DE60212902T2

DE60212902T2 - Hochleistungshalbleiterdiodenlaser

Info

Publication number: DE60212902T2
Application number: DE60212902T
Authority: DE
Inventors: Berthold Schmidt; Susanne Pawlik; Achim Thies; Christoph Harder
Original assignee: Bookham Technology PLC
Current assignee: Lumentum Technology UK Ltd
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP4580612B2; US20050030998A1; EP1261085A2; CA2385653A1; DE60212902D1; US20020167982A1; EP1261085B1; US6782024B2; US7218659B2; JP2003017805A; EP1261085A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleiterlaserdioden, insbesondere Laserdioden auf AlGaAs-Basis mit einer hohen Lichtausgangsleistung. Solche Laserdioden werden für gewöhnlich in der Optoelektronik verwendet, oft als so genannte Pumplaser für Faserverstärker auf dem Gebiet der optischen Nachrichtentechnik, zum Beispiel für erbiumdotierte Faserverstärker. Insbesondere sind Steghohlleiterlaserdioden dazu geeignet, die gewünschte optische Strahlung mit geringer Bandbreite mit einer stabilen Lichtausgangsleistung in einem gegebenen Frequenzband bereitzustellen. Die Lichtausgangsleistung und die Stabilität solcher Laserdioden sind von entscheidendem Interesse und jeder Qualitätsverlust während des normalen Gebrauchs muss vermieden werden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Konstruktion solcher Laserdioden, wobei die Verbesserung im Vergleich zu Konstruktionen nach dem Stand der Technik insbesondere den Qualitätsverlust an den Vorderfassetten solcher Laserdioden bei sehr hohen Lichtausgangsleistungen beträchtlich minimiert oder vermeidet.
Ausgangssituation und Stand der Technik
Halbleiterlaserdioden des oben erwähnten Typs sind zum Beispiel zu wichtigen Bauteilen in der Technologie der optischen Nachrichtentechnik geworden, insbesondere weil solche Laser zur unmittelbaren Verstärkung optischer Signale mit optischen Mitteln verwendbar sind. Das erlaubt die Konstruktion von vollständig optischen Faserkommunikationssystemen, wodurch die komplizierte Umwandlung der zu übertragenden Signale vermieden wird, was die Geschwindigkeit sowie die Zuverlässigkeit innerhalb solcher Systeme verbessert.
Bei einer Art von optischen Faserkommunikationssystemen werden die Laserdioden zum Pumpen erbiumdotierter Faserverstärker, so genannter EDFA, verwendet, die in verschiedenen Patenten und Veröffentlichungen, die dem Fachmann bekannt sind, beschrieben worden sind. Von einiger technischer Bedeutung sind beispielsweise Steghohlleiterlaserdioden mit einer Leistungsabgabe von 150 mW oder mehr, deren Wellenlängen zu den Absorptionslinien von Erbium passen und somit eine rauscharme Verstärkung erreichen. Mehrere Laserdioden haben sich für diesen Zweck als gut geeignet erwiesen und werden heutzutage zahlreich verwendet. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf solche Laserdioden beschränkt, sondern auf jede beliebige Steghohlleiterlaserdiode anwendbar.
Im Allgemeinen arbeiten Laserdiodenpumpquellen, die bei Faserverstärkeranwendungen verwendet werden, im einmodigen Querbetrieb, um ein wirksames Einkoppeln in Einmodenfasern zu gewährleisten, und sind meistens Multilongitudinalmodenlaser, also Fabry-Perot-Laser (FP-Laser). Drei Haupttypen werden typischerweise entsprechend den Absorptionswellenlängen von Erbium für Erbiumverstärker verwendet: InGaAsP bei 1480 nm, verspannte Quantentopf-InGaAs/AlGaAs-Laserdioden bei 980 nm und AlGaAs-Laserdioden bei 820 nm.
Eines der Hauptprobleme von Halbleiterlaserdioden der oben erwähnten Typen besteht im Qualitätsverlust im Bereich des Endabschnitts, insbesondere an der Vorderfassette des Lasers. Es wird angenommen, dass dieser Qualitätsverlust durch einen ungesteuerten Temperaturanstieg in den Spiegelfassettenregionen, insbesondere bei hohen Leistungsabgaben, verursacht wird, wobei der Temperaturanstieg wiederum vermutlich durch eine unerwünschte Ladungsträgerrekombination in diesen Regionen und eine Erwärmung wegen der Injektion von freien Ladungsträgern verursacht wird.
Folglich ist nach Wegen gesucht worden, um diese Ladungsträgerrekombination in den Fassettenregionen der Laserdiode zu verhindern. Ein Versuch ist im US-Patent Nr. 5 343 468 an Itaya u.a. beschrieben. Es offenbart eine Verbindungshalbleiterlaserdiode mit einer Stromsperrregion, die in einem Fassettenabschnitt der Laserstruktur ausgebildet ist.
Diese Konstruktion mag zwar für die von Itaya angesprochene Art von Laserdioden, nämlich Laserdioden mit nachgewachsener/vergrabener Doppelheterostruktur, vorteilhaft sein, ist jedoch für Steghohlleiterlaserdioden der von der vorliegenden Erfin dung angesprochenen Art nicht herstellbar. Ein weiteres Problem tritt bei der Herstellung von AlGaAs-Laserdioden nach einem zweistufigen epitaktischen Verfahren auf. Hier beeinträchtigt die schnelle Oxidation von Al das Verfahren nach Itaya in hohem Maße, wodurch die Eignung für die industrielle Anwendung sehr gering ist.
Das US-Patent Nr. 5 844 931 an Sagawa u.a. offenbart eine Stromsperrschicht mit „Fenster", die den Steg und den gesamten Körper bedeckt, mit einer Längsöffnung, also einem Fenster, über dem Mittelteil des Stegs. Abgesehen von der Tatsache, dass einige der Stromsperrschichten in diesem US-Patent tatsächlich leitfähig und keine Isolierschichten (wie in der vorliegenden Erfindung) sind, offenbart dieses Patent eine einzelne Schicht, die den Laserkörper vollständig bedeckt, mit nur einem Fenster über einem Teil des Stegs. Daher ist die Sperrschicht in Längsrichtung unbegrenzt. Die Herstellung einer solchen mit einem Fenster versehenen Sperrschicht erfordert eine sorgfältige Ausrichtung, insbesondere des Fensters, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, und ergibt dennoch eine Anordnung, die sich von der einfachen Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der sich die Isolierschicht lediglich über einen Bruchteil des Laserkörpers erstreckt und kürzer als Letzterer ist, stark unterscheidet. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung eine einfacher herzustellende Anordnung, bei der die seitlichen Isolierschichten vorzugsweise nach einem Verfahren der Selbstausrichtung gebildet werden.
Daher ist es die Hauptaufgabe der Erfindung, eine einfache und zuverlässige Anordnung für eine Hochleistungs-Steghohlleiterlaserdiode zu konstruieren, die den oben erwähnten Qualitätsverlust des Endabschnitts vermeidet, um eine stabile Lichtausgangsleistung unter allen Betriebsbedingungen bereitzustellen. Eine andere Aufgabe ist die Bereitstellung eines wirtschaftlichen Herstellungsverfahrens, das die zuverlässige Massenproduktion solcher Laserdioden ermöglicht.
Noch eine weitere Aufgabe ist die Vermeidung einer zusätzlichen Verkomplizierung der Laserdiodenstruktur und die Beschränkung der Anzahl der zusätzlichen Bauteile der Laserdiode auf ein Minimum.
Die Erfindung
Zur Lösung der oben angesprochenen Aufgaben schafft die vorliegende Erfindung, kurz gesagt, eine Steghohlleiterlaserdiode mit so genannten ungepumpten Endabschnitten, was eine Relaxation der Bereiche mit hohen Spannungen in der Nähe der Laserfassetten bewirkt. Ein geeignetes Herstellungsverfahren zur Bestimmung dieser ungepumpten Endabschnitte zur Blockierung der Induktion von hoher Stromdichte – und daher von Spannungen – in die Endabschnitte bildet eine andere Ausgestaltung der Erfindung.
Eine erfindungsgemäß strukturierte Steghohlleiterlaserdiode stellt eine sehr große Verbesserung gegenüber den Laserdioden nach dem Stand der Technik dar, insbesondere hinsichtlich ihrer langfristigen Stabilität und Zuverlässigkeit, was im Folgenden gezeigt wird.
Diese bedeutende Verbesserung wird durch eine nur geringfügige Erweiterung des Herstellungsverfahrens bewirkt, so dass herkömmliche Produktionsausrüstungen verwendbar und gewöhnliche Herstellungsverfahren anwendbar sind. Auch hat die Laserdiode selbst die gleichen Abmessungen wie zuvor, wodurch es zu keinerlei Veränderungen oder Problemen hinsichtlich der Verpackung kommt.
Wie bereits oben kurz erwähnt, ist die Idee der Konstruktion eines oder von zwei ungepumpten Endabschnitts bzw. Endabschnitten in einer Steghohlleiterlaserdiode auf die Relaxation von Bereichen mit hohen Spannungen in der Nähe der Laserfassetten gerichtet. Aufgrund einer Kristallinhomogenität, die oft durch Einritzen des Laserhohlraums entsteht, und von hohen optischen Leistungsdichten innerhalb dieser Regionen, insbesondere in der Nähe der Vorderfassette/des Spiegels, werden die den Spiegeln benachbarten Regionen hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit als schwächste Punkte innerhalb des gesamten Hohlleiters angesehen.
Insbesondere in der Vorderfassettenregion ist eine erhöhte Ausfallrate bei sehr hohen optischen Ausgangsleistungen zu beobachten. Das Gleiche wurde, wenn auch in geringerem Maße, in der Nähe des Rückspiegels festgestellt. Da der Qualitätsverlust des Materials in diesen Regionen mit hohen Spannungen durch eine Kombinati on aus optischer Leistungsdichte und elektrischer Stromdichte beschleunigt wird, scheint es vorteilhaft zu sein, Letztere zu reduzieren. Das wird durch die Einrichtung eines oder von zwei ungepumpten Endabschnitts bzw. Endabschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und eines Verfahrens
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 den allgemeinen Aufbau einer Steghohlleiterlaserdiode in einer Vorderansicht;
2 die Vorderfassette der Laserdiode in einer vergrößerten Ansicht;
3 die Laserdiode mit ihren beiden Fassetten und den ungepumpten Endabschnitten in einer Draufsicht;
4 den Vorderabschnitt der Laserdiode in einer vergrößerten Ansicht und ebenfalls in Draufsicht;
5 einen Graphen, der ein Beispiel für die enorme Verlängerung der Lebensdauer zeigt, wobei eine gepumpte Laserdiode mit einer erfindungsgemäßen ungepumpten Laserdiode verglichen wird.
Die Erfindung zielt, allgemein gesprochen, auf die Reduzierung der lokalen Stromdichte innerhalb der Endabschnitte des Lasers zur Verringerung des durch die lokale Erwärmung des Lasers verursachten und beschleunigten Qualitätsverlustes.
Der lokale Strom im Endabschnitt wird ebenso wie der Strom in anderen Teilen der Laserdiode im Wesentlichen durch den Injektionsstrom geliefert, der die Laserdiode treibt. Daher muss zur Reduzierung der lokalen Stromdichte und schließlichen Verhinderung des Stromflusses innerhalb der Endabschnitte der Laserdiode der in diese Endabschnitte injizierte Strom reduziert werden. Es sind verschiedene Verfahren getestet worden, darunter das Abheben des Kontakts, die Entfernung des Kontakts durch Ätzen oder die anderweitige Unterbrechung des Kontakts um diese Regionen herum. Die meisten der getesteten und realisierten Verfahren scheiterten jedoch aufgrund von Material-, Verarbeitungs- oder Zuverlässigkeitsproblemen.
Der erfolgreichste Ansatz war ein „Isolierschicht"-Verfahren zur Realisierung der gewünschten ungepumpten Endabschnitte. Dieser Ansatz unterscheidet sich von vorhergehenden durch die Anordnung einer zusätzlichen dünnen Isolierschicht zwischen der Kontaktschicht des Halbleiters und dem Metallkontakt an den Endabschnitten der Laserdiode. Die Kontaktschicht des Halbleiters ist sogar entfernbar.
Es wird ein vierfacher Vorteil erzielt: Die Isolierschicht

• bietet eine wirksame Isolierung der Kontaktschicht innerhalb dieser Region;
• wirkt sich nicht negativ auf die Qualität des Einritzens aus;
• beeinflusst nicht die elektrooptischen Eigenschaften der Vorrichtung; und
• gewährleistet einen guten thermischen Kontakt aufgrund der Metalldeckschicht.

Es wurde festgestellt, dass es von Vorteil ist, die Metallisierung des gesamten Bereichs als Metallkontakt beizubehalten, um für eine ausreichende Kühlung zu sorgen, was bei hohen Leistungsabgaben besonders wichtig ist.
Es wurde ebenfalls festgestellt, dass die Größe, insbesondere die Längsausdehnung der Isolierschicht, begrenzt ist:

• Die minimale Längsausdehnung sollte größer als die mittlere Diffusionslänge der freien Ladungsträger im Halbleitermaterial der Laserdiode sein. Somit hängt die minimale Länge von den charakteristischen Materialeigenschaften des verwendeten Halbleiters ab.
• Andererseits wird die maximale Länge der Isolierschicht durch eine Erhöhung des optischen Absorptionsverlusts begrenzt, der für gewöhnlich den Wirkungsgrad der Laserdiode herabsetzt.
• Im ungünstigsten Fall kann die P/I-Kennlinie beginnende Inhomogenitäten gleich oberhalb der Laserschwelle aufweisen.

Die seitliche Ausdehnung der Isolierschicht wird durch die Struktur des Stegs der Laserdiode vorgegeben und ist vorzugsweise breiter als Letzterer.
So weit die allgemeinen Betrachtungen.
1 und 2 zeigen die grundlegende Anordnung einer Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine AlGaAs-Steghohlleiterlaserdiode in einer Vorderansicht. Ein Halbleiterkörper, hier ein GaAs-Substrat 1, bildet die Grundlage der Laserdiode.
Im Prinzip besteht die 980-nm-Pumplaserdiode aus einer aktiven verspannten Quantentopf-Region 7, die zwischen zwei AlGaAs-Hüllschichten 2 und 3 angeordnet ist. Die obere p-Metallisierung bedeckt den Halbleiter-Steghohlwellenleiter 4 zusammen mit dem Einbettungsmaterial 5.
An der Unterseite des Substrats 1 befindet sich eine n-Metallisierung 14. 2 zeigt außerdem die zusätzliche Isolierschicht 11, die hier aus SiN besteht und sich zwischen der oberen Metallisierung 6 und der Schicht der aktiven AlGaAs-Region 2 über den Steg 4 erstreckt.
Wie in 3 und 4 zu sehen und weiter unten beschrieben ist, erstreckt sich die zusätzliche Isolierschicht 11 der Länge nach lediglich über einen Bruchteil der Gesamtlänge des Laserstegs 4. Zwei Stegschutzschichten 8 und 9 bedecken die restliche Oberfläche der Laserdiode und schützen sie gegen Umwelteinflüsse.
3 und 4 zeigen eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen AlGaAs-Laserdiode. Die beiden Stegschutzschichten 8 und 9 erstrecken sich über die gesamte Länge der Laserdiode, wobei sich der Steg 4, der in 3 als einzelne Linie gezeigt wird, zwischen ihnen befindet. Dabei ist zu beachten, dass die physischen Ausdehnungen einer solchen AlGaAs-Steghohlleiterlaserdiode mit ca. 0,4·1,8 mm und einer Dicke von ca. 0,15 mm sehr gering sind.
4 zeigt den Vorderfassettenabschnitt der Laserdiode in einer vergrößerten Ansicht. Ein Vorderspiegel 10 bedeckt die Vorderfassette der Laserdiode, wobei sich die p-Metallisierung 6 über den Steg 4 und den umgebenden Bereich der Laserdiode 1 erstreckt. Eine zusätzliche Isolierschicht 11 befindet sich am Ende des Stegs 4 unter der Metallisierung 6, isoliert einen kleinen Teil dieser Metallisierung 6 gegen die aktive Region der Laserdiode und bestimmt somit den ungepumpten Endabschnitt am Vorderende der Laserdiode.
Wie in 3 zu sehen ist, bedeckt ein Rückspiegel 12 die Hinterfassette der Laserdiode. Dort kann sich eine zweite zusätzliche Isolierschicht 13 befinden, die im Wesentlichen mit der am Vorderende der Laserdiode angeordneten Schicht 11 identisch ist. Die Schicht 13 bewirkt, dass die gleiche Sperrwirkung erzielt wird wie am Vorderende der Laserdiode. Diese zweite Isolierung ist jedoch nicht notwendig. Ein Großteil der Vorteile der Erfindung ist mit nur einer Isolierschicht 11 am Vorderende der Laserdiode erzielbar. Auch kann die umgekehrte Anordnung, also mit einer Isolierschicht nur am Hinterende der Laserdiode und keiner am Vorderende, unter bestimmten Bedingungen und in bestimmten Umgebungen vorteilhaft funktionieren.
Die Länge der Isolierschicht 11 – und, falls relevant, der zweiten Isolierschicht 13 am Hinterende der Laserdiode – entlang des Hohlleiterstegs 4 wird durch zwei Begrenzungen bestimmt. Sie sollte mindestens so groß sein wie die mittlere freie Diffusionslänge der freien Ladungsträger in der aktiven Region der Laserdiode, vorzugsweise größer. Andererseits muss ein Abfall der Leistungs-/Stromkurve der Laserdiode vermieden werden, was die maximale Länge der Isolierschicht 11 und/oder der Isolierschicht 13 am Hinterende der Laserdiode beschränkt.
Der Graph in 5 vergleicht die gemessene Lebensdauer einer Standardsteghohlleiterlaserdiode mit der einer erfindungsgemäßen Laserdiode mit ungepumpten Endabschnitten. Es wird die Funktion -In(S(t)) gezeigt, wobei S(t) die Überlebensfunktion oder der Überlebensanteil ist, der für gewöhnlich den Anteil der Besetzung beschreibt, dessen Überleben bis zur Zeit t erwartet wird, wobei (S(t)=n(t)/n(0) gilt. Der Unterschied zwischen den beiden Kurven ist bemerkenswert. Die „gepumpte" Standardlaserdiode weist unter Hochleistungsbedingungen, hier ein Injektionsstrom von 1 A und eine Temperatur von 25°C, eine zehnmal höhere Ausfallrate als die „unge pumpte" Laserdiode auf. Bei dieser Temperatur und diesem Injektionsstrom emittieren Einmodenlaserdioden Licht mit einer Ausgangsleistung von ca. 800 mW.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Laserdiode mit ungepumpten Endabschnitten beschrieben.
Das Wesen dieses Verfahrens besteht im Einbringen einer oder mehrerer gemusterter Isolierschichten, wie sie in 3 und 4 zu sehen sind, zwischen dem Laserhalbleiter und der p-Metallisierung. Das bevorzugte Verfahren besteht in der Bildung geeigneter Muster durch in-situ gesteuertes trockenchemisches RIE-Rückätzen einer gemäß dem plasmaunterstützten Beschichtungsvertahren (PECV) aufgebrachten SiN-Schicht. Es ist auch möglich, ein Sputter-Verfahren anzuwenden.
Für gewöhnlich werden auf einer Halbleiterscheibe mehrere hundert Laserdioden der hierin beschriebenen Art hergestellt.
Nach dem Einbetten des Steghohlleiters (mit Ausnahme der Kontaktschicht) in Isoliermaterial (hier SiN) wird eine ca. 50 nm dünne SiN-Isolierschicht unter Anwendung des PECV-Verfahrens auf die gesamte Scheibe aufgebracht. Es sind auch andere Materialien wie SiO₂, Al₂O₃ oder TiN sowie andere Schichtstärken verwendbar. Die Musterbildung erfolgt in einem photolithographischen Schritt auf eine solche Art und Weise, dass Rechtecke des verbleibenden Resists mit einer Abmessung von 20 μm × 40 μm oberhalb der Region gebildet werden, die später den/die (ungepumpten) Endabschnitte bildet. Das Resist wird als Maske für das nachfolgende trockenchemische Ätzverfahren verwendet. Später wird das Resist auf übliche Art und Weise unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln und Wasser entfernt. Das Herstellungsverfahren wird dann mit der standardmäßigen p-Metallisierungs-Behandlung und den nachfolgenden Schritten, die dem Fachmann bekannt sind, fortgesetzt.
Dem Fachmann werden sich ohne weiteres zusätzliche Vorteile und Modifizierungen erschließen und die Erfindung ist daher nicht auf die oben gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen, Einzelheiten und Schritte beschränkt. Es sind Modifizierungen möglich, die nicht vom Schutzbereich der allgemeinen Erfindungskonzepte, der in den beigefügten Ansprüchen bestimmt wird, abweichen.

Claims

Halbleiter-Steghohlleiterlaserdiode, einschließend – einen Halbleiterkörper (1), – eine aktive Region (2, 3, 7) einschließlich eines Stegs (4) mit zwei Endabschnitten, – Vorder- und Hinterfassetten, die die Endabschnitte jeweils mit einem Spiegel (10, 12) verschließen, – eine Metallisierung (6) über dem Körper und dem Steg zum Injizieren von Ladungsträgern in die aktive Region, – Mittel zur Beschränkung der Injektion von Ladungsträgern an mindestens einem der Endabschnitte, wobei die Beschränkungsmittel (11, 13) eine Isolierschicht zwischen der aktiven Region (2, 3, 4, 7) der Laserdiode und der Metallisierung (6) umfassen, – wobei die Isolierschicht (11, 13) den mindestens einen Endabschnitt bedeckt und eine seitliche Ausdehnung hat, die breiter als der Hohlleitersteg (4) des Lasers ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Isolierschicht über lediglich einen Bruchteil des Halbleiterkörpers (1) erstreckt und kürzer als der Halbleiterkörper (1) ist.
Laserdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Isolierschicht (11, 13) über lediglich einen Bruchteil der Breite des Halbleiterkörpers (1) erstreckt.
Laserdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Isolierschicht (11, 13) über die volle Breite des Halbleiterkörpers (1) erstreckt.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei die Injektion von Ladungsträgern beschränkende Isolierschichten (11, 13), jeweils eine am vorderen bzw. hinteren Endabschnitt, vorgesehen sind.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einbettungsmaterial (5) vorgesehen ist, das sich entlang des Stegs (4) erstreckt, wobei die Isolierschicht (11, 13) den mindestens einen Endabschnitt und einen Teil des Einbettungsmaterials (5) bedeckt.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (11, 13) zwischen der aktiven Region (2, 3, 4, 7) der Laserdiode und der Metallisierung (6) aus SiO₂, Al₂O₃, TiN oder vorzugsweise SiN besteht.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Isolierschicht (11, 13) unter lediglich einem Bruchteil des Bereichs der Metallisierung (6) erstreckt.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht ca. 50 nm dünn ist und vorzugsweise eine Fläche von ca. 20 μm × 40 μm bedeckt.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsausdehnung der Isolierschicht (11, 13) mindestens so groß wie und vorzugsweise größer als die mittleren Diffusionslängen der freien Ladungsträger innerhalb der aktiven Region (2, 3, 7) des Lasers ist.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsausdehnung der Isolierschicht (11, 13) so gewählt ist, dass das Einsetzen von Inhomogenitäten der P/I-Kennlinien gleich oberhalb der Laserschwelle vermieden wird.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Ausdehnung der Isolierschicht (11, 13) geringer als die seitliche Ausdehnung der Metallisierung ist.
Laserdiode nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserdiodensubstrat GaAs ist, die aktive Region AlGaAs/InGaAs ist, und die Isolierschicht SiN ist.
Verfahren zur Herstellung einer Hochleistungs-Steghohlleiterlaserdiode, einschließend die Bereitstellung von mindestens einem ungepumpten Endabschnitt durch Einbringen einer gemusterten Isolierschicht (11, 13) zwischen der aktiven Region (2, 3, 4) der Laserdiode und einer Metallisierung (6), die Ladungsträger in die aktive Region injiziert, wobei die seitliche Ausdehnung der Isolierschicht (11, 13) breiter als der Hohlleitersteg (4) der Laserdiode ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Isolierschicht über lediglich einen Bruchteil des Halbleiterkörpers (1) erstreckt und kürzer als der Halbleiterkörper (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gemusterte Isolierschicht (11, 13) durch die in-situ gesteuerte chemische RIE-Behandlung einer aufgebrachten SiO₂-, Al₂O₃-, TiN- oder, vorzugsweise, SiN-Schicht gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht gemäß dem PECV-Verfahren auf einer ganzen Halbleiterscheibe aufgebracht wird, die Musterbildung in einem photolithographischen Schritt durch die Bildung annähernder Resist-Rechtecke oberhalb der Regionen, die die ungepumpten Endabschnitte bilden, erfolgt, und das Resist als Maske für ein nachfolgendes trockenchemisches Ätzverfahren verwendet wird, in dem unerwünschte Teile der Isolierschicht entfernt werden.