NL7901122A

NL7901122A - SEMICONDUCTOR LASER AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF.

Info

Publication number: NL7901122A
Application number: NL7901122A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1980-08-15
Also published as: SE8001054L; DE3003667A1; AU5537180A; GB2040552A; FR2449348A1; JPS55111192A; IT1140545B; IT8019822A0

Description

JJ

PHN 9344 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. Halfgeleiderlaser en werkwijze ter vervaardiging daarvan.PHN 9344 N.V. Philips' Incandescent lamp factories in Eindhoven. Semiconductor laser and method for its manufacture.

De uitvinding heeft betrekking op een halfgeleiderlaser met een halfgeleiderlichaam bevattende een substraat van een eerste geleidingstype, een op het substraat gelegen eerste passieve laag van het eerste geleidingstype, 5 een daarop gelegen actieve laag die zich althans ten dele binnen een door twee reflecterende oppervlakken van het lichaam gevormde resonator bevindt, en een op de actieve laag gelegen tweede passieve laag, waarbij de passieve lagen een grotere verboden bandbreedte hebben dan de actieve 10 laag, en het substraat voorzien is van een uitholling waardoor straling uittreedt, welke uitholling zich door de gehele dikte van het substraat heen uitstrekt tot aan de eerste passieve laag, en waarbij het substraat en de tweede passieve laag elk elektrisch verbonden zijn met een aan-15 sluitgeleider, tussen welke aansluitgeleiders zich een pn-overgang bevindt om ladingsdragers in de actieve laag te injecteren.The invention relates to a semiconductor laser with a semiconductor body comprising a substrate of a first conductivity type, a first passive layer of the first conductivity type situated on the substrate, an active layer lying thereon which extends at least partly within a two-reflecting surfaces of the body shaped resonator, and a second passive layer disposed on the active layer, the passive layers having a greater forbidden bandwidth than the active layer, and the substrate being provided with a cavity through which radiation emanates, which cavity extends through the entire thickness extends from the substrate to the first passive layer, and wherein the substrate and the second passive layer are each electrically connected to a terminal conductor, between which terminal conductors are a pn junction for injecting charge carriers into the active layer.

De uitvinding heeft bovendien betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van de halfgeleiderlaser.The invention also relates to a method of manufacturing the semiconductor laser.

20 Een halfgeleiderlaser van de beschreven soort is bekend uit IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED 24, No. 7j Juli 1977 bladzijden 995 tot en met 1000, in het bijzonder figuur 7· Het betreft hier een dubbele hetero-junction laser van het gebruikelijke type, met op een sub-25 straat een tussen twee passieve lagen gelegen actieve laag met een kleinere verboden bandbreedte en een andere samenstelling dan de passieve lagen, waarbij de reflecterende zijvlakken van het halfgeleiderkristal de resonatorvormen, en stroominjektie plaatsvindt vanuit een strookvormige 30 elektrode op de tweede passieve laag. In het substraat is 790 1 1 22A semiconductor laser of the type described is known from IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED 24, no. July 7, 1977 pages 995 to 1000, in particular figure 7. This concerns a double hetero-junction laser of the usual type, with an active layer situated between two passive layers with a smaller forbidden bandwidth on a substrate. and a composition other than the passive layers, wherein the reflective side faces of the semiconductor crystal form the resonator, and current injection takes place from a strip-shaped electrode on the second passive layer. In the substrate is 790 1 1 22

VV

2 PHN 9344 voor meetdoeleinden een uitholling aangebracht om ook straling loodrecht op het vlak van de actieve laag te kunnen observeren. De pn-overgang waarover ladingsdragers in de actieve laag worden geïnjecteerd wordt gevormd tussen de ac-5 tieve laag en één van de passieve lagen, en loopt in zijn geheel evenwijdig aan de laagrichting.2 PHN 9344 provided a hollow for measurement purposes to also observe radiation perpendicular to the plane of the active layer. The pn junction over which charge carriers are injected into the active layer is formed between the active layer and one of the passive layers, and runs in its entirety parallel to the layer direction.

Bij de gebruikelijke lasers met dubbele hetero-overgang, die meestal overeenkomen met de hierboven beschreven en slechts voor meetdoeleinden dienende laser, met uit-10 zondering van de uitholling in het substraat, treedt de la-serstraling uit evenwijdig aan de actieve laag, en wordt de resonator gevormd door reflecterende evenwijdige splijtvlak-ken, die de zijvlakken van het halfgeleiderkristal vormen. Deze lasers hebben een actief volume dat in één richting 15 een vrij grote lengte, in de orde van enkele honderden yum, heeft en daardoor aanleiding geeft tot longitudinale Fabry-Pérot trillingsmodi met relatief zeer geringe onderlinge golflengteverschillen waardoor het werken in één longitudinale mode wordt bemoeilijkt. Bovendien is het aan-. 20 brengen van de splijtvlakken een vrij subtiele operatie, waarvoor ook een nauwkeurige kristaloriëntatie vereist is.In the conventional double hetero transition lasers, which usually correspond to the laser described above and used for measurement purposes only, with the exception of the depression in the substrate, the laser radiation emits parallel to the active layer, and the resonator formed by reflective parallel splitting faces that form the side faces of the semiconductor crystal. These lasers have an active volume that is quite long in one direction, on the order of several hundred yum, and thereby gives rise to longitudinal Fabry-Pérot vibration modes with relatively very small wavelength differences, making working in one longitudinal mode more difficult. . Moreover, it is on. Bringing the splitting planes a rather subtle operation, which also requires an accurate crystal orientation.

- - Verder is bij deze bekende laserstrukturen de kans, dat in het vrij lange strookvormige actieve gebied kristaldefecten optreden vrij groot, terwijl de evenwijdige 25 aan de actieve laag uittredende stralingsbundel door de geringe actieve laagdikte een tamelijk grote divergentie vertoont. Verder is de bundel vaak tamelijk sterk astigmatisch.Furthermore, with these known laser structures, the probability that crystal defects occur in the fairly long strip-shaped active region is quite great, while the parallel radiation beam emerging from the active layer shows a rather large divergence due to the low active layer thickness. Furthermore, the beam is often quite astigmatic.

ï)e uitvinding beoogt onder meer een nieuwe laser-. struktuur te verschaffen met een zeer klein aktief. volume, 30 zonder gebruik van splijtvlakken, die op zeer eenvoudige wijze in combinatie met een glasvezel-lichtgeleider kan worden gemonteerd, en een stralingsbundel met zeer weinig divergentie én astigmatisme levert.The invention contemplates, inter alia, a new laser. provide structure with a very small active. volume, without the use of splitting surfaces, which can be mounted very easily in combination with a fiber optic light guide, and provides a radiation beam with very little divergence and astigmatism.

De uitvinding berust onder meer op het inzicht, 35 dat met voordeel althans een van de reflecterende vlakken van de resonator gevormd kan worden door het oorspronkelijke kristallografische grensvlak tussen twee aangrenzende half- -. *> 7901122 - 3 - * PHN 93bb .. . . ' geleiderlagen van de inrichting, in plaats van door een splijtvlak.The invention is based, inter alia, on the insight that at least one of the reflective surfaces of the resonator can advantageously be formed by the original crystallographic interface between two adjacent half-faces. *> 7901122 - 3 - * PHN 93bb ... . conductor layers of the device, rather than through a splitting plane.

Een halfgeleiderlaser van de in de aanhef vermelde soort is daartoe volgens de uitvinding daardoor ge-5 kenmerk, dat een gebied van het tweede geleidingstype zich vanaf het oppervlak van het halfgeleiderlichaam door tenminste de gehele dikte van de tweede passieve laag heen uitstrekt, en met het aangrenzende, deel van het halfgeleiderlichaam van het eerste geleidingstype een pn-overgang vormt 10 die een in projectie boven de uitholling gelegen halfge- leidergebied althans zijdelings geheel omringt en een actief volume van de actieve laag bepaalt, en dat op het genoemde oppervlak een electrodelaag is aangebracht die aansluit op het gebied van het tweede geleidingstype, waarbij een der 15 reflecterende oppervlakken van de resonator gevormd wordt door het binnen de uitholling vrijliggende optisch vlakke grensvlak tussen het substraat en de eerste passieve laag dat de bodem van de uitholling vormt.According to the invention, a semiconductor laser of the type stated in the preamble is characterized in that a region of the second conductivity type extends from the surface of the semiconductor body through at least the entire thickness of the second passive layer, and with adjacent part of the semiconductor body of the first conductivity type forms a pn junction which surrounds a semiconductor region located at least laterally in projection above the hollow and determines an active volume of the active layer, and that on said surface there is an electrode layer applied to the region of the second conductivity type, wherein one of the 15 reflective surfaces of the resonator is formed by the optically planar interface between the substrate and the first passive layer forming the bottom of the cavity exposed within the cavity.

Aangezien de resonator bij de halfgeleiderlaser 20 volgene de uitvinding niet gevormd wordt door splijtvlakken kunnen de laserkristallen die gelijktijdig op één halfge-leiderschijf vervaardigd worden op eenvoudige wijze van elkaar gescheiden worden bijvoorbeeld door zagen of breken.Since the resonator in the semiconductor laser 20 according to the invention is not formed by splitting surfaces, the laser crystals manufactured simultaneously on one semiconductor wafer can be easily separated from one another, for example by sawing or breaking.

Door het zeer kleine actieve volume bestaat weinig kans op 25 kristalfouten in dit volume. Verder kan een glasvezellicht- geleider op eenvoudige wijze binnen de uitholling worden gemonteerd, terwijl door het ten opzichte van het actieve volume relatief grote uittree-oppervlak slechts weinig divergentie optreedt. Doordat de afmetingen van het actieve 30 volume zeer klein gekozen kunnen worden is bedrijf in één stralingsmode mogelijk; in het bijzonder geldt dit ook voor de longitudinale mode, daar de uittredende bundel loodrecht op de actieve laag staat. Verder kan de drempelstroom relatief laag gehouden worden, en kunnen de laserkristallen 35 tijdens de vervaardiging, terwijl zij nog via de halfgelei- derschijf verbonden zijn, worden getest.Due to the very small active volume, there is little chance of 25 crystal errors in this volume. Furthermore, a glass fiber light guide can be mounted in a simple manner within the hollow, while due to the relatively large exit surface compared to the active volume, only little divergence occurs. Because the dimensions of the active volume can be chosen very small, operation in one radiation mode is possible; in particular this also applies to the longitudinal mode, since the exiting beam is perpendicular to the active layer. Furthermore, the threshold current can be kept relatively low, and the laser crystals 35 can be tested during manufacture while they are still connected via the semiconductor disk.

De voornaamste uitvoeringsvormen van de halfge- Λ 7901122 . 4 PHN 92,hh · leiderlaser volgens de uitvinding kunnen onderscheiden worden in twee voorkeursuitvoeringen.The main embodiments of the semi-finished 7901122. 4 PHN 92, hh leader laser according to the invention can be distinguished in two preferred embodiments.

Een eerste uitvoeringsvorm is daardoor gekenmerkt, dat de actieve laag en de tweede passieve laag beide.A first embodiment is characterized in that the active layer and the second passive layer are both.

5 van het eerste geleidingstype zijn en dat het gebied van het tweede geleidingstype zich door de actieve laag heen uitstrekt en met de actieve laag een dwars door deze laag lopende pn-overgang vormt die een boven de uitholling gelegen deel van de actieve laag en de tweede passieve laag om-10 ringt.5 are of the first conductivity type and that the region of the second conductivity type extends through the active layer and with the active layer forms a p-n junction extending transversely through this layer, which part of the active layer and the second is situated above the hollow passive layer surrounds-10.

Volgens een tweede voorkeursuitvoering is de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de pn-overgang het gebied van het tweede geleidihgs-type binnen het halfgeleiderlichaam geheel omsluit en in 15 hoofdzaak evenwijdig aan de actieve laag loopt.According to a second preferred embodiment, the semiconductor laser according to the invention is characterized in that the p-n junction completely encloses the region of the second conductivity type within the semiconductor body and runs substantially parallel to the active layer.

Een bijzonder geschikte werkwijze ter vervaardiging van de halfgeleiderlaser is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat op een halfgeleidersubstraat van een eerste geleidingstype achtereenvolgens ten minste een 20 eerste passieve halfgeleiderlaag, een actieve halfgeleiderlaag en een tweede passieve halfgeleiderlaag, alle van het eerste geleidingstyp'e, worden aangegroeid waarbij het materiaal van de passieve lagen een grotere verboden bandbreedte heeft dan dat van de actieve laag, dat vervolgens 25 een halfgeleidergebied van het tweede geleidingstype wordt gevormd dat 'zich vanaf het tegenover het substraat gelegen oppervlak tenminste tot aan de actieve laag uitstrekt en met het aangrenzende gebied van het eerste geleidingstype een pn-overgang vormt die een aan het oppervlak grenzend 30 gebied althans zijdelings omringt, dat in het substraat een uitholling wordt geëtst door middel van een etsproces waardoor het materiaal van de eerste passieve laag niet wordt aangetast, welk etsproces wordt voortgezet tot op de bodem van de uitholling een deel van het oorspronkelijke grens-35 vlak tus sen het substraat en de eerste passieve laag is blootgelegd, waarbij de uitholling wordt aangebracht tegenover het genoemde door de pn-overgang omringde gebied, en 7901122 ' 5 PHN 93bb dat het substraat en het tweede gebied van elektrodelagen worden voorzien.A particularly suitable method of manufacturing the semiconductor laser according to the invention is characterized in that on a semiconductor substrate of a first conductivity type, successively at least a first passive semiconductor layer, an active semiconductor layer and a second passive semiconductor layer, all of the first conductivity type, where the material of the passive layers has a larger forbidden bandwidth than that of the active layer, which is then formed into a second conduction type semiconductor region extending from the surface opposite the substrate at least to the active layer, and with the adjacent region of the first conductivity type forming a pn junction at least laterally surrounding a surface adjacent region, a recess is etched into the substrate by an etching process whereby the material of the first passive layer is not affected, which etching process is continued until at the bottom of the cavity, a portion of the original boundary plane between the substrate and the first passive layer is exposed, the cavity being placed opposite said region surrounded by the pn junction, and 7901122 ' PHN 93bb that the substrate and the second region are provided with electrode layers.

De uitvinding zal thans nader worden toegèlicht aan de hand van de tekening, waarin 5 Figuur 1 schematisch in dwarsdoorsnede een eerste uitvoeringsvorm van de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding toont,The invention will now be further elucidated with reference to the drawing, in which Figure 1 shows schematically in cross section a first embodiment of the semiconductor laser according to the invention,

Figuur 2 tot en met 5 schematisch in dwarsdoorsnede opeenvolgende stadia van vervaardiging van de halfge-10 leiderlaser volgens Figuur 1 tonen enFigures 2 through 5 schematically show successive stages of fabrication of the semiconductor leader laser of Figure 1 in cross-section, and

Figuur 6 schematisch in dwarsdoorsnede een tweede uitvoeringsvorm van de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding toont.Figure 6 shows schematically in cross section a second embodiment of the semiconductor laser according to the invention.

De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend, 15 waarbij in het bijzonder de afmetingen in de dikte vergroot zijn weergegevn terwille van de duidelijkheid. Overeenkomstige delen zijn in de regel met dezelfde verwijzings-cijfers aangeduid; halfgeleidergebieden van hetzelfde ge-leidingstype zijn in dezelfde richting gearceerd.The figures are schematic and not drawn to scale, the dimensions in particular being increased in thickness for the sake of clarity. Corresponding parts are generally designated by the same reference numerals; semiconductor regions of the same conductor type are shaded in the same direction.

20 Figuur 1 toont schematisch in dwarsdoorsnede een halfgeleiderlaser volgens de uitvinding. De laser heeft een halfgeleiderlichaam 1 dat een substraat 2 bevat van een eerste geleidingstype, in dit voorbeeld een n-type substraat vangalliumarsenide (GaAs). Op dit substraat 2 ligt een eer-25 ste passieve laag 3» eveneens van het n-geleidingstype, in dit voorbeeld een lO^um dikke laag van n-type gallium-alu-miniumarsenide met 30 atoomprocenten aluminium, dus met een samenstelling Gan „Al „As en met een doteringsconcentratieFigure 1 shows schematically in cross-section a semiconductor laser according to the invention. The laser has a semiconductor body 1 which contains a substrate 2 of a first conductivity type, in this example an n-type substrate of gall arsenide (GaAs). On this substrate 2 there is a first passive layer 3, also of the n-conductivity type, in this example a 10 µm thick layer of n-type gallium-aluminum-arsenide with 30 atomic percent aluminum, i.e. with a composition of Al „As and with a doping concentration

”5/ J O5 / JO

van 5·10 tin atomen per cm . Op de eerste passieve laag 30 3 ligt een actieve laag b, in dit voorbeeld van galliumarse- nide, met een dikte van 0,5^um, welke actieve laag zich voor een deel binnen een later te bespreken resonator bevindt.of 5 · 10 tin atoms per cm. On the first passive layer 30 3 an active layer b, in this example of gallium arsenide, has a thickness of 0.5 µm, which active layer is located partly within a resonator to be discussed later.

Op de actieve laag b ligt een tweede passieve 35 laag 5» met een samenstelling Gan -Al» „As, en een dikte van 2 ^um. De passieve lagen 3 en 5 hebben beide een grotere verboden bandbreedte dan de actieve laag b, waardoor de ge- 790 1 1 22 6 PHN 93kb injekteerde ladingsdragers binnen het halfgeleiderlichaam praktisch tot de actieve laag worden beperkt.On the active layer b is a second passive layer 5, with a composition of Gan-Al »As, and a thickness of 2 µm. The passive layers 3 and 5 both have a larger forbidden bandwidth than the active layer b, practically limiting the charge carriers injected within the semiconductor body to the active layer.

Het substraat 2 is voorzien van een uitholling 6 waardoor de straling volgens de pijl 7 uittreedt, De uit-5 holling 6 is in dit voorbeeld rotatiesymmetrisch met de lijn MM' als symmetrie-aS, zodat de doorsnede van de uitholling evenwijdig aan de laagrichting cirkelvormig is. De uitholling 6 strekt zich door de gehele dikte van het substraat 2 heen uit tot aan de eerste passieve laag 3· Het substraat 10 2 en de tweede passieve laag 5 zijn elk elektrisch ver bonden met een aansluitgeleider, namelijk het substraat 2 met een elektrodelaag 8 en de tweede passieve laag 5 niet een elektrodelaag 9· Tussen de aansluitgeleiders 8 en' 9 bevindt zich een pn-overgang 10 om ladingsdragers, in dit geval 15 gaten, in de actieve laag k te injecteren.The substrate 2 is provided with a recess 6 through which the radiation emerges according to the arrow 7. The recess 5 in this example is rotationally symmetrical with the line MM 'as symmetry-aS, so that the cross-section of the recess parallel to the layer direction is circular. is. The recess 6 extends through the entire thickness of the substrate 2 up to the first passive layer 3. The substrate 10 2 and the second passive layer 5 are each electrically connected to a connection conductor, namely the substrate 2 with an electrode layer 8. and the second passive layer 5 is not an electrode layer 9. Between the connecting conductors 8 and 9, there is a pn junction 10 for injecting charge carriers, in this case 15 holes, into the active layer k.

Volgens de uitvinding strekt zich vanaf* het oppervlak van het halfgeleiderlichaam door tenminste de gehele dikte van de tweede passieve laag 5 heen een gebied van het tweede1geleidingstype, in dit voorbeeld een p-typege-20 bied 11, uit, dat met het aangrenzende deel van het halfgeleiderlichaam van het eerste, n-, geleidingstype een pn-overgang 10 vormt die een in projectie boven de uitholling 6 gelegen, in dit voorbeeld eveneens rotatiesymmetrisch om de lijn MM’ liggend halfgeleidergebied, gevormd door de ac-25 tieve laag k en de tweede passieve laag 5> zijdelings geheel omringt en een actief volume 4A van de actieve laag h bepaalt. Verder is volgens de uitvinding op het oppervlak een elektrodelaag 9 aangebracht die aansluit op het gebied 11, waarbij de resonator gevormd wordt enerzijds door het bin-30 nen de uitholling 6 vrijliggende reflecterende, optisch vlakke grensvlak 12 tussen het substraat 2 en de eerste passieve laag 3> dat de bodem van de uitholling vormt, en anderzijds door het oppervlak van de tweede passieve laag 5·According to the invention, a region of the second conductivity type, in this example a p-type region 11, extends from the surface of the semiconductor body through at least the entire thickness of the second passive layer 5, with the adjacent part of the semiconductor body of the first, n, conductivity type forms a pn junction 10 which is located in a projection above the hollow 6, in this example also rotationally symmetrical about the line MM ', semiconductor region formed by the active layer k and the second passive layer 5> laterally completely surrounds and determines an active volume 4A of the active layer h. Furthermore, according to the invention, an electrode layer 9 is provided on the surface, which connects to the region 11, the resonator being formed on the one hand by the reflective, optically flat interface 12 exposed within the hollow 6, between the substrate 2 and the first passive layer. 3> which forms the bottom of the recess, and on the other hand by the surface of the second passive layer 5 ·

In de hierbeschreven uitvoeringsvorm van de halfgeleider-. · 33 laser volgens de uitvinding zijn de actieve laag k en de tweede passieve laag 5 beide van het eerste geleidingstype, in dit voorbeeld dus n-type geleidend. De laag k heeft in 790 1 1 22 17 7 PHN 9344 dit voorbeeld een doteringsconcentratie van 5*1° tin a_ 3 17 tomen per cm , de laag 5 eveneens van 5*10 tinatomen perIn the embodiment of the semiconductor described herein. 33 laser according to the invention, the active layer k and the second passive layer 5 are both of the first conductivity type, in this example therefore n-conductive. The layer k in 790 1 1 22 17 7 PHN 9344 this example has a doping concentration of 5 * 1 ° tin a_ 3 17 atoms per cm, the layer 5 also of 5 * 10 tin atoms per

OO

cm . Het gebied 11 strekt zich door de actieve laag 4 heen uit, en vormt met deze laag 4 een dwars door deze laag lo-5 pende pn-overgang.cm. The region 11 extends through the active layer 4, and with this layer 4 forms a p-n transition extending through this layer.

Op het gebied 11 van het tweede geleidingstype bevindt zich in deze uitvoeringsvorm een halfgeleidende contactlaag 13 van p-type galliurnarsenide met een dikte van 17 3 ongeveer 1 ^um en een dotering van 5·10 tinatomen per cm . 10 Deze contactlaag 13 bevat een boven de uitholling 6 gelegen opening die zich tot aan de tweede passieve laag 5 uitstrekt. Het gebied 11 strekt zich door de gehele contactlaag 13 heen uit.In the second conductivity type region 11, there is in this embodiment a semiconducting contact layer 13 of p-type gallurnarsenide having a thickness of about 1 µm and a doping of 5 · 10 tin atoms per cm. This contact layer 13 comprises an opening located above the hollow 6, which extends to the second passive layer 5. The region 11 extends through the entire contact layer 13.

Verder bestaat in dit voorbeeld het substraat 2 15 uit een 80 /urn dik dragerlichaam 14 met een dotering van 18 8 10 siliciumatomen/crir waarop een 3 yum dikke epitaxiale laag 15 van hetzelfde materiaal en hetzelfde geleidingstype, 17 in dit voorbeeld met een doteringsconoentrafcie van 5-10 tinatomen/cnr is aangebracht. Het grensvlak 12, dat als re-20 flector wordt gebruikt, is dan een grensvlak tusse: twee e- pitaxiale lagen en vertoont daardoor minder onvolkomenheden dan het grensvlak tussen een dragerlichaam en de eerste daarop aangegroeide epitaxiale laag. Het is echter ook mogelijk, voor het substraat 2 een éénkristallijn halfge-25 leiderplaatje zónder epitaxiale laag te gebruiken.Furthermore, in this example, the substrate 2 consists of an 80 µm thick support body 14 with a doping of 18 8 silicon atoms / cream on which a 3 µm thick epitaxial layer 15 of the same material and the same conductivity type, 17 in this example with a doping ratio of 5-10 tin atoms / cnr is provided. The interface 12, which is used as a reflector, is then an interface between two epitaxial layers and therefore exhibits fewer imperfections than the interface between a support body and the first epitaxial layer grown thereon. However, it is also possible to use a single crystalline semiconductor wafer without an epitaxial layer for the substrate 2.

Het oppervlak van het deel 5-A- van de laag 5 is in dit voorbeeld bedekt met een dielektrische laag 16, en de elektrodelaag 9 is aangebracht op de contactlaag 13 en de isolerende laag 16. Door de aanwezigheid van de laag 16 30 kan bij het aanbrengen van de elektrodelaag 9 en de daarbij optredende verhitting het oppervlak van het gebied 5A niet door legeereffecteri worden beschadigd, zodat een zo vlak mogelijk oppervlak wordt behouden. De laag 16 heeft bij voorkeur een dikte praktisch gelijk aan een halve golflengte 35 van de laserstraling in het materiaal van de laag 16. De reflectie aan de elektrodelaag 9 is dan vrijwel gelijk aan die welke verkregen zou worden wanneer de laag 9 direct op 7901122 8 PHN 9344 het halfgeleideroppervlak zou zijn aangebracht. De laag 16 kan bijvoorbeeld uit siliciumoxyde of siliciumnitride bestaan, of uit een opeenvolging van deellagen met verschillende samenstelling.In this example, the surface of the part 5-A- of the layer 5 is covered with a dielectric layer 16, and the electrode layer 9 is applied to the contact layer 13 and the insulating layer 16. Due to the presence of the layer 16, the application of the electrode layer 9 and the resulting heating do not damage the surface of the region 5A by alloying effects, so that the surface which is as flat as possible is retained. The layer 16 preferably has a thickness substantially equal to half a wavelength 35 of the laser radiation in the material of the layer 16. The reflection on the electrode layer 9 is then almost equal to that which would be obtained if the layer 9 is directly on 7901122. PHN 9344 would have provided the semiconductor surface. The layer 16 can for instance consist of silicon oxide or silicon nitride, or of a succession of partial layers of different composition.

5 Het is bij de uitvoering van figuur 1 echter niet nodig dat de elektrodelaag 9 ook boven het gebied 5-A. wordt aangebracht, aangezien de stroomtoevoer via het gebied 11 plaatsvindt. Het oppervlak van het gebied 5-A- kan desgewenst geheel vrij liggen, of slechts bedekt zijn met een reflectie-10 verhogende laag, terwijl tenslotte in de uitvoering volgens figuur 1 de laag 16 ook geheel kan worden weggelaten.However, in the embodiment of Figure 1, it is not necessary that the electrode layer 9 also be above the region 5-A. is applied, since the power is supplied via the region 11. The surface of the region 5-A- can, if desired, lie completely free, or be covered only with a reflection-enhancing layer, while finally, in the embodiment according to Figure 1, the layer 16 can also be omitted entirely.

Ook kan de bodem 12 van de uitholling .6 met voordeel voorzien worden van een reflec fcieverhogende laag 17· Dit kan een, uit één of meer op elkaar gelegen lagen 15 gevormde, dielektrische laag zijn, of een zeer dunne metaal-laag, bijvoorbeeld een goudlaag met een dikte van bijvoorbeeld 10 nm, die voldoende doorlatend is voor de uittredende straling.The bottom 12 of the recess .6 can also advantageously be provided with a reflection-enhancing layer 17. This can be a dielectric layer formed of one or more superimposed layers 15 or a very thin metal layer, for example a gold layer with a thickness of, for example, 10 nm, which is sufficiently transmissive for the radiating radiation.

De grootste afmeting van het actieve volume 4a 20 van de actieve laag 4 in elkp richting evenwijdig aan de loogrichting, in dit voorbeeld dus de diameter van het schijfvormige deel 4a, bedraagt hier 10yum en bedraagt in het algemeen bij voorkeur ten hoogste lOO^um. Bij een dergelijk klein actief volume is de kans op het voorkomen van 25 kristalfouten daarin vrijwel verwaarloosbaar.The largest dimension of the active volume 4a 20 of the active layer 4 in any direction parallel to the lye direction, in this example therefore the diameter of the disc-shaped part 4a, here is 10 µm and is generally preferably at most 100 µm. With such a small active volume, the probability of the occurrence of crystal errors therein is virtually negligible.

De beschreven halfgeleiderlaser levert bij het aanleggen van een spanning in de doorlaatrichting tussen de elektrodelagen 8 en 9 boven een bepaalde drempelstroom een stralingsbundel 7 met zeer weinig divergentie en astigmatis-30 me op. Op zeer eenvoudige wijze kan koppeling met een licht-geleider, bijvoorbeeld een glasvezel-lichtgeleider, worden verkregen door deze met een uiteinde in de uitholling 6 te monteren.The described semiconductor laser, when applying a voltage in the forward direction between the electrode layers 8 and 9 above a certain threshold current, produces a radiation beam 7 with very little divergence and astigmatics. Coupling with a light guide, for example a glass fiber light guide, can be obtained in a very simple manner by mounting it with one end in the recess 6.

Doordat de afstand tussen de reflecterende vlak-35 ken 12 en 18 slechts ongeveer 13^um bedraagt, treedt bij de beschreven halfgeleiderlaser slechts één longitudinale Fabry- 7901122 9 \ ' PHN 93hk #· Pérot stralingsmode op, in tegenstelling tot de meeste bekende lasers, waar de afstand tussen de reflecterende vlakken in het algemeen enkele honderdén^um bedraagt.Since the distance between the reflecting surfaces 12 and 18 is only about 13 µm, in the described semiconductor laser only one longitudinal Fabry-7901122 9 \ 'PHN 93hk # · Pérot radiation mode occurs, unlike most known lasers, where the distance between the reflecting surfaces is generally several hundred µm.

Een verder voordeel van de halfgeleiderlaser 5 volgens de uitvinding is, dat de dikte van de actieve en passieve lagen een minder grote rol speelt dan bij bekende halfgeleiderlasers. Wat betreft de actieve laag treedt er namelijk een zekere compensatie op doordat bij dezelfde stroom door de laser, bij een dunnere actieve laag de 10 concentratie aan ladingsdragers in het actieve volume, dus ook de versterking, groter is, maar deze versterking over een korter traject ( de dikte van de actieve laag) optreedt, en omgekeerd. Hoewel deze tegengesteld werkende effecten niet in dezelfde mate van de dikte van de actie-15 ve laag afhangen, wordt door deze gedeeltelijke compensatie de tolerantie voor de laagdikte toch groter dan bij bekende, in de laagrichting stralende lasers. Wat betreft de dikte van de passieve lagen, deze bepaalt tezamen met de dikte van de actieve laag de golflengte-afstand van 20 naburige longitudinale modi en heeft een vrij ruime tolerantie .A further advantage of the semiconductor laser 5 according to the invention is that the thickness of the active and passive layers plays a less important role than with known semiconductor lasers. With regard to the active layer, a certain compensation occurs because with the same current through the laser, with a thinner active layer, the concentration of charge carriers in the active volume, including the gain, is greater, but this gain over a shorter range. (the thickness of the active layer) occurs, and vice versa. Although these counteracting effects do not depend to the same extent on the thickness of the active layer, this partial compensation still increases the tolerance for the layer thickness than with known lasers radiating in the layer direction. As for the thickness of the passive layers, together with the thickness of the active layer, it determines the wavelength distance of 20 adjacent longitudinal modes and has a fairly wide tolerance.

De drempelstroomdichtheid van de laserstruktuur volgens de uitvinding is relatief hoog. Dit vindt onder meer zijn oorzaak in het feit, dat het gebied waarover 25 versterking optreedt, dat wil zeggen de laagdikte, slechts zeer klein is en in dit actieve gebied de concentratie aan ladingsdragers dus zeer groot moet zijn.The threshold current density of the laser structure according to the invention is relatively high. This is partly due to the fact that the area over which reinforcement occurs, ie the layer thickness, is only very small and the concentration of charge carriers in this active area must therefore be very large.

Aangezien de afmetingen van het actieve volume klein is zal echter de drempelstroom toch laag zijn; bij 30 een contactdiameter van 5/um zal deze in de orde van 40 mA zijn in afwezigheid van de lagen 16 en 17· Door de werking van deze reflectieverhogende lagen kan de drempelstroom nog aanzienlijk worden verlaagd.However, since the size of the active volume is small, the threshold current will still be low; at 30 a contact diameter of 5 µm it will be of the order of 40 mA in the absence of layers 16 and 17 · The threshold current can be considerably lowered by the action of these reflection-enhancing layers.

Zoals eerder gezegd is de dikte van de actie-35 ve en passieve lagen voor de werking van de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding relatief minder belangrijk.As mentioned earlier, the thickness of the active and passive layers for the operation of the semiconductor laser according to the invention is relatively less important.

7901122 PHN 9344 * 107901122 PHN 9344 * 10

De totale dikte van de actieve en passieve lagen 3, 4 en 5 echter, die de lengte van de laser tussen de reflecterende vlakken 12 en 18 vormt, wordt bij voorkeur tenminste gelijk aan 5yurn en ten hoogste gelijk aan 20^um geko-5 zen. Bij een grotere totale dikte komen de golflengten van de longitudinale Fabry-Pérot modes zo dicht bij elkaar te liggen, dat gevaar voor het optreden van meerdere longitudinale stralingsmodi ontstaat. Bij een kleinere totale dikte dan ongeveer 5^um komen de golflengten van 10 naburige modi zover uiteen te liggen, dat het zou kunnen gebeuren dat er geen enkele mode binnen het versterkings-profiel (dat een breedte heeft in de orde van 20 nm) valt. De modeafstand Δλ voor een totale laagdikte van 13yum bij het beschreven uitvoeringsvoorbeeld bedraagt ongeveer 7 nm5 15 de golflengte van de uitgezonden straling bedraagt ongeveer 900 nm. De halfgeleiderlaser volgens Figuur 1 kan volgens de uitvinding op de volgende wijze worden vervaardigd, zie Fig. 2 t/m 5· Uitgegaan wordt bijvoorbeeld van een halfgeleiderschijf 14 van galliumarsenide van een 20 eerste, in dit voorbeeld n-geleidingstype met een dotering 18 3 van 10 silicium-atomen per cnr en een dikte van ongeveer 300yum. Daarop wordt bijvoorbeeld door aangroeien vanuit de vloeibare phase een 5/um dikke laag 15 van n-type GaAs /*17 3 met een dotering van 5*10 ' tin-atomen/cnr aangegroeid.However, the total thickness of the active and passive layers 3, 4 and 5, which forms the length of the laser between the reflecting surfaces 12 and 18, is preferably chosen to be at least equal to 5 µm and at most equal to 20 µm . With a greater overall thickness, the wavelengths of the longitudinal Fabry-Pérot modes become so close to each other that there is a danger of the occurrence of several longitudinal radiation modes. At a total thickness less than about 5 µm, the wavelengths of 10 neighboring modes diverge so much that it is possible that no mode falls within the gain profile (which has a width in the order of 20 nm) . The mode distance Δλ for a total layer thickness of 13 µm in the described exemplary embodiment is about 7 nm, the wavelength of the emitted radiation is about 900 nm. The semiconductor laser according to Figure 1 can be manufactured according to the invention in the following manner, see Fig. 2 to 5 · It is assumed, for example, that a semiconductor wafer 14 of gallium arsenide of a first 20, in this example n-conductivity type, with a doping 18 of 10 silicon atoms per cm and a thickness of approximately 300 µm. For example, a 5 µm thick layer 15 of n-type GaAs / * 17 3 with doping of 5 * 10 'tin atoms / cm 2 is grown thereon by growth from the liquid phase.

25 Het achtereenvolgens aangroeien van epitaxiale lagen uit de vloeibare fase is een algemeen bekende techniek; hiertoe kan bijvoorbeeld verwezen worden naar het boek van D.Elwell en H.J.Scheel, Crystal Growth from High Temperature Solutions, Academic Press 1975» biz. 433 t/m 467· 30 Op het zo verkregen substraat 2 van n- type galliumarsenide, bestaande uit de lagen 14 en 15» worden achtereenvolgens, zonder de schijf uit de aangroei- apparatuur te verwijderen, een laag 3 van n-type Gan „ 0,7Successive growth of epitaxial layers from the liquid phase is a well known technique; for this, reference may be made, for example, to the book by D. Elwell and H.J.Scheel, Crystal Growth from High Temperature Solutions, Academic Press 1975 »biz. 433 to 467 · 30 On the thus obtained substrate 2 of n-type gallium arsenide, consisting of the layers 14 and 15 »successively, without removing the disk from the growth equipment, a layer 3 of n-type Gan„ 0.7

Aln „ As met een dikte van 10 /um en een dotering van o,j .j~ /3' 35 5*10 tinatomen/cnr, een laag 4 van n-type Ga As 17 met een dikte van 0,5^um en een dotering van 5·10 tin- 7901122 11 - •j* PHN 9344Aln „As with a thickness of 10 µm and a doping of j, ~ ~ / 3/3 5 5 * 5 * * 5 5 5 10 5 10 omen omen omen c,,, 4 4 Ga Ga Ga Ga As As As As As As As As As As As As As As As met and a doping of 5 · 10 tin-7901122 11-PHN 9344

OO

atomen/cm^, een laag 5 van. n-type Ga _ Aln _ As met een 0 ? / u Ό, J λ dikte van 2 ^um en een dotering van 5.10 ' tin-atomen/cnr en een laag 13 van n-type Ga As met een dikte van 1 ,um 17 / 3 / en een dotering van 5*10 tin-atomen/cm aangebracht.atoms / cm ^, a layer of 5. n-type Ga _ Aln _ As with a 0? / u Ό, J λ thickness of 2 um and a doping of 5.10 'tin atoms / cnr and a layer 13 of n-type Ga As with a thickness of 1 um 17/3 / and a doping of 5 * 10 tin atoms / cm.

5 Vervolgens wordt een halfgeleidergebied 11 van het tweede (p-)geleidingstype gevormd, zie Fig. 2. Dit kan op verschillende wijze geschieden. In dit voorbeeld wordt daartoe op het oppervlak onder toepassing van algemeen bekende depositie - en fotolithografische etstechnieken een 10 eiland 20 van siliciumnitride aangebracht. Daarna wordt zink ingediffundeerd ter vorming van het p-type gebied 11, waarbij.het siliciumnitride 20 als maskering tegen de diffusie dient. Deze diffusie kan bijvoorbeeld geschieden in een geëvacueerde capsule met Zn As^ als bron bij ongeveer 15 800°C. Het is echter ook heel goed mogelijk het gebied 11 op andere wijze aan te brengen. Zo kan bijvoorbeeld daar, waar het gebied 11 gevormd moet worden, het materiaal van de lagen 3, 4, 5 en 13 verwijderd worden, en vervangen worden door via epitaxiale aangroeing verkregen p-type 20 halfgeleidermateriaal, bijvoorbeeld p-type gallium-aluminium-arsenide .Next, a semiconductor region 11 of the second (p) conductivity type is formed, see Fig. 2. This can be done in different ways. In this example, an island 20 of silicon nitride is applied to the surface using generally known deposition and photolithographic etching techniques. Zinc is then diffused to form the p-type region 11, the silicon nitride 20 serving as masking against the diffusion. This diffusion can, for example, take place in an evacuated capsule with Zn As 2 as a source at about 15 800 ° C. However, it is also quite possible to arrange the area 11 in a different manner. For example, where region 11 is to be formed, the material of layers 3, 4, 5 and 13 can be removed and replaced with epitaxial fouling p-20 semiconductor material, e.g. p-type gallium-aluminum. arsenide.

Vervolgens wordt in dit voorbeeld, ofschoon dit niet volstrekt noodzakelijk is, in de laag 13 een opening aangebracht. Daartoe wordt het nitride 20 door middel van 25 heet fosforzuur verwijderd, waarna door middel van bekende depositie- en fotolithografische etstechnieken een masker 21 van siliciumoxyde wordt aangebracht (zie Fig. 3)· Door 3 etsen met bijvoorbeeld een oplossing bestaande uit 25 cm waterstofperoxyde van 30 volumen $>, 25 cnr water en 0,5 cnr 30 NH^OH van 30 volumen $, die wel galliumarsenide maar geen gallium-aluminiumarsenide aantast wordt een opening in de laag 13 geëtst waarvan de bodem met het grensvlak tussen de lagen 5 en 13 samenvalt en optisch vlak is.Subsequently, in this example, although this is not absolutely necessary, an opening is provided in the layer 13. To this end, the nitride 20 is removed by means of hot phosphoric acid, after which a mask 21 of silicon oxide is applied by means of known deposition and photolithographic etching techniques (see Fig. 3). · By 3 etching with, for example, a solution consisting of 25 cm hydrogen peroxide of 30 volumes $>, 25 cnr water and 0.5 cnr 30 NH ^ OH of 30 volumes $, which does attack gallium arsenide but not gallium aluminum arsenide, an opening is etched in the layer 13, the bottom of which interfaces with the layers 5 and 13 coincides and is optically flat.

Vervolgens wordt over het geheel een silicium-35 nitridelaag 16 aangebracht, zie Fig. 3. Deze laag 16 heeft een dikte van ongeveer 0,45yum hetgeen overeenkomt met on-· 790 1 1 22 PHN 9344 * .12 geveer een halve golflengte van de laserstraling binnen het nitride. Dan wordt de oxydelaag 21 met de daarop liggende delen van de laag 16 door etsen verwijderd, waarna een metaallaag 9 wordt neergeslagen (zie Fig. 4), die in 5 dit voorbeeld uit een 50 nm dikke chroomlaag,een daarop gelegen 100 nm dikke platinalaag en een daarop liggende 50 nm dikke goudlaag is samengesteld. De laag 9 kan echter ook uit andere metalen bestaan.Then a silicon-nitride layer 16 is applied on the whole, see Fig. 3. This layer 16 has a thickness of about 0.45 µm which corresponds to about 790 1 1 22 PHN 9344 * .12 about half a wavelength of the laser radiation within the nitride. Then the oxide layer 21 with the parts of the layer 16 lying thereon is removed by etching, after which a metal layer 9 is deposited (see Fig. 4), which in this example consists of a 50 nm thick chrome layer, a 100 nm thick platinum layer lying thereon. and a 50 nm thick gold layer thereon is composed. However, the layer 9 can also consist of other metals.

Zoals eerder vermeld kan de laag 16 desgewenst, 10 echter ten koste van een minder perfect reflecterend oppervlak, achterwege gelaten worden.As mentioned earlier, the layer 16 can be omitted if desired, however at the expense of a less perfectly reflective surface.

. De metaallaag 9 wordt bij voorkeur bij 350° gedurende enkele minuten ingebakken. Door slijpen en etsen wordt aan de substraatzijde de dikte van de halfgeleider-15 schijf gereduceerd tot een totale dikte van ongeveer 100^um is bereikt. Daarna wordt aan de substraatzijde op het oppervlak een elektrodelaag 8 (zie Fig. 5)» bestaande bijvoorbeeld uit een goud-germanium-nikkellegering aangebracht, en ingebakken bij 425^ gedurende enkele minuten. Daarvan 20 wordt in het substraat een uitholling 6 geëtst. Daartoe wordt, na ïnaskeren van de elektrodelaag 8 met een fotolak-masker, eerst binnen een opening met een diameter van onge-. veer 150yum ter plaatse van de aan te brengen uitholling de laag 8 verwijderd. Vervolgens wordt een nieuw fotolakmas-25 ker met kleinere opening aangebracht, en door etsen met dezelfde etsvloeistof als gebruikt werd- voor het wegetsen van de laag 13» het GaAs-substraat 2 verwijderd waarbij , aangezien dit etsmiddel gallium-aluminiumarsenide niet aantast, op de bodem van de uitholling een deel van het 30 oorspronkelijke grensvlak 12 tussen het substraat 2 en de laag 3 wordt blootgelegd. De uitholling 6 wordt tegenover de in de laag 13 geëtste opening, dus tegenover het door de pn-overgang 10 omringde gebied van de lagen 4 en 5 aangebracht .. The metal layer 9 is preferably baked at 350 ° for several minutes. Grinding and etching on the substrate side reduce the thickness of the semiconductor 15 disk until a total thickness of about 100 µm is reached. Then, on the substrate side, an electrode layer 8 (see Fig. 5) »consisting, for example, of a gold-germanium-nickel alloy, is applied to the surface and baked at 425 µ for several minutes. A recess 6 thereof is etched into the substrate. For this purpose, after masking the electrode layer 8 with a photoresist mask, it is first placed inside an opening with a diameter of approximately. at the location of the hollow to be applied, the spring 150 yum removed the layer 8. Then a new photoresist mask with smaller opening is applied, and by etching with the same etching liquid used for etching away the layer 13, the GaAs substrate 2 is removed, since, since this etchant does not attack gallium-aluminum arsenide, the bottom of the recess, part of the original interface 12 between the substrate 2 and the layer 3 is exposed. The recess 6 is placed opposite the opening etched in the layer 13, i.e. opposite the area of the layers 4 and 5 surrounded by the pn junction 10.

35 Nadat desgewenst binnen de opening 6 op het 7901122 ·* 13 PHN 9344 oppervlak 12 nog een reflectieverhogende laag 17, als eerder vermeld is aangebracht, is hiermede de halfgeleider-laser van Figuur 1 verkregen.After, if desired, within the opening 6 on the 7901122 * 13 PHN 9344 surface 12, a reflection-enhancing layer 17, as mentioned before, has been applied, the semiconductor laser of Figure 1 is obtained.

Het zal duidelijk zijn dat op éénzelfde halfge-5 leiderschijf gelijktijdig vele laserstrukturen kunnen worden aangebracht, die vervolgens bijvoorbeeld door zagen, breken of etsen van elkaar worden gescheiden. Een belangrijk voordeel van de uitvinding is daarbij, dat de lasers reeds tijdens de fabricage, terwijl zij nog aan elkaar 10 vastzitten, kunnen worden getest.It will be clear that many laser structures can be applied to the same semiconductor disk simultaneously, which are subsequently separated from one another, for example by sawing, breaking or etching. An important advantage of the invention is that the lasers can be tested already during manufacture, while they are still attached to each other.

Behalve de tot hiertoe beschreven struktuur kan de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding nog andere in strukturen vertonen. Een belangrijke variant is^/dwarsdoorsnede weergegeven in Figuur 6. Bij deze uitvoeringsvorm 15 is het gebied 11 van het tweede (p-) geleidingstype zo aangebracht, dat de pn-overgang 10 het gebied 11 binnen het halfgeleiderlichaam geheel omsluit. De pn-overgang 10 loopt daarbij in hoofdzaak evenwijdig aan de actieve laag 4. Het gebied 11 strekt zich tenminste"tot aan de actieve 20 laag uit en kan zich, zoals in Figuur 6 getekend, tot in de actieve laag, of tot even voorbij de actieve laag in de laag 3 uitstrekken. Bij deze uitvoering is de elektro-delaag 9 buiten het gebied 11 door een isolerende laag, bijvoorbeeld een siliciumoxydelaag, van het halfgeleider-25 oppervlak gescheiden, terwijl de actieve laag hier een hogere dotering heeft dan in Figuur 1 aangezien hier de injectie van elektronen vanuit de laag 4 in het gebied 11 de laserwerking bepaalt, in het bijzonder wanneer het gebied 11 zich door de gehele dikte van de laag 4 heen uit-30 strekt, in welk geval het actieve volume geheel p-type geleidend is. De dotering van de laag 4 bedraagt hier dan 18 3 ook bijvoorbeeld 5· 10 telluur-atomen/cni . De overige afmetingen, laagdikten en doteringsconcentraties kunnen desgewenst dezelfde zijn als in de uitvoering van Figuur 33 1.In addition to the structure described so far, the semiconductor laser according to the invention may have other structures. An important variant is shown in cross-section in Figure 6. In this embodiment 15, the region 11 of the second (p) conductivity type is arranged such that the pn junction 10 completely encloses the region 11 within the semiconductor body. The pn junction 10 then runs substantially parallel to the active layer 4. The region 11 extends at least up to the active layer and may, as shown in Figure 6, extend into the active layer or just beyond the active layer extends in the layer 3. In this embodiment, the electro layer 9 is separated from the semiconductor surface outside the region 11 by an insulating layer, for example a silicon oxide layer, while the active layer here has a higher doping than in Figure 1 since here the injection of electrons from the layer 4 into the region 11 determines the laser action, especially when the region 11 extends through the entire thickness of the layer 4, in which case the active volume is entirely p type is conductive, the doping of the layer 4 here is then also for example 5 · 10 tellurium atoms / cni The other dimensions, layer thicknesses and doping concentrations can, if desired, be the same as in the embodiment of Figure 33 1.

79011227901122

Claims

A semiconductor laser with a semiconductor body comprising a substrate of a first conductivity type, a first passive layer 35 of the first conductivity type disposed on the substrate, an active layer disposed thereon which is at least partly within a two-reflective layer. 7901122 * PHN 9344 resonant surfaces of the body formed resonator, and a second passive layer disposed on the active layer, the passive layers having a larger forbidden bandwidth than the active layer, and the substrate having a recess which radiation emerges, which depression extends through the entire thickness of the substrate to the first passive layer, and wherein the substrate and the second passive layer are each electrically connected to a terminal conductor, between which terminal conductors a pn junction is located to inject charge carriers into the active layer, characterized in that a region of the second conductivity type extends from the the surface of the semiconductor body extends through at least the entire thickness of the second passive layer, and forms with the adjoining part of the semiconductor body of the first conductivity type a p-n junction which at least laterally forms a semiconductor region projected above the hollow surrounding and determining an active volume of the active layer, and that an electrode layer is provided on said surface which adjoins the region of the second conductivity type, wherein one of the reflecting surfaces of the resonator is formed by the optically planar exposed within the hollow interface between the substrate and the first passive layer - 25 which forms the bottom of the recess.

Semiconductor laser according to claim 1, characterized in that the largest dimension of the active volume of the active layer in a direction parallel to the layer direction is at most 10 µm. 30

Semiconductor laser according to claim 1 or 2, characterized in that the total thickness of the semiconductor layers between the bottom of the hollow and the opposite surface is at least 5 µm and at most 20 µm.

Semiconductor laser according to any one of the preceding claims, characterized in that the recess has a 7901122 PHN 9344 of substantially circular cross-section.

Semiconductor laser according to any one of the preceding claims, characterized in that at least the bottom of the hollow is covered with a reflection-enhancing layer.

A semiconductor laser according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate consists of a support body and an epitaxial layer of the same material and the same conduction type grown thereon, which epitaxial layer with the first passion-10ve layer forms said interface. .

Semiconductor laser according to any one of the preceding claims, characterized in that the active layer and the second passive layer are both of the first conductivity type and that the region of the second conductivity type extends through the active layer and with the active layer pn junction extending transversely through this layer and surrounding a portion of the active layer and the second passive layer located above the hollow.

8. Semiconductor laser according to claim 7, characterized in that an insulating layer is provided on the surface of the region of the first conductivity type surrounded by the pn junction.

9. Semiconductor laser according to claim 8, characterized in that the thickness of the insulating layer is substantially half a wavelength of the radiation emitted by the laser within the insulating layer.

10. Semiconductor laser according to claim 8 or 9, characterized in that the electrode layer connecting in the area of the second conductivity type also extends on the insulating layer.

A semiconductor laser according to any one of claims 7 to 10, characterized in that a semiconductive contact layer is provided in the area of the second conductivity type, which has an opening 35 located above the hollow which extends to the second passive layer, wherein the second conductivity type region 790 1-1 2 2 «PHN 93¾¾ extends through the entire thickness of the contact layer.

12. A semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pn junction completely encloses the region of the second conductivity type within the semiconductor body and runs substantially parallel to the active layer.

13. A method of manufacturing a semiconductor laser according to any one of the preceding claims, characterized in that on a semiconductor substrate of a first conductivity type, at least one first passive semiconductor layer, an active semiconductor layer and a second passive semiconductor layer, all of the first conductivity type, are successively grown in which the material of the passive layers has a bandwidth greater than that of the active layer, which subsequently forms a semiconductor region of the second conductivity type which extends from the surface opposite the substrate at least to the active layer and the adjacent region of the first conductivity type forms a pn-20 junction surrounding at least laterally a surface adjacent region, a recess is etched into the substrate by an etching process which does not attack the material of the first passive layer etching process continues until the bottom 25 of the recess is exposed, a portion of the original interface between the substrate and the first passive layer is exposed, the recess being disposed opposite said region surrounded by the pn junction, and that the substrate and the second region electrode-30 layers. 1¾. Method according to claim 13, characterized in that a semiconductive contact layer is grown on the second passive layer, and that an opening is selectively etched in this contact layer above the hollowing by means of an etching process which does not attack the material of the second passive layer, whereby within the opening 7901122 ΡΗΝ ΡΗΝ 93hb opening an optical flat part of the interface between the second passive layer and the contact layer is exposed. r '790 1 1 2 2