DE3714512C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterlaser mit einer Brechungsindex-Wellenleitereinrichtung, der bei hoher Ausgangsleistung mit niedrigem Schwellenstrom arbei­ tet.

Ein Halbleiterlaser zum Einsatz in einer optischen Informa­ tionsverarbeitungseinrichtung, beispielsweise in einer Lichtsignal-Verarbeitungseinrichtung oder in einem opti­ schen Plattenspieler, enthält üblicherweise eine Brechungs­ index-Wellenleitereinrichtung. Ein derartiger Hallbleiter­ laser wird konventionell mit Hilfe eines Flüssigphasen- Wachstumsverfahrens hergestellt. In diesem Zusammenhang wurden schon verschiedene Strukturen zur Bildung der Bre­ chungsindex-Wellenleitereinrichtung vorgeschlagen. So sind bereits GaAlAs-Materialverbindungen enthaltende VSIS-Laser (V-channeled substrate inner stripe laser), deren Substrat mit einer Furche versehen ist, CSP-Laser (channeled sub­ strate planar laser) und BH-Laser (buried heterostructure laser) bekannt, bei denen der lichtemittierende Bereich un­ terhalb einer Abdeckschicht begraben ist.

Aufgrund der Anwendung des Flüssigphasen-Wachstumsverfah­ rens ist es bei diesen Lasereinrichtungen jedoch schwierig, bei der Herstellung die Filmdicke oder Zusammensetzung je­ der Schicht einzustellen bzw. zu kontrollieren. Ferner be­ reitet es Probleme, sehr dünne aktive Schichten in reiner Form zu bilden, die frei von Gitterdefekten sind. Es ist daher nicht so einfach, Halbleiterlaser der genannten Art mit hoher Leistung herzustellen, die gleichzeitig mit nie­ driger Schwellenstromdichte arbeiten. Bei der Herstellung solcher Halbleiterlaser ist die Ausbeute daher relativ ge­ ring.

Das Flüssigphasen-Wachstumsverfahren wurde durch andere Kristallbildungsverfahren ersetzt, bei denen sich die Film­ dicke sehr genau einstellen läßt. Dies sind beispielsweise das Molekularstrahl-Epitaxieverfahren (MBE-Verfahren), bei dem sich die Niederschlagsrate im Vakuum sehr genau kon­ trollieren läßt, und das metallorganische Chemical-Vapor- Deposition-Verfahren. Insbesondere beim MBE-Verfahren ist es möglich, die Filmdicke bis zur Größenordnung einer Atom­ lage einzustellen. Zu diesem Zweck lassen sich Vakuumanaly­ satoren und elektronische Computer einsetzen.

Bei den zuletzt genannten Verfahren unterscheidet sich je­ doch der Kristallwachstumsmechanismus zur Bildung des Halb­ leiterlasers von demjenigen bei Durchführung des Flüssig­ phasen-Wachstumsverfahrens, so daß eine auf das Flüssigpha­ sen-Wachstumsverfahren ausgerichtete Laserstruktur mit ver­ schiedenen Brechungsindex-Wellenleitereinrichtungen nicht automatisch auch bei Anwendung der anderen Verfahren reali­ siert werden kann. Bei Anwendung eines der anderen Verfah­ ren erfolgt also auch zwangsläufig eine Änderung der Laser­ struktur.

Neue Laserstrukturen für Halbleiterlaser sind beispielswei­ se in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Dabei weist der Halbleiter­ laser nach Fig. 1 einen Steg auf, während der Halbleiterla­ ser nach Fig. 2 eine Furche enthält.

Beim Halbleiterlaser nach Fig. 1 vom Steg-Wellenleitertyp sind der Reihe nach übereinanderliegend auf einem ebenen GaAs-Substrat 31 vom n-Typ eine GaAlAs-Abdeckschicht 32 vom n-Typ, eine aktive GaAs-Schicht 33, eine GaAlAs-Abdeck­ schicht 34 vom p-Typ und eine GaAs-Kappenschicht 37 vom p- Typ angeordnet. Durch einen Ätzvorgang wurden die linken und rechten Seitenbereiche der Kappenschicht 37 vollständig und die linken und rechten Seitenbereiche der Abdeckschicht 34 zum Teil abgetragen. Auf der verbleibenden linken und rechten Oberfläche der Abdeckschicht 34 wurde dann eine SiO₂-Isolationsschicht 36 gebildet. Die aus den Schichten 36 und 37 erhaltene Oberflächenstruktur ist mit einer p- seitigen Elektrode 38 abgedeckt, während auf der unteren Fläche des Substrats 31 eine Elektrode 39 vom n-Typ liegt. Insgesamt wird durch die Halbleitereinrichtung nach Fig. 1 eine konvexe Struktur erhalten.

Der in Fig. 2 gezeigte Halbleiterlaser wurde mit Hilfe des metallorganischen CVD-Verfahrens hergestellt. Auf einem ebenen GaAs-Substrat 21 vom n-Typ liegen der Reihe nach übereinander eine GaAlAs-Abdeckschicht 22 vom n-Typ, eine aktive GaAs-Schicht 23, eine GaAlAs-Abdeckschicht 24 vom p- Typ und eine GaAs-Stromeinschnürschicht 25 vom n-Typ. Der mittlere Bereich dieser Stromeinschnürschicht 25 ist durch einen Ätzvorgang zur Bildung eines Streifens entfernt wor­ den. Auf der Stromeinschnürschicht 25 liegen weiterhin der Reihe nach eine GaAlAs-Abdeckschicht 26 vom p-Typ und eine GaAs-Kappenschicht 27 vom p-Typ. Die Kappenschicht 27 ist mit einer Elektrode 28 vom p-Typ bedeckt, während eine Elektrode 29 vom n-Typ auf der unteren Fläche des Substrats 21 liegt. Die Struktur des Halbleiterlasers nach Fig. 2 wird insgesamt als konkav bezeichnet.

Da der Halbleiterlaser nach Fig. 2 zur Durchführung des Ätzvorgangs aus einem Reaktionsglaskolben oder dergleichen herausgenommen werden muß, oxidiert die Oberfläche der GaAs-Stromeinschnürschicht 25 vom n-Typ, wenn sie mit der Atmosphäre in Kontakt kommt. Insbesondere liegt die Ober­ fläche 20 nahe am lichtemittierenden Bereich 23a der akti­ ven Schicht 23, so daß sich bei einer Oxidation sehr schnell die Eigenschaften des Halbleiterlasers verschlech­ tern. Da die Stromeinschnürschicht 25 ferner aus GaAs be­ steht, tritt in diesem Bereich eine nicht gewünschte Licht­ absorption auf, was einer Verminderung der Schwellenstrom­ dichte entgegensteht. Wird beispielsweise zur Bildung der Stromeinschnürschicht 25 GaAlAs verwendet, so kann ein Kri­ stall auf der Oberfläche aufgrund der Oxidation der GaAlAs- Fläche während des Ätzvorgangs nur schwer aufwachsen.

Die in Fig. 2 gezeigte Struktur eignet sich daher nicht zur Bildung eines MQW-Lasers (multi quantum well laser) mit niedriger Schwellenstromdichte bzw. zur Bildung eines GRIN- SCH-Lasers, bei dem sich die Filmdicke und Zusammensetzung aufgrund der Anwendung des MBE-Verfahrens genau einstellen lassen. Andererseits ist der Halbleiterlaser vom Steg-Wel­ lenleitertyp nur schwer zu handhaben, da der Steg auf der Oberfläche freiliegt. Es ist darüber hinaus problematisch, diesen Steg auf der aufgewachsenen Schichtseite in einem Bereich zu bilden, in dem Oszillationen auftreten. Wird der Halbleiterlaser mit der aufgewachsenen Schicht auf eine Un­ terlage gesetzt, so treten ferner Kühlprobleme auf, die zu einer Verminderung der Betriebszuverlässigkeit und der Aus­ gangsleistung führen können. Um diese Probleme zu überwin­ den, wurden beim Halbleiterlaser vom Steg-Wellenleitertyp weitere Träger- bzw. Stützelemente gebildet, und zwar zu beiden Seiten des Stegs und mit einer Höhe, die gleich der Steghöhe ist, wie die Fig. 3 zeigt. Aber auch diese Struk­ tur bildet ihre Probleme. Beim Halbleiterlaser vom Steg- Wellenleitertyp hängen die Lasereigenschaften in hohem Maße von der Form des Stegs ab, also von der Stegbreite und der Steghöhe, also vom Abstand der aktiven Schicht an beiden Seiten des Stegs bis zur Oberfläche. Die Stegform muß daher so genau wie möglich eingestellt werden. Dabei ist es er­ wünscht, daß die Gesamtdicke aus zweiter Abdeckschicht 34 und Kappenschicht 37 auf den kleinstmöglichen Betrag ver­ ringert wird, ohne daß sich dadurch die Eigenschaften des Halbleiterlasers verschlechtern. In diesem Fall besteht je­ doch beim Montieren des Halbleiterlasers die Gefahr, daß sich Lötzinn, wie z. B. Ni, entlang der Elementoberfläche bis zu den Enden der Halbleiterstruktur ausbreitet und ge­ gebenenfalls einen Kurzschluß im pn-Übergang verursacht.

Die in Fig. 3 gezeigten Elemente 41 bis 48 entsprechen der Reihe nach den in Fig. 1 gezeigten Elementen 31, 32, 33, 34, 37, 36, 38 und 39.

Aus AMANN, M.-C., STEGMÜLLER, B.: Low-Threshold InGaAsP-InP Metal-clad Ridge-Waveguide (MCRW) Lasers for 1.3 mm Wavelength in JP-Z.: Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 25, Nr. 2, 1986, Seiten 228 bis 230 ist bereits ein Halbleiterlaser bekannt, bei dem der Reihe nach übereinanderliegend folgende Schichten angeordnet sind: eine n-Kontaktschicht, ein n-Substrat,eine n- Pufferschicht, eine aktive Schicht, eine Einschnürschicht vom p-Typ, eine Ätzstopschicht vom p-Typ, eine Versteifungsschicht vom p-Typ, eine Kappenschicht vom p-Typ, eine Oxidschicht und eine weitere p-Kontaktschicht.

Innerhalb der beiden zuletzt genannten p-Schichten 5 und 6 in Fig. 1 dieser Druckschrift befinden sich zwei furchenförmige Ausnehmungen, wobei die Oxidschicht auf dem Boden der beiden Ausnehmungen, an deren äußeren Seitenwänden und auf den äußeren Oberflächen der p-Schicht 6 zu liegen kommt.

Es ist kein streifenförmiges Fenster (ein einziges) in den zuletzt genannten p- Schichten 5 und 6 vorhanden, das am Boden mit zwei weiteren furchenförmigen Vertiefungen versehen ist, die sich bis in die p-Sicht 3 hineinerstrecken. Die Schicht 5 beteht darüber hinaus aus p-Material und nicht aus n-Material.

Aus der EP 01 56 566 A1 ist ferner ein Halbleiterlaser mit einer Schichtstruktur bekannt, die folgenden Aufbau aufweist: oberhalb eines Substrats liegen der Reihe nach eine Pufferschicht 3, eine aktive Schicht 4, eine zweite Pufferschicht 5, eine p-Schicht 7, eine Zn-dotierte Schicht 8, eine Siliziumschicht 9, eine Titanschicht 10 und eine Goldschicht 11. Gemäß Fig. 5 dieser Druckschrift ist eine Mesastruktur (7′′, 8′′, 14, 15) vorhanden, die durch zwei furchenförmige Ausnehmungen gebildet ist, die sich bis zur Schicht 5 erstrecken. Die genannte Mesastruktur weist bis auf die Dicke der Schicht 9, 9′ praktisch die gleiche Höhe auf, wie die sie umgebenen Bereiche, so daß nicht davon gesprochen werden kann, daß durch Fortlassen der Schicht 9 bzw. 9′ innerhalb der Mesastruktur eine fensterförmige Ausnehmung an der Oberfläche des Halbleiters erhalten wird. Als fensterförmige Ausnehmung muß vielmehr eine der Furchen 16 oder 17 in Fig. 5 dieser Druckschrift angesehen werden. Am Boden dieser fensterförmigen Ausnehmungen befinden sich weitere Furchen, die in die Schicht 5 hineinragen, also in diejenige Schicht, die unmittelbar auf der aktiven Schicht liegt. Diese weiteren Furchen innerhalb der Schicht 5 verlaufen aber senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Furchen 16 und 17, also nicht in deren Längsrichtung.

Entsprechende Verhältnisse liegen bei der EP 02 18 344 A1 vor.

Aus ACKLEY, D. E., HOM, G.: Twin-channel substrate mesa-guide injection lasers fabricated by organometallic vapor phase epitaxy in US-Z.: Applied Physicys Letters, Vol. 42, Nr. 8, 1983, Seiten 653-655 ist bereits ein ternäres AlGaAs-System bekannt, bei dem jedoch auch die Mesastruktur in Höhe der Oberfläche des Sichtsystems zu liegen kommt.

Entsprechendes gilt auch für den aus der US 44 45 218 bekannten Halbleiterlaser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterlaser der eingangs genannten Art mit einer Brechungsindex-Wellenleitereinrichtung zu schaffen, der frei von Lichtabsorption ist, mit einer neidrigen Schwellenstromdichte bei größerer Ausgangsleistung arbeitet und einfacher herstell- und auf einer Unterlage montierbar ist.

Der Halbleiterlaser nach der Erfindung weist die im Anspruch 1 genannten Merkmale auf.

Bei der Herstellung des Halbleiterlasers nach der Erfindung werden mit Hilfe des MBE-Verfahrens, des MOCVD-Verfahrens oder anderer hochpräziser Wachstumsverfahren auf einem Substrat aus GaAs oder dergleichen zunächst der Reihe nach übereinanderliegend folgende Schichten gebildet: eine Pufferschicht, eine erste Abdeckschicht, eine aktive Schicht, eine zweite Abdeckschicht, eine erste Kappenschicht, eine dritte Abdeckschicht sowie eine zweite Kappenschicht. Die zweite Abdeckschicht kann zum Beispiel aus AlGaAs mit einem AlAs- Mischungsverhältnis von 0,4 bestehen. Zunächst wird ein streifenförmiges Fenster innerhalb der zweiten Kappenschicht und der dritten Abdeckschicht gebildet. Sodann werden die erste Kappenschicht und die zweite Abdeckschicht nur in der Nähe eines Stegbildungsbereichs selektiv entfernt, indem wenigstens zwei par­ allel verlaufende Furchen in diesem Bereich in die Schicht­ struktur eingebracht werden. Diese Furchen durchsetzen die erste Kappenschicht vollständig und reichen bis in die zweite Ab­ deckschicht hinein. Sie können so weit in die zweite Ab­ deckschicht hineinlaufen, daß letztere im Bereich der Fur­ chen noch eine Dicke von 200 bis 300 nm aufweist. Anschlie­ ßend wird auf die so erhaltenen Oberflächenstruktur eine Isolationsschicht aus SiN oder dergleichen aufgebracht. Im oberen Bereich des so gebildeten Stegs bzw. der Mesa­ struktur wird die Isolationsschicht wieder entfernt, so daß nur die Seitenwände der Mesastruktur mit der Isola­ tionsschicht aus SiN bedeckt sind. Auf diese Weise wird ein streifenförmiger Stromweg erhalten bzw. ein begrenzter Lichtemissionsbereich. Dieser Bereich ist also durch die beiden genannten Furchen begrenzt. Diese Furchen können ei­ nen beliebigen Querschnitt aufweisen. Die Dicke der Mesa­ struktur bzw. des Stegbereichs zwischen den beiden Furchen wird auf ein Minimum beschränkt, so daß ein sehr genauer Herstellungsprozeß durchgeführt werden kann. Durch geeigne­ te Wahl der Dicke der zweiten Abdeckschicht läßt sich der Abstand zwischen der oberen Fläche der Mesa­ struktur und der aktiven Schicht hinreichend groß wählen, so daß ein Heraufklettern von Lötmittel bzw. Lötzinn an den Endflächen der Struktur nicht mehr möglich ist. Ist bei ei­ ner zweiten Abdeckschicht aus AlGaAs-Schicht das AlAs-Mischungsverhältnis größer oder gleich 0,4, so ist es möglich, den oben beschriebenen Ätz­ vorgang unter Anwendung von Fluorwasserstoff durchzuführen.

Durch die beiden streifenförmigen Furchen wird eine Bre­ chungsindex-Wellenleiterstruktur erhalten, indem, wie oben beschrieben, die Dicke der zweiten Abdeckschicht im Bereich der Furchen noch etwa 200 bis 300 nm beträgt. Dies ist in Fig. 4 zu erkennen. Gemäß Fig. 5 durchsetzen die Furchen die aktive Schicht vollständig, und zwar in einem Bereich, der etwas weiter von der Mesastruktur entfernt liegt. Auch in diesem Fall wird eine Brechungsindex-Wellenleiterstruk­ tur erhalten, wobei es allerdings möglich ist, den Strom noch weiter zu erniedrigen. Es liegt also ein noch geringe­ rer Stromschwellenwert vor.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen konventionellen Halbleiterlaser vom Steg-Wellenleitertyp,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen konventionellen und selbstausrichtenden Halbleiterlaser, der mit Hilfe des MOCVD-Verfahrens oder dergleichen hergestellt worden ist,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen konventionellen Halbleiterlaser vom Steg-Wellenleitertyp mit Trä­ ger- bzw. Stützelementen,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Halbleiterlaser ge­ mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Halbleiterlaser ge­ mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen GaAs-GaAlAs- Halbleiterlaser nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Bildung dieses Halbleiterlasers werden zu­ nächst eine GaAs-Pufferschicht 2 vom n-Typ, eine erste AlGaAs-Abdeckschicht 3 vom n-Typ und eine aktive Schicht 4 der Reihe nach übereinanderliegend auf einem flachen GaAs- Substrat 1 vom n-Typ gebildet, und zwar mit Hilfe des Mole­ kularstrahl-Epitaxieverfahrens bzw. MBE-Verfahrens. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die aktive Schicht 4 eine Mehrfachstruktur aus mehreren übereinanderliegenden Schich­ ten auf und bildet den Schwingungsbetriebsteil des Lasers. Die aktive Schicht 4 weist eine sogenannte quantum well bzw. Potentialtopfstruktur oder GRIN-SCH-Struktur auf und umfaßt folgende Schichten: eine Al_xGa_1-xAs-Schicht 5 mit einem Mischungsverhältnis x, das graduell zwischen 0,7 und 0,28 variiert, eine Übergitterschicht 8 (superlattice layer) mit drei Al_0,28Ga_0,72As-Schichten 6 von extrem ge­ ringer Dicke und vier GaAs-Schichten 7 mit ähnlich geringer Dicke, wobei die Schichten 6 und 7 der Reihe nach abwech­ selnd übereinanderliegend angeordnet sind, sowie eine Al_yGa_1-YAs-Schicht 9, deren Mischungsverhältnis y graduell von 0,28 bis 0,7 schwankt. Auf dieser aktiven Schicht 4 liegen der Reihe nach übereinander eine zweite P-Al_0,7- Ga_o,3As-Abdeckschicht 10, eine P-GaAs-Kappenschicht 11, ei­ ne n-Al_0,5Ga_0,5As-Schicht 12 sowie eine GaAs-Schicht 13.

Die so erhaltene Struktur wird aus dem MBE-Apparat heraus­ genommen und mit Photoresist bedeckt, so daß ein streifen­ förmiges Fenster mit einer Breite von 30 µm auf photolitho­ graphischem Wege erzeugt werden kann. In Übereinstimmung mit diesem streifenförmigen Fenster lassen sich dann mit Hilfe einer Mischungslöschung aus NH₄OH und N₂O₂ sowie HF die GaAs-Schicht 13 und die n-Al_0,5Ga_0,5As-Schicht 12 se­ lektiv entfernen.

In einem nächsten Schritt wird die Innenseite der so erhal­ tenen Ausnehmung wiederum mit Photoresist überdeckt, so daß mehrere streifenförmige parallele Furchen 14 mit schmaler Breite auf photolithographischem Wege erzeugt werden kön­ nen, wie die Fig. 4 zeigt. Ein Resistmuster zur Bildung ei­ ner Mesastruktur 15 zwischen der zweiten Abdeckschicht 10 und der Kappenschicht 11 wird jeweils im Bereich zwischen zwei Furchen 14 erzeugt. Mit Hilfe eines reaktiven Ionen­ strahl-Ätzverfahrens werden die Furchen 14 mit einer sol­ chen Dicke gebildet, daß von der zweiten Abdeckschicht 10 ca. 200 nm übrig bleiben (2000 Å). Nach Bildung der Furchen 14 wird der Resist entfernt, so daß anschließend die gesam­ te Oberfläche mit Hilfe eines Plasma-CVD-Verfahrens mit ei­ nem SiN-Film 16 bedeckt werden kann. Wiederum auf photoli­ thographischem Wege werden die Furchenteile 14 entfernt, so daß der SiN-Film 16 zur Bildung des Stromwegs teilweise be­ seitigt wird. Nachdem der Wafer durch Polieren auf eine ge­ eignete Dicke gebracht worden ist, wird eine P-seitige Elektrode 17 (P-Typ-Elektrode) auf der freiliegenden Ober­ fläche der GaAs-Schicht 13, der Kappenschicht 11 sowie auf dem SiN-Film 16 gebildet, während auf der Rückseite des GaAs-Substrats 1 eine n-seitige Elektrode 18 (n-Typ-Elek­ trode) erzeugt wird, so daß individuelle Laserchips durch geeignete Unterteilung des Wafers mit Hilfe eines Trennver­ fahrens gebildet werden können.

In den Bereichen 15 in Fig. 4 liegt also die Elektrode 17 direkt auf der Kappenschicht 11, während in den Bereichen 14 die Elektrode 17 auf dem SiN-Film 16 liegt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind drei Stege bzw. Mesastrukturen 15 (Plateaus) vorhanden, jedoch ist die An­ zahl dieser Mesastrukturen nicht auf drei beschränkt. Es sei noch erwähnt, daß die aktive Schicht 4 nicht unbedingt eine GRIN-SCH-Struktur aufweisen muß. Sie kann auch durch verschiedene Doppel-Heteroübergangs-Strukturen gebildet sein.

Wenn ein Treiberstrom über die p-Typ-Elektrode 17 und die n-Typ-Elektrode 18 injiziert wird, so fließt der Strom von der entfernten Mesastruktur 15 des SiN-Films 16 in die ak­ tive Schicht 4 und erreicht anschließend die n-Typ-Elektro­ de 18. Fließt der Strom in die aktive Schicht 4, so wird in diesem Teil die Laserschwingung angeregt. Der SiN-Film 16 dient als Isolator, während die n-AlGaAs-Schicht 12 mit um­ gekehrter Polarität vorgespannt ist, so daß in diesen Teil kein Strom hineinfließt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Quer­ schnitt in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel liegen an beiden Seiten innerhalb eines streifenför­ migen Fensters je eine weitere streifenförmige Furche 14, wobei die streifenförmigen Furchen 14 parallel zueinander und in Fensterlängsrichtung verlaufen. Jeweils eine strei­ fenförmige Furche 14 ist durch zwei Ausnehmungen gebildet und weist eine stufenförmige Struktur auf. Die Tiefe der parallel verlaufenden Furchen 14 ist so gewählt, daß diese die aktive Schicht 4 durchdringen. Ansonsten entspricht der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 demjenigen nach Fig. 4. In Fig. 5 ist jedoch nur eine Mesastruktur vorhan­ den. Der Stromweg in Richtung der aktiven Schicht 4 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verläuft ebenfalls über die Mesastruktur 15, die zwischen den beiden parallelen Furchen 14 liegt. Da die aktive Schicht 4 durch die parallelen Fur­ chen 14 in einzelne Bereiche unterteilt bzw. aufgetrennt ist, kann sich der in diesem Teil fließende Strom nicht nach außen ausbreiten, so daß auf diese Weise die Erzeugung eines reaktiven Stroms, der keinen Beitrag zur Laserschwin­ gung liefert, verhindert werden kann. Zwischen dem Fußbe­ reich der Mesastruktur 15 und den parallelen Furchen 14 ist ein flacher Teil vorhanden, so daß der Laser nach diesem Ausführungsbeispiel aufgrund des flachen Teils als Halblei­ terlaser vom Brechungsindex-Wellenleitertyp bezeichnet wer­ den kann.

Wie der Beschreibung klar zu entnehmen ist, kann der Halb­ leiterlaser nach der Erfindung Wärme in einfacher Weise abführen, mit einer niedrigen Schwellenstromdichte und mit hoher Leistung arbeiten. Er läßt sich darüber hinaus prä­ zise herstellen und einfach montieren. Der Halbleiterlaser vom Brechungsindex-Wellenleitertyp nach der Erfindung wird durch Halbleiter-Kristallschichten aufgebaut, deren Film­ dicke und Zusammensetzung sich mit hoher Genauigkeit ein­ stellen lassen, und zwar unter Anwendung des Molekular­ strahl-Epitaxieverfahrens (MBE-Verfahren) oder unter Anwen­ dung des metallorganischen Chemical Vapor Deposition-Ver­ fahrens (MDCVD-Verfahren).

Claims (7)

1. Halbleiterlaser mit

• - einem Substrat (1) eines ersten Leitungstyps, das auf sei­ ner Unterseite eine erste Elektrode (18) und auf seiner Oberseite der Reihe nach übereinanderliegend eine Puffer­ schicht (2) sowie eine erste Abdeckschicht (3) jeweils vom ersten Leitungstyp, eine aktive Schicht (4), eine zweite Abdeckschicht (10) eines zweiten Leitungstyps entgegenge­ setzt zum ersten Leitungstyp, eine erste Kappenschicht (11) vom zweiten Leitungstyp, eine dritte Abdeckschicht (12) vom ersten Leitungstyp sowie eine zweite Kappen­ schicht (13) trägt,
• - einem streifenförmigen Fenster innerhalb der zweiten Kap­ penschicht (13) und der dritten Abdeckschicht (12),
• - wenigstens zwei in Längsrichtung des streifenförmigen Fen­ sters verlaufenden Furchen (14), die sich ausgehend vom Boden des streifenförmigen Fensters durch die erste Kap­ penschicht (11) hindurch in die zweite Abdeckschicht (10) hinein erstrecken, um zwischen sich eine Mesastruktur (15) zu bilden,
• - einer Isolationsschicht (16) an den Seitenwänden des streifenförmigen Fensters und der Furchen (14) sowie am Boden der Furchen (14) und
• - einer auf der so erhaltenen Oberflächenstruktur liegenden zweiten Elektrode (17).

2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Furchen (14) zur Bildung mehrerer Mesastrukturen (15) vorhanden sind.

3. Halbleiterlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Abdeckschicht (10) im Bodenbe­ reich einer Furche (14) eine Dicke von etwa 200 nm aufweist.

4. Halbleiterlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Furchen (14) auch die aktive Schicht (4) durchsetzen.

5. Halbleiterlaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Furchen (14) eine stufenförmige Struktur auf­ weisen.

6. Halbleiterlaser nach Anspruch 1 oder einem der folgen­ den, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus n-GaAs, die Pufferschicht (2) aus n-GaAs, die erste Abdeck­ schicht (3) aus n-AlGaAs, die zweite Abdeckschicht (10) aus p-AlGaAs, die erste Kappenschicht (11) aus p-GaAs, die drit­ te Abdeckschicht aus n-AlGaAs und die zweite Kappenschicht (13) aus GaAs bestehen.

7. Halbleiterlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die aktive Schicht (4) der Reihe nach übereinander­ liegend enthält: eine Al_xGa_1-xAs-Schicht (5) mit x zwischen 0,7 und 0,28, eine Übergitterschicht (8) mit drei Al_0.28 Ga_0,72As-Schichten (6) von extrem geringer Dicke und vier GaAs-Schichten (7) mit ähnlich geringer Dicke, wobei die Schichten (7) und (6) abwechselnd übereinanderliegend ange­ ordnet sind, sowie eine Al_yGa_1-y As-Schicht (9) mit y zwi­ schen 0,28 und 0,7.