17 1980-07-29 Rca Corporation Single filament semiconductor laser
IT1121922B (it) * 1978-07-31 1986-04-23 Rca Corp Laser a semiconduttore,ad emissione di un singolo raggio di luce
US4317085A (en) * 1979-09-12 1982-02-23 Xerox Corporation Channeled mesa laser

Also Published As

Publication number Publication date
DE3240700A1 (de) 1984-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3779775T2 (de) Halbleiterlaser mit streifenfoermiger mesa-wellenleiterstruktur und dessen herstellungsverfahren.
DE3689067T2 (de) Verfahren zur herstellung von optischen halbleiterstrukturen.
DE2347802C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen optischen Wellenleiters, sowie die hiernach hergestellten optischen Wellenleiter
DE3924197C2 (de) Halbleiterlaser
DE3936694C2 (de) Halbleiterbauteil, insbesondere DFB-Halbleiterlaser
DE69601549T2 (de) Herstellungsverfahren für einen oberflächenemittierenden Laser
DE19504117A1 (de) Quantenverdrahtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE3644380C2 (de) Lichtemittierende einrichtung mit einem scheibenfoermigen halbleiterkoerper
DE3410793A1 (de) Halbleiter-laservorrichtung
DE69712541T2 (de) Halbleiterlaser und Herstellungsverfahren
DE69020717T2 (de) Verfahren zur Herstellung von selbststabilisierten Halbleitergittern.
DE2626564B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Mesa-Struktur für eine Galliumphosphid-Elektrolumineszenzanordnung
DE2608562A1 (de) Halbleiteranordnung zum erzeugen inkohaerenter strahlung und verfahren zu deren herstellung
DE2920454C2 (de) Halbleiterlaser und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69625384T2 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren
DE2626775A1 (de) Diodenlaser mit heterouebergang
DE69723923T2 (de) Herstellungsverfahren für einen Oberflächenemittierenden Laser
EP0383958A1 (de) Abstimmbarer Halbleiterlaser
DE3714512A1 (de) Halbleiterlaser
DE3788841T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben.
DE3020251C2 (de)
DE19613235A1 (de) Selektive Maske, Herstellungsverfahren für ein optisches Halbleiterbauelement und optisches Halbleiterbauelement
DE3240700C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers und danach hergestellter Halbleiterlaser
DE3150540A1 (de) Halbleiterinjektionslaser
DE2929719C2 (de) Halbleiterlaser

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition