DE69412693T2

DE69412693T2 - Laserdiode mit vertikalem Resonator

Info

Publication number: DE69412693T2
Application number: DE69412693T
Authority: DE
Inventors: Koji C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Otsubo; Hajime C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Shoji
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: EP0622876B1; DE69412693D1; EP0622876A1; JPH06314854A; US5404370A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Halbleitervorrichtungen und im besonderen eine planare Laserdiode, die einen reduzierten optischen Verlust hat.
Eine planare Laserdiode ist eine wesentliche Vorrichtung auf dem Gebiet der optischen Parallelverarbeitung, die das optische Berechnen und die optische Zwischenverbindung umfaßt. In den planaren Laserdioden wird ein optischer Strahl in der Richtung emittiert, die zu der Ebene des Substrats rechtwinklig ist. So hat die planare Laserdiode einen optischen Hohlraum, der eine Resonanz in vertikaler Richtung zu der Ebene des Substrats bewirkt. Solch eine planare Laserdiode ist besonders hinsichtlich der Konstruktion eines optischen Berechnungssystems sowie hinsichtlich der Möglichkeit der Erweiterung des Systems vorteilhaft. Ferner hat die planare Laserdiode verschiedene vorteilhafte Merkmale wie etwa einen niedrigen Oszillationsschwellenstrom, der dem kleinen Volumen des optischen Hohlraums zugeordnet wird, die Einmodenoperation, die durch die kleine Länge des optischen Hohlraums bewirkt wird, ein leichtes Koppeln mit einer optischen Faser auf Grund der kleinen Strahldivergenz, ein hohes Produktionsaufkommen, das der Eliminierung eines Spaltungsprozesses bei dem Herstellungsprozeß zugeordnet wird, und ein leichtes Prüfen der Vorrichtung in dem Zustand, wenn die Laserdioden auf dem Wafer gebildet sind.
Fig. 1 zeigt die Konstruktion einer herkömmlichen planaren Laserdiode.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Laserdiode auf einem Halbleitersubstrat 21 mit einem ersten Leitfähigkeitstyp konstruiert, und eine erste Reflexionsstruktur 22 ist auf dem Substrat 21 vorgesehen, welche Reflexionsstruktur 22 aus einer Anzahl von Halbleiterschichten gebildet ist, die übereinandergestapelt sind. Im besonderen ist die erste Reflexionsstruktur 22 aus einem alternierenden Stapel aus einer ersten Halbleiterschicht mit einem ersten Brechungsindex und einer zweiten Halbleiterschicht mit einem zweiten, verschiedenen Brechungsindex gebildet, welche ersten und zweiten Halbleiterschichten, die die erste Reflexionsstruktur 22 bilden, auf den ersten Leitfähigkeitstyp dotiert sind. Ferner ist eine Hohlraumstruktur 23 auf der ersten Reflexionsstruktur 22 vorgesehen, mit einer Dicke, die einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge des optischen Strahls gleich ist, der durch die Laserdiode zu erzeugen ist. Die Hohlraumstruktur enthält eine aktive Schicht 23a, die von oben und unten von einem Paar von Mantelschichten 23b sandwichartig eingeschlossen ist, und erzeugt einen optischen Strahl durch stimulierte Emission. Ferner ist eine zweite Reflexionsstruktur 24, die eine ähnliche Konstruktion wie die erste Reflexionsstruktur 22 hat, außer daß die Halbleiterschichten, die die Reflexionsstruktur 24 bilden, auf einen zweiten, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert sind, auf der Hohlraumstruktur 23 vorgesehen. Weiterhin ist eine transparente Elektrode 25 auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 21 vorgesehen, und eine Elektrode 26 ist auf der oberen Hauptoberfläche der zweiten Reflexionsstruktur 24 vorgesehen. In der Struktur von Fig. 1 sind die ersten und zweiten Reflexionsstrukturen 22 und 24 so gebildet, daß ein Reflexionsvermögen erhalten wird, das 99% überschreitet.
Es sei erwähnt, daß in der Struktur von Fig. 1 die Injektion des Stromes in die aktive Schicht 23a in der Hohlraumstruktur 23 über die ersten und zweiten Reflexionsstrukturen 22 und 24 erreicht wird. Um eine effektive Injektion der Stromes zu erreichen, ist es daher erforderlich, den spezifischen Widerstand der Reflexionsstrukturen 22 und 24 und somit den spezifischen Widerstand der Halbleiterschichten, die die Reflexionsstrukturen 22 und 24 bilden, so klein wie möglich einzustellen. Um den spezifischen Widerstand einer Halbleiterschicht zu reduzieren, ist es notwen dig, die Trägerdichte zu vergrößern, indem das Verunreinigungskonzentrationsniveau in den Reflexionsstrukturen 22 und 24 erhöht wird. Andererseits führt solch eine vergrößerte Trägerdichte ihrerseits zu einer erhöhten Absorption des optischen Strahls durch die Absorption freier Träger, bei der Träger bei Absorption von optischer Strahlung erregt werden. Es sei erwähnt, daß solch eine Absorption, die durch die Absorption freier Träger verursacht wird, mit zunehmender Anzahl der Halbleiterschichten, die die Reflexionsstrukturen 22 und 24 bilden, offen zutage tritt.
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl von Stapeln aus einer GaAs-Schicht und einer AlAs-Schicht, die zusammen die Reflexionsstruktur 22 oder 24 bilden, und dem Reflexionsvermögen, wobei die vertikale Achse das Reflexionsvermögen darstellt und die horizontale Achse die Anzahl der Stapel im logarithmischen Maßstab darstellt. Hinsichtlich der Tatsache, daß die Absorption einer Halbleiterschicht mit zunehmendem Dotierungsniveau ansteigt, wird erwartet, daß die Tendenz zur Sättigung des Reflexionsvermögens in Fig. 2 noch mehr verstärkt wird, wenn das Verunreinigungskonzentrationsniveau in den Reflexionsstrukturen 22 und 24 erhöht wird. Des weiteren sei erwähnt, daß der spezifische Widerstand der Reflexionsstrukturen 22 und 24 mit zunehmender Anzahl der Stapel größer werden würde, da jeder Stapel aus der GaAs-Schicht und der AlAs-Schicht eine Heteroübergangsgrenzfläche und eine zugeordnete Trägerpotentialbarriere enthält. Offensichtlich wirken solche Potentialbarrieren so, daß sie das Hindurchtreten von Trägern verhindern. Als Resultat leidet die Laserdiode von Fig. 1 unter dem Problem eines hohen Widerstandes.
Um die obigen Nachteile der herkömmlichen planaren Laserdiode von Fig. 1 zu eliminieren, hat ein Erfinder der jetzigen Erfindung zuvor eine planare Laserdiode vorgeschlagen, die in Fig. 3 gezeigt ist, welche Laserdiode auf einem Halbleitersubstrat 31 mit dem ersten Leitfähigkeitstyp konstruiert ist. Auf der oberen Hauptoberfläche des Substrats 31 ist eine erste Reflexionsstruktur 32 vorgesehen, die aus einem alternierenden Stapel aus einer Halbleiterschicht 32&sub1; und einer Halbleiterschicht 32&sub2; gebildet ist, die beide auf den ersten Leitfähigkeitstyp dotiert sind, und eine erste Mantelschicht 33&sub1; des ersten Leitfähigkeitstyps ist auf der ersten Reflexionsstruktur 32 vorgesehen. Auf der ersten Mantelschicht 33&sub1; ist eine undotierte erste Barrierenschicht 33&sub2; vorgesehen, und eine undotierte aktive Schicht 33&sub3; ist auf der ersten Barrierenschicht 33&sub2; vorgesehen, welche aktive Schicht 33&sub3; von unten durch die oben erwähnte Barrierenschicht 33&sub2; und von oben durch eine undotierte zweite Barrierenschicht 33&sub4; sandwichartig eingeschlossen wird, um eine Quantenmuldenschicht zu bilden, die durch ein Quantenniveau von Trägern gekennzeichnet ist. Auf der zweiten Barrierenschicht 33&sub4; ist eine zweite Mantelschicht 33&sub5; mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp vorgesehen, welche Schichten 33&sub1;-33&sub5; einen optischen Hohlraum 33 bilden. Weiterhin ist eine Strombegrenzungsstruktur 34 mit dem ersten Leitfähigkeitstyp auf dem optischen Hohlraum 33 vorgesehen, außer auf dem Teil des optischen Hohlraums 33, in dem die Laseroszillation erfolgt, und eine Kontaktschicht 35 mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist auf der Strombegrenzungsstruktur 34 vorgesehen, so daß die Kontaktschicht 35 einen engen Kontakt mit der exponierten Oberfläche der zweiten Mantelschicht 33&sub5; herstellt. So wird an der Grenzfläche zwischen der Strombegrenzungsstruktur 34 und der Kontaktschicht 35 ein p-n-Übergang gebildet, wobei die Verarmungszone, die dem p-n-Übergang zugeordnet ist, den Weg des Injektionsstromes einschnürt, so daß der Strom selektiv fließt, wo die Kontaktschicht 35 einen engen Kontakt mit der Mantelschicht 33&sub5; bildet.
Auf der oberen Hauptoberfläche der Kontaktschicht 35 ist eine zweite Reflexionsstruktur 36 vorgesehen, die aus einem alternierenden Stapel aus undotierten Halbleiter schichten gebildet ist, welche zweite Reflexionsstruktur 36 selektiv in Entsprechung zu dem Weg des optischen Strahls in der Laserdiode vorgesehen ist, und eine obere Elektrode 37 ist auf der oberen Hauptoberfläche der Kontaktschicht vorgesehen, um die zweite Reflexionsstruktur 36 zu umgeben. Ferner enthält die Laserdiode von Fig. 3 eine Antireflexionsbeschichtung 38, die auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 31 in Entsprechung zu dem Teil vorgesehen ist, durch den der optische Strahl hindurchtritt, und eine Elektrode 39 ist auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 31 vorgesehen, um die Antireflexionsbeschichtung 38 zu umgeben. Somit wird der optische Strahl, der durch die Laseroszillation in der Laserdiode von Fig. 3 erzeugt wird, durch die Antireflexionsbeschichtung 38 in abwärtiger Richtung von dem Substrat 31 emittiert.
Es sei erwähnt, daß in der planaren Laserdiode von Fig. 3 die Reflexionsstruktur 36 auf der oberen Hauptoberfläche der Kontaktschicht 35 keinen Teil des Stromweges bildet. Somit besteht keine Notwendigkeit zum Dotieren der Halbleiterschichten, die die Reflexionsstruktur 36 bilden, und die optische Absorption, die durch die Reflexionsstruktur 36 verursacht wird, wird wesentlich reduziert. Da der Injektionsstrom nicht durch die Reflexionsstruktur 36 fließt, wird das Problem der Potentialbarriere, die der Heteroübergangsgrenzfläche in der Reflexionsstruktur 36 zugeordnet wird und den Trägerfluß verhindert, erfolgreich eliminiert.
In der Struktur von Fig. 3 bleibt jedoch das Problem der optischen Absorption bestehen, das durch die Kontaktschicht 35 verursacht wird. Es sei erwähnt, daß die Kontaktschicht 35 auf ein hohes Verunreinigungskonzentrationsniveau dotiert ist, um für den Injektionsstrom einen Stromweg vorzusehen, so daß der Strom, der von der Elektrode 37 injiziert wird, bei minimalem Widerstand die aktive Schicht 33&sub3; durch die Kontaktschicht 35 erreicht. Da der optische Strahl zwischen den Reflexionsstrukturen 32 und 36 in der Struktur von Fig. 3 hin- und herreflektiert wird, tritt unvermeidlich eine wesentliche Absorption des optischen Strahls in der Kontaktschicht 35 auf.
WO-A-91 16748 offenbart eine planare Laserdiode gemäß der Präambel des beiliegenden Anspruches 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer planaren Laserdiode gemäß den Präambeln der beiliegenden Ansprüche 10, 11 und 12. Nach diesem Stand der Technik ist eine Strombegrenzungsstruktur innerhalb der aktiven Schicht durch Anwenden eines Ionenimplantationsprozesses vorgesehen.
In Electronics Letters, Bd. 28, Nr. 3, 30. Januar 1992, Seiten 274-276, sind eine ähnliche planare Laserdiode und ein ähnliches Verfahren offenbart.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine planare Laserdiode vorgesehen, zum Emittieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu epitaxialen Schichten im wesentlichen rechtwinklig ist, die umfaßt:
ein Substrat aus einem Halbleitermaterial, das auf einen ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und obere und untere Hauptoberflächen hat;
eine erste mehrschichtige Struktur, die auf dem Substrat vorgesehen ist, welche erste mehrschichtige Struktur einen alternierenden Stapel aus einer ersten epitaxialen Schicht mit einem ersten Brechungsindex und einer zweiten epitaxialen Schicht mit einem zweiten Brechungsindex umfaßt, von welchen ersten und zweiten epitaxialen Schichten jede ein Halbleitermaterial umfaßt, das auf den ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, welche erste mehrschichtige Struktur obere und untere Hauptoberflächen hat und als Reflektor wirkt, zum Reflektieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der ersten mehrschichtigen Struktur rechtwinklig ist;
eine Hohlraumstruktur, die obere und untere Hauptoberflächen hat und auf der oberen Hauptoberfläche der ersten mehrschichtigen Struktur vorgesehen ist, welche Hohlraumstruktur eine undotierte aktive Schicht mit oberen und unteren Hauptoberflächen enthält, zum Erzeugen von optischer Strahlung als Resultat einer stimulierten Emission in ihr, und eine Mantelschicht, die auf der aktiven Schicht vorgesehen ist, welche Hohlraumstruktur die optische Strahlung längs eines optischen Weges emittiert, der zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der Hohlraumstruktur im allgemeinen rechtwinklig ist;
eine zweite mehrschichtige Struktur, die auf der oberen Hauptoberfläche der Hohlraumstruktur vorgesehen ist, welche zweite mehrschichtige Struktur einen alternierenden Stapel aus einer dritten epitaxialen Schicht mit einem dritten Brechungsindex und einer vierten epitaxialen Schicht mit einem vierten Brechungsindex umfaßt, von welchen dritten und vierten epitaxialen Schichten jede ein undotiertes Halbleitermaterial umfaßt, welche zweite mehrschichtige Struktur obere und untere Hauptoberflächen hat und als Reflektor wirkt, zum Reflektieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der zweiten mehrschichtigen Struktur rechtwinklig ist;
ein erstes Elektrodenmittel, das auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats vorgesehen ist, zum Injizieren von Trägern eines ersten Typs in die aktive Schicht über die erste mehrschichtige Struktur;
ein zweites Elektrodenmittel zum Injizieren von Trägern eines zweiten Typs in die aktive Schicht über die Hohlraumstruktur;
ein optisches Durchgangsmittel, das in einem der ersten und zweiten Elektrodenmittel vorgesehen ist, damit der optische Strahl hindurchtreten kann;
eine Stromwegstruktur aus einem Halbleitermaterial, die einen Teil der Hohlraumstruktur bildet und zwischen dem zweiten Elektrodenmittel und der Mantelschicht vorgesehen ist, zum Vorsehen eines Durchgangs für die Träger des zwei ten Typs von dem zweiten Elektrodenmittel zu der aktiven Schicht durch die Mantelschicht;
eine Strombegrenzungsstruktur, die zwischen der Stromwegstruktur und der Mantelschicht vorgesehen ist, zum Begrenzen des Durchgangs der Träger des zweiten Typs, die von dem zweiten Elektrodenmittel zu der aktiven Schicht durch die Stromwegstruktur und die Mantelschicht fließen, so daß die Träger des zweiten Typs längs eines Weges fließen, der im allgemeinen mit dem optischen Weg des optischen Strahls koinzidiert; und
eine leitfähige Zone aus einem Halbleitermaterial, die auf einen zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und in Kontakt mit dem zweiten Elektrodenmittel vorgesehen ist, zum Bewirken, daß die Träger des zweiten Typs durch sie hindurchfließen, welche leitfähige Zone vorgesehen ist, um den optischen Weg zu meiden;
dadurch gekennzeichnet, daß:
die Strombegrenzungsstruktur eine epitaxiale Schicht umfaßt, die zwischen der Mantelschicht und der Stromwegstruktur angeordnet ist, welche epitaxiale Schicht eine Öffnung hat, die mit dem optischen Weg koinzidiert, welche Öffnung dadurch bewirkt, daß die Stromwegstruktur die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht in der Öffnung kontaktiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Verfahren zum Herstellen einer planaren Laserdiode vorgesehen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen 10, 11 und 12 spezifiziert sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neue und nützliche planare lichtemittierende Halbleitervorrichtung vorsehen, bei der die obigen Probleme eliminiert sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch eine planare Laserdiode mit einem reduzierten spezifischen Widerstand vorsehen.
Durch die vorliegende Erfindung wird der Widerstand der Laserdiode auf Grund der Bildung der leitfähigen Zone mit niedrigem Widerstand wesentlich verringert. Da die leitfähige Zone gebildet ist, um den optischen Weg zu meiden, tritt bei dem optischen Strahl keine wesentliche optische Absorption durch die Träger in der Diffusionszone auf. Im Zusammenhang mit der Reduzierung der optischen Absorption in der zweiten mehrschichtigen Struktur wird die Anzahl von Stapeln aus den Halbleiterschichten, die die zweite mehrschichtige Struktur bilden, wesentlich reduziert, und der Herstellungsprozeß der planaren Laserdiode wird vereinfacht.
Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer herkömmlichen planaren Laserdiode zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen und der Anzahl von Stapeln des Mehrschichtfilmreflektors zeigt, der in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer herkömmlichen planaren Laserdiode zeigt, die durch einen Erfinder der jetzigen Erfindung vorgeschlagen wurde;
Fig. 4A ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer planaren Laserdiode gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4B ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer Abwandlung der planaren Laserdiode von Fig. 4A zeigt;
Fig. 5A ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer planaren Laserdiode gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5B ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer Abwandlung der planaren Laserdiode von Fig. 5A zeigt;
Fig. 6A ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer planaren Laserdiode gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6B ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer Abwandlung der planaren Laserdiode von Fig. 6A zeigt;
Fig. 7A ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer planaren Laserdiode gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 7B ist ein Diagramm, das die Konstruktion einer Abwandlung der planaren Laserdiode von Fig. 7A zeigt.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 4A und 4B zeigen die Konstruktion der planaren Laserdiode gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 4A die Vorrichtung zeigt, die einen optischen Strahl in abwärtiger Richtung emittiert, während Fig. 4B die Vorrichtung zeigt, die den optischen Strahl in aufwärtiger Richtung emittiert.
Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 4A ist die planare Laserdiode auf einem n-Typ-GaAs-Substrat 1 konstruiert, das auf das Konzentrationsniveau von 2 · 10¹&sup8;cm&supmin;³ dotiert ist, wobei eine n-Typ-Mehrschichtfilmstruktur 2 auf der oberen Hauptoberfläche des Substrats 1 vorgesehen ist. Die Mehrschichtfilmstruktur 2 ist aus einem alternierenden Stapel aus einer AlAs-Schicht 2&sub1; und einer GaAs-Schicht 2&sub2; gebildet, die beide auf den n-Typ mit einem Konzentrationsniveau von 3 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ dotiert sind. Jede der Schichten 2&sub1; und 2&sub2; hat eine Dicke, die einem Viertel der Wellenlänge des optischen Strahls gleich ist, der durch die Laserdiode zu erzeugen ist. Die so gebildete Mehrschichtfilmstruktur 2 hat einen sich periodisch verändernden Brechungsindex und wirkt als Reflektor eines kohärenten optischen Strahls, unter der Voraussetzung, daß der optische Strahl eine Wellenlänge hat, die mit der Wiederholungsperiode der Schichten 2&sub1; und 2&sub2; übereinstimmt. Ferner ist eine Hohlraumstruktur 3 auf der Mehrschichtfilmstruktur 2 als Hohlraum der planaren Laserdiode vorgesehen. Bei dem gezeigten Beispiel erzeugt die Laserdiode einen optischen Strahl mit einer Oszillationswellenlänge von etwa 0,98 um.
Genauer gesagt, die Hohlraumstruktur 3 enthält eine erste Mantelschicht 3&sub1; aus AlGaAs mit einer Dicke von 104,75 nm, die auf den n-Typ mit einem Verunreinigungskonzentrationsniveau von 3 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ dotiert ist, wobei eine zweite Mantelschicht 3&sub2; aus undotiertem AlGaAs auf der ersten Mantelschicht 3&sub1; mit einer Dicke von 30 nm vorgesehen ist. Ferner ist eine Barrierenschicht 3&sub3; aus undotiertem AlGaAs auf der zweiten Mantelschicht 3&sub2; mit einer Dicke von 10 nm vorgesehen, während die Barrierenschicht 3&sub3; zusammen mit einer anderen Barrierenschicht 3&sub5; aus undotiertem AlGaAs eine dünne aktive Schicht 3&sub4; aus undotiertem InGaAs sandwichartig einschließt, so daß in der aktiven Schicht 3&sub4; eine Quantenmulde gebildet wird. Bei dem gezeigten Beispiel hat die aktive Schicht 3&sub4; eine Dicke von 8 nm. Die Barrierenschicht 3&sub5; hat andererseits eine Dicke von 10 nm. Ferner ist eine dritte Mantelschicht 3&sub6; aus undotiertem AlGaAs auf der Barrierenschicht 3&sub5; mit einer Dicke von 134,75 nm vorgesehen, und eine vierte Mantelschicht 3&sub7; aus undotiertem oder leicht dotiertem AlGaAs ist auf der dritten Mantelschicht 3&sub6; vorgesehen. Es sei erwähnt, daß die untere Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub1; und die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; zusammen die obige Hohlraumstruktur 3 definieren, und es tritt ein Hin- und Herreflektieren von optischer Strahlung auf, die in der aktiven Schicht 3&sub4; als Resultat der Rekombination von Elektronen und Löchern erzeugt wird. Die Dicke der Mantelschicht 3&sub7; wird so festgelegt, daß die Hohlraumstruktur 3 eine gewünschte Resonanz bei der gewünschten Oszillationswellenlänge der Laserdiode bewirkt. Die so erzeugte optische Strahlung wird als Resultat der stimulierten Emission, die in der aktiven Schicht 3&sub4; erfolgt, verstärkt, während sie zwischen der unteren Haupt oberfläche der ersten Mantelschicht 3&sub1; und der oberen Hauptoberfläche der vierten Mantelschicht 3&sub7; hin- und herreflektiert wird. Als Resultat wird ein kohärenter optischer Strahl erzeugt, so daß sich der optische Strahl in der Richtung ausbreitet, die zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der Hohlraumstruktur 3 rechtwinklig ist.
Es sei erwähnt, daß auf der dritten Mantelschicht 3&sub6; eine Strombegrenzungsstruktur 4 aus n-Typ-InGaP angeordnet ist, welche Strombegrenzungsstruktur 4 eine Dicke von 150 nm hat und so gemustert ist, daß die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub6; in Entsprechung zu dem Teil, durch den der optische Strahl hindurchtritt, exponiert ist. Somit bildet die vierte Mantelschicht 3&sub7; einen direkten und engen Kontakt mit der exponierten oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub6; nur in Entsprechung zu dem Weg des optischen Strahls. Sonst wird der Kontakt zwischen der ersten Mantelschicht 3&sub6; und der vierten Mantelschicht 3&sub7; durch die Strombegrenzungsstruktur 4 verhindert.
Die Mantelschicht 3&sub7; hat eine obere Hauptoberfläche und eine Dicke von 595,0 nm in der Zone, die den Weg des optischen Strahls bildet. Die Hohlraumstruktur 3 hat dadurch eine Hohlraumlänge, die einem ganzzahligen Vielfachen der halben Oszillationswellenlänge der Laserdiode gleich ist.
Auf der oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 37 ist eine zweite Mehrschichtfilmstruktur 5 vorgesehen, die als zweiter Reflektor wirkt, welche zweite Mehrschichtfilmstruktur 5 einen alternierenden Stapel aus einer undotierten AlAs-Schicht 5&sub1; und einer undotierten GaAs-Schicht 5&sub2; enthält, ähnlich wie die erste Mehrschichtfilmstruktur 2, den Leitfähigkeitstyp ausgenommen. So sieht die zweite Mehrschichtfilmstruktur 5 einen sich periodisch verändernden Brechungsindex vor, der eine Reflexion des optischen Strahls an der oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; bewirkt. Ferner ist eine Phasenanpassungsschicht 6 aus undotiertem GaAs zum Einstellen der Phase des reflektierten optischen Strahls vorgesehen.
In der Struktur von Fig. 4A ist eine obere Elektrodenschicht 8&sub1; aus Ti/Pt/Au auf der oberen Hauptoberfläche der Schicht 6 vorgesehen, und eine untere Elektrode 10&sub1; aus AuGe/Au mit einer zentralen Apertur ist auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 1 so vorgesehen, daß die untere Hauptoberfläche des Substrats 1 in Entsprechung zu dem Weg des optischen Strahls exponiert ist. Dadurch wird der optische Strahl von dem Substrat 1 in abwärtiger Richtung durch den exponierten Teil der unteren Hauptoberfläche des Substrats 1 abgestrahlt. Um die Emission des optischen Strahls zu erleichtern, ist eine Antireflexionsbeschichtung 9 aus SiN auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 1 in Entsprechung zu dem Durchgang des optischen Strahls vorgesehen, welche Antireflexionsbeschichtung 9 mit einer Dicke vorgesehen ist, die einem Viertel der Wellenlänge des optischen Strahls entspricht, der durch die Laserdiode erzeugt wird.
Es sei erwähnt, daß in der Struktur von Fig. 4A eine Diffusionszone 7 des p&spplus;-Typs in der Mehrschichtfilmstruktur 5 gebildet ist, die die Schicht 6 sowie einen Teil der Mantelschicht 3&sub7; enthält, so daß sich die Diffusionszone 7 von der Elektrode 8&sub1; zu der Mantelschicht 3&sub7; kontinuierlich erstreckt und den Weg des optischen Strahls umgibt. Dadurch wird die Injektion der Träger von der Elektrode 8&sub1; in die aktive Schicht 3&sub1; wesentlich erleichtert, ohne auf die Mehrschichtfilmstruktur 5 oder die Mantelschicht 3&sub7; ein Dotieren anzuwenden. Da die Diffusionszone 7 den Weg des optischen Strahls meidet, wird das Problem der ungewollten optischen Absorption durch die optische Erregung von Trägern in den Halbleiterschichten erfolgreich vermieden. Als Resultat wird die Absorption des optischen Strahls durch die Mehrschichtfilmstruktur 5, die die Mantelschicht 3&sub7; enthält, effektiv minimiert. Es sei erwähnt, daß die Mantelschicht 3&sub7; leicht dotiert sein kann, typischerweise in der Größenordnung von 10¹&sup6; cm&supmin;³-10¹&sup7; cm&supmin;³, solange die optische Absorption in ihr keine merkliche Minderung der Operation der Laserdiode verursacht. Hinsichtlich der Erhöhung der Effektivität der Strominjektion wird bevorzugt, die Mantelschicht 3&sub7; leicht zu dotieren, wie oben erwähnt.
Die Diffusionszone 7 wird typischerweise durch das Ausführen eines Ionenimplantationsprozesses des p-Typ-Dotierungsmittels wie etwa Zn gebildet, während die Zone des optischen Weges durch eine Maske geschützt wird, woran sich ein thermischer Annealprozeß anschließt. Alternativ kann eine thermische Diffusion von Zn ausgeführt werden, um die Diffusionszone 7 zu bilden. Ferner kann solch eine Diffusionszone 7 auch in der ersten Mehrschichtstruktur 2 gebildet werden.
Die Vorrichtung von Fig. 4B hat eine Struktur, die im wesentlichen mit der Vorrichtung von Fig. 4A identisch ist, außer daß der optische Strahl durch die zweite Mehrschichtfilmstruktur 5 in aufwärtiger Richtung emittiert wird. So ist eine Elektrode 8&sub1; aus Ti/Pt/Au auf der oberen Hauptoberfläche der Mehrschichtfilmstruktur 5 vorgesehen, welche Elektrode 8&sub1; mit einem Fenster versehen ist, damit der optische Strahl durch den exponierten Teil der Struktur 5 hindurchtreten kann. Ferner ist die Antireflexionsbeschichtung 9 auf der exponierten Oberfläche der Mehrschichtstruktur 2 vorgesehen.
In jeder der Vorrichtungen von Fig. 4A und 4B kann das Dotieren der Mehrschichtstruktur 5, zusätzlich zu der Schicht 3&sub7;, in Entsprechung zu dem Weg des optischen Strahls eliminiert werden, wie schon erwähnt. Daher wird die optische Absorption durch die Erregung der Träger in den Schichten 5&sub1; und 5&sub2;, die die Struktur 5 bilden, oder in der Schicht 3&sub7; wesentlich eliminiert. Da die optische Absorption durch die Mehrschichtstruktur 5 somit reduziert ist, kann die Anzahl von Stapeln der Schichten 5&sub1; und 5&sub2; in der Struk tur 5 verringert werden. Dadurch wird der Herstellungsprozeß der Vorrichtung vereinfacht, und der Produktionsdurchsatz der Laserdiode wird verbessert.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 5A und 5B eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei Fig. 5B eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 5A zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5A hat die planare Laserdiode eine Schichtstruktur, die der Vorrichtung von Fig. 4A ähnlich ist, außer daß die Mehrschichtfilmstruktur 5 gemustert ist, um in Entsprechung zu dem Weg des optischen Strahls eine Mesa zu bilden. In der Struktur von Fig. 5A bedeckt die Elektrode 8&sub1; die Oberfläche der so gebildeten Mesastruktur durchgehend.
Solch eine Struktur wird gebildet, indem ein Resistmuster auf der Mehrschichtfilmstruktur 5 vorgesehen wird, die die Phasenanpassungsschicht 6 in Entsprechung zu dem Teil enthält, der den optischen Weg des Strahls bildet, und ein reaktiver Ätzprozeß unter Verwendung eines Chlorätzgases angewendet wird. Alternativ kann ein Naßätzprozeß eingesetzt werden. Das Ätzen kann so erfolgen, um die Schichten 5&sub1; und 5&sub2; vollständig zu eliminieren, außer der geschützten Zone, oder so, daß mehrere Schichten der Schichten 5&sub1; und 5&sub2; bestehenbleiben, wie in Fig. 5A gezeigt. Ferner wird ein Ionenimplantationsprozeß von Zn ausgeführt, während dasselbe Resistmuster als Maske verwendet wird. Alternativ kann das Resistmuster entfernt werden und eine SiN- oder SiO&sub2;-Maske angewendet werden, so daß die Dotierung durch einen thermischen Diffusionsprozeß von Zn erfolgt. Bei jedem derartigen Dotierungsprozeß wird eine Diffusionszone 7 in der Mantelschicht 3&sub7; gebildet, die einen Teil der Mehrschichtfilmstruktur 5 enthält. Durch gleichförmiges Vorsehen der Elektrode 8&sub1; über der gesamten Oberfläche der Struktur 5 erstreckt sich die Diffusionszone 7 von der Elektrode 8&sub1; zu der Mantelschicht 3&sub7;. Als Resultat wird der Widerstand der Laserdiode wesentlich reduziert, selbst wenn die Mantelschicht 3&sub7; oder die Mehrschichtfilmstruktur 7 nicht mit der Dotierung versehen ist. In dem Zusammenhang wird die optische Absorption durch die Schicht 3&sub7; im wesentlichen eliminiert.
Fig. 5B zeigt eine Abwandlung der Struktur von Fig. 5A, bei der der optische Strahl von der Mehrschichtfilmstruktur 5 in aufwärtiger Richtung emittiert wird. In diesem Fall ist die untere Hauptoberfläche des Substrats 1 vollständig mit der Elektrode 102 bedeckt, während die obere Hauptoberfläche der Mehrschichtfilmstruktur 5 mit der Antireflexionsbeschichtung 9 in Entsprechung zu der Mesastruktur bedeckt ist. Der Rest der Struktur 5 ist mit der Elektrode 8&sub2; bedeckt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6A, die die Vorrichtung zeigt, die den optischen Strahl in abwärtiger Richtung von dem Substrat 1 emittiert, ist eine Mesastruktur in der Mehrschichtfilmstruktur 5 ähnlich wie bei der Vorrichtung von Fig. 5A vorgesehen, wobei die Mehrschichtfilmstruktur 5 von der Zone, die nicht die Mesastruktur ist, vollständig eliminiert ist. Als Resultat ist die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; exponiert, außer in der Zone, auf der die Mesastruktur gebildet ist, und eine Kontaktschicht 11 aus p&spplus;-Typ-GaAs ist auf der exponierten oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; vorgesehen. Die Kontaktschicht 11 ist typischerweise auf das Verunreinigungskonzentrationsniveau von 1 · 10¹&sup9; cm&supmin;³ oder mehr dotiert. Als Resultat kann eine zufriedenstellende Injektion des Stromes von der Elektrode 8&sub1; in die aktive Schicht erreicht werden.
Wenn die Struktur von Fig. 6A hergestellt wird, wird eine p&spplus;-Typ-GaAs-Schicht auf der gesamten planaren oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; abgeschieden, und des weiteren wird eine Ätzmaske aus hochschmelzendem Material wie SiN oder SiO&sub2; auf der so abgeschiedenen p&spplus;-Typ-GaAs- Schicht vorgesehen, so daß die GaAs-Schicht in Entsprechung zu dem Teil exponiert ist, auf dem die Mesastruktur der Mehrschichtfilmstruktur 5 zu bilden ist. Ferner wird die exponierte p+-Typ-GaAs-Schicht durch einen Ätzprozeß entfernt, wobei die geschützte GaAs-Schicht als Kontaktschicht 11 belassen wird. Während dieselbe Ätzmaske als Maske verwendet wird, werden als nächstes die undotierte AlAs-Schicht 5&sub1; und die undotierte GaAs-Schicht 5&sub2; alternierend und wiederholt abgeschieden, um die Mesa der Mehrschichtfilmstruktur 5 zu bilden. Ferner wird die Phasenanpassungsschicht 6 aus GaAs auf der oberen Hauptoberfläche der so gebildeten Mesastruktur abgeschieden, und anschließend wird das Maskenmuster entfernt. Nachdem das Maskenmuster somit entfernt ist, wird die Elektrode 8&sub1; über der gesamten Oberfläche der so erhaltenen Struktur gleichförmig abgeschieden.
Ähnlich wie die Vorrichtung der ersten und zweiten Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 5A beschrieben wurden, minimiert die Vorrichtung von Fig. 6A die optische Absorption durch Eliminieren der Dotierung bei der Mehrschichtfilmstruktur 5 sowie der Mantelschicht 3&sub7;. Ferner kann die Mantelschicht 3&sub7; zum weiteren Reduzieren des Widerstandes der Vorrichtung auf ein leicht dotiertes Niveau dotiert sein, wie schon erwähnt.
Fig. 6B zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 6A, bei der der optische Strahl von der oberen Hauptoberfläche der Mehrschichtfilmstruktur 5 in abwärtiger Richtung emittiert wird und die Mehrschichtfilmstruktur 5 eine Mesa bildet, die eine obere Hauptoberfläche hat und mit der Antireflexionsbeschichtung 9 bedeckt ist. Ferner ist die untere Hauptoberfläche des Substrats 1 mit der Elektrode 10&sub2; bedeckt. Andere Aspekte der Vorrichtung von Fig. 6B sind mit jenen der Vorrichtung von Fig. 6A im wesentlichen identisch, und die weitere Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 7A und 7B eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei Fig. 7A eine Vorrichtung zeigt, die den optischen Strahl in der abwärtigen Richtung emittiert, während Fig. 7B die Vorrichtung zeigt, die den optischen Strahl in der aufwärtigen Richtung emittiert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7A ist auf der planaren Laserdiode die Kontaktschicht 11 aus p&spplus;-Typ-GaAs auf der oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; angeordnet, um die obere Hauptoberfläche der Schicht 3&sub7; in Entsprechung zu dem Teil zu exponieren, der den Weg des optischen Strahls bildet. Genauer gesagt, eine p&spplus;-Typ-GaAs-Schicht wird auf der oberen Hauptoberfläche der Mantelschicht 3&sub7; abgeschieden und anschließend gemustert, um den Teil der oberen Hauptoberfläche der Schicht 3&sub7; zu exponieren, der dem Weg des optischen Strahls entspricht. Nachdem die Kontaktschicht 11 somit gebildet ist, werden die epitaxialen Schichten 5&sub1; und 5&sub2; auf der gesamten oberen Hauptoberfläche der Schicht 3&sub7; alternierend gestapelt, um die Mehrschichtfilmstruktur 5 zu bilden, woran sich eine Abscheidung der Phasenanpassungsschicht 6 aus GaAs anschließt. Die Mehrschichtfilmstruktur 5 sowie die Schicht 6 auf ihr werden anschließend gemustert, um eine Mesastruktur zu bilden, die in Fig. 7A gezeigt ist, und die Elektrodenschicht 8&sub1; wird auf der so gebildeten Mesastruktur abgeschieden. Ferner werden die Elektrode 10&sub1; und die Antireflexionsbeschichtung 9 auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 1 abgeschieden. Auch in dieser Struktur sind die Schichten 5&sub1; und 5&sub2;, die die Mesastruktur 5 bilden, undotiert, und die Absorption des optischen Strahls tritt in der Mesastruktur nicht auf. Ferner ist die Mantelschicht 3&sub7; überhaupt nicht dotiert oder nur auf ein leicht dotiertes Niveau dotiert, und die optische Absorption in der Mantelschicht 3&sub7; wird auch minimiert. Dadurch weist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verschiedene vorteilhafte Merkmale ähnlich wie die Vorrichtung auf, die unter Bezugnahme auf die vorherigen Ausführungsformen beschrieben wurde. Weiterhin eliminiert die Struktur der vorliegenden Ausführungsform den Ionenimplantationsprozeß oder den thermischen Diffusionsprozeß von Zn, der bei der Mehrschichtfilmstruktur 5 in der Vorrichtung der ersten und zweiten Ausführungsformen ausgeführt wird.
Fig. 7B zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung von Fig. 7A, wobei die Vorrichtung den optischen Strahl in der aufwärtigen Richtung von der Mesastruktur des Mehrschichtfilms 5 emittiert. In der Vorrichtung von Fig. 7B ist die Mesastruktur mit der Antireflexionsbeschichtung 9 bedeckt, zum Erleichtern der Emission des optischen Strahls von der Struktur 5. Andere Aspekte der Vorrichtung von Fig. 7B sind im wesentlichen mit jenen der Vorrichtung von Fig. 7A identisch, und ihre weitere Beschreibung wird weggelassen.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern verschiedene Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Planare Laserdiode zum Emittieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu epitaxialen Schichten im wesentlichen rechtwinklig ist, die umfaßt:

ein Substrat (1) aus einem Halbleitermaterial, das auf einen ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und obere und untere Hauptoberflächen hat;

eine erste mehrschichtige Struktur (2), die auf dem Substrat vorgesehen ist, welche erste mehrschichtige Struktur einen alternierenden Stapel aus einer ersten epitaxialen Schicht (2&sub1;) mit einem ersten Brechungsindex und einer zweiten epitaxialen Schicht (2&sub2;) mit einem zweiten Brechungsindex umfaßt, von welchen ersten und zweiten epitaxialen Schichten jede ein Halbleitermaterial umfaßt, das auf den ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, welche erste mehrschichtige Struktur obere und untere Hauptoberflächen hat und als Reflektor wirkt, zum Reflektieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der ersten mehrschichtigen Struktur rechtwinklig ist;

eine Hohlraumstruktur (3), die obere und untere Hauptoberflächen hat und auf der oberen Hauptoberfläche der ersten mehrschichtigen Struktur vorgesehen ist, welche Hohlraumstruktur eine undotierte aktive Schicht (3&sub4;) mit oberen und unteren Hauptoberflächen enthält, zum Erzeugen von optischer Strahlung als Resultat einer stimulierten Emission in ihr, und eine Mantelschicht (3&sub6;), die auf der aktiven Schicht vorgesehen ist, welche Hohlraumstruktur die optische Strahlung längs eines optischen Weges emittiert, der zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der Hohlraumstruktur im allgemeinen rechtwinklig ist;

eine zweite mehrschichtige Struktur (5), die auf der oberen Hauptoberfläche der Hohlraumstruktur vorgesehen ist, welche zweite mehrschichtige Struktur einen alternierenden Stapel aus einer dritten epitaxialen Schicht (5&sub1;) mit einem dritten Brechungsindex und einer vierten epitaxialen Schicht (5&sub2;) mit einem vierten Brechungsindex umfaßt, von welchen dritten und vierten epitaxialen Schichten jede ein undotiertes Halbleitermaterial umfaßt, welche zweite mehrschichtige Struktur obere und untere Hauptoberflächen hat und als Reflektor wirkt, zum Reflektieren eines optischen Strahls in der Richtung, die zu den oberen und unteren Hauptoberflächen der zweiten mehrschichtigen Struktur rechtwinklig ist;

ein erstes Elektrodenmittel (10&sub1;, 10&sub2;), das auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats vorgesehen ist, zum Injizieren von Trägern eines ersten Typs in die aktive Schicht über die erste mehrschichtige Struktur;

ein zweites Elektrodenmittel (8&sub1;, 8&sub2;) zum Injizieren von Trägern eines zweiten Typs in die aktive Schicht über die Hohlraumstruktur;

ein optisches Durchgangsmittel (9), das in einem der ersten und zweiten Elektrodenmittel vorgesehen ist, damit der optische Strahl hindurchtreten kann;

eine Stromwegstruktur (3&sub7;) aus einem Halbleitermaterial, die einen Teil der Hohlraumstruktur bildet und zwischen dem zweiten Elektrodenmittel und der Mantelschicht vorgesehen ist, zum Vorsehen eines Durchgangs für die Träger des zweiten Typs von dem zweiten Elektrodenmittel zu der aktiven Schicht durch die Mantelschicht;

eine Strombegrenzungsstruktur (4), die zwischen der Stromwegstruktur und der Mantelschicht vorgesehen ist, zum Begrenzen des Durchgangs der Träger des zweiten Typs, die von dem zweiten Elektrodenmittel zu der aktiven Schicht durch die Stromwegstruktur und die Mantelschicht fließen, so daß die Träger des zweiten Typs längs eines Weges fließen, der im allgemeinen mit dem optischen Weg des optischen Strahls koinzidiert; und

eine leitfähige Zone (7, 11) aus einem Halbleitermaterial, die auf einen zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist und in Kontakt mit dem zweiten Elektrodenmittel vorgesehen ist, zum Bewirken, daß die Träger des zweiten Typs durch sie hindurchfließen, welche leitfähige Zone vorgesehen ist, um den optischen Weg zu meiden;

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Strombegrenzungsstruktur eine epitaxiale Schicht (4) umfaßt, die zwischen der Mantelschicht (3&sub6;) und der Stromwegstruktur (3&sub7;) angeordnet ist, welche epitaxiale Schicht eine Öffnung hat, die mit dem optischen Weg koinzidiert, welche Öffnung dadurch bewirkt, daß die Stromwegstruktur (3&sub7;) die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht (3&sub6;) in der Öffnung kontaktiert.

2. Planare Laserdiode nach Anspruch 1, bei der die Stromwegstruktur (3&sub7;) ein undotiertes Halbleitermaterial umfaßt.

3. Planare Laserdiode nach Anspruch 1, bei der die Stromwegstruktur (3&sub7;) ein dotiertes Halbleitermaterial umfaßt, das mit einem Verunreinigungselement mit einem Konzentrationsniveau von 1 · 10¹&sup6;-10¹&sup7; cm&supmin;³ dotiert ist.

4. Planare Laserdiode nach Anspruch 1, bei der die leitfähige Zone (7) eine Diffusionszone umfaßt, die in der zweiten mehrschichtigen Struktur (5) gebildet ist, um den optischen Weg zu umgeben, welche Diffusionszone von der mehrschichtigen Struktur in die Stromwegstruktur (3&sub7;) eindringt.

5. Planare Laserdiode nach Anspruch 4, bei der die zweite mehrschichtige Struktur (5) eine Mesastruktur in Entsprechung zu dem optischen Weg bildet, wobei die Diffusionszone (7) gebildet ist, um die Mesastruktur zu umgeben.

6. Planare Laserdiode nach Anspruch 1, bei der die leitfähige Zone eine Diffusionszone (7) umfaßt, die auf den zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, welche Diffusionszone in der zweiten mehrschichtigen Struktur (5) vorgesehen ist, um den optischen Weg zu umgeben.

7. Planare Laserdiode nach Anspruch 6, bei der die zweite mehrschichtige Struktur (5) eine Mesastruktur in Entsprechung zu dem optischen Weg bildet, wobei die Diffusionszone (7) in der zweiten mehrschichtigen Struktur vorgesehen ist, um die Mesastruktur zu umgeben.

8. Planare Laserdiode nach Anspruch 1, bei der die leitfähige Zone eine Halbleiterschicht (11) umfaßt, die auf den zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, welche Halbleiterschicht auf der oberen Hauptoberfläche der Stromwegstruktur (3&sub7;) vorgesehen ist, um den optischen Weg zu umgeben.

9. Planare Laserdiode nach Anspruch 8, bei der die zweite mehrschichtige Struktur (5) eine Mesastruktur in Entsprechung zu dem optischen Weg bildet, wobei die Halbleiterschicht (11) auf der oberen Hauptoberfläche der Stromwegstruktur (3&sub7;) vorgesehen ist, um die Mesastruktur zu umgeben.

10. Verfahren zum Herstellen einer planaren Laserdiode mit den folgenden Schritten:

Abscheiden von ersten und zweiten epitaxialen Schichten (2&sub1; und 2&sub2;) mit jeweiligen Brechungsindizes alternierend auf einer Hauptoberfläche eines Substrats (1), um eine erste Reflexionsstruktur (2) zu bilden;

Vorsehen einer optischen Hohlraumstruktur (3) auf einer Hauptoberfläche der ersten Reflexionsstruktur, so daß die optische Hohlraumstruktur eine aktive Schicht (3&sub4;) enthält, die durch stimulierte Emission einen optischen Strahl in einer Richtung erzeugt, die zu einer Hauptoberfläche des optischen Hohlraums im allgemeinen rechtwinklig ist, welche optische Hohlraumstruktur ferner eine Mantelschicht enthält, die auf der aktiven Schicht vorgesehen ist, eine Strombegrenzungsstruktur, die auf der Mantelschicht vorgesehen ist, zum Abwehren des Eindringens von Trägern in sie, und eine Stromwegstruktur, die auf der Strombegrenzungsstruktur vorgesehen ist, zum Aufrechterhalten des Transportes von Trägern durch sie hindurch, welche Strombegrenzungsstruktur eine Öffnung enthält, die mit einem optischen Weg eines optischen Strahls koinzidiert, der durch die aktive Schicht zu emittieren ist, welche Öffnung bewirkt, daß die Stromwegstruktur die obere Hauptoberfläche der Mantelschicht in der Öffnung kontaktiert;

Abscheiden von dritten und vierten epitaxialen Schichten (5&sub1;, 5&sub2;) mit jeweiligen Brechungsindizes alternierend auf der Hauptoberfläche des optischen Hohlraums, um eine zweite Reflexionsstruktur (5) zu bilden, welche ersten und zweiten Reflexionsstrukturen dadurch den optischen Strahl, der durch die aktive Schicht erzeugt wird, in der Richtung, die zu den Hauptoberflächen der ersten und zweiten Reflexionsstrukturen im wesentlichen rechtwinklig ist, hin- und herreflektieren;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner folgenden Schritt umfaßt:

Einführen eines Verunreinigungselementes in die zweite Reflexionsstruktur, um eine Diffusionszone (7) in der zweiten Reflexionsstruktur zu bilden, so daß die Diffusionszone den Weg des optischen Strahls meidet;

und daß die Strombegrenzungsstruktur durch epitaxiales Abscheiden einer Halbleiterschicht auf der Mantelschicht und Bilden der Öffnung in der Halbleiterschicht gebildet wird.

11. Verfahren zum Herstellen einer planaren Laserdiode mit den folgenden Schritten:

Abscheiden von ersten und zweiten epitaxialen Schichten (2&sub1; und 2&sub2;) mit jeweiligen Brechungsindizes alternierend auf einer Hauptoberfläche eines Substrats, um eine erste Reflexionsstruktur (2) zu bilden;

Bilden einer Mesastruktur in der zweiten Reflexionsstruktur durch Wegätzen eines Teils der Mesastruktur, der von dem Weg des optischen Strahls versetzt ist; und

Einführen eines Verunreinigungselementes in eine Zone, die die Mesastruktur umgibt, um eine Diffusionszone (7) zu bilden, so daß die Diffusionszone in die optische Hohlraumstruktur eindringt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsstruktur durch epitaxiales Abscheiden einer Halbleiterschicht auf der Mantelschicht und Bilden der Öffnung in der Halbleiterschicht gebildet wird.

12. Verfahren zum Herstellen einer planaren Laserdiode mit den folgenden Schritten:

Abscheiden von ersten und zweiten epitaxialen Schichten (2&sub1; und 2&sub2;) mit jeweiligen Brechungsindizes alternierend auf einer Hauptoberfläche eines Substrats, um eine erste Reflexionsstruktur (2) zu bilden; und

Vorsehen einer leitfähigen Halbleiterschicht (11) auf der Hauptoberfläche der optischen Hohlraumstruktur; und

Abscheiden von dritten und vierten epitaxialen Schichten (5&sub1;, 5&sub2;) mit jeweiligen Brechungsindizes alternierend auf der exponierten Hauptoberfläche des optischen Hohlraums, um eine zweite Reflexionsstruktur zu bilden, welche ersten und zweiten Reflexionsstrukturen dadurch den optischen Strahl, der durch die aktive Schicht erzeugt wird, in der Richtung, die zu den Hauptoberflächen der ersten und zweiten Reflexionsstrukturen im wesentlichen rechtwinklig ist, hin- und herreflektieren;

dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsstruktur durch epitaxiales Abscheiden einer Halbleiterschicht auf der Mantelschicht und Bilden der Öffnung in der Halbleiterschicht gebildet wird;

und durch einen Schritt, vor dem Abscheiden der dritten und vierten epitaxialen Schichten, zum Vorsehen eines Maskenmusters auf einer Hauptoberfläche der leitfähigen Halbleiterschicht, so daß das Maskenmuster die Hauptoberfläche der optischen Hohlraumstruktur in Entsprechung zu einer Zone, die einen Durchgang des optischen Strahls bildet, exponiert.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt zum Abscheiden von dritten und vierten epitaxialen Schichten (5&sub1;, 5&sub2;) durchgeführt wird, während das Maskenmuster auf der Hauptoberfläche der optischen Hohlraumstruktur (3) verwendet wird, so daß die zweite Reflexionsstruktur auf der optischen Hohlraumstruktur nach Abscheiden der dritten und vierten epitaxialen Schichten eine Mesa bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt zum Abscheiden von dritten und vierten epitaxialen Schichten (5&sub1;, 5&sub2;) nach Entfernen des Maskenmusters durchgeführt wird, welches Verfahren ferner einen Schritt zum Mustern der zweiten Reflexionsstruktur umfaßt, um eine Mesastruktur zu bilden, so daß die Mesastruktur die Hauptoberfläche der optischen Hohlraumstruktur in Entsprechung zu der Zone bedeckt, die den Durchgang des optischen Strahls bildet.