DE3703905A1 - Fenster-halbleiterlaser und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser mit Fenster­ bereichen, in denen die Absorption von Laserstrahlung unterdrückt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiters durch epitak­ tisches Aufwachsen, wobei die Dicke der aufgewachsenen Schicht gesteuert werden kann.

Um kontinuierlich stabile Laserschwingungen in einem einzigen Mode bei einem geringen Schwellenstrom zu er­ halten, wurden Halbleiterlaser entwickelt, deren aktive Schicht durch Abdeckschichten definiert wird. Sie sind ferner so gestaltet, daß sie Licht und Träger mit hoher Dichte im Gebiet der Laserschwingungen der aktiven Schicht durch einen den Strom einschließenden Streifen­ aufbau und durch Wellenleiter einschließen. Wenn diese Halbleiterlaser jedoch mit hoher Ausgangsleistung betrie­ ben werden nimmt die Lichtdichte in der aktiven Schicht zu, was zu einer Wärmezerstörung des Lasers führt. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wurden TRS-Laser entwickelt (Appl. Phys. Lett., Band 42, Nr. 10, 15. Mai 1983, S. 853), bei denen eine dünne aktive Schicht gebildet wird, um die Lichtdichte der aktiven Schicht herabzusetzen und dadurch eine hohe Ausgangsleistung zu erreichen. Ein TRS-Laser ist ein Hochleistungseinzel- Modelaser, wobei die Buchstaben TRS für twin-ridge-sub­ strate stehen. Die dünne aktive Schicht wird auf den Erhebungen der Basisschicht durch Flüssigphasenepitaxie aufgewachsen, um ihre Dicke zu steuern. Aber selbst wenn eine dünne aktive Schicht auf den Erhebungen der Basisschicht aufgewachsen und dadurch eine Herabsetzung der Lichtdichte erreicht wird, so nimmt dennoch die Absorption der Laserstrahlung bei oder in der Nähe der Seitenränder nicht ab, was eine Beschädigung und/oder Verschlechterung der Seitenränder zur Folge hat und die Lebensdauer dieser TRS-Laser abkürzt.

Zu Kristallwachsverfahren, bei dem eine Kristallschicht von ungleichmäßiger Dicke von einem Ende zum anderen Ende der Oberfläche eines Halbleitersubstrats durch Flüssigphasenepitaxie auf dem Substrat aufwachsen gelassen wird, gehört ein Verfahren, bei dem eine Mesa-artige Erhebung auf dem Substrat aufgewachsen wird. Wenn die Höhe der Erhebung nicht hinreichend kleiner als die Dicke der epitaxial aufgewachsenen Schicht ist, dann kann der dünne Teil der epitaxial aufgewachsenen Schicht, der der Erhebung entspricht, nicht eben gebildet werden, sondern nur in konvexer Form, was zu Schwierigkeiten bei der Steuerung der Dicke des Teils der nachfolgenden Schicht führt, die epitaktisch auf dem konkaven Teil gebildet wird, so daß die Dicke dieses Schichtbereichs geringer als in anderen Teilen der Schicht wird. Wenn andererseits die Höhe der Erhebung hinreichend kleiner als die Dicke der epitaxial aufgewachsenen Schicht ist, dann wird die Gesamtoberfläche der aufgewachsenen Schicht eben und die Dicke der nachfolgenden Schicht wird über das gesamte Gebiet unabhängig von der Substraterhebung gleichmäßig, was zu Schwierigkeiten bei der epitaxialen Bildung einer Kristallschicht von ungleichförmiger Dicke führt. Somit lassen sich Halbleiterlaser mit Mehrschicht­ aufbau, wobei die Schichten unterschiedliche Dicke haben, nicht durch übliches epitaxiales Aufwachsen nach dem Flüssigphasenepitaxieverfahren herstellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die zuvor erwähnten Nach­ teile zu vermeiden und einen verbesserten Halbleiterlaser sowie ein verbessertes Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 3.

Der erfindungsgemäße Halbleiterlaser weist ein Streifen­ kanalsubstrat auf, auf dem eine aktive Schicht zur Erzeu­ gung von Laserschwingungen gebildet ist. Unter der aktiven Schicht liegt eine Abdeckschicht. Die Oberfläche der aktiven Schicht ist eben und die Dicke des Teils der aktiven Schicht, der den Streifenkanälen des Substrats in jedem Fensterbereich in der Nähe der Seitenflächen entspricht, ist dünner als der Teil der aktiven Schicht, der dem Streifenkanal des Substrats in dem angeregten Gebiet unter den Fensterbereichen entspricht.

Vorzugsweise ist ein Paar von Unterstreifenkanälen parallel unter der aktiven Schicht außerhalb des Streifenkanals des Substrats angeordnet und die Oberfläche des Teils der Abdeckschicht, der zwischen den Unterstreifenkanälen liegt, hat konkave Form.

Das epitaxiale Aufwachsverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterlasers zeichnet sich dadurch aus, daß Streifenkanäle gebildet werden, die parallel zueinander auf der Aufwachsfläche eines Substrats durch Ätzverfahren und durch Aufwachsen einer Kristallschicht auf das Substrat durch Flüssigphasenepitaxie angeordnet sind. Dabei wird die Aufwachsrate des Teils der Kristall­ schicht in einem Gebiet, das zwischen den Streifenkanälen liegt oder von diesem umgeben wird, gesteuert, und die Dicke des Teils der epitaxial aufgewachsenen Schicht, der in dem Gebiet zwischen oder innerhalb der Streifen­ kanäle liegt, ist geringer als die Dicke des Teils der epitaxial aufgewachsenen Schicht in dem anderen Gebiet außerhalb des zuvor erwähnten Gebiets.

Dadurch wird: (1.) ein Halbleiterlaser von langer Lebens­ dauer geschaffen, der Fensterbereiche besitzt, in denen die Absorption von Laserstrahlung unterdrückt wird, wodurch Laserschwingungen mit hoher Ausgangsleistung erzielt werden, was zu einem Hochleistungsbetrieb führt; (2.) ein Halbleiterlaser geschaffen, bei dem die aktive Schicht für die Laserschwingungen eben und die Dicke der aktiven Schicht in jedem der Fensterbereiche geringer als die der aktiven Schicht in dem angeregten Bereich ist, so daß die Absorption von Laserlicht an den oder in der Nähe der Seitenränder unterdrückt werden kann, so daß man kontinuierliche Laserschwingungen bei hoher Ausgangsleistung erzielt; (3.) ein Halbleiterlaser ge­ schaffen, der wirtschaftlicher herstellbar ist; (4.) ein epitaxialer Aufwachsprozeß geschaffen, der Flüssig­ phasenepitaxie verwendet, um die Dicke eines bestimmten Bereichs einer epitaxial gewachsenen Schicht zu steuern; und (5.) ein epitaxiales Aufwachsverfahren unter Verwen­ dung von Flüssigphasenepitaxie geschaffen, wodurch die Herstellungsbedingungen für einen Halbleiterlaser aus einem weiten Bereich ausgewählt werden können, so daß die Herstellung eines neuartigen Halbleiterlasers möglich wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Halbleitersubstrats zur Verwendung für ein epitaxiales Aufwachsverfahren;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Halb­ leitersubstrats nach Fig. 2 mit einer epitaxial aufge­ wachsenen Kristallschicht;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Halbleitersubstrat mit der in Fig. 2 dargestellten, epitaxial aufgewachsenen Schicht;

Fig. 4(A) bis 4(C) Kurven zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Kanalabständen Ps und der Schicht­ dicke t, der Kanalbreite Ws und der Schichtdicke t, der Kanaltiefe ds und der Schichtdicke t;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines anderen Halbleitersubstrats zur Verwendung bei dem epi­ taxialen Aufwachsverfahren;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Halb­ leitersubstrats von Fig. 5, auf das eine Kristallschicht epitaxial aufgewachsen ist;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Halbleiterlasers, der an der Schnittstelle zwischen den Fensterbereichen und dem durch Strahlung stimulierten Bereich geschnitten ist;

Fig. 8(A) bis 8(F) schematische Darstellungen des Herstellungsverfahrens für den Halbleiterlaser nach Fig. 7; und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Halbleiterlasers, der an der Schnittstelle zwischen den Fensterbereichen und dem strahlungstimu­ lierten Bereich geschnitten ist.

Beispiel 1

Dieses Beispiel betrifft ein epitaxiales Aufwachsverfahren, bei dem Streifenkanäle zu beiden Seiten oder um ein Gebiet gebildet werden, in dem das epitaxiale Aufwachsen einer Kristallschicht erforderlich ist, wodurch die Aufwachsrate der Kristallschicht in dem Gebiet zwischen oder innerhalb der Streifenkanäle gesteuert werden kann, was zu einer gesteuerten Dicke der epitaxial aufgewachse­ nen Schicht in diesem Bereich führt.

Fig. 1 zeigt ein Halbleitersubstrat 10, das für das epitaxiale Aufwachsverfahren verwendet wird, wobei zwei Streifenkanäle 20 und 21 mit einer Breite von 10 µm und einer Tiefe von 1 µm auf der Oberfläche des Substrats 10 parallel zueinander mit einem Abstand von 40 µm von Kanalmitte zu Kanalmitte durch Fotoätzung gebildet wer­ den. Wenn eine Kristallschicht auf dem Halbleitersubstrat 10 durch Flüssigphasenepitaxie aufgewachsen wird, dann ist die Wachstumsgeschwindigkeit der Schicht in den gekrümmten oder konkaven Bereichen, d.h. in den Streifen­ kanälen 20 und 21 des Substrats 10 größer als auf dem ebenen Bereich des Substrats 10. Der Grund dafür liegt darin, daß As in der Wachstumslösung, die die konkaven Bereiche, also die Streifenkanäle 20 und 21 des Substrats 10 kontaktiert, schneller für das epitaxiale Wachstum der Kristallschicht verbraucht wird als in den die kon­ kaven Abschnitte 20 und 21 umgebenden Bereichen, wodurch As aus der Lösung in den Umgebungsbereichen in die konka­ ven Abschnitte 20 und 21 diffundiert und daher die Konzen­ tration von As in den nicht in den Streifenkanälen 20 und 21 liegenden Gebieten absenkt. Dadurch wird die epitaxiale Aufwachsgeschwindigkeit der Kristallschicht außerhalb der Streifenkanäle 20 und 21 unterdrückt. Gemäß Fig. 2 ist daher die epitaxiale Aufwachsgeschwin­ digkeit der Kristallschicht im flachen Mittelbereich 300 zwischen den Streifenkanälen 20 und 21 deutlich unterdrückt, so daß die Dicke der Kristallschicht 11 im Mittelbereich 300, der dem ebenen Bereich 30 von Fig. 1 zwischen den Streifenkanälen 20 und 21 ent­ spricht, geringer als für die Kristallschicht 11 in der Umgebung 310 wird, die den Abschnitten 31 außerhalb der Streifenkanäle 20 und 21 entspricht. Die Dicke der Kristallschicht 11 betrug im Mittelbereich 300 0,2 µm und in den Umgebungen 310 0,6 µm. Die Oberfläche des Mittelbereichs 300 und der Umgebungen 310 der Kristall­ schicht 11 war eben.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Substrat 10 mit der in Fig. 2 dargestellten epitaxial aufgewachsenen Schicht 11, wobei Ps der Abstand des Streifenkanals 20 zu dem benachbarten Streifenkanal 21, und zwar von Mitte zu Mitte gemessen ist, während Ws die Breite jedes Streifenkanals 20 bzw. 21 und ds deren Tiefe bezeichnet. Mit t ist die Dicke des Mittelbereichs 300 der Kristall­ schicht 11 bezeichnet.

Die Fig. 4(A) bis 4(C) zeigen jeweils den Einfluß des Kanalabstands Ps, der Kanalbreite Ws und der Kanal­ tiefe ds auf die Dicke t des Mittelbereichs 300 der epitaxial aufgewachsenen Schicht 11, wobei die Dicke T der Umgebungen 310 der Kristallschicht 11 auf einem festen Wert von 1,0 µm gehalten wurde. Die Fig. 4(A) bis 4(C) zeigen, daß die Wirkung der Streifenkanäle 20 und 21 auf die Unterdrückung der epitaxialen Wachs­ tumsgeschwindigkeit der Kristallschicht allmählich mit einer Zunahme des Kanalabstandes Ps abnimmt, daß der Unterdrückungseffekt einsetzt, wenn die Kanalbreite Ws etwa 4 µm wird, und daß die maximale Unterdrückung bei Ws von etwa 15 µm erreicht wird. Es ist ferner ge­ zeigt, daß der Unterdrückungseffekt plötzlich einsetzt, wenn die Kanaltiefe 0,4 µm oder wird. Der maximale Unter­ drückungseffekt wird erreicht, wenn die Kanaltiefe ds etwa 1,2 µm beträgt.

Wenn mehrere Kristallschichten nacheinander epitaktisch auf der Kristallschicht aufgewachsen werden, so erhält man ein mehrschichtiges Halbleitergebilde, das beispiels­ weise einen Halbleiterlaser bilden kann. Wenn eine zweite Schicht mit einer hinreichend großen Dicke epitaxial auf der Kristallschicht 11 aufgewachsen wird, dann wird die Oberfläche dieser zweiten Schicht unabhängig von der zuvor erwähnten ungleichmäßigen Dicke der Kristall­ schicht 11 eben. Wenn die Dicke der auf der Kristall­ schicht 11 liegenden zweiten Schicht nicht groß ist, dann wird die Oberfläche der zweiten Schicht entsprechend dem konkaven Mittelbereich 300 der Kristallschicht 11 ebenfalls konkav. In beiden Fällen ist die Dicke der nachfolgenden Schicht, die auf der Kristallschicht 11 aufgewachsen wird und die als Basisschicht wirkt, in reproduzierbarer Weise regulierbar, da die Oberfläche sowohl des Mittelbereichs 300, als auch der Umgebungen 310 der Kristallschicht 11 eben ist.

Beispiel 2

Fig. 5 zeigt ein anderes Halbleitersubstrat 40 für das epitaxiale Aufwachsverfahren, bei dem vier Streifen­ kanäle 451, 452, 453 und 454 vorgesehen sind, von denen jeweils zwei parallel zueinander in das Substrat 40 eingeätzt sind. Die Breite, die Tiefe und die Länge jedes Streifenkanals 451, 452, 453 und 454 beträgt bei­ spielsweise 10 µm, 1 µm und 40 µm. Gemäß Fig. 6 ist die Dicke des Mittelbereichs 440 der Kristallschicht 41, der dem Mittelbereich 44 des Substrats 40 entspricht, welcher von den vier Streifenkanälen 451 bis 454 umgeben ist, dünner als der Umgebungsbereich 410 der Kristall­ schicht 41, der den Umgebungsbereichen 42 des Substrats 40 entspricht. Dies hat dieselben Gründe wie beim Bei­ spiel 1. Dabei wurde die Kristallschicht 41 auf das Substrat 40 durch Flüssigphasenepitaxie aufgewachsen. Die Dicke des Mittelbereichs 440 der Kristallschicht 41 betrugt 0,15 µm, während die Dicke des Umgebungs­ bereichs 410 der Kristallschicht 41 0,60 µm betrug.

Die Dicke des Mittelbereichs 440 der Kristallschicht 41 kann natürlich in reproduzierbarer Weise durch Verände­ rungen der Breiten und/oder der Tiefen der Streifen­ kanäle 451 bis 454 und/oder des Gebiets des Mittelbe­ reichs 44 des Substrats 40 aus den gleichen Gründen wie bei Beispiel 1 gesteuert werden.

Beispiel 3

Dieses Beispiel betrifft einen Halbleiterlaser, der ein Substrat mit einem Hauptstreifenkanal zum Einschlie­ ßen von Strom und mit Unterstreifenkanälen aufweist, die parallel dazu außerhalb des Hauptstreifenkanals liegen. Eine Mehrkristallschicht ist auf das Substrat durch Flüssigphasenepitaxie aufgewachsen. Die Teile der aktiven Schicht zur Erzeugung von Laserschwingungen, die über dem Hauptstreifenkanal des Substrats in der Nähe der Seitenränder liegen, sind dünner als die Teile der aktiven Schicht, die über dem Hauptstreifenkanal auf dem Substrat innerhalb der Seitenränder liegen.

Fig. 7 zeigt einen VSIS-Halbleiterlaser (V-channeled substrate inner stripe, d. h. ein V-Kanallaser mit Innen­ streifen), der eine Innenkanallänge von 250 µm hat und aus Fensterbereichen 1 a und 1 b mit Längen von 25 µm gemessen von den entsprechenden Seitenrändern besteht, wobei der stimulierte Bereich 12 zwischen den Fenster­ bereichen 1 a und 1 b liegt. In den Fensterbereichen 1 a und 1 b ist die aktive Schicht 14 über dem Hauptstreifen­ kanal 15 dünner als über dem stimulierten Bereich 12.

Der Dickenunterschied zwischen den Fensterbereichen 1 a und 1 b und dem stimulierten Bereich 12 ist auf Unter­ streifenkanäle 16 und 17 zurückzuführen, die außerhalb des Hauptstreifenkanals parallel dazu gebildet sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dann, wenn die Abdeck­ schicht 13 auf das Substrat 100 durch Flüssigphasenepi­ taxie aufgewachsen wird, As in der Aufwachslösung, welche die Unterstreifenkanäle 16 und 17 auf dem Substrat 100 kontaktiert, schneller für das Wachsen der Abdeckschicht 13 verbraucht wird, als die Lösung in den Umgebungen der Unterstreifenkanäle 16 und 17, was zu einer Diffusion von As aus der Lösung von den Umgebungen des Substrats 100 zu den Unterstreifenkanälen 16 und 17 führt. Dies bewirkt eine Abnahme der Konzentration von As in den Umgebungen der Unterstreifenkanäle 16 und 17. Auf diese Weise ist die Wachstumsgeschwindigkeit der Abdeckschicht 13 in den Umgebungen der Unterstreifenkanäle 16 und 17 des Substrats 100 unterdrückt. Demgemäß wird die Oberfläche der Abdeckschicht 13 entsprechend dem Haupt­ streifenkanal 15 in dem stimulierten Bereich 12 konkav. Die Oberfläche der aktiven Schicht 14, die nacheinander auf der sich ergebenden Abdeckschicht 13 aufgewachsen wird, wird eben, da die Wachstumsgeschwindigkeit der aktiven Schicht 14 in dem konkaven Teil der Abdeckschicht 13 höher ist als in dem Teil der aktiven Schicht 14 in den Umgebungen des konkaven Teils der Abdeckschicht 13, so daß der Teil der aktiven Schicht 14, der dem konkaven Teil der Abdeckschicht 13 entspricht, dicker wird als der andere Teil der aktiven Schicht 14. Dies hat zur Folge, daß die Dicke der aktiven Schicht 14 über dem Hauptstreifenkanal 15 in den Fensterbereichen 1 a und 1 b dünner wird als in dem stimulierten Bereich 12.

Wenn Strom an den Halbleiterlaser gelegt wird, dann werden die injizierten Elektronen auf ein höheres Niveau des Leitfähigkeitsbandes als in dem stimulierten Bereich 12 angehoben, da die Dicke jedes Teils der aktiven Schicht 14 zur Erzeugung von Laserschwingungen über dem Haupt­ streifenkanal 15 in den Fensterbereichen 1 a und 1 b dünner als in dem Teil der aktiven Schicht 14 über dem Haupt­ streifenkanal 15 im stimulierten Bereich 12 ist. Daher arbeitet dieser Laser als Fensterlaser, wobei in dem stimulierten Bereich 12 ausgestrahlte Laserstrahlung nicht in den Fensterbereichen 1 a und 1 b absorbiert wird, so daß die Beschädigung der Seitenflächen durch Laser­ strahlung unterdrückt und außerdem eine höhere Leistungs­ ausgabe erreicht wird.

Die Fig. 8(A) bis 8(F) zeigen ein Herstellungsverfahren für einen Halbleiterlaser gemäß Fig. 7. In Fig. 8(A) ist ein Paar von Streifenkanälen 52 und 53 durch Ätzen auf einem p-GaAs-Substrat 50 gebildet, die den Unter­ streifenkanälen 16 und 17 entsprechen. Die Streifen­ kanäle 52 und 53 sind in aufeinanderfolgenden Schritten parallel hergestellt. Danach wird gemäß Fig. 8(B) auf das GaAs-Substrat 50 eine Stromblockierungsschicht 51 aus n-GaAs durch Flüssigphasenepitaxie in der Weise aufgewachsen, daß die Streifenkanäle 52 und 53 mit der Stromblockierungsschicht 51 ausgefüllt sind und eine ebene Oberfläche haben, wobei die Dicke in dem Teil 0,8 µm beträgt, in dem im nächsten Schritt gemäß Fig. 8(C) der Hauptstreifenkanal 15 gebildet wird. Außerdem werden die Unterstreifenkanäle 16 und 17 mit einer Breite von 10 µm und einer Tiefe von 1 µm in der Stromblockie­ rungsschicht 51 gebildet, und zwar entsprechend den beiden Streifenkanälen 52 und 53 im stimulierten Bereich 12. Die Herstellung erfolgt durch Ätzen, wobei der Haupt­ streifenkanal 15 eine Breite von 3 µm und eine Tiefe von 1 µm im Mittelbereich zwischen den Unterstreifen­ kanälen 16 und 17 hat. Er wird derart geätzt, daß er das Substrat 50 erreicht und darin einen Strompfad bildet. Die Unterstreifenkanäle 16 und 17 bilden keinen Strom­ pfad, da sie das Substrat 50 aufgrund der Stromblockie­ rungsschicht 51 nicht berühren. Auf diese Weise kann Strom nur durch den Hauptstreifenkanal 15 fließen, der also dazu dient, den Strom darin wirksam einzuschließen und denjenigen ineffektiven Strom zu unterdrücken, der nicht zu Laserschwingungen beiträgt. Danach werden gemäß den Fig. 8(D), 8(E) und 8(F) auf der Stromblockierungs­ schicht 51 einschließlich dem Hauptstreifenkanal 15 und den Unterstreifenkanälen 16 und 17 eine p-GaAlAs-Ab­ deckschicht 13, eine p-GaAlAs aktive Schicht 14, eine n-GaAlAs-Abdeckschicht 15 und eine n-GaAs-Deckschicht 18 nacheinander durch Flüssigphasenepitaxie aufgewachsen, was zu einem Mehrschichtkristall mit Doppel-Heterostruktur für Laserschwingungen führt.

Bei dem zuvor erwähnten Kristallaufwachsverfahren wird die Abdeckschicht 13 derart aufgewachsen, daß die Dicke des Teils der Abdeckschicht 13, der über dem Hauptstreifen­ kanal 15 zwischen den Unterstreifenkanälen 16 und 17 liegt, geringer als im anderen Teil der Abdeckschicht 13 ist, und zwar aufgrund des zuvor erwähnten Phänomens, was zu einer konkaven Vertiefung 130 auf der Oberfläche der Abdeckschicht 13 führt, welche über dem Hauptstreifen­ kanal 15 im stimulierten Bereich 12 von Fig. 8(D) liegt. Die Oberfläche der aktiven Schicht 14, die danach durch Flüssigphasenepitaxie auf der Abdeckschicht 13 aufge­ wachsen wird, wird über die gesamte Oberfläche der Abdeck­ schicht 13 einschließlich dem zuvor erwähnten konkaven Abschnitt 130 aufgrund der Eigenschaften der Flüssigpha­ senepitaxie eben, so daß gemäß Fig. 8(E) die Dicke des Teils der aktiven Schicht 14, der über der konkaven Vertiefung 130 der Abdeckschicht 13 aufgewachsen wird, dicker als der Teil der aktiven Schicht 14 wird, der auf dem anderen Teil der Abdeckschicht 13 aufwächst. Somit ist die Dicke des Teils der aktiven Schicht 14, der dem Hauptstreifenkanal 15 entspricht und der zu Laserschwingungen beiträgt, in dem stimulierten Bereich 12 größer als in jedem der Fensterbereiche 1 a und 1 b.

Bei diesem Beispiel betrug die Dicke der aktiven Schicht 14 über dem Hauptstreifenkanal 15 im stimulierten Bereich 12 0,08 µm, während sie in den Fensterbereichen 1 a und 1 b 0,03 µm betrug, was zu einem Halbleiter-Fensterlaser führte, der die Absorption von Laserstrahlung in den Fensterbereichen unterdrückte und eine höhere Ausgangs­ leistung von maximal 200 mV für kontinuierliche Laser­ schwingungen bei Raumtemperatur erzeugte.

Das Beispiel betrifft das Kristallwachstum auf einem p-GaAsSubstrat, ist jedoch nicht darauf beschränkt. So kann beispielsweise ein n-GaAs-Halbleitersubstrat ebenfalls verwendet werden. Als Halbleitermaterial kommt natürlich auch ein InGaAsP-System, ein AlGaAsSb-System o. ä. infrage.

Beispiel 4

Fig. 9 zeigt einen weiteren Halbleiterlaser, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt wird, jedoch mit dem Unterschied, daß die Streifenstruktur in der Deckschicht 64 gebildet wird. Dieser Laser wird folgendermaßen hergestellt: Die Streifenkanäle 75, 76 und 77 werden auf dem p-Substrat 60 in gleicher Weise wie bei Beispiel 3 hergestellt, worauf eine p-Abdeck­ schicht 61, eine aktive p-Schicht 62, eine n-Abdeckschicht 63 und eine p-Deckschicht 64 (oder ein hochohmiger Kon­ takt) nacheinander durch Flüssigphasenepitaxie gebildet werden, wonach n-Verunreinigungen in das Gebiet der p-Deckschicht 64 über dem Hauptstreifenkanal 75 eindif­ fundiert werden, um einen n-Strompfad 65 zu bilden. Die Dicke der aktiven Schicht 62 über dem Hauptstreifen­ kanal 75 ist in den Fensterbereichen 1 a und 1 b geringer als über dem Hauptstreifenkanal 75 in dem stimulierten Bereich 12. Der Hauptstreifenkanal 75 dieses Beispiels gestattet die Bildung eines indexgeführten Wellenleiters in der aktiven Schicht 62.

Claims (3)

1. Fenster-Halbleiterlaser mit einem Streifenkanalsubstrat, einer aktiven Schicht (14) für Laserschwingungen und einer unter der aktiven Schicht angeordneten Abdeck­ schicht (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ fläche der aktiven Schicht (14) eben und die Dicke des Teils der aktiven Schicht, der über dem Streifenkanal (15) des Substrats (100) liegt in den Fensterbereichen (1 a, 1 b) in der Nähe der Seitenränder geringer ist als der Teil der aktiven Schicht (14), der den Streifen­ kanal (15) des Substrats (100) in dem stimulierten Bereich (12) zwischen den Fensterbereichen (1 a, 1 b) überdeckt.

2. Fenster-Halbleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Unterstreifenkanälen (16, 17) parallel unter der aktiven Schicht (14) neben dem Streifenkanal (15) angeordnet ist und daß die Oberfläche des Teils der Abdeckschicht (13), die zwischen den Unterstreifenkanälen (16, 17) liegt, eine konkave Form hat.

3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers durch epitaktisches Aufwachsen, wobei Streifenkanäle gebildet werden, die auf der Aufwachsfläche eines Substrats durch Ätzverfahren parallel zueinander ausgebildet werden und bei dem man eine Kristallschicht durch Flüssigphasenepitaxie auf dem Substrat aufwachsen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwachsrate der Kristallschicht in dem Bereich zwischen oder innerhalb der Streifenkanäle gesteuert wird und daß die epitak­ tisch aufgewachsene Schicht in dem Bereich zwischen oder innerhalb der Streifenkanäle dünner gemacht wird als in dem anderen Bereich außerhalb des zuvor erwähn­ ten Bereiches.