DE69412968T2 - Oberflächenemittierender laser mit vertikalem Resonator und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

Oberflächenemittierender laser mit vertikalem Resonator und sein Herstellungsverfahren

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleitervorrichtungen, und insbesondere die Entfernung bzw. Ableitung von Wärme von einem oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Im allgemeinen werden Halbleitervorrichtungen, wie z. B. oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (VCSEL) durch Bereitstellen eines Substrats mit einer sehr glatten Oberfläche hergestellt. Ein erster Stapel an Spiegeln wird dann durch Halbleiterherstellungstechniken auf der Oberfläche aufgewachsen. Ein aktiver Bereich wird auf der oberen Oberfläche des ersten Spiegelstapels aufgewachsen, und ein zweiter Spiegelstapel wird auf der oberen Oberfläche des aktiven Bereichs aufgewachsen. Im allgemeinen werden Metallkontakte aus einem leicht abscheidbaren Metall wie z. B. Gold, Titan, Wolfram, Platin oder dergleichen, vorgesehen. Im allgemeinen ist ein Metallkontakt in Kontakt mit der Oberfläche des ersten (unteren) Spiegelstapels, und ein zweiter Metallkontakt auf der Oberfläche des zweiten Spiegelstapels vorgesehen.
  • Ein Problem, das bei VCSELs auftritt, besteht in der Beschränkung des Laserbetriebs oder des optischen Modes auf einen Mode niederster Ordnung und auf eine Beschränkung des Stromflusses auf näherungsweise das Volumen des VCSEL, in welchem der Laserbetrieb auftritt. Laserbetrieb einer höheren Ordnung und ein externer Stromfluß außerhalb des Laserbetriebbereichs erzeugen Wärme in dem VCSEL und bewirken einen wesentlichen Leistungsverlust. Gratförmige oder mesaförmige oberseitenemittierende VCSELs sind die bevorzugte Implementierung über planaren VCSELs, und zwar wegen der besseren Strombeschränkungsmöglichkeit und dem optischen Leitungsvermögen.
  • Bei der Herstellung von oberseitenemittierenden VCSELs ist die Ausrichtung des oberen elektrischen Kontakts zum lichtemittierenden Bereich sehr wichtig. Jegliche Fehlausrichtung des elektrischen Kontakts auf der oberen Oberfläche reduziert die Effizienz des VCSEL. Weiterhin bedeckt das Kontaktmetall im allgemeinen die Seitenwand des Mesa als ein Reflektor zum Reduzieren des optischen Verlustes und zur Erhöhung der Effiezienz. Das Problem besteht darin, daß die Metallkontakte in ihrer Fläche nicht hinreichend groß sind, und im allgemeinen zu dünn sind, um effektiv die innerhalb des VCSEL erzeugte Wärme weg von dem VCSEL zu leiten. In vielen Fällen werden große und schwere Metallwärmesenken an den VCSEL angebracht, um die Wärme zu absorbieren. Diese sind aus einer Reihe von Gründen nicht zufriedenstellend: Sie sind groß uns sperrig, sie verbreiten die Wärme nicht effiezient, und der VCSEL ist selten derart konstruiert, daß die Wärmesenke in nächste Nähe zur Wärmequelle positionierbar ist. Beispielsweise ist die Wärmesenke im allgemeinen auf der Rückseite des Substrats positioniert, so daß nur durch das Substrat laufende Wärme, welches im allgemeinen schlecht wärmeleitenden Material, wie z. B. Galliumarsenid (GaAs) gebildet ist, die Wärmesenke erreicht. Ein Hauptteil der Wärme bleibt daher in dem VCSEL.
  • Sinngemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten VCSEL mit Wärmeleitfähigekeit zu schaffen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten VCSEL mit Wärmeleitfähigkeit, welche keine große und schwere Wärmesenke erfordert.
  • Nocht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten VCSEL mit Wärmeleitfähigkeit, welche durch zusätzliche Herstellungsprozesschritte bildbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten VCSEL mit Wärmeleitfähigkeit, wobei das Wärmeleitfähigkeits- und -verteilungsmaterial neben dem wärmeerzeugenden Abschnitten des VCSEL positioniert ist.
  • Die US-A-5 212 702 offenbart einen oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die obigen und weiteren Probleme werden zumindest teilweise gelöst und die obigen Aufgaben und weitere realisiert durch einen oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
  • Ein Herstellungsverfahren eines oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator ist in Anspruch 5 definiert.
  • Die Schicht aus diamantartigem Material wird derart positioniert, daß sie im wesentlichen die Metallkontaktschicht und den lichtemittierenden Bereich bedeckt, um einen Wärmeleiter zum Entfernen von Wärme von dem Laser zu bilden. Die Metallkontaktschicht und/oder die diamantartige Schicht werden vorzugsweise in Kontakt mit zumindest dem ersten Spiegelstapel und neben dem aktiven Bereich positioniert, um die in diesen Bereichen erzeugte Wärme effektiv zu leiten und zu verbreiten. Die diamantartige Materialschicht wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch elektrolytisches Plattieren abgeschieden, so daß sie als ein zusätzlicher Schritt im Herstellungsprozess gebildet wird.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1-4 eine vereinfachte und stark vergrößerte Ansichten zum Illustrieren verschiedener sequentieller Schritte bei einem Verfahren zum Herstellen bei einem Verfahren zum Herstellen von VCSELs als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 5 eine teilweise Querschnittsansicht und zwar ähnlich wie Fig. 4, eines VCSEL, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist; und
  • Fig. 6 eine teilweise Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines VCSEL nach der vorliengenden Erfindung.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Obwohl das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung zum Reduzieren von Wärme in den Halbleitervorrichtungen in einer großen Vielfalt vonn Vorrichtungen verwendbar sind, verwendet die vorliegende Offenbarung oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator als primäres Beispiel, nämlich wegen dem bei diesen Vorrichtungen involviertem Wärmeproblem. Zum besseren Verständnis des vorliegenden Herstellungsverfahren für VCSELs sind verschiedener sequentielle Schritte bei einem speziellen Verfahren in Fig. 1 bis 4 illustriert. Es sollte verstanden werden, daß das spezielle beschriebene und illustrierte Verfahren nur zu Erklärungszwecken dient und offenbar ein beliebiges der wohlbekannten Verfahren zur Herstellung verwendet werden kann. Mit speziellem Bezug auf Fig. 1 wird ein Substrat 10 aus irgendeinem geeigneten Material bereitgestellt. Im all gemeinen ist das Substrat 10 Galliumarsenid (GaAs) oder dergleichen, welches, wie vorliegend verstanden werden wird, mit anschließend darauf aufgewachsenen Schichten kompatibel ist. Ein erster Spiegelstapel 12 aus Bragg-Spiegeln, welcher bei dieser speziellen Ausführungsform vom n-Leitungstyp ist, wird auf eine obere Oberfläche des Substrats 10 aufgewachsen. Ein aktiver Bereich 13, welcher im allgemeinen eine Mehrzahl von Quantentöpfen und Mantelbereiche auf jeder Seite der Quantentöpfe aufweist, wird auf den ersten Spiegelstapel 12 aufgewachsen, und ein zweiter Spiegelstapel 14 aus Bragg-Spiegeln, welcher bei dieser speziellen Ausführungsform vom p-Leitungstyp ist, wird auf den aktiven Bereich 13 aufgewachsen. Im allgmeinen werden der erste Spiegelstapel 12, der aktive Bereich 13 und der zweite Spiegelstapel 14 auf das Substrat 10 durch Epitaxy aufgewachsen. Die Bildung des ersten Spiegelstapels 12, des aktiven Bereichs 13 und des zweiten Spiegelstapels 14 sind im Stande der Technik wohlbekannt und werden in dieser Offenbarung nicht weiter vertieft werden.
  • Im allgemeinen wird eine dünne stark dotierte. (p-Typ-Dotierstoff) Kontaktschicht 15 aus Material, welches ähnlich einem der Materialien zum Bilden des zweiten Spiegelstapels 14 ist, an der oberen Oberfläche des zweiten Spiegelstapels 14 vorgesehen. Eine erste Metallkontaktschicht 20 wird auf der oberen Oberfläche des Schicht 15 abgeschieden und bildet einen ohmschen Kontakt damit. Bei dieser speziellen Ausführungsform wird die Metallkontaktschicht 20 aus Titan-Wolfram (TiW) gebildet, da es leicht abzuscheiden ist, und da es ein p-Typ-Kontaktmetall ist, welches mit der Schicht 15 kompatibel ist. Eine Schicht 25 aus ätzbarem Material wird auf der Metallkontaktschicht 20 abgeschieden, und eine Schicht 30 aus dem Maskierungsmaterial wird auf der ätzbaren Schicht 25 abgeschieden. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Schicht 25 aus Polyimid gebildet, das einfach auf eine spezielle und erwünschte Tiefe zu ätzen ist. Die Schicht 30 ist aus Siliziumoxinitrid (SiON) oder Gold gebildet, welche beide relativ widerstandsfähig gegenüber einigen Ätzungen sind, welche später im Verfahren verwendet werden, wie man sehen wird.
  • Die Schichten 20, 25 und 30 werden als eine Ätzmaskenschicht in dem Prozess verwendet und, wie in Fig. 1 illustriert werden derart ausgestaltet, daß sie einen Grat oder eine Mesa-Struktur (in Fig. 2 mit 16 bezeichnet) eines VCSEL definieren. Die Schichten, 20, 25 und 30 können in einer Ätzmaske in einem von zumindest zwei verschiedenen Wegen oder einer Kombination beider Wege gebildet werden. In einer ersten Reihe von Schritten werden die Schichten 20, 25 und 30 derart abgeschieden, daß sie die Kontaktschicht 15 bedecken. Unter Verwendung von üblicher Lithographie und reaktiver Ionenätzung werden die Schichten 20, 25 und 30 in die illustrierte Ätzmaske mit einem vertikalen Profil strukturiert. In einer zweiten Reihe von Schritten werden die Schichten 20, 25 und 30 selektiv abgeschieden, und zwar beispielsweise unter Verwendung üblicher Photolackabhebetechniken, bzw. Lift-off-Techniken.
  • Wenn die Ätzmaske an ihrem Ort ist, werden die Kontaktschicht 15 und der zweite Spiegelstapel 14 auf eine vorbestimmte Tiefe geätzt, um einen im allgemeinen kreisförmigen Grat oder Mesa 16 zu definieren, wie in Fig. 2 illustriert ist. In diesem Ätzschritt kann ein beliebiger bekannter Halbleiterätzprozess verwendet werden, und zwar einschließlich einer reaktiven Chlorionenätzung, einer chemisch unterstützten Ionenstrahlätzung oder dergleichen. Das Profil der Ätzung ist vertikal und legt die Seitenwände 31 des Grates oder des Mesa 16 (zweiter Spiegelstapel 14) frei. Es ist bedeutsam, diese Ätzung zu stoppen, bevor sie den aktiven Bereich 13 erreicht, so daß die Zuverlässigkeit nicht verschlechtert wird, siehe dazu beispielsweise US-Patent Nr. 5,034,092 mit dem Titel "Plasma Etching of Semiconductor Substrates", das am 23. July 1991 erteilt wurde. Bei der in Fig. 2 illustrierten Ausführungsform wird der Ätzschritt kurz vor dem boden des zweiten Spiegelstapels 14 gestoppt, um sicherzustellen, daß er den aktiven Bereich 13 nicht erreicht.
  • Wenn der Grat oder der Mesa 16 gebildet ist, wird ein Teil der ätzbaren Schicht 25 entfernt, um einen ersten Bereich der Metallschicht 20 freizulegen, wie in Fig. 3 illustriert. Ein Bereich der ätzbaren Schicht 25 wird unterätzt, und zwar bei dieser speziellen Ausführungsform in einem Sauerstoffplasma. Die Unterätzung entfernt etwa 1,5 bis 2 um unmittelbar neben den Seitenwänden 31. Eine relativ dicke Metallkontaktschicht 40 wird über der gesamten Struktur abgeschieden, und insbesondere über den freigelegten Abschnitten der Metallkontaktschicht 20 und Seitenwände 31. Die übrigen Bereiche der ätzbaren Schicht 25 und der Schicht 30 aus Maskierungsmaterial definieren das Lichtemissionsfenster für den VCSEL und beschränken die Abscheidung der Metallkontaktschicht 40 auf die Außenseite des Lichtemissionsfensters. Bei dieser speziellen Ausführungsform wird die Metallkontaktschicht 40 aus einer zweiten Schicht aus Aluminium/Titan-Wolfram-Schicht gebildet, welche durch Spattern auf die erste Schicht aus Titan-Wolfram zum Bilden der Metallkontaktschicht 20 und zumindest der Seitenwände 31 abgeschieden wird. Eine alternative zweite Schicht, welche verwendbar ist, ist beispielsweise eine gespatterte oder durch einen schrägen E-Strahl gebildete Goldschicht. Ein Teil der Metallkontaktschicht 40 kann ebenfalls lateral nach außen weg von den Seitenwänden 31 des Grates oder des Mesa 16 verlaufen, um einen Bereich zum Aufnehmen eines externen Kontakts (nicht gezeigt) zu bieten.
  • Die Fachleute werden verstehen, daß die Sputterabscheidung des Metalls in den Unterätzungsbereich zwischen den Schichten 20 und 30 im wesentlichen einer geraden Wegstrecke folgt, so daß der Großteil der unterätzten Bereichs durch die Schicht 30 abgeschottet wird und keine Abscheidung darauf stattfinden wird.
  • Jedoch tritt eine begrenzte Abscheidung in den unterätzten Bereich auf, und die Abscheidungsmenge (die Wegstrecke in den unterätzten Bereich) ist bestimmt durch die Dicke der Schicht 25 bzw. den Abstand zwischen den Schichten 20 und 30. Somit bestimmt, wenn eine Spatterabscheidung der Kontaktmetallschicht 40 durchgeführt wird, die Dicke der Schicht 25 genau die Definition des Lichtemissionsfensters oder die Menge der Schicht 20, welche durch die Schicht 40 bedeckt wird. Falls andere Metallabscheidungsverfahren verwendet werden, wie z. B. ein schräger E-Strahl, kann die Schicht 25 als eine Maske auf der Schicht 25 dienen, und das Lichtemissionsfenster durch direktes Beschränken (Maskieren) der Metalmenge, welche in den unterätzten Bereich abgeschieden wird, definieren.
  • Wenn die Metallkontaktschicht 14 an ihrem Ort ist, werden die Schichten 25 und 30 zusammen mit jeglichem Abschnitt der Metallkontaktschicht 40, welche darauf abgeschieden ist, entfernt, wie in Fig. 4 illustriert ist. Die tiefe Unterätzung der ätzbaren Schicht 25 macht die Verwendung eines üblichen Abhebeschritts bei dieser Entfernung möglich. Wenn die Ätzmaske entfernt ist, wird der freigelegte Bereich der relativ dünnen mit Halbkontaktschicht 20 entfernt, um das Lichtemissionsfenster 45 des VCSEL freizulegen oder zu öffnen. Die freigelegten Bereiche der Metallkontaktschicht 20 können durch Ätzen entfernt werden, beispielsweise durch reaktives Ionenätzen. Ein n- Metallkontakt 46 und ein p-Metallkontakt (nicht gezeigt) werden dann gebildet. Bei der speziellen Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird der n-Metallkontakt 46 auf der rückseitigen oder unterseitigen Oberfläche des Substrats 10 abgeschieden, aber man wird verstehen, daß verschiedene Konfigurationen möglich sind, beide elektrische Kontakte auf derselben Seite des VCSEL zu plazieren.
  • Eine Schicht 50 aus Diamant oder diamantartigem Material (im allgemeinen Kohlenstoffatome, welche in die wohlbekannte Dia mantbindung eingebunden sind) wird auf der Oberfläche der Kontaktmetallschicht 40 abgeschieden sowie auf dem freiliegenden oberen Ende (Lichtmissionsfenster 45) des Spiegelstapels 14. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Schicht 50 unter Verwendung einer Elektrolyse abgeschieden, um das Diamantmaterial und das diamantartige Material auf dem Metall und/oder den GaAs-oberflächen zu plattieren. Im allgemeinen ist das Plattieren von Diamant durch Elektrolyse im Stand der Technik bekannt, wie z. B. offenbart in den Artikeln von Yoshikatsu Namba mit dem Titel "Attempt to grow diamand Phase carbon films from an organic solution", in J. Vac. Sci Technol. A 10(5), Sep/Oct. 1992, pp. 3368-3370 und Diamand Depositions: Science and Technology, Band 3, Nr. 7, PP 1-2, herausgegeben von Superconductivity Publications, Inc., Somerset, N. J.. Obwohl die Schicht 50 aus diamantartigem Material durch eine Anzahl verschiedener Verfahren abgeschrieben werden kann, und zwar einschließlich plasmachemischer Dampfphasenabscheidung, chemischer Heizfilament-Dampfphasenabscheidung, Laserablationstechniken usw., wird elektrolytisches Plattieren bevorzugt wegen seiner Einfachheit und Kompatibilität mit den weiteren Herstellungsschritten und wegen der geringen Platierungstemperaturen, welche nicht mit vorherigen Halbleiterprozessen interferieren.
  • Im allgemeinen ist der elektrolytisch platierte Diamant transparent gegenüber Lichtwellenlängen im Bereich von etwa 500 nm bis 1600 nm und die bevorzugte Transmissionswellenlänge für die VCSELs beträgt etwa 850 nm. Es sollte weiterhin verstanden werden, daß die Schicht 50 sehr wärmeleitend ist, doch ein guter Isolator für Elektrizität ist, so daß die Schicht 50 über den gesamten VCSEL sowie jeglichen benachbarten VCSELs oder Schaltungen abgeschieden werden kann, um einen breiten Wärmeleiter mit einem relativ großen Wärmestreubereich zu bilden. Auch ist die Schicht 50 in direktem Kontakt mit der Kontaktmetallschicht 40 und irgendwelchen Bereichen des Spiegelstapels 40 oder aktivem Bereich 13, welche nicht von der Kontaktmetallschicht 40 bedeckt sind, so daß die Schicht 50 in Kontakt mit oder unmittelbar neben den wärmeerzeugenden VCSEL positioniert ist.
  • Mit Bezug auf Fig. 5, welche nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ist eine ähnliche Illustration wie in Fig. 4 gezeigt. Bei dem VCSEL von Fig. 5 sind ähnliche Komponenten, wie diejenigen, welche in Zusammenhang mit Fig. 4 erklärt wurden mit einem ähnlichen Bezugszeichen mit einem zugefügten Strich bezeichnet, um die unterschiedliche Ausführungsform anzuzeigen. Da die Schichten aus elektrolytisch platiertem Diamant relativ dünn sein können, kann es bei manchen Anwendungen vorteilhaft sein, eine Mehrzahl alternierender Schichten aus Metall und Diamant, im allgemeinen mit 55' bezeichnet, auf der Kontaktmetallschicht 40' zu platieren. Diese Mehrzahl von Schichten bietet eine hinreichende Dicke zum schnellen und effizienten Leiten der Wärme von dem VCSEL und zum Verteilen derselben zur Dissipation. Es sollte verstanden werden, daß eine Diamantschicht als erste Isolationsschicht mit der darüber abgeschiedenen Kontaktmetallschicht 40 abgeschieden werden könnte, falls erwünscht.
  • Mit Bezug auf Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit illustriert. Bei dieser Ausführungsform wird ein Substrat 60 aus irgendeinem angebrachten Material bereitgestellt. Im allgemeinen ist das Substrat 60 Galliumarsenid (GaAs) oder dergleichen, was mit anschließend darauf aufgewachsenen Schichten kompatibel ist. Ein erster Spiegelstapel 62 an Bragg-Spiegeln wird auf eine obere Oberfläche des Substrats 60 aufgewachsen. Ein aktiver Bereich 63, welcher im allgemeinen eine Mehrzahl von Quantentöpfen sowie Mantelbereichen auf jeder Seite der Quantentöpfe aufweist, wird auf den ersten Spiegelstapel 62 aufgewachsen, und ein zweiter Spiegelstapel 64 an Bragg-Spiegeln wird auf den aktiven Bereich 63 aufgewachsen. Im allgemeinen werden der erste Spiegelstapel 62, der aktive Be reich 63 und der zweite Spiegelstapel 64 durch Epitaxie auf das Substrat 60 aufgewachsen. Der zweite Spiegelstapel 64 wird auf eine vorbestimmte Tiefe geätzt, um einen im allgemeinen kreisförmigen Grat oder Mesa 66 zu definieren.
  • Eine Schicht 70 aus Kontaktmetall wird über den End- und Seitenoberflächen des Grates oder des Mesa 66 abgeschieden und derart strukturiert, daß sie ein Lichtemissionsfenster 68 definiert. Eine Schicht 75 aus Diamant oder diamantartigem Material wird über der gesamten Struktur abgeschieden, und zwar dick genug zur Planarisierung der Struktur. Die Kontakte 71 und 72 werden über der Diamantschicht 75 durch ein angebrachtes Verfahren gebildet, um die Schicht 70 und den ersten Spiegelstapel 62 in einer normalen elektrischen Verbindung zu kontaktieren. Diese Struktur weist einige Vorteile auf, und zwar einschließlich einer dicken Schicht an diamantartigem Material zum Leiten und Verbreiten der durch den VCSEL erzeugten Wärme, und planarisierte elektrische Kontakte, welche stark die externen elektrischen Verbindungen mit den VCSEL vereinfachen.
  • Somit ist eine neuartige und verbesserte Halbleitervorrichtung mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit offenbart, welche leicht herstellbar und verwendbar ist. Die Diamantschichten können durch Elektrolyse abgeschieden werden, die nur relativ geringe Temperaturen erfordert, und deshalb nicht mit vorherigen halbleiter oder anderen Herstellungsprozessen interferiert. Im allgemeinen sorgt der Diamant für eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit mittels einer verteilten Schicht aus Diamant, welche in zusätzlichen Schritten zum Herstellungsprozess gebildet werden kann. Weiterhin fordert die neuartige und verbesserte Halbleitervorrichtung keine große und schwere Wärmesenke, da die diamantartigen Schichten effektiv und effizient die Wärme leiten und verteilen. Ebenfalls ist bei dem neuartigen und verbesserten VCSEL das diamantartige Wärmeleitfähigkeits- und -verteilungsmaterial in direktem Kontakt mit oder unmittelbar neben den wärmeerzeugenden Bereichen des VCSEL positioniert, was die Effektivität und Effizienz stark verbessert. Man wird verstehen, daß, obwohl ein spezieller VCSEL hierzu Erklärungszwecken herangezogen wird, viele weitere Typen an Halbleitervorrichtungen und VCSELs von diesen Verfahren Vorteil erlangen können.

Claims (7)

1. Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator und hoher Wärmeleitfähigkeit, welcher aufweist:
einen ersten Spiegelstapel (12), der auf der Oberfläche eines Substrats positioniert ist;
einen aktiven Bereich (13) einschließlich zumindest einer aktiven Schicht, die parallel zum und in überlagertem anstoßenden Eingriff mit dem ersten Spiegelstapel und im wesentlichen mit gleicher Erstreckung wie dieser angeordnet ist;
einen zweiten Spiegelstapel (14), der parallel zum und in überlagertem anstoßenden Eingriff mit dem aktiven Bereich angeordnet ist, wobei der zweite Spiegelstapel einen Grat oder Mesa (16) mit einer Seitenoberfläche (31) und einer oberen Oberfläche bildet; und
eine Metallkontaktschicht (40), die auf der Seitenoberfläche des Grates oder des Mesa positioniert ist;
wobei der Laser dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Metallkontaktschicht (40) ebenfalls auf Bereichen der oberen Oberfläche des Grates oder des Mesa zum Definieren eines Lichtemissionsbereichs (45) positioniert ist, und
eine Schicht (50) aus diamantartigem Material im wesentlichen die Metallkontaktschicht und den Lichtemissionsbereich (45) zum Bilden eines Wärmeleiters zur Ableitung der Wärme von dem Laser bedeckt,
wobei die Schicht (50) aus diamantartigem Material, welche den Lichtemissionsbereich (45) auf der oberen Oberfläche des Grates oder des Mesa bedeckt, gegenüber den Lichtemissionen des Lasers transparent ist.
2. Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche alternierende Schichten (55') aus Metall und diamantartigem Material, welche auf der Schicht aus diamantartigem Material (50') abgeschieden sind.
3. Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator und hoher Wärmeleitfähigkeit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (75) aus diamantartigem Material planarisiert ist und dick genug ist, um die End- und Seitenoberflächen des Grates oder Mesa zu bedecken.
4. Oberflächenemittierender Laser mit vertikalem Resonator und hoher Wärmeleitfähigkeit nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeichnet durch erste und zweite elektrische Kontakte (71, 72), welche auf einer Oberfläche der planarisierten diamantartigen Schicht angeordnet sind und sich über die planarisierte diamantartige Schicht in elektrischem Kontakt mit dem ersten bzw. zweiten Spiegelstapel erstrecken.
5. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit, welches folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Substrats (10);
Bilden eines ersten Spiegelstapels (12) auf dem Substrat, eines aktiven Bereichs (13) auf dem ersten Spiegelstapel und eines zweiten Spiegelstapels (14) auf dem aktiven Bereich, wobei der zweite Spiegelstapel in Form eines Grates oder Mesa (16) mit einer Seitenoberfläche (31) und einer oberen Oberfläche gebildet wird;
Abscheiden einer Metallkontaktschicht (40) auf der Seitenoberfläche;
wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist;
Abscheiden der Metallkontaktschicht (40) auf Bereichen der oberen Oberfläche des Grates oder Mesa (16) zum Definieren eines Lichtemissionsbereichs (45); und
Abscheiden einer Schicht aus diamantartigem Material (50) mit der Eigenschaft hoher Wärmeleitfähigkeit auf der Metallkontaktschicht und dem Lichtemissionsbereich zum Bilden eines Wärmeleiters zum Ableiten der Wärme von der Halbleitervorrichtung, wobei die Schicht (50) aus diamantartigem Material, welche den Lichtemissionsbereich (45) auf der oberen Oberfläche des Grates oder Mesa bedeckt, gegenüber Lichtemissionen des Lasers tranparent ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Schritt des Abscheidens der Schicht aus diamantartigem Material das Plattieren des diamantartigem Materials durch Elektrolyse aufweist.
7. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator mit hoher Wärmeleitfähigkeit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Plattierens des diamantartigen Materials durch Elektrolyse eine Vielzahl von alternierenden Schritten von elektrolytischem Platieren diamantartigen Materials und Metalls aufweist.
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