WO2017174782A1 - Halbleiterlaser - Google Patents

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semiconductor laser
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electromagnetic radiation
plane
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Clemens VIERHEILIG
Alfred Lell
Sven GERHARD
Andreas Loeffler
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor laser according to claim 1 and to a method for producing a semiconductor laser according to claim 32.
  • the semiconductor lasers having a mode guide between two end faces.
  • the mode management can index guided over a ridge structure or gain guided, for example, be formed as Oxidstrei ⁇ fenlaser.
  • the semiconductor laser are formed, for example, as kantenemitt Schlieren- de semiconductor laser, the semiconductor laser has a layer sequence with a first cladding layer, an ers ⁇ th waveguide (p-doped), an active region, a second waveguide and a second cladding layer (n-doped).
  • the object of the invention is to provide an improved semiconductor laser, wherein in particular a development of a mode outside the mode space is made more difficult.
  • the object of the invention is achieved by the semiconductor laser according to claim 1 and by the method according to claim 32.
  • a layer structure with an active zone, a semiconductor laser, the active region being formed ⁇ is to generate electromagnetic radiation
  • the layer structure comprises a sequence of layers, wherein at least one end face is formed to for
  • guide means are provided for forming an optical mode in a fashion space, means being provided outside the fashion space, the formation of a optical mode outside the fashion space, in particular modes with a propagation direction that is not run perpendicular to the end faces, complicate, especially prevent.
  • the sequence of layers occurs along a Y-direction, with the active zone being arranged in an XZ-plane.
  • the layered structure has at least one first side surface, wherein the first side surface extends along the Z-direction.
  • the first side surface is disposed at an angle inclined to the Z direction when viewed in the XZ plane.
  • the inclined arrangement of the first side surface makes it difficult to form an optical mode outside the mode space.
  • the first side surface is arranged in the YX plane parallel to the Y direction.
  • the first side surface is disposed at an angle inclined to the Y direction. The inclined arrangement of the first side surface further complicates the formation of an optical mode outside the mode space.
  • the layer structure has at least one second side surface, wherein the second side surface extends along the Z direction.
  • the second side surface is disposed at an angle inclined to the Z direction when viewed in the XZ plane.
  • the second side surface is disposed against ⁇ opposite to the first side surface. Due to the inclined arrangement of the second side surface of the Ausbil ⁇ dung an optical mode fashion outside the space is lent additional difficult.
  • the layer structure has at least one first side surface, wherein the first side surface extends along the Z direction, wherein deflection means are provided on at least a portion of the first side surface, wherein the deflection means are formed to a reflection of one of the Fashion room outgoing and on the first
  • the first side surface is inclined at an angle to a plane of the active region arranged so that an outgoing from Moderaum electromagnetic Strah ⁇ lung, which impinges on the first side surface, directed substantially in an area above or below the mode space from ⁇ is, wherein the angle is in particular in a range between 1 ° and 89 °, preferably between 45 ° and 65 ° bezo ⁇ conditions to a plane of the active zone.
  • the inclined An ⁇ order of the side surface is an efficient means to reduce the formation of a transverse to the laser mode loss mode o- and a negative effect on the mode in the fashion room and in particular to avoid.
  • the inclined side surface can be generated by simple means.
  • the first side surface may extend into a plane of the active zone. The farther the first side surface extends in the Y direction of the layer structure, the more efficient is the deflection of the electromagnetic radiation by the inclined side surface.
  • the first side surface extends along the Y direction into a plane of a second waveguide layer, the second waveguide layer being arranged in the Y direction below the plane of the active zone.
  • the first side surface is formed by a side surface of a first recess, which is formed in the layer structure.
  • the first side surface is formed by a side surface of a first recess, which is formed in the layer structure.
  • the agent is provided as the damping means outside the space fashion, wherein the damping means is adapted to attenuate electromagnetic radiation, in particular the formation of a laser mode to un ⁇ push down.
  • the damping means is adapted to attenuate electromagnetic radiation, in particular the formation of a laser mode to un ⁇ push down.
  • another efficient means is chosen to reduce the negative influence on the mode by secondary modes and / or to hinder or prevent the formation of secondary modes. Due to the damping means, we deprive the electromagnetic radiation outside the mode space energy. Thus, the oscillation of a secondary mode is made more difficult.
  • a damping means in the form of an absor ⁇ bierenden layer is applied at least on a portion of the first side surface, wherein the absorbent
  • Layer is formed to attenuate a reflection of incident electromagnetic radiation, in particular to suppress.
  • a suitable attenuation of the electromagnetic radiation outside the mode space can be achieved.
  • the layer structure of a trench wherein the trench in the Y direction a predetermined Tie ⁇ fe, in the X direction, a predetermined width and in the Z-direction having a predetermined length, wherein the Gra ⁇ ben least extends over a portion of the length of the semiconductor laser in the Z-direction, wherein the trench is at least partially provided with a damping layer, wherein the damping layer is formed to at least partially absorb the electromagnetic radiation.
  • the absorbent layer may be formed regardless of the shape of the semiconductor laser at a desired position with a desired area and thickness.
  • the absorbent layer comprises a Me ⁇ tall, in particular Cr, Ti, Pd, Pt, Rh, Ni, Al, Au or combi nations ⁇ thereof.
  • Metals are suitable for the desired damping and can be applied by simple means.
  • the metals may be formed in the form of multiple layers of different metals or alloys in the form of a layer of an alloy of different metals.
  • the absorbent layer a semi ⁇ conductor material, in particular Si or Ge has.
  • the semi ⁇ conductor materials can be applied to the
  • the absorbent layer can be applied without causing a significant influence on the optical and / or electrical properties of the semiconductor laser.
  • the semiconductor materials allow sufficient attenuation of the electromagnetic radiation.
  • the absorbent layer has a
  • Compound semiconductors in particular GaAs, AlGaAs, GaP, AlN, SiC, GaN, GalnN or combinations thereof.
  • the compound semiconductors can be easily applied to the
  • the absorbent layer comprises a ⁇ lektwitzs the material, such as Si02, SiON, Si3N4,
  • the dielectric materials can be applied by simple means to the layer structure of the semiconductor laser without causing a significant influence on the optical and / or electrical properties of the semiconductor laser. Moreover ermögli ⁇ chen the dielectric materials a sufficient attenuation of the electromagnetic radiation.
  • the dielectric material Störato ⁇ me and / or an increased proportion of non-saturated bonds due to stoichiometric missing atoms, in particular not saturated with an oxygen or nitrogen compound Si, AI, Hf, Ti, Ta, or Zr atoms, or a greater than a stoichiometric ratio hydrogen content. As a result, increased attenuation of the electromagnetic radiation can be achieved.
  • the damping layer comprises hydrocarbons, in particular aromatics or parylene. Even with these materials, a desired attenuation of the electromagnetic radiation outside the mode space can be achieved.
  • the absorbent layer comprises silicates. With silicates, a desired Dämp ⁇ tion of the electromagnetic radiation outside the mode space can be achieved.
  • an electrical barrier layer in particular a barrier layer or an electrically insulating layer, is formed between the absorbent layer and at least one layer of the layer structure to prevent unwanted current flow between two layers
  • electrically conductive absorbing layers can be used without adversely affecting the electrical properties of the semiconductor laser.
  • the damping means is in the form of a partial area of the damping layer structure where is formed at the portion of the layer structure ⁇ to absorb the electromagnetic radiation at least partially from ⁇ .
  • the layer structure itself can be used to achieve attenuation of the electromagnetic radiation outside the mode space.
  • a mechanical structure which reduces a ge ⁇ directed reflection or propagation of electromagnetic radiation, in particular inhibits, the mechanical structure, particularly in the form of a roughness values down ness, in the form of steps and / or in the form of dislocations.
  • the damping means is formed at least as a subregion of at least one layer of the layer structure, wherein the subregion of the layer is formed with respect to another region of the layer in such a way that the subregion better absorbs or scatters electromagnetic radiation than the other region of the layer. In this way suppression of a secondary mode can already be achieved in the area of the layer structure.
  • a layer of the layer structure is formed as an absorbing layer.
  • the layer is located outside the active zones.
  • the absorbie ⁇ Rende layer may be angeord ⁇ net on a side of the n-layer structure.
  • the subregion may contain interfering atoms or dopants, in particular a different composition, in particular an increased concentration of indium in order to absorb the electromagnetic radiation better than other regions of the layer.
  • the difference in composition may be greater than 1% or greater than 5% or more.
  • the transition into the composition in one step or in several stages or gradually.
  • At least the layer has quantum films, wherein in the partial region the quantum films have a smaller size
  • Band gap as in the other area wherein the small ⁇ re band gap is generated by a larger thickness of the quantum well and / or by a different composition, so that the electromagnetic radiation is better absorbed than in the other region of the layer.
  • a carrier is provided, wherein the semiconductor laser is arranged on the carrier, and wherein the damping means is arranged at least in a partial region of the carrier.
  • the carrier is designed to absorb the electromagnetic radiation.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor laser
  • FIG. 2 is a partial cross-section through a first exemplary embodiment of a semiconductor laser with a side face arranged at an angle
  • 3 shows a schematic plan view of a further embodiment of a semiconductor laser with inclined side surfaces which are subdivided into subsections
  • Fig. 4 is a schematic partial cross-section through a further embodiment of a semi-conductor laser ⁇ wherein have opposite Be ⁇ ten vom different widths in the Y direction,
  • Fig. 5 is a partial cross-section through another
  • Fig. 6 is a partial cross-section through another
  • Layer structure of the semiconductor laser is arranged ⁇ ,
  • Fig. 7 is a schematic representation of a part ⁇ cross section through a further exemplary form of a semiconductor laser in which a is provided from ⁇ sorbent layer on a lower surface of the substrate,
  • Fig. 8 is a schematic representation of a partial cross section through a further exporting ⁇ approximate shape of a semiconductor laser in which a portion of the substrate is formed as absorbie ⁇ render region
  • Fig. 9 shows a schematic plan view of the
  • FIG. 10 is a schematic representation of a partial cross section through a further ⁇ exporting ⁇ approximate shape of a semiconductor laser in which forms excluded in the substrate, an absorbent area,
  • FIG. 11 is a schematic representation of a part ⁇ cross-section through a further Ausu ⁇ tion form of a semiconductor laser, in which the side edge is arranged at an acute angle ⁇ ,
  • FIG. 12 is a schematic representation of a part ⁇ cross-section of another embodiment of a semiconductor laser, in which at least on one side surface a trench is formed with an absorbent layer,
  • Fig. 13 is a schematic representation of a partial cross section through a further exporting ⁇ approximate shape of a semiconductor laser in which a starting ⁇ sorbing region is formed in at least one semiconductor layer
  • Fig. 14 is a schematic representation of a plan ⁇ view of the semiconductor laser of Fig. 13 .
  • Fig. 15 is a schematic partial cross-sectional view of another embodiment of a semiconductor laser in which at least one Detailbe ⁇ area of the first side surface is provided with a mechanical structure for the reduction of reflection
  • Fig. 16 is a schematic plan view of a wide ⁇ re embodiment of a semiconductor laser having mechanical structures
  • 17 shows a schematic partial cross section through a semiconductor laser, wherein at least on the first side surface an antireflection coating is provided
  • Fig. 20 is a schematic plan view of a semi-conductor laser with ⁇ trenches with absorbing layers
  • Fig. 21 is a schematic representation of a semi-conductor laser with non-parallel ⁇ Soflä ⁇ Chen,
  • Fig. 22 is a schematic representation of another
  • a semiconductor laser having side surfaces with ge ⁇ tends arranged sections
  • Fig. 23 to 25 process steps for fabricating a semiconductor from ⁇ beveled edge
  • 26 is a partial cross section through a substrate and a carrier
  • Fig. 27 is a view of an underside of a sub ⁇ strates
  • Fig. 28 is a partial cross-section through another
  • Carrier with recesses shows. represents.
  • a semiconductor laser has a layer structure with an active zone.
  • the active zone is designed to generate electromagnetic radiation.
  • the layer structure has a sequence of layers, two opposite end surfaces being provided in a Z direction. At least one end face is adapted to at least partially zukoppeln the electromag netic radiation ⁇ the active zone from ⁇ .
  • the second end surface is designed to at least partially reflect the electromagnetic radiation. Guiding means for forming an optical mode in a mode space between the end faces are provided between the end faces.
  • an index guide can be provided via a web structure or a profit guide by limiting the current-carrying layers, for example in the form of an oxide strip laser.
  • FIG. 1 a coordinate system with an X, Y and Z axis is shown, wherein the axes are perpendicular alsei ⁇ each other.
  • a semiconductor laser 1 is shown in a schematic, perspective view, wherein the semiconductor laser 1 has a main body 17 and a web 13.
  • the semiconductor laser 1 is constructed in the form of semiconductor layers which are arranged in the ZX plane, wherein the semiconductor layers are arranged one above the other along the Y-axis.
  • the semiconductor laser 1 has a first clock Kon ⁇ layer 2 which is disposed on a first semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer 3 is arranged on a first cladding layer 4.
  • ⁇ guide the web 13 passes to the first cladding layer 4 in the broader base body 17th
  • the first cladding layer 4 has a narrower width in the X direction than the one in the Y direction at least to a specified depth
  • the first waveguide layer 5 is arranged on an active zone 6.
  • the active zone 6 is arranged on a second waveguide layer 7.
  • the second waveguide layer 7 is arranged on a second cladding layer 8.
  • the second cladding layer 8 is arranged on a second semiconductor layer 9.
  • the second semiconductor layer 9 is arranged on a substrate 10.
  • the substrate 10 is arranged on a second contact layer 11.
  • the web 13 may have only the first semiconductor layer 3.
  • the web 13 can have the layers up to the active zone 6 or even the active zone 6.
  • the main body 17 of the semiconductor laser 1 has a first and a second side surface 18, 19.
  • the first and the second contact layer 2, 11 have play, a metal layer sequence with ⁇ on.
  • the metal layer sequence can be formed from gold, platinum, titanium, nickel, palladium and rhodium.
  • the first and the second contact layer 2, 11 may also be formed from electrically conductive oxides, such as, for example, indium tin oxide.
  • the first semiconductor layer 3, the first cladding layer 4 and the first waveguide layer 5 are formed in the form of semiconductor layers, the semiconductor layers are positively doped and thus constitute a p-side of the layer arrangement of the half ⁇ conductor laser.
  • the active region 6 has a Schich ⁇ tabUSD of one or more quantum wells.
  • the second waveguide layer 7, the second cladding layer 8 and the second semiconductor layer 9 are also formed of a semiconductor material that is negatively doped. Consequently constitute the second waveguide layer 7, the second cladding ⁇ layer 8 and the second semiconductor layer 9, an n-side of the layer structure of the semiconductor laser.
  • blocking layers, not shown, interlayers and up may be layers of wax provided.
  • the substrate and / or the semiconductor layer sequence may be based on a III-V compound semiconductor or an I I -V compound semiconductor.
  • the I I VI compound semiconductor may be a sulfide or a selenide.
  • the III-V compound semiconductor may be based on a nitride compound semiconductor, a phosphide compound semiconductor, an antimonide compound semiconductor, or an arsenide compound semiconductor.
  • the III-V compound semiconductor may be, for example, a nitride such as GaN, InN or AlN, a phosphide such as GaP or InP or an arsenide such as GaAs or InAs. Based on nitride compound semiconductors in the present context means that the substrate and / or the semiconductor layer sequence or at least one layer thereof is a nitride III
  • Compound semiconductor material preferably Al n Ga m I ni- n - m N encompassed.
  • This material does not necessarily have a math ⁇ matically exact composition according to the above formula. Rather, it may have one or more dopants and supply additional ingredients that the characteristic physical properties of the Al n Ga m I Ni n - m N -Materials not change substantially.
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice AI, Ga, In, N, even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • On phosphide compound semiconductors in this context means that the substrate and / or the semiconductor layer sequence or at least one layer thereof preferably Al n Ga m I Ni n - m P comprises. This material does not necessarily have to be a mathematically exact composition according to the above
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice AI, Ga, In, P, even if these may be partially replaced by small amounts of further substances.
  • Antimonide on compound semiconductors in this context means that the substrate and / or the semiconductor layer sequence or at least one layer thereof preferably Al n Ga m ini- n - m comprises Sb. This material does not necessarily have to sen shows any ma ⁇ thematically exact composition according to the above formula.
  • the above formula includes only the we ⁇ sentlichen components of the crystal lattice Al, In, Ga, Sb, though these can be replaced in part by small amounts of other Stof ⁇ fe.
  • This material must have a mathematically exact To ⁇ composition according to the above formula is not mandatory. Rather, it may include one or more dopants as well as additional ingredients that do not substantially alter the physical properties of the material. For simplicity
  • the above formula contains only the essential constituents ⁇ parts of the crystal lattice AI, In, Ga, As, even if they may be partially replaced by small amounts of other substances.
  • On II-VI compound semiconductors in this context means that the substrate and / or the semi-conductor layer sequence or at least one layer thereof before ⁇ preferably Zn CDI n n m S m comprises sides.
  • This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may include one or more dopants as well as additional ingredients that do not substantially alter the physical properties of the material.
  • the first semiconductor layer 3 comprises, for example, gallium nitride
  • the first cladding layer 4 comprises aluminum gallium nitride
  • the first waveguide layer 5 comprises or consists of gallium nitride or indium gallium nitride.
  • the quantum wells of the active region 6, for example, comprise indium gallium nitride, wherein the quantum wells are separated by Galli ⁇ umnitrid harshen.
  • the second waveguide layer 7 has for example gallium nitride or indium gallium nitride, the second cladding layer liumnitrid Aluminiumgal- 8, the second semiconductor layer 9 Aluminiumgallium ⁇ nitride or consist thereof.
  • an electron barrier may be provided in the active zone on the p-side, which consists for example of aluminum gallium nitride.
  • the first cladding layer 4 and the second cladding layer 8 wei ⁇ sen each have a lower refractive index than the angren ⁇ collapsing first waveguide layer 5 or the angren ⁇ collapsing second waveguide layer. 7 In this way, a waveguiding of the electromagnetic radiation generated by the active zone 6, by the first and the second waveguide layer 5, 7 take place.
  • the semiconductor layers of the p-side are positively doped, for example, by the addition of magnesium.
  • the second semiconductor layer 9 can be dispensed with.
  • the semiconductor layers of the n-side of the semiconductor laser are negatively doped, for example, by the addition of silicon.
  • the substrate 10 is also negatively doped to make an electrically conductive connection to the second contact 11.
  • a mode guide along a longitudinal axis, that is to say in the Z-direction, can take place in that, as shown in FIG. example, a ridge 13 is formed, which limits a pulp ⁇ te the power supply of the active zone 6, that is in the X direction and causes a refractive index jump.
  • the limited current loading guide can be achieved by the active region by the Ausbil ⁇ -making of a narrow contact strip along the Z-axis on the first semiconductor layer.
  • an oxide layer may be formed between the p-contact and the first semiconductor layer 3.
  • a first and a second end surface 14, 15 of Halbleiterla ⁇ sers 1, which are formed in the Z-direction at opposite ends of the semiconductor laser 1, a mirror ⁇ layer may comprise, in particular be designed in such a way that at least a predetermined part of the Electromagnetic ⁇ tical radiation is reflected at the end surfaces.
  • one of the end surfaces 14, 15 is formed such that a part of the electromagnetic radiation is output via the end surfaces.
  • the semiconductor laser 1 has a mode space 16, which is formed between the first and the second end face 14, 15 in the region of the active zone and in the region of the first and the second waveguide layer 5, 7.
  • the mode space 16 denotes the area of the semiconductor laser 1 in which a large part of the intensity of the electromagnetic radiation is formed and a laser mode is formed.
  • the mode ⁇ space 16 is defined for example by the area in the semiconductor ⁇ conductor layer structure in which the electromagnetic see radiation, which is generated by the active zone 6, we ⁇ least 50% of the maximum intensity. For the lowest possible power loss, it is advantageous if the electromagnetic radiation is concentrated in a narrowly modal space 16. In the Y direction, this is achieved by the guidance using the waveguides.
  • first and the second end surface 14, disposed to each other ⁇ rallel 15 pa as possible in order to allow effective reflection in the fashion space.
  • embodiments of semiconductor lasers are described in which a decoupling of electromagnetic radiation from the mode space 16 is difficult, in particular the formation of side modes of the mode space 16, in particular the formation of a resonator, for example in the form of a ring resonator is difficult.
  • the layer structure of the semiconductor laser of Fig. 1 is only an example. Other semiconductor materials, other layer sequences, etc. may be used to form a semiconductor laser 1 as shown in FIG.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a partial cross section through an embodiment of a Halbleiterla ⁇ sers, which in the illustrated embodiment, only a left side of the semiconductor laser is shown having a first 39flä ⁇ che 18th
  • the opposite second, not shown, side surface of the semiconductor laser 1 may be mirror-symmetrical to a center plane 20.
  • the web 13 does not have to be formed in the middle plane 20 or symmetrically to the center plane 20.
  • only parts of the structures are shown in this and in the following figures. In particular, the substrate and / or the electrical contact layers are not always displayed.
  • the first side surface 18 is disposed at an angle a inclined between 1 and 89 ° with respect to a ZX plane of the active region 6, wherein a width of the base body 17 in the X direction toward the top 50 of the Base body 17 decreases.
  • an electromagnetic radiation 21 irradiated laterally from the mode space 16 toward the first side surface 18 is deflected downward toward a substrate.
  • the electromagnetic radiation 21 is not directed back into the mode space 16 or to the opposite second side surface.
  • the first side surface 18 is within a range below the second circumferential surface into a first Be ⁇ tenwand 48 which is perpendicular to the plane of the active zone at ⁇ sorted.
  • the second side surface 19 is mirror-symmetrical to the first side surface 18. Likewise, the second side surface 19 in a second side wall 49 via which is arranged perpendicular to the plane of the active zone. Thus, an electromagnetic radiation 21 irradiated on the second side surface 19 is also deflected downward away from the mode space 16.
  • only one of the two side surfaces 18, 19 may be arranged inclined at an angle to the plane of the active zone 6.
  • at least only a portion of the first and / or second side surfaces 18, 19 are arranged along the Z direction at an angle between 1 and 89 ° inclined to the plane of the active zone 6.
  • the semiconductor laser 1 inclined be angeord ⁇ net.
  • the first and / or the second side surface 18, 19 along the length of the semiconductor laser 1 may have different inclination angles with respect to the plane of the active zone.
  • sections 18,19 can have different Nei ⁇ supply angle A to the plane of the active region 6 of the first and / or second side surface. The farther the first or second side surfaces 18, 19 extend in the direction of the Y-axis, the better is the suppression of secondary modes. From the plane of the second lateral surface, however, a further extension of the first and / or the second side surface 18, 19 no longer shows any significant improvement.
  • FIG. 3 shows, in a schematic representation with a view of an upper side, a semiconductor laser 1 which has on the first side face 18 three subsections 61, 62, 63 which have different angles of inclination a to the plane of the active zone.
  • the second side surface 65 is 19 formed unsymmetrically the first side surface 18 and comprises two sections 64, which supply Nei ⁇ angle a have different to the plane of the active region.
  • FIG. 4 shows, in a schematic partial sectional view, a further embodiment of a semiconductor laser 1, wherein the first side surface 18 is arranged inclined at an angle a to the plane of the active zone.
  • the first side surface 18 extends into the first waveguide layer 5 and hits ⁇ adjacent to the active zone 6 via a first line 71 in the first side wall 48 over.
  • the first side wall 48 is arranged perpendicular ⁇ right to the plane of the active zone 6.
  • the second side surface 19 is arranged un ⁇ symmetrically to the first side surface 18.
  • the second side surface 19 extends in the Y direction up to the second cladding layer 8 and passes at the level of the second cladding layer ⁇ 8 via a second line 72 in the second side wall 49th
  • the second side wall 49 is arranged perpendicular to the plane of the active zone 6.
  • the inclination angles a of the first and second side surfaces may be different.
  • the first and second lines 71,72 represent transition ⁇ areas out ⁇ forms as edges or rounded portions may be. The presentation explained as an example, that the first and second side surfaces 18,19 may have different Liehe angle of inclination and can extend into under ⁇ Kunststoffliche layers. Fig.
  • FIG. 5 shows a partial cross section through a further exporting ⁇ tion of a semiconductor laser 1, which may be designed substantially in accordance with the embodiment of FIG. 2, but at least on a partial area of the first and / or second side surfaces 18, 19, a damping layer 23 is applied.
  • the semiconductor laser may be mirror-symmetrical with respect to the center plane 20.
  • Layer 23 is formed to attenuate a reflection of a einfal ⁇ lumbar electromagnetic radiation, in particular to suppress.
  • the absorbent layer 23 may have a corresponding structure, for example a corresponding layer structure and / or a corresponding damping material.
  • an absorbent layer 23 is arranged on ⁇ .
  • the second side surface 19 may be provided in an analogous manner with an absorbent layer 23, in particular only in the upper portion 22 with an absorbent layer 23.
  • the upper portion 22 can move in the Y-direction at least up to the level of first cladding ⁇ layer or into the plane of the first waveguide layer, or into the plane of the active region, or to the plane of the second waveguide layer or to extend into the plane of the second cladding layer or below.
  • the absorbent layer 23 has an insulation layer 24 that rests directly on the layer structure.
  • the insulating layer 24 can be dispensed with if the absorbing layer 23 consists of egg ⁇ nem electrically non-conductive material. However, if the absorbent layer 24 is made of an electrically conductive material, the insulating layer 24 prevents the individual layers of the layered structure from being shorted. In particular, a short-circuit between the p-side and n-side is to be avoided under Kochbrü ⁇ ckung the active region 6 with the insulation layer 24th
  • the embodiments of FIGS. 3 and 4 may be at least partially provided with an absorbent layer in the region of the first and / or the second side face 18, 19, depending on the material of the absorbent layer
  • an insulating layer 24 may be provided.
  • an insulating layer As a damping material for the absorbing layer, for example, germanium, silicon, indium or metals are suitable.
  • an insulating layer In the embodiment of the absorbent layer made of an electrically conductive material, an insulating layer
  • the insulating layer 24 may, for example, dielectrics such as silicon dioxide, aluminum oxide, silicon nitride, or have to be formed from ⁇ represents.
  • the insulating layer 24 may have a thickness in the range of 10 nm to lym.
  • an insulating layer of silicon dioxide and an absorbing layer 23 of titanium may be used.
  • aluminum as the absorbing layer 23 and aluminum oxide as the insulating layer 24.
  • silicon nitride can be used as the absorbing layer 23 and as the insulating layer 24.
  • the absorbing layer 23 may be formed in the form of the ⁇ lectric materials, which is formed by a targeted change in the composition in the spectral range of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor laser 1 absorbent.
  • Fig. 6 shows a schematic partial cross-section through a further embodiment of a semiconductor laser constructed in We ⁇ sentlichen according to FIG. 2, but is formed in the semiconductor material below the active zone 6 a sublingually ⁇ -absorbing layer 23.
  • the absorbent Layer 23 may extend over the entire width and length, that is, in the entire XZ plane in the base body 17 of the semiconductor laser 1.
  • the absorbing layer 23 may be formed, for example, as an epitaxially deposited layer within the layer sequence of the semiconductor laser.
  • the absorbent layer 23 can, for example, a band gap aufwei ⁇ sen, which is smaller than the energy of the electromagnetic radiation generated by the active zone. 6
  • electromagnetic radiation 21 which is reflected, for example, from the first and / or from the second side surface 18, 19 in the direction of the absorbing layer 23, can be absorbed by the absorbing layer 23.
  • the absorbing layer 23 can be produced, for example, by a corresponding doping from a semiconductor layer or by a corresponding structure of a semiconductor layer.
  • the absorbent layer 23 may have a quantum we ⁇ iquess layer, the quantum ⁇ layer having a smaller band-gap for absorption of the electromagnetic radiation as having the electromagnetic ⁇ diagram radiation energy.
  • the band gap can in ⁇ example by an appropriate concentration of sturgeon ⁇ atoms and / or alteration by a corresponding Dotierstoffkonzent-, and / or reduction by an appropriate material composition and / or in particular with a layer of indium gallium nitride, indium by an increased Concentration can be generated.
  • the absorbing layer 23 for example, germanium, silicon, indium or metals may be used outside the semiconductor layer.
  • the absorbing layer 23 may be formed in the form of dielectric materials, which is designed absorbing by a targeted change in the composition in the spectral range of the electromagnetic radiation generated by the semiconductor laser 1.
  • the absorbing layer 23 may be sandwiched between the active region 6 and a substrate in the layered structure of the semiconductor layers, in particular be designed as epitaxial layer. From ⁇ dependent on the chosen embodiment, the absorbent layer may preferably be disposed below the second wave guide layer ⁇ . 7 As a result, the formation of the desired laser mode in the mode space 16 is influenced less or hardly by the absorbing layer 23.
  • the absorbie ⁇ Rende layer 23 may be disposed in the second cladding layer 8 or in the second semiconductor layer. 9 In addition, the absorbing layer 23 may be arranged between the second cladding layer 8 and the second semiconductor layer 9.
  • a material system with gallium to the structure of the semiconductor layers of the absorbent layer may be composed as beispiels- of aluminum gallium indium nitride, in which the band gap is less than the energy of the electromagnetic ⁇ 's radiation 21, generated by the active zone.
  • the absorbent layer 23 for example, best ⁇ hen of indium-gallium-arsenide.
  • the absorption of the electromagnetic radiation through the absorbent layer 23 by a he ⁇ creased doping of the absorbent layer may additionally dry rocks device.
  • an absorbing layer 23 may be formed from a metal or a metal layer sequence.
  • the metal or metal ⁇ layer sequence may, for example, of titanium, nickel, Alumini ⁇ by having platinum, palladium, rhodium and / or gold.
  • the bottom 25 of the substrate 10 may be roughened, as shown in Figure 7.
  • the underside of the semiconductor layer structure, in particular the substrate can be produced by, for example, KOH for example, by dry chemical etching using argon, nitrogen, BC13, C12, etc., or by nassche ⁇ mix etching.
  • the absorbing layer 23 is brought on at least as part of the second contact layer 11 ⁇ .
  • FIGS. 6 and 7 can be combined with the embodiments of FIGS. 3 to 5.
  • Fig. 8 shows a schematic cross-section through a further embodiment of a semiconductor laser 1, which is formed in Wesent ⁇ union of FIG. 1, but with an absorbent region 26 is formed in the ⁇ ser embodiment in substrate 10.
  • the absorbing region 26 may extend over a portion of the width in the X direction of the semiconductor laser 1 and / or over at least a portion of the length in the Z direction of the semiconductor laser 1.
  • the absorbing region 26 may be formed in the X direction between a region of the mode space 16 and the inclined first side surface 18.
  • another absorbie ⁇ render region 26 may be formed in the X direction between the mode space 16 and the second side surface 19 in the substrate 10 degrees.
  • An absorbent portion 26 ensures that a specific electromagnetic ⁇ from the side surfaces 18, reflected toward the substrate 10, 19 the radiation is absorbed at least partially in the absorbent region 26 21st
  • the absorbent region 26 can be in a range between 5 and 100% of the width of the base body 17 in the X direction via the substrate réellere ⁇ CKEN.
  • the absorbent region 26 may preferably extend in a range between 20 and 98% of the width, that is, in the X direction across the width of the substrate.
  • the absorbent region 26 can extend over the entire length of the semiconductor laser 1 in the Z-direction stretch it preferably ⁇ .
  • 9 shows a schematic illustration from above of a semiconductor laser, in which on both sides with respect to the web 13 absorbing regions 26 in the substrate 10 are angeord ⁇ net.
  • the absorbent regions 26 are shown in dashed lines.
  • the substrate 10 may in particular be made entirely of an absorbent material.
  • individual areas of the substrate can Staer ⁇ ker be absorptive for the electromagnetic radiation generated by the active zone. 6
  • the substrate or parts of the substrate can be manufactured using a ELOG method and have Koaleszenzberei- che, the more strongly absorb electromagnetic radiation at ⁇ play.
  • an absorbent layer for example in the form of a contact layer, may be formed on an underside of the substrate.
  • the substrate 10 may, for example, gallium nitride, Indi ⁇ to gallium nitride, aluminum gallium nitride, gallium arsenide, gallium phosphide, silicon, silicon carbide, sapphire, indium phosphide, etc. exist.
  • the embodiments of FIGS. 8 and 9 can be combined with the embodiments of FIGS. 2 to 7.
  • implant materials for the substrate for increasing the electromagnetic radiation absorbing property nickel, oxygen, magnesium, beryllium, boron, antimony, phosphorus, xenon, chromium, hydrogen, titanium, copper, silicon, germanium, arsenic, indium, gold, etc. be used.
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a partial cross section through a further embodiment of a semi ⁇ conductor laser, which is constructed substantially in accordance with FIG. 8, but with the absorbent portion 26 is disposed in a partial region 10 strates within the sub.
  • the absorbie ⁇ -saving area 26 can be generated for example by using a Implanta ⁇ tion.
  • the absorbing region 26 may extend across the entire width and / or the entire length of the semiconductor laser in the substrate.
  • Fig. 11 shows a schematic representation of a partial cross section through a further embodiment of a semi- ⁇ of the semiconductor laser 1, which is formed ⁇ substantially in accordance with FIG. 2, but is inclined, the first and / or second side surfaces 18, 19 in this embodiment is inclined at an angle Win ⁇ a between 91 ° to 179 °, preferably between 135 ° and 155 ° to the plane of the active zone. 6 Since ⁇ at the first and / or second side edge 18,19 formed in such a manner that the width of the Halbleiterla- sers in the X-direction toward an upper surface 50 of the base body 17 is wider.
  • an upper side may be covered 50 of the web 13 of the semiconductor layer structure ⁇ with a second insulating layer 27 side.
  • On the second insulation layer 27 may ⁇ a metal layer 28 for electrical contact clocking of the top of the web be provided. 13
  • the metal layer 28 absorbs the electromagnetic radiation 21 reflected from the side surfaces 18, 19.
  • the second side surface 19 may be arranged mirror-symmetrically to the first side surface 18 with respect to the center plane 20.
  • the first and / or second side surfaces 18, 19 can for example play ⁇ by dicing at the desired angle a in the semiconductor layer structure of the Halbleiterla- sers 1 are introduced.
  • the embodiment of Figure 11 can also be combined with the embodiments of Figures 3 to 10.
  • the first and the second Be ⁇ ten Chemistry 18,19 could extend according to Figures 2 to 11 to a top ⁇ side of the first semiconductor layer.
  • 3 12 shows a schematic partial cross section through a further embodiment of a semiconductor laser 1, which is formed in the Wels tichen according to FIG. 2, wherein the first and the not shown second side surface 18, 19 are formed perpendicular to the plane of the active zone 6.
  • a trench 29 can be introduced into the upper side of the semiconductor layer structure of the semiconductor laser 1 at the side of the mode chamber 16.
  • the trench 29 may be partially or completely filled with the absorbent layer 23.
  • the first and / or non-illustrated second side face 18, 19 be ⁇ covered with the absorbent layer 23rd
  • the trench 29 extends in the Y-direction upstream preferably to a depth below the active zone 6, in particular ⁇ sondere 7 below the second waveguide layer
  • the absorbie ⁇ Rende layer 23 may extend over the entire length of the sides ⁇ surface 18 19 of the semiconductor laser 1 extend.
  • the absorbent layer 23 may be constructed of the aforementioned materials.
  • the embodiment of FIG. 12 may be combined with the other embodiments.
  • an insulating layer 24 is formed between the semiconductor layers and the layer 23 in order to To avoid conclusions between the semiconductor layers, in particular between a p-side and an n-side.
  • FIG. 13 shows a schematic partial cross-section through a further embodiment of a semiconductor laser 1, the in ⁇ We sentlichen of FIG. 1.
  • an absorbing region 26 is formed in the semiconductor layers of the semiconductor layer structure, which is shown as an oval surface sche ⁇ matically.
  • the absorbent region 26 is disposed adjacent to the mode space 16 and between the web 13 and the first side surface 18.
  • an absorbent Be ⁇ rich also between the web 13 and the second side surface 19, which is not shown, may be formed.
  • the absorbing regions 26 may extend from the upper side of the semiconductor layer structure, ie, for example, starting from the first cladding layer in the Y direction to below the second waveguide layer, in particular the second cladding layer.
  • the absorbing region 26 may extend in the Z direction over a partial length of the semiconductor laser or over the entire length of the semiconductor laser. Wei ⁇ furthermore possible to on both sides, that is, be formed TERIAL in the area of the first side surface 18 and in the area of the second surface 19 corresponding soflä ⁇ absorbing regions in Halbleiterma-.
  • the absorbing regions may be arranged and / or formed on the opposite sides with respect to the web 13 in mirror symmetry with respect to the center plane 20 or asymmetrically with respect to the center plane 20.
  • the absorbing region 26 may be formed in the semiconductor material by diffusion or implantation of various materials.
  • dopants or implantation materials Ni, O, Mg, Be, B, Sb, P, Xe, Cr, Ti, Cu, Si, Ge, As, In, H, Au, etc. can be used.
  • the band gap of the semiconductor layers in the absorbing region 26 can be changed in such a way that a higher absorption for the electromagnetic radiation 21 of the active zone 6 is achieved.
  • Electromagnetic radiation 21 emitted from the mode region 16 is absorbed by the absorbing region 26.
  • the absorbent region 26 may also be formed in the acti ⁇ ven zone 6 fashion outside the space sixteenth Since ⁇ to the active zone can have in the absorbent region 26, for example, thicker quantum wells and / or a corresponding composition of matter to absorb the electromagnetic radiation 21st
  • the absorbing region 26 can be realized in the active zone 6, for example, by a quantum well structure with a reduced band gap, wherein, for example, an increased indium content is provided.
  • the absorbent areas can be made by growing the absorbent areas at a lowered temperature during the epitaxial growth process. A reduced temperature in indium-gallium nitride leads to an increased incorporation of indium into the grown layer.
  • the substrate When depositing the semiconductor layers on the substrate, the substrate rests on a carrier.
  • the nature of the mechanical contact between the carrier and the substrate influences the temperature of the substrate during the deposition of the semiconductor layers.
  • the carrier may be provided with a heating system. If the mechanical contact is lower locally between the carrier and the substrate, the temperature of the substrate is lower due to the lower heat coupling with the carrier than in other areas in which there is better mechanical contact and thus better heat conduction. This effect can be used to influence the local temperature on the substrate during the deposition of the semiconductor layers.
  • the absorbing regions are formed by a targeted local influencing of the temperature during the deposition of the semiconductor layers in the Generates areas in which the absorbent areas should arise.
  • an increased local temperature or a reduced local temperature may be used in the deposition of the semiconductor layers in order to produce the absorbing regions 26.
  • an underside of the substrate, on which the semiconductor layers are grown may be structured in such a way that a recess is provided in the absorbent region. Through the recess, a poorer connection of the substrate to a carrier is achieved.
  • the carrier may be structured in accordance with recesses in the surface or ridges on the surface so that the substrate at fixed preparation ⁇ chen has a better or poorer mechanical contact with the carrier.
  • different temperatures can be set in defined regions of the substrate.
  • FIG. 14 shows a schematic top view of a semiconductor laser 1, which is formed according to FIG. 13, wherein the absorbing regions 26 are shown schematically by dashed lines.
  • Fig. 15 shows a schematic partial cross-section through a further embodiment of the semiconductor laser, wherein the first side surface 18 has in an upper portion 22, a me ⁇ -mechanical structure 90, which makes it difficult to reflection of a ⁇ falling electromagnetic radiation and / or absorption of the incident electromagnetic radiation.
  • the mechanical structure 90 may be realized in the form of Stu ⁇ fen, dislocations or a roughness of the surface of the first side surface of eighteenth
  • the second side surface 19 mirror-symmetrically removablebil ⁇ det be.
  • the first side surface 18 is arranged vertically and there is a Gra ⁇ Ben 29 is provided, in which the first side surface 18 is formed.
  • the trench 29 is guided in the X direction to the first side wall 48.
  • the first side surface 18 may also be disposed at an angle inclined to the plane of the active zone.
  • the first side surface 18 and the first Be ⁇ tenwand 48 are arranged in a plane.
  • the roughness of the first and / or the second side face 18, 19 can be in the range of 1 nm to 30 ym, in particular in the range of 10 nm to 10 ym, preferably in the range of
  • the roughened first and / or second side surfaces 18, 19 can for example be manufactured by advertising nassche ⁇ mixer etching by KOH or by using dry etching, for example using N, Ar, BC13, C12 using the.
  • the structure of the roughness may be directed or diffused.
  • the roughness can indicate the average roughness.
  • the average roughness indicates the mittle ⁇ ren distance of a measurement point on the surface to a center line.
  • the center line intersects within the loading zugsumble the real profile so that the sum of the Pro ⁇ filabweichonne is minimized (relative to the centerline).
  • the average roughness thus corresponds to the arithmetic mean of the deviation from the midline.
  • the mean roughness of the first and / or second side surfaces 18,19 may be as set forth above between 1 nm and 30 ym lie ⁇ gen.
  • Fig. 16 shows a schematic representation of another embodiment of a semiconductor laser 1 with a view to upper side of the semiconductor laser 1, which is formed substantially in accordance with FIG. 15, but with two grooves 29,73 between are Darge ⁇ is, the Bridge 13 and the side walls 48,49 of the body 17 are arranged.
  • the ditches 29,73 are arranged parallel to the web 13 and formed mirror-symmetrically to the center plane 22.
  • Each trench 29,73 has on an inner side facing the web 13, a first and a second side surface 18,19, which has a mechanical structure 90 which at least reduces a reflection of an electromagnetic radiation ⁇ tables 21, as described with reference of Fig. 15 explained.
  • the trenches 29, 73 are laterally spaced from the first and second side walls 48, 49, respectively.
  • the trenches 29, 73 may also extend laterally to the side walls 48, 49.
  • the mechanical structure 90 may extend only over a partial length of the first and / or second side surfaces.
  • the trenches 29, 73 can extend only over partial lengths of the semiconductor laser.
  • the arrangement of the web 13 in the center plane represents only one of various possible embodiments.
  • the web 13 may be arranged outside the center plane 20 in all embodiments.
  • Fig. 17 shows a schematic representation of a partial cross section through a further embodiment of a semi-conductor laser ⁇ 1, which is formed substantially according to FIG. 1. In an upper portion 22 of the first side surface 18, an anti-reflection layer 30 is applied.
  • the upper section 22 extends in the Y direction at least as far as the first waveguide layer or, in particular, beyond the second waveguide layer, in particular beyond the second cladding layer.
  • the anti-reflection layer 30 may extend over the entire length of the side surface 18 in the Z direction.
  • the antireflection coating may also be formed only in sections along the length of the semiconductor laser.
  • dielectric layers such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium tanoxid, zirconium oxide, tantalum oxide, etc., or combinations thereof or stack layer with at least one of these Materia ⁇ lien can be used.
  • the second side surface 19 may also be formed and provided with an antireflection coating 30.
  • Fig. 18 shows a schematic representation of another embodiment of a semiconductor laser 1 with a view to upper ⁇ side of the semiconductor laser 1, which is formed substantially in accordance with FIG. 17, but wherein two grooves are provided 29,73 which between the web 13 and the side walls 48,49 of the main body 17 are arranged.
  • the grooves 29,73 are paral lel ⁇ arranged to web 13 and formed in mirror symmetry to the center plane 22nd
  • Each trench has at a 29,73 In ⁇ inner side facing the web 13, a first and a second side surface 18,19, which has an anti-reflection layer 30, the reflection of an electromagnetic
  • a bottom surface 74, 75 of the trenches 29, 73 may also have an antireflection coating 30, which at least reduces or suppresses a reflection of an electromagnetic radiation 21.
  • the antireflection coating 30 may extend over only a partial length of the first and / or the second side surface 18, 19.
  • the trenches 29, 73 can extend only over partial lengths of the semiconductor laser.
  • the trenches 29,73 may laterally extend to the side walls 48,49.
  • FIG. 19 shows a schematic representation of a partial cross-section through a further embodiment of a semiconductor laser 1, which is designed essentially in accordance with FIG. 1.
  • a trench 29 is provided between the mode space 16 and the first side surface 18.
  • the trench 29 is at least partially provided with an absorbent layer 23 or filled.
  • only one side surface of the trench 29, which faces the web, may be covered with the absorbing layer 23.
  • the trench 29 with the absorbing layer 23 preferably extends over the entire length of the semiconductor laser 1.
  • the first side ten Structure 18 may be compared to the first side wall 48 of the body 17 in the X-axis in the direction of the web 13 to be reset, as shown.
  • the first side surface 18 may also be arranged in a plane with the first side wall 48.
  • Fig. 20 shows a schematic representation of another embodiment of a semiconductor laser 1 with a view to upper ⁇ side of the semiconductor laser 1, which is formed substantially in accordance with FIG. 19, but wherein two grooves are provided 29,73 which between the web 13 and the side surfaces 18,19 are arranged.
  • the first and the second Be ⁇ ten Design 18,19 simultaneously form the first and the second Be ⁇ tenwand of the semiconductor laser 1.
  • the trenches 29,73 are arranged paral- lel to the web 13 and formed in mirror symmetry to the center plane twentieth
  • Each trench 29.73 has an absorbing layer 23 on soflä ⁇ chen, which at least reduces a reflection of electromagnetic radiation 21, as explained with reference to FIG. 19.
  • each trench 29,73 may be filled with the absorbent layer 23.
  • the absorbent layers 23 may extend only over a partial length of the trenches 29, 73.
  • the trenches 29,73 can extend only over partial lengths of the semiconductor laser.
  • the trenches 29, 73 may extend to the height of the first waveguide 5 in the Y direction.
  • the trenches 29,73 can reach to the level of the active zone 6.
  • the trenches 29 may extend to the second cladding layer 8, that is to say the n-cladding layer.
  • Layer 23 of each of the embodiments may employ metals such as Cr, Ti, Pd, Pt, Rh, Ni, Al, Au, etc., or combinations thereof.
  • semiconductor materials such as silicon, germanium but also compound semiconductors such as For example gallium arsenide, aluminum gallium arsenide, Galliumpho- sphid, aluminum nitride, silicon carbide, gallium nitride or gallium indium nitride or combinations thereof used ⁇ the.
  • the material compositions and dopings can be chosen such that a bypass of the pn junction, that is, an electrically conductive connection between the p-side and n-side of the side surfaces is avoided. Otherwise, an electrical insulation layer 24 may be provided between the half ⁇ conductor layers and the absorbent layer 23rd
  • dielectric materials such as silica, silicon oxynitride, silicon nitride, alumina, hafnium oxide, titanium oxide, tantalum oxide or zirconium oxide can also be used.
  • an absorbing effect with respect to the electromagnetic radiation 21 or an increase in the absorbing effect can be achieved via a targeted incorporation of foreign atoms or through a corresponding stoichiometric composition, for example the absorbing effect of the layer 23 can not be due to an increased proportion of With oxygen saturated compounds, in particular ⁇ special be achieved by silicon atoms.
  • an increased absorption effect for the electromagnetic radiation 23 can be achieved.
  • hydrocarbons such as, for example, aromatics, parylene A, parylene B, parylene F, etc., or silicates may also be used.
  • the recesses 29 may extend according to Figures 12 to 20 up to a top of the first semiconductor layer ⁇ 3.
  • Fig. 21 shows a schematic representation of a view from above of a further embodiment of a Halbleitla ⁇ sers 1, in which the web 13 is shown schematically.
  • the semiconductor laser 1 is constructed, for example, as shown in FIG.
  • the first and second side surfaces 18, 19 are not arranged parallel to each other.
  • the first Be ⁇ ten Chemistry 18 and the second side surface 19 are in an X-Z plane considered not parallel to a longitudinal extent of the web 13, that is not parallel to the Z-direction angeord- net.
  • the first side surface 18 and the second side surface 19 are viewed in the ZX plane at a predetermined angle less than 90 °, in particular less than 45 ° inclined to the Z direction.
  • the first sides ⁇ surface 18 and the second side surface 19 in a range of 1 ° to 20 °, in particular be arranged 10 ° to the Z-direction.
  • only one of the two side surfaces 18, 19 viewed in the ZX plane may be arranged inclined to the Z direction.
  • the first side surface 18 and / or the second side surface 19 may be arranged parallel to the Y axis, in addition to the non-parallel arrangement to the Z direction in a YX plane, as with reference to FIGS. 12 to 20 was explained.
  • first side surface 18 and / or the second side surface may vary depending on the selected design 19 on ⁇ additionally considered to the non-parallel arrangement to the Z-direction in a YX plane inclined at an angle to the Y axis as shown in FIGS. 2 to 11 has been explained.
  • the first and second side surfaces may each be arranged in a Y-X plane and, viewed in an X-Z plane, may include a shallow second angle b in a range of 1 ° to 20 °, in particular 10 °. This alone will make the
  • At least one of the side surfaces 18, 19 may also be arranged inclined at an angle to the Y direction, as explained with reference to FIGS. 2 to 11.
  • Fig. 22 shows another embodiment of a semiconductor laser 1 from above.
  • the semiconductor laser 1 is constructed essentially in accordance with FIG. 1.
  • the first side surface 18 is divided into a first partial side surface 31 and a second partial side surface 32.
  • the second side surface 19 is divided into a third and a fourth partial side surface 33, 34.
  • the first part side surface 31 extends from the first end surface 14 to the center of the half ⁇ of the semiconductor laser 1.
  • the second part side surface 32 extends from the center of the semiconductor laser 1 to the second Endflä ⁇ surface 15.
  • the third portion side face 33 extends from the first end surface 14 to the middle of the semiconductor laser 1.
  • the fourth partial side surface 34 extends from the center of the semiconductor laser 1 to the second end surface 15.
  • the ers ⁇ te and the third partial side surface 31, 33 are not arranged parallel to each other.
  • the second and the fourth partial side surface 32, 34 are not arranged parallel to each other.
  • the partial side surfaces 31, 32, 33, 34 are viewed in an XZ plane not parallel to a longitudinal extension of the Ste ⁇ ges 13, that is not arranged parallel to the Z-direction.
  • the partial side surfaces 31, 32, 33, 34 are viewed in the ZX plane at a predetermined angle smaller than 90 °, in particular ⁇ special arranged less than 45 ° inclined to the Z direction.
  • partial side surfaces 31, 32, 33, 34 may be arranged in a range of 1 ° to 20 °, in particular 10 ° to the Z direction.
  • only one of the partial side surfaces 31, 32, 33, 34 viewed in the ZX plane may be arranged inclined to the Z direction.
  • At least one of the partial side surfaces 31, 32, 33, 34 can additionally Laid to the non-parallel arrangement to the Z-direction in a YX plane viewed parallel to the Y-axis, as explained with reference to FIGS. 12 to 20. Further, depending on the selected embodiment, at least one of the sub-side surfaces 31, 32, 33, 34 may be inclined at an angle to the Y-axis as viewed in Figs. 2 to 3 in addition to the non-parallel arrangement to the Z-direction in a YX plane 11 has been explained.
  • the semiconductor laser 1 is made wider in the center in the X direction than in the area of the end faces 14, 15. Depending on the selected embodiment, the semiconductor laser 1 may also be narrower in the center in the X direction than in the end faces be educated. In addition, nen kön- the first and second part side surface differing ⁇ che lengths in comparison to the third and fourth side surface portion 33 having the 34th Thus, any arrangement of partial side surfaces or of side surfaces which are not arranged parallel to one another, can be used in order to make the oscillation of secondary modes of the electromagnetic radiation 21 in the semiconductor laser 1 more difficult or impossible.
  • the embodiments of Figures 21 and 22 may be formed 17 on the first and / or second side surfaces 18, 19 anti-reflective coating at least in a partial area of the ers ⁇ th and / or the second side surface according to the embodiment of FIGS., Where the non-reflective portion transmits the electromagnetic radiation emitted by the active zone more than 50%, in particular more than 80% or more than 90%. As a result, the reflection back into the fashion room is greatly reduced.
  • the entire first and / or second side surface 18, 19 can be reflective and have, for example, an anti-reflection layer.
  • an antireflection coating according to the example of FIG. 17 may be applied in an upper section of the first side surface 18 and / or the second side surface 19.
  • the upper portion extends in the Y-direction at least up to the first waveguide layer or in particular to beyond the second waveguide layer, in particular to beyond the second cladding layer toward ⁇ from.
  • the anti-reflection layer may extend over the entire length of the first and / or the second side surface 18, 19 in the Z-direction.
  • the antireflection coating may also be formed only partially along the length of the semiconductor laser, ie along the Z-direction on the first and / or the second side surface 18, 19.
  • the part side surfaces 31, 32, 33, 34 of Fig. 22 are at least partially reflective, and provided at ⁇ play, at least in part with a ⁇ antireflection layer.
  • dielekt- generic layers such as silicon oxide can Alumini ⁇ oxide, titanium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, etc., or combi nations thereof or ⁇ layer stack can be used with at least one of these materials.
  • Using the antireflection ⁇ layer may be a reflection of a level of electromagnetic radiation at the first and / or second side surface 18 can be reduced 19th
  • FIGS. 23 to 25 show various method steps for a method for introducing inclined side surfaces into a semiconductor layer structure.
  • Fig. 23 shows in a schematic representation a first process step, in which by using an etching mask 35 by using a negligencechemi ⁇ 's method an inclined side surface 18 at one half conductor laser 1 can be generated.
  • the etching mask 35 has only a limited resistance to the etching gases. Due to the attack of the etching gases from above and at the same time from the side, the etching mask deviates during the etching process both in the X direction and in the Y direction. This can be seen from Fig. 24 which shows the etching mask 35 and the semiconductor laser 1 after a predetermined etching time. The etch mask was thinner in the Y direction and etched back in the X direction.
  • the side surface 18 is etched longer in the semiconductor laser 1, as can be seen with reference to FIG. 25.
  • the dry-chemical etching process can be stopped and then the etching mask are removed 35th
  • the etching mask 35 may consist, for example, of photoresist.
  • a stable etching mask 35 may be used, for example, of silicon oxide, silicon nitride, alumina, titanium oxide, tantalum oxide, etc., or a metal such as titanium, palladium, gold, silver, or combinations thereof. This method can be used in particular for gallium nitride and aluminum gallium indium nitride material systems.
  • Fig. 26 shows in a schematic partial cross section of a sub ⁇ strat 10, which is arranged on a carrier 77 for a deposition of semiconductor layers, particularly for epitaxially deposited semiconductor layers.
  • the substrate 10 has at the bottom recesses 78,79.
  • FIG. 27 shows a section of the substrate 10 with a view of the underside with the recesses 78, 79.
  • Fig. 28 shows a schematic partial cross section through the carrier 77.
  • Semiconductor laser can be provided with high power, wherein the formation of secondary modes outside the mode space is difficult or prevented.
  • the invention has been further illustrated by the preferredariessbei ⁇ games and described for semiconductor lasers with a ridge structure and an index guide.
  • the invention is not limited to the ⁇ disclosed examples.
  • the invention can also be used in profit-guided semiconductor lasers. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser mit einer Schichtstruktur mit einer aktiven Zone, wobei die aktive Zone ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, wobei die Schichtstruktur eine Abfolge von Schichten aufweist, wobei in einer Z-Richtung zwei gegenüber liegende Endflächen vorgesehen sind, wobei wenigstens eine Endfläche ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise auszukoppeln, und wobei die zweite Endfläche ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise zu reflektieren, wobei Führungsmittel zum Ausbilden einer optischen Mode in einem Modenraum zwischen den Endflächen vorgesehen sind, wobei Mittel außerhalb des Modenraumes vorgesehen sind, die eine Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes, insbesondere Moden mit einer Ausbreitungsrichtung, die nicht senkrecht zu den Endflächen (14, 15) verlaufen, erschweren.

Description

HALBLE I ERLASER
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers gemäß Patentanspruch 32.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 106 495.5, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Halbleiterlaser herzustellen, wobei die Halbleiterlaser eine Modenführung zwischen zwei Endflächen aufweisen. Die Modenführung kann indexgeführt über eine Stegstruktur oder gewinngeführt z.B. als Oxidstrei¬ fenlaser ausgebildet sein.
Die Halbleiterlaser sind beispielsweise als kantenemittieren- de Halbleiterlaser ausgebildet, wobei der Halbleiterlaser eine Schichtenfolge mit einer ersten Mantelschicht, einem ers¬ ten Wellenleiter (p-dotiert) , einer aktiven Zone, einem zweiten Wellenleiter und einer zweiten Mantelschicht (n-dotiert) aufweist .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Halbleiterlaser bereitzustellen, wobei insbesondere eine Ausbildung einer Mode außerhalb des Modenraumes erschwert wird. Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Halbleiterlaser gemäß Patentanspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 32 gelöst.
Es wird ein Halbleiterlaser mit einer Schichtstruktur mit ei- ner aktiven Zone vorgeschlagen, wobei die aktive Zone ausge¬ bildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, wobei die Schichtstruktur eine Abfolge von Schichten aufweist, wobei wenigstens eine Endfläche ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise auszu¬ koppeln, wobei Führungsmittel zum Ausbilden einer optischen Mode in einem Modenraum vorgesehen sind, wobei Mittel außerhalb des Modenraumes vorgesehen sind, die eine Ausbildung ei- ner optischen Mode außerhalb des Modenraumes, insbesondere Moden mit einer Ausbreitungsrichtung, die nicht senkrecht zu den Endflächen verlaufen, erschweren, insbesondere unterbinden . Dadurch wird insbesondere bei Halbleiterlasern mit einer hohen Leistung, die beispielsweise für Projektionsanwendungen oder für Laserscheinwerfer eingesetzt werden, die Anregung einer Schwingungsmode außerhalb des Modenraumes erschwert o- der unterbunden. Somit wird eine Konzentration der optischen Leistung im Modenraum erreicht.
Zudem können durch das Vorsehen der Mittel zur Unterdrückung von unerwünschten Moden breitere Resonatorstrukturen und verlustärmere Schichtstrukturen insbesondere Epitaxieschichten quer oder schräg zur Ausbreitungsrichtung der laufenden Laser-Moden eingesetzt werden, ohne dass ein Aufbau einer unerwünschten Lasermode erfolgt. Durch die Mittel zur Unterdrü¬ ckung der Moden kann die Ausbildung eines Resonators, insbesondere eines Ringresonators unterbunden werden.
In einer Ausführung erfolgt die Abfolge von Schichten entlang einer Y-Richtung, wobei die aktive Zone in einer X-Z-Ebene angeordnet ist. Die Schichtstruktur weist wenigstens eine erste Seitenfläche auf, wobei sich die erste Seitenfläche entlang der Z-Richtung erstreckt. Die erste Seitenfläche ist in der X-Z-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Z- Richtung angeordnet. Durch die geneigte Anordnung der ersten Seitenfläche ist die Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes erschwert. In einer Ausführung ist die erste Seitenfläche in der Y-X-Ebene betrachtet parallel zur Y-Richtung angeordnet. In einer weiteren Ausführung ist die erste Seitenfläche in der Y-X-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Y- Richtung angeordnet. Durch die geneigte Anordnung der ersten Seitenfläche wird die Ausbildung einer optischen Mode außer- halb des Modenraumes weiter erschwert.
In einer Ausführung weist die Schichtstruktur wenigstens eine zweite Seitenfläche auf, wobei sich die zweite Seitenfläche entlang der Z-Richtung erstreckt. Die zweite Seitenfläche ist in der X-Z-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Z- Richtung angeordnet. Die die zweite Seitenfläche ist gegen¬ über liegend zur ersten Seitenfläche angeordnet. Durch die geneigte Anordnung der zweiten Seitenfläche wird die Ausbil¬ dung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes zusätz- lieh erschwert.
In einer Ausführung ist wenigstens ein Teilbereich der ersten Seitenfläche und/oder der zweiten Seitenfläche entspiegelt ausgebildet. Der entspiegelte Teilbereich kann ausgebildet sein, um die von der aktiven Zone gesendete elektromagneti¬ sche Strahlung mit mehr als 50%, insbesondere mit mehr als 80% durchzulassen. Dadurch wird eine unerwünschte Rückrefle- xion in den Modenraum reduziert, insbesondere unterbunden. In einer Ausführung weist die Schichtstruktur wenigstens eine erste Seitenfläche auf, wobei sich die erste Seitenfläche entlang der Z-Richtung erstreckt, wobei an wenigstens einem Teilbereich der ersten Seitenfläche Ablenkmittel vorgesehen sind, wobei die Ablenkmittel ausgebildet sind, um eine Refle- xion einer von dem Modenraum ausgehenden und auf die erste
Seitenfläche auftreffende elektromagnetische Strahlung in ei¬ ne Richtung neben den Modenraum zu bewirken. Die Seitenfläche bietet sich an, um mit einfachen Mitteln ein Ablenkmittel am Halbleiterlaser auszubilden. Die Seitenfläche ist einfach zu- gänglich weit genug von dem Modenraum entfernt, um eine Ab¬ lenkung von einfallender elektromagnetischer Strahlung seitlich neben den Modenraum zu bewirken. In einer Ausführung ist die erste Seitenfläche in einem Winkel geneigt zu einer Ebene der aktiven Zone angeordnet, so dass eine vom Modenraum ausgehende elektromagnetische Strah¬ lung, die auf die erste Seitenfläche trifft, im Wesentlichen in einen Bereich oberhalb oder unterhalb des Modenraumes ab¬ gelenkt wird, wobei der Winkel insbesondere in einem Bereich zwischen 1° und 89°, vorzugsweise zwischen 45° und 65° bezo¬ gen auf eine Ebene der aktiven Zone liegt. Die geneigte An¬ ordnung der Seitenfläche ist ein effizientes Mittel, um die Ausbildung einer quer zur Lasermode laufenden Verlustmode o- der eine negative Beeinflussung der Mode im Modenraum zu reduzieren und insbesondere zu vermeiden. Zudem kann die geneigte Seitenfläche mit einfachen Mitteln erzeugt werden. In einer Ausbildung erstreckt sich die erste Seitenfläche entlang der Y-Richtung bis in eine Ebene einer ersten Wellenleiterschicht, insbesondere bis in eine positiv dotierte Wel¬ lenleiterschicht. In einer weiteren Ausführung kann sich die erste Seitenfläche bis in eine Ebene der aktiven Zone erstre- cken. Je weiter sich die erste Seitenfläche in der Y-Richtung der Schichtstruktur erstreckt, umso effizienter ist die Ablenkung der elektromagnetischen Strahlung durch die geneigte Seitenfläche . In einer Ausbildung erstreckt sich die erste Seitenfläche entlang der Y-Richtung bis in eine Ebene einer zweiten Wellenleiterschicht, wobei die zweite Wellenleiterschicht in der Y-Richtung gesehen unterhalb der Ebene der aktiven Zone angeordnet ist.
In einer Ausführung ist die erste Seitenfläche durch eine Seitenfläche einer ersten Ausnehmung gebildet, die in der Schichtstruktur ausgebildet ist. Dadurch kann die Seitenflä¬ che für die Ablenkung der elektromagnetischen Strahlung in einem gewünschten Bereich des Halbleiterlasers ausgebildet werden, wobei die Position, die Form und die Erstreckung der Seitenfläche unabhängig von der Form des Halbleiterlasers ist. Somit kann eine optimale Anpassung der Seitenfläche an die Form und den Aufbau der Laserdiode mit der gewünschten Ablenkung der elektromagnetischen Strahlung erfolgen.
In einer Ausführung ist das Mittel als Dämpfungsmittel außer- halb des Modenraumes vorgesehen, wobei das Dämpfungsmittel ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung zu dämpfen, insbesondere die Ausbildung einer Lasermode zu un¬ terdrücken. Im Gegensatz zur geeigneten Ablenkung wird mit der Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung ein weiteres effizientes Mittel gewählt, um die negative Beeinflussung der Mode durch Nebenmoden zu reduzieren und/oder um die Ausbildung von Nebenmoden zu erschweren oder zu unterbinden. Durch das Dämpfungsmittel wir der elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Modenraumes Energie entzogen. Somit wird das An- schwingen einer Nebenmode erschwert.
In einer Ausbildung ist wenigstens auf einem Teilbereich der ersten Seitenfläche ein Dämpfungsmittel in Form einer absor¬ bierenden Schicht aufgebracht, wobei die absorbierende
Schicht ausgebildet ist, um eine Reflexion einer einfallenden elektromagnetischen Strahlung zu dämpfen, insbesondere zu unterdrücken. Mithilfe der absorbierenden Schicht kann unabhängig vom Aufbau der Schichtstruktur des Halbleiterlasers eine geeignete Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung außer- halb des Modenraumes erreicht werden.
In einer Ausbildung weist die Schichtstruktur einen Graben auf, wobei der Graben in der Y-Richtung eine vorgegebene Tie¬ fe, in der X-Richtung eine vorgegebene Breite und in der Z- Richtung eine vorgegebene Länge aufweist, wobei sich der Gra¬ ben wenigstens über einen Teil der Länge des Halbleiterlasers in der Z-Richtung erstreckt, wobei der Graben mit einer Dämpfungsschicht wenigstens teilweise versehen ist, wobei die Dämpfungsschicht ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise zu absorbieren. Mithilfe die¬ ser Ausführung kann die absorbierende Schicht unabhängig von der Form des Halbleiterlasers an einer gewünschten Position mit einer gewünschten Fläche und Dicke ausgebildet werden. In einer Ausführung weist die absorbierende Schicht ein Me¬ tall, insbesondere Cr, Ti, Pd, Pt, Rh, Ni, AI, Au oder Kombi¬ nationen davon auf. Metalle eignen sich für die gewünschte Dämpfung und können mit einfachen Mitteln aufgebracht werden. Die Metalle können in Form von mehreren Schichten aus verschiedenen Metallen oder Legierungen in Form einer Schicht mit einer Legierung aus verschiedenen Metallen ausgebildet werden .
In einer Ausführung weist die absorbierende Schicht ein Halb¬ leitermaterial, insbesondere Si oder Ge aufweist. Die Halb¬ leitermaterialien können mit einfachen Mitteln auf die
Schichtstruktur aufgebracht werden, ohne eine wesentliche Be- einflussung der optischen und/oder der elektrischen Eigenschaften des Halbleiterlasers zu bewirken. Zudem ermöglichen die Halbleitermaterialien eine ausreichende Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung. In einer Ausführung weist die absorbierende Schicht einen
Verbindungshalbleiter, insbesondere GaAs, AlGaAs, GaP, A1N, SiC, GaN, GalnN oder Kombinationen davon aufweist. Die Verbindungshalbleiter können mit einfachen Mitteln auf die
Schichtstruktur des Halbleiterlasers aufgebracht werden, ohne eine wesentliche Beeinflussung der optischen und/oder der elektrischen Eigenschaften des Halbleiterlasers zu bewirken. Zudem ermöglichen die Verbindungshalbleitermaterialien eine ausreichende Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung. In einer Ausführung weist die absorbierende Schicht ein die¬ lektrisches Material, beispielsweise Si02, SiON, Si3N4,
A1203, Hf02, Ti02, Ta205, Zr02 auf. Die dielektrischen Materialien können mit einfachen Mitteln auf die Schichtstruktur des Halbleiterlasers aufgebracht werden, ohne eine wesentli- che Beeinflussung der optischen und/oder der elektrischen Eigenschaften des Halbleiterlasers zu bewirken. Zudem ermögli¬ chen die dielektrischen Materialien eine ausreichende Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung. In einer Ausführung weist das dielektrische Material Störato¬ me und/oder einen erhöhten Anteil nicht gesättigter Bindungen aufgrund stöchiometrisch fehlender Atome, insbesondere nicht mit einer Sauerstoff- oder Stickstoff erbindung gesättigte Si-, AI-, Hf-, Ti-, Ta-, oder Zr-Atome, oder einen über einem stöchiometrischen Verhältnis liegenden Wasserstoffanteil auf. Dadurch kann eine erhöhte Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung erreicht werden.
In einer weiteren Ausführung weist die Dämpfungsschicht Kohlenwasserstoffe, insbesondere Aromate oder Parylene auf. Auch mit diesen Materialien kann eine gewünschte Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Modenraumes erreicht werden.
In einer weiteren Ausführung weist die absorbierende Schicht Silicate auf. Auch mit Silikaten kann eine gewünschte Dämp¬ fung der elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Modenraumes erreicht werden.
In einer Ausführung ist bei Ausbildung einer elektrisch leitenden absorbierenden Schicht eine elektrische Sperrschicht, insbesondere eine sperrende oder eine elektrisch isolierende Schicht zwischen der absorbierenden Schicht und wenigstens einer Schicht der Schichtstruktur ausgebildet, um einen unerwünschten Stromfluss zwischen zwei Schichten der
Schichtstruktur zu reduzieren oder zu unterbinden. Somit können auch elektrisch leitende absorbierende Schichten verwendet werden, ohne die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterlasers negativ zu beeinflussen.
In einer Ausführung ist das Dämpfungsmittel in Form eines dämpfenden Teilbereiches der Schichtstruktur ausgebildet, wo¬ bei der Teilbereich der Schichtstruktur ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise zu ab¬ sorbieren. Somit kann die Schichtstruktur selbst verwendet werden, um eine Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung außerhalb des Modenraumes zu erreichen.
In einer Ausführung weist wenigstens ein Teilbereich der ers- ten Seitenfläche eine mechanische Struktur auf, die eine ge¬ richtete Reflexion oder eine Ausbreitung einer elektromagnetischen Strahlung reduziert, insbesondere unterbindet, wobei die mechanische Struktur insbesondere in Form einer Rauig- keit, in Form von Stufen und/oder in Form von Versetzungen ausgebildet ist. Somit kann ein einfaches Mittel bereitge¬ stellt werden, mit dem die Ausbildung einer Nebenmode außerhalb des Modenraumes unterdrückt wird.
In einer Ausbildung ist das Dämpfungsmittel wenigstens als Teilbereich wenigstens einer Schicht der Schichtstruktur ausgebildet, wobei der Teilbereich der Schicht gegenüber einem anderen Bereich der Schicht in der Weise ausgebildet ist, dass der Teilbereich elektromagnetische Strahlung besser absorbiert oder streut als der andere Bereich der Schicht. So- mit kann bereits im Bereich der Schichtstruktur eine Unterdrückung einer Nebenmode erreicht werden.
In einer Ausführung ist eine Schicht der Schichtstruktur als absorbierende Schicht ausgebildet. Die Schicht ist außerhalb der aktiven Zonen angeordnet. Insbesondere kann die absorbie¬ rende Schicht auf einer n-Seite der Schichtstruktur angeord¬ net sein.
In einer Ausführung weist wenigstens der Teilbereich eine Bandlücke auf, die kleiner ist als eine Energie der elektro¬ magnetischen Strahlung des Halbleiterlasers, so dass die elektromagnetische Strahlung absorbiert wird. Dazu kann der Teilbereich Störatome oder Dotierstoffe, insbesondere eine andere Zusammensetzung, insbesondere eine erhöhte Konzentra- tion an Indium aufweisen, um die elektromagnetische Strahlung besser als andere Bereiche der Schicht zu absorbieren. Der Unterschied in der Zusammensetzung kann größer als 1% oder größer als 5% oder mehr aufweisen. Zudem kann der Übergang in der Zusammensetzung in einer Stufe oder in mehreren Stufen oder graduell erfolgen.
In einer Ausführung weist wenigstens die Schicht Quantenfilme auf, wobei im Teilbereich die Quantenfilme eine kleinere
Bandlücke als im anderen Bereich aufweisen, wobei die kleine¬ re Bandlücke durch eine größere Dicke des Quantenfilmes und/oder durch eine andere Zusammensetzung erzeugt wird, so dass die elektromagnetische Strahlung besser absorbiert wird als im anderen Bereich der Schicht.
In einer Ausführung ist ein Träger vorgesehen, wobei der Halbleiterlaser auf dem Träger angeordnet ist, und wobei das Dämpfungsmittel wenigstens in einem Teilbereich des Trägers angeordnet ist. Somit kann auch mithilfe eines Trägers eine Unterdrückung einer Nebenmode erreicht werden.
In einer weiteren Ausführung ist der Träger ausgebildet, um die elektromagnetische Strahlung zu absorbieren.
Die beschriebenen Ausführungsformen können für sich einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen zu einer Verbesserung des Halbleiterlasers führen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden, wobei
Fig. 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung einen Halbleiterlaser, Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein erstes Aus¬ führungsbeispiel eines Halbleiterlasers mit einer geneigt angeordneten Seitenfläche, Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine weite¬ re Ausführungsform eines Halbleiterlasers mit geneigt angeordneten Seitenflächen, die in Teilabschnitte unterteilt sind,
Fig. 4 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halb¬ leiterlasers, wobei gegenüber liegende Sei¬ tenflächen unterschiedliche Breiten in der Y-Richtung haben,
Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch eine weitere
Ausführungsform eines Halbleiterlasers, bei dem auf wenigstens einer Seitenfläche eine absorbierende Schicht aufgebracht ist,
Fig. 6 einen Teilquerschnitt durch eine weitere
Ausführungsform eines Halbleiterlasers, bei dem eine absorbierende Schicht in der
Schichtstruktur des Halbleiterlasers ange¬ ordnet ist,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Teil¬ querschnittes durch eine weitere Ausfüh- rungsform eines Halbleiterlasers, bei dem auf einer Unterseite des Substrates eine ab¬ sorbierende Schicht vorgesehen ist,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Teil- querschnittes durch eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Halbleiterlasers, bei dem ein Abschnitt des Substrates als absorbie¬ render Bereich ausgebildet ist, Fig. 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf den
Halbleiterlaser der Fig. 8, Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Teil¬ querschnittes durch eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Halbleiterlasers, bei dem im Substrat ein absorbierender Bereich ausge- bildet ist,
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Teil¬ querschnittes durch eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Halbleiterlasers, bei dem die Seitenflanke in einem spitzen Winkel an¬ geordnet ist,
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Teil¬ querschnittes einer weiteren Ausführungsform eines Halbleiterlasers, bei dem wenigstens an einer Seitenfläche ein Graben mit einer absorbierenden Schicht ausgebildet ist,
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Teil- querschnittes durch eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Halbleiterlasers, bei dem in wenigstens einer Halbleiterschicht ein ab¬ sorbierender Bereich ausgebildet ist, Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Drauf¬ sicht auf den Halbleiterlaser der Fig. 13,
Fig. 15 eine schematische Teilquerschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Halb- leiterlasers , bei dem wenigstens ein Teilbe¬ reich der ersten Seitenfläche mit einer mechanischen Struktur zur Reduzierung von Reflexion versehen ist, Fig. 16 eine schematische Draufsicht auf eine weite¬ re Ausführungsform eines Halbleiterlasers mit mechanischen Strukturen, Fig. 17 einen schematischen Teilquerschnitt durch einen Halbleiterlaser, wobei wenigstens an der ersten Seitenfläche eine Entspiegelungs- schicht vorgesehen ist,
Fig. 18 eine schematische Draufsicht auf einen Halb¬ leiterlaser mit Entspiegelungsschichten,
Fig. 19 einen schematischen Teilquerschnitt durch einen Halbleiterlaser mit einem Graben mit einer absorbierenden Schicht,
Fig. 20 eine schematische Draufsicht auf einen Halb¬ leiterlaser mit Gräben mit absorbierenden Schichten,
Fig. 21 eine schematische Darstellung eines Halb¬ leiterlasers mit nicht parallelen Seitenflä¬ chen,
Fig. 22 eine schematische Darstellung eines weiteren
Halbleiterlasers mit Seitenflächen mit ge¬ neigt angeordneten Teilabschnitten, Fig. 23 bis 25 Verfahrensschritte zur Herstellung einer ab¬ geschrägten Halbleiterflanke,
Fig. 26 eine Teilquerschnitt durch ein Substrat und einen Träger,
Fig. 27 eine Ansicht auf eine Unterseite eines Sub¬ strates, und
Fig. 28 einen Teilquerschnitt durch einen weiteren
Träger mit Ausnehmungen zeigt. darstellt . Ein Halbleiterlaser weist eine Schichtstruktur mit einer aktiven Zone auf. Die aktive Zone ist ausgebildet, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Die Schichtstruktur weist eine Abfolge von Schichten auf, wobei in einer Z- Richtung zwei gegenüber liegende Endflächen vorgesehen sind. Wenigstens eine Endfläche ist ausgebildet, um die elektromag¬ netische Strahlung der aktiven Zone wenigstens teilweise aus¬ zukoppeln. Die zweite Endfläche ist ausgebildet, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teilweise zu reflek- tieren. Zwischen den Endflächen sind Führungsmittel zum Ausbilden einer optischen Mode in einem Modenraum zwischen den Endflächen vorgesehen. Als Führungsmittel für die Mode können eine Indexführung über eine Stegstruktur oder eine Gewinnführung durch Beschränkung der stromführenden Schichten z.B. in Form eines Oxidstreifenlaser vorgesehen sein. Im Folgenden werden Beispiele für Halbleiterlaser mit einer Stegstruktur und einer Indexführung beschrieben. Die Erfindung kann jedoch ebenso bei gewinngeführten Halbleiterlasern verwendet werden. In Fig. 1 ist ein Koordinatensystem mit einer X-, Y- und Z- Achse dargestellt, wobei die Achsen jeweils senkrecht aufei¬ nander stehen. Es ist ein Halbleiterlaser 1 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung dargestellt, wobei der Halbleiterlaser 1 einen Grundkörper 17 und einen Steg 13 auf- weist. Der Halbleiterlaser 1 ist in Form von Halbleiterschichten aufgebaut, die in Z-X-Ebene angeordnet sind, wobei die Halbleiterschichten übereinander entlang der Y-Achse angeordnet sind. Der Halbleiterlaser 1 weist eine erste Kon¬ taktschicht 2 auf, die auf einer ersten Halbleiterschicht 3 angeordnet ist. Die erste Halbleiterschicht 3 ist auf einer ersten Mantelschicht 4 angeordnet. In der dargestellten Aus¬ führung geht der Steg 13 mit der ersten Mantelschicht 4 in den breiteren Grundkörper 17 über. Die erste Mantelschicht 4 weist wenigstens bis zu einer festgelegten Tiefe, d.h. in der Y-Richtung eine schmälere Breite in der X-Richtung als der
Grundkörper 17 auf. Dadurch wird eine Indexführung der Lasermode erreicht. Bei einer gewinngeführten Ausführung des Halbleiterlasers wäre kein Steg 13 vorhanden, sondern die erste Halbleiterschicht 3 und die erste Mantelschicht 4 würden die gleiche Breite in der X-Richtung wir der Grundkörper aufweisen. Jedoch wäre bei dieser Ausführung die Breite der ersten Kontaktschicht 2 deutlich schmäler, um die Stromführung in der Breite zu begrenzen.
Die erste Mantelschicht 4 ist auf einer ersten Wellenleiter¬ schicht 5 angeordnet. Die erste Wellenleiterschicht 5 ist auf einer aktiven Zone 6 angeordnet. Die aktive Zone 6 ist auf einer zweiten Wellenleiterschicht 7 angeordnet. Die zweite Wellenleiterschicht 7 ist auf einer zweiten Mantelschicht 8 angeordnet. Die zweite Mantelschicht 8 ist auf einer zweiten Halbleiterschicht 9 angeordnet. Die zweite Halbleiterschicht 9 ist auf einem Substrat 10 angeordnet. Das Substrat 10 ist auf einer zweiten Kontaktschicht 11 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der Steg 13 nur die erste Halbleiterschicht 3 aufweisen. Zudem kann der Steg 13 die Schichten bis zur aktiven Zone 6 oder sogar noch die aktive Zone 6 aufweisen. An gegenüberliegenden Seitenflächen weist der Grundkörper 17 des Halbleiterlasers 1 eine erste und eine zweite Seitenfläche 18, 19 auf.
Die erste und die zweite Kontaktschicht 2, 11 weisen bei¬ spielsweise eine Metallschichtfolge auf. Die Metallschicht- folge kann aus mit Gold, Platin, Titan, Nickel, Palladium und Rhodium gebildet sein. Alternativ können die erste und die zweite Kontaktschicht 2,11 auch aus elektrisch leitenden Oxiden wie z.B. Indium-Zinnoxid gebildet sein. Die erste Halbleiterschicht 3, die erste Mantelschicht 4 und die erste Wellenleiterschicht 5 sind in Form von Halbleiterschichten ausgebildet, wobei die Halbleiterschichten positiv dotiert sind und damit eine p-Seite der Schichtanordnung des Halb¬ leiterlasers darstellen. Die aktive Zone 6 weist eine Schich¬ tabfolge von einem oder mehreren Quantentöpfen auf.
Die zweite Wellenleiterschicht 7, die zweite Mantelschicht 8 und die zweite Halbleiterschicht 9 sind ebenfalls aus einem Halbleitermaterial gebildet, das negativ dotiert ist. Somit stellen die zweite Wellenleiterschicht 7, die zweite Mantel¬ schicht 8 und die zweite Halbleiterschicht 9 eine n-Seite der Schichtstruktur des Halbleiterlasers dar. Zudem können nicht dargestellte Blockierschichten, Zwischenschichten und Auf- wachsschichten vorgesehen sein.
Das Substrat und/oder die Halbleiterschichtenfolge können auf einem III-V-Verbindungshalbleiter oder einem I I -VI - Verbindungshalbleiter basieren. Der I I -VI - Verbindungshalbleiter kann ein Sulfid oder ein Selenid sein. Der III-V Verbindungshalbleiter kann auf einem Nitrid- Verbindungshalbleiter, einem Phosphid-Verbindungshalbleiter, einem Antimonid-Verbindungshalbleiter oder einem Arsenid- Verbindungshalbleiter basieren. Der III-V- Verbindungshalbleiter kann beispielsweise ein Nitrid wie etwa GaN, InN oder A1N, ein Phosphid wie etwa GaP oder InP oder ein Arsenid wie etwa GaAs oder InAs sein. Auf Nitrid- Verbindungshalbleitern basierend bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass das Substrat und/oder die Halbleiterschich- tenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein Nitrid-III-
Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise AlnGamI ni-n-mN um- fasst. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathe¬ matisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zu- sätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamI ni-n-mN -Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters AI, Ga, In, N, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Auf Phosphid-Verbindungshalbleitern basierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Substrat und/oder die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon vorzugsweise AlnGamI ni-n-mP umfasst. Dabei muss dieses Material nicht zwin- gend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger
Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die phy¬ sikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters AI, Ga, In, P, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weite¬ rer Stoffe ersetzt sein können. Auf Antimonid- Verbindungshalbleitern basierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Substrat und/oder die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon vorzugsweise AlnGamIni-n-mSb umfasst. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine ma¬ thematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufwei- sen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zu¬ sätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Ei¬ genschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die we¬ sentlichen Bestandteile des Kristallgitters AI, In, Ga, Sb, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stof¬ fe ersetzt sein können. Auf Arsenid-Verbindungshalbleitern basierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Substrat und/oder die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon vorzugsweise AlnGamIni-n-mAs umfasst. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zu¬ sammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber
beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestand¬ teile des Kristallgitters AI, In, Ga, As, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Auf II-VI Verbindungshalbleitern basierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Substrat und/oder die Halb- leiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon vor¬ zugsweise ZnnCdi-nSmSei-m umfasst. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters Zn, Cd, S, Se, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können. Im Folgenden werden Beispiele für nitridbasierte Halbleiterschichtstrukturen beschrieben. Die erste Halbleiterschicht 3 weist beispielsweise Galliumnitrid, die erste Mantelschicht 4 Aliuminiumgalliumnitrid und die erste Wellenleiterschicht 5 Galliumnitrid oder Indiumgalliumnitrid auf oder bestehen dar- aus. Die Quantentöpfe der aktiven Zone 6 weisen beispielsweise Indiumgalliumnitrid auf, wobei die Quantentöpfe durch Galli¬ umnitridschichten voneinander getrennt sind. Die zweite Wellenleiterschicht 7 weist beispielsweise Galliumnitrid oder Indiumgalliumnitrid, die zweite Mantelschicht 8 Aluminiumgal- liumnitrid, die zweite Halbleiterschicht 9 Aluminiumgallium¬ nitrid auf oder bestehen daraus. Zudem kann in der aktiven Zone eine Elektronenbarriere auf der p-Seite vorgesehen sein, die z.B. aus Aluminiumgalliumnitrid besteht. Die erste Mantelschicht 4 und die zweite Mantelschicht 8 wei¬ sen jeweils einen geringeren Brechungsindex als die angren¬ zende erste Wellenleiterschicht 5 beziehungsweise die angren¬ zende zweite Wellenleiterschicht 7 auf. Auf diese Weise kann eine Wellenführung der elektromagnetischen Strahlung, die von der aktiven Zone 6 erzeugt wird, durch die erste und die zweite Wellenleiterschicht 5, 7 erfolgen.
Die Halbleiterschichten der p-Seite sind beispielsweise durch Zugabe von Magnesium positiv dotiert. Abhängig von der ge- wählten Ausführungsform kann auf die zweite Halbleiterschicht 9 verzichtet werden. Die Halbleiterschichten der n- Seite des Halbleiterlasers sind beispielsweise durch Zugabe von Silicium negativ dotiert. Das Substrat 10 ist ebenfalls negativ dotiert, um eine elektrisch leitende Verbindung zum zweiten Kontakt 11 herzustellen.
Eine Modenführung entlang einer Längsachse, das heißt in der Z-Richtung, kann dadurch erfolgen, dass wie in dem darge- stellten Beispiel ein Steg 13 ausgebildet ist, der eine Brei¬ te der Stromversorgung der aktiven Zone 6, das heißt in der X-Richtung begrenzt und einen Brechungsindexsprung verursacht. Anstelle der Ausbildung der Stegstruktur kann die be- grenzte Stromführung durch die aktive Zone durch die Ausbil¬ dung eines schmalen Kontaktstreifens entlang der Z-Achse auf der ersten Halbleiterschicht 3 erreicht werden. Zur Eingrenzung kann eine Oxidschicht zwischen dem p-Kontakt und der ersten Halbleiterschicht 3 ausgebildet sein.
Eine erste und eine zweite Endfläche 14, 15 des Halbleiterla¬ sers 1, die in der Z-Richtung an gegenüberliegenden Enden des Halbleiterlasers 1 ausgebildet sind, können eine Spiegel¬ schicht aufweisen, insbesondere in der Weise ausgebildet sein, dass wenigstens ein vorgegebener Teil der elektromagne¬ tischen Strahlung an den Endflächen reflektiert wird. Zudem ist eine der Endflächen 14, 15 in der Weise ausgebildet, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung über die Endflächen ausgegeben wird.
Zudem weist der Halbleiterlaser 1 einen Modenraum 16 auf, der zwischen der ersten und der zweiten Endfläche 14, 15 im Bereich der aktiven Zone und im Bereich der ersten und der zweiten Wellenleiterschicht 5, 7 ausgebildet ist. Der Moden- räum 16 bezeichnet den Bereich des Halbleiterlasers 1, in dem ein Großteil der Intensität der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist und sich eine Lasermode ausbildet. Der Moden¬ raum 16 ist beispielsweise durch den Bereich in der Halb¬ leiterschichtstruktur definiert, in dem die elektromagneti- sehe Strahlung, die von der aktiven Zone 6 erzeugt wird, we¬ nigstens 50 % der maximalen Intensität aufweist. Für eine möglichst geringe Verlustleistung ist es vorteilhaft, wenn die elektromagnetische Strahlung in einem eng begrenzten Modenraum 16 konzentriert ist. In der Y-Richtung wird dies durch die Führung mithilfe der Wellenleiter erreicht. Zudem sind die erste und die zweite Endfläche 14, 15 möglichst pa¬ rallel zueinander angeordnet, um eine effektive Reflexion in den Modenraum zu ermöglichen. In den folgenden Figuren werden Ausführungsformen von Halbleiterlasern beschrieben, bei denen eine Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus dem Modenraum 16 erschwert ist, insbesondere die Ausbildung von Nebenmoden seitlich des Modenraumes 16, insbesondere die Ausbildung eines Resonators beispielsweise in Form eines Ringresonators erschwert ist.
Der Schichtaufbau des Halbleiterlasers der Fig. 1 ist nur beispielhaft. Es können andere Halbleitermaterialien, andere Schichtabfolgen usw. verwendet werden, um einen Halbleiterlaser 1 gemäß Fig. 1 auszubilden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teil- querschnitt durch eine Ausführungsform eines Halbleiterla¬ sers, wobei in der dargestellten Ausführungsform nur eine linke Seite des Halbleiterlasers mit einer ersten Seitenflä¬ che 18 dargestellt ist. Die gegenüberliegende zweite, nicht dargestellte Seitenfläche des Halbleiterlasers 1 kann spie- gelsymmetrisch zu einer Mittenebene 20 ausgebildet sein. Der Steg 13 muss nicht in der Mittenebene 20 oder symmetrisch zur Mittenebene 20 ausgebildet sein. Zudem werden in dieser und in folgenden Figuren teilweise nur Teile der Strukturen dargestellt. Insbesondere werden das Substrat und/oder die elektrischen Kontaktschichten nicht immer dargestellt.
In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Seitenfläche 18 in einem Winkel a geneigt zwischen 1 und 89° in Bezug auf eine Z-X-Ebene der aktiven Zone 6 angeordnet, wobei eine Breite des Grundkörpers 17 in der X-Richtung in Richtung auf die Oberseite 50 des Grundkörpers 17 abnimmt. Somit wird eine elektromagnetische Strahlung 21, die seitlich aus dem Modenraum 16 in Richtung auf die erste Seitenfläche 18 gestrahlt wird, nach unten in Richtung auf ein Substrat abgelenkt. Da- mit wird die elektromagnetische Strahlung 21 nicht zurück in den Modenraum 16 oder zu der gegenüber liegenden zweiten Seitenfläche gelenkt. Dadurch wird die Ausbildung einer Nebenmo¬ de, beispielsweise eines Ringresonators erschwert beziehungs- weise unterdrückt. Die erste Seitenfläche 18 geht in einem Bereich unterhalb der zweiten Mantelfläche in eine erste Sei¬ tenwand 48 über, die senkrecht zur Ebene der aktiven Zone an¬ geordnet ist.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist die zweite Seitenfläche 19 spiegelsymmetrisch zur ersten Seitenfläche 18 ausgebildet. Ebenso kann die zweite Seitenfläche 19 in eine zweite Seitenwand 49 über, die senkrecht zu der Ebene der ak- tiven Zone angeordnet ist. Somit wird eine elektromagnetische Strahlung 21, die auf die zweite Seitenfläche 19 gestrahlt wird, ebenfalls nach unten weg vom Modenraum 16 abgelenkt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch nur eine der zwei Seitenflächen 18, 19 in einem Winkel geneigt zur Ebene der aktiven Zone 6 angeordnet sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist wenigstens nur ein Teilabschnitt der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 entlang der Z-Richtung in dem Winkel zwischen 1 und 89° geneigt zur Ebene der aktiven Zone 6 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 entlang der gesamten Länge, das heißt in Z-Richtung, des Halbleiterlasers 1 geneigt angeord¬ net sein. Zudem können die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 entlang der Länge des Halbleiterlasers 1 unter- schiedliche Neigungswinkel in Bezug auf die Ebene der aktiven Zone aufweisen. Weiterhin können Teilabschnitte der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18,19 unterschiedliche Nei¬ gungswinkel a zur Ebene der aktiven Zone 6 aufweisen. Je weiter sich die erste oder die zweite Seitenfläche 18, 19 in Richtung der Y-Achse erstrecken, umso besser ist die Unterdrückung von Nebenmoden. Ab der Ebene der zweiten Mantelfläche zeigt jedoch eine weitere Verlängerung der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18,19 keine wesentliche Verbesserung mehr.
Versuche haben gezeigt, dass eine Anordnung der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 in einem Winkelbe- reich zwischen 45° und 65° in Bezug auf die Ebene der aktiven Zone gute Ergebnisse für die Unterdrückung der Ausbildung einer Nebenmode bieten. Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung mit Blick auf eine Oberseite einen Halbleiterlaser 1, der auf der ersten Seitenfläche 18 drei Teilabschnitte 61,62,63 aufweist, die unterschiedliche Neigungswinkel a zur Ebene der aktiven Zone aufweisen. In diesem Fall ist die zweite Seitenfläche 19 un- symmetrisch der ersten Seitenfläche 18 ausgebildet und weist zwei Teilabschnitte 64, 65 auf, die unterschiedliche Nei¬ gungswinkel a zu der Ebene der aktiven Zone aufweisen.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Teilschnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers 1, wobei die erste Seitenfläche 18 in einem Winkel a geneigt zur Ebene der aktiven Zone angeordnet ist. Die erste Seitenfläche 18 reicht bis in die erste Wellenleiterschicht 5 und geht an¬ grenzend an die aktive Zone 6 über eine erste Linie 71 in die erste Seitenwand 48 über. Die erste Seitenwand 48 ist senk¬ recht zur ebene der aktiven Zone 6 angeordnet.
In dieser Ausführungsform ist die zweite Seitenfläche 19 un¬ symmetrisch zur ersten Seitenfläche 18 angeordnet. Die zweite Seitenfläche 19 erstreckt sich in der Y-Richtung bis in die zweite Mantelschicht 8 und geht auf Höhe der zweiten Mantel¬ schicht 8 über eine zweite Linie 72 in die zweite Seitenwand 49 über. Die zweite Seitenwand 49 ist senkrecht zur Ebene der aktiven Zone 6 angeordnet. Zudem können die Neigungswinkel a der ersten und der zweiten Seitenfläche unterschiedlich groß sein. Die erste und die zweite Linie 71,72 stellen Übergangs¬ bereiche dar, die als Kanten oder abgerundete Bereiche ausge¬ bildet sein können. Die Darstellung erläutert als Beispiel, dass die erste und die zweite Seitenfläche 18,19 unterschied- liehe Neigungswinkel haben können und sich bis in unter¬ schiedliche Schichten erstrecken können. Fig. 5 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausfüh¬ rung eines Halbleiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß der Ausführung der Fig. 2 ausgebildet sein kann, wobei jedoch wenigstens auf einer Teilfläche der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 eine Dämpfungsschicht 23 aufgebracht ist. Der Halbleiterlaser kann in Bezug auf die Mittenebene 20 spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Die absorbierende
Schicht 23 ist ausgebildet, um eine Reflexion einer einfal¬ lenden elektromagnetischen Strahlung zu dämpfen, insbesondere zu unterdrücken. Dazu kann die absorbierende Schicht 23 eine entsprechende Struktur beispielsweise einen entsprechenden Schichtaufbau und/oder ein entsprechendes Dämpfungsmaterial aufweisen .
Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist insbesondere nur in einem oberen Abschnitt 22 in Bezug auf die Y-Richtung der ersten Seitenfläche 18 eine absorbierende Schicht 23 an¬ geordnet. Ebenso kann die zweite Seitenfläche 19 in analoger Weise mit einer absorbierenden Schicht 23, insbesondere nur im oberen Abschnitt 22 mit einer absorbierenden Schicht 23 versehen sein. Der obere Abschnitt 22 kann sich in der Y- Richtung wenigstens bis in die Ebene der ersten Mantel¬ schicht, oder bis in die Ebene der ersten Wellenleiterschicht, oder bis in die Ebene der aktiven Zone, oder bis in die Ebene der zweiten Wellenleiterschicht oder bis in die Ebene der zweiten Mantelschicht oder darunter erstrecken.
In der dargestellten Ausführungsform weist die absorbierende Schicht 23 eine Isolationsschicht 24 auf, die direkt auf der Schichtstruktur aufliegt. Auf die Isolationsschicht 24 kann verzichtet werden, wenn die absorbierende Schicht 23 aus ei¬ nem elektrisch nicht leitenden Material besteht. Ist jedoch die absorbierende Schicht 24 aus einem elektrisch leitenden Material, so verhindert die Isolationsschicht 24, dass die einzelnen Schichten der Schichtstruktur kurzgeschlossen werden. Insbesondere soll mit der Isolationsschicht 24 ein Kurz- schluss zwischen der p-Seite und der n-Seite unter Überbrü¬ ckung der aktiven Zone 6 vermieden werden. Auch die Ausführungsformen der Figuren 3 und 4 können im Bereich der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18,19 wenigstens teilweise mit einer absorbierenden Schicht versehen sein, wobei abhängig vom Material der absorbierenden Schicht
23 auch eine Isolationsschicht 24 vorgesehen sein kann.
Als Dämpfungsmaterial für die absorbierende Schicht kommen beispielsweise Germanium, Silicium, Indium oder Metalle in Frage. Bei der Ausführung der absorbierenden Schicht aus einem elektrisch leitenden Material kann eine Isolationsschicht
24 zwischen der absorbierenden Schicht 23 und den Halbleiterschichten des Halbleiterlasers 1 angeordnet sein, um elektri¬ sche Kurzschlüsse oder unerwünschte elektrisch leitende Ver¬ bindungen zwischen den Halbleiterschichten zu vermeiden. Die Isolationsschicht 24 kann Dielektrika wie zum Beispiel Sili- ciumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid aufweisen oder dar¬ aus gebildet sein. Die Isolationsschicht 24 kann eine Dicke im Bereich von 10 nm bis lym aufweisen.
Insbesondere kann eine Isolationsschicht aus Siliciumdioxid und eine absorbierende Schicht 23 aus Titan verwendet werden. Weiterhin kann als absorbierende Schicht 23 Aluminium und als Isolationsschicht 24 Aluminiumoxid verwendet werden. Zudem kann als absorbierende Schicht 23 und als Isolationsschicht 24 Siliciumnitrid verwendet werden.
Zudem kann die absorbierende Schicht 23 in Form von die¬ lektrischen Materialien ausgebildet sein, die durch eine ge- zielte Veränderung der Zusammensetzung im Spektralbereich der vom Halbleiterlaser 1 erzeugten elektromagnetischen Strahlung absorbierend ausgebildet ist.
Fig. 6 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers, der im We¬ sentlichen gemäß der Fig. 2 aufgebaut ist, wobei jedoch im Halbleitermaterial unterhalb der aktiven Zone 6 eine absor¬ bierende Schicht 23 ausgebildet ist. Die absorbierende Schicht 23 kann sich über die gesamte Breite und Länge, das heißt in der gesamten X-Z-Ebene im Grundkörper 17 des Halbleiterlasers 1 erstrecken. Die absorbierende Schicht 23 kann beispielsweise als epitaktisch abgeschiedene Schicht inner- halb der Schichtfolge des Halbleiterlasers ausgebildet sein. Die absorbierende Schicht 23 kann z.B. eine Bandlücke aufwei¬ sen, die kleiner ist als die Energie der von der aktiven Zone 6 erzeugten elektromagnetischen Strahlung. Dadurch kann elektromagnetische Strahlung 21, die beispielsweise von der ersten und/oder von der zweiten Seitenfläche 18, 19 in Richtung auf die absorbierende Schicht 23 reflektiert wird, von der absorbierenden Schicht 23 absorbiert werden.
Die absorbierende Schicht 23 kann z.B. durch eine entspre- chende Dotierung aus einer Halbleiterschicht oder durch einen entsprechenden Aufbau einer Halbleiterschicht hergestellt werden. Insbesondere kann die absorbierende Schicht 23 we¬ nigstens eine Quantenschicht aufweisen, wobei die Quanten¬ schicht eine kleinere Bandlücke für eine Absorption der elektromagnetischen Strahlung aufweist als die elektromagne¬ tische Strahlung Energie aufweist. Die Bandlücke kann bei¬ spielsweise durch eine entsprechende Konzentration an Stör¬ atomen und/oder durch eine entsprechende Dotierstoffkonzent- ration, und/oder durch eine entsprechende Materialzusammen- setzung und/oder insbesondere bei einer Schicht aus Indium- Gallium-Nitrid durch eine erhöhte Indium-Konzentration erzeugt werden.
Als absorbierende Schicht 23 kommen außerhalb der Halbleiter- schicht beispielsweise Germanium, Silicium, Indium oder Metalle in Frage. Zudem kann die absorbierende Schicht 23 in Form von dielektrischen Materialien ausgebildet sein, die durch eine gezielte Veränderung der Zusammensetzung im Spektralbereich der vom Halbleiterlaser 1 erzeugten elektromagne- tischen Strahlung absorbierend ausgebildet ist.
Die absorbierende Schicht 23 kann zwischen der aktive Zone 6 und einem Substrat im Schichtaufbau der Halbleiterschichten, insbesondere als epitaktische Schicht ausgebildet sein. Ab¬ hängig von der gewählten Ausführungsform kann die absorbierende Schicht vorzugsweise unterhalb der zweiten Wellen¬ leiterschicht 7 angeordnet sein. Dadurch wird die Ausbildung der gewünschten Lasermode im Modenraum 16 weniger oder kaum durch die absorbierende Schicht 23 beeinflusst. Die absorbie¬ rende Schicht 23 kann in der zweiten Mantelschicht 8 oder in der zweiten Halbleiterschicht 9 angeordnet sein. Zudem kann die absorbierende Schicht 23 zwischen der zweiten Mantel- schicht 8 und der zweiten Halbleiterschicht 9 angeordnet sein .
Bei einem Materialsystem mit Galliumnitrid zum Aufbau der Halbleiterschichten kann die absorbierende Schicht beispiels- weise aus Aluminium-Gallium-Indium-Nitrid bestehen, wobei der Bandabstand geringer ist als die Energie der elektromagneti¬ schen Strahlung 21, die von der aktiven Zone 6 erzeugt wird.
Bei der Ausbildung der Halbleiterschichten aus einem Materi- alsystem basierend auf Gallium-Arsenid kann die absorbierende Schicht 23 beispielsweise aus Indium-Gallium-Arsenid beste¬ hen. Optional kann die Absorption der elektromagnetischen Strahlung durch die absorbierende Schicht 23 durch eine er¬ höhte Dotierung der absorbierenden Schicht zusätzlich gestei- gert werden.
Zudem kann auf einer Unterseite der Halbleiterschichtstruktur, insbesondere auf einer Unterseite 25 des Substrates 10 eine absorbierende Schicht 23 aus einem Metall oder einer Me- tallschichtfolge gebildet sein. Das Metall bzw. die Metall¬ schichtfolge kann beispielsweise aus Titan, Nickel, Alumini¬ um, Platin, Palladium, Rhodium und/oder Gold aufweisen. Weiterhin kann die Unterseite 25 des Substrates 10 aufgeraut sein, wie in Figur 7 dargestellt ist. Zudem kann auf die ab- sorbierende Schicht 23 verzichtet werden und nur die Unter¬ seite des Substrates oder der Halbleiterschichtstruktur eine aufgeraute Unterseite 25 aufweisen. Auch bei diesen Ausführungsformen wird eine Reflexion einer elektromagnetischen Strahlung 21 zurück in den Bereich des Modenraumes 16 erschwert beziehungsweise unterbunden.
Die Unterseite der Halbleiterschichtstruktur insbesondere des Substrates kann beispielsweise durch trockenchemische Ätzung mittels Argon, Stickstoff, BC13, C12 usw. oder durch nassche¬ mische Ätzung mit zum Beispiel KOH erzeugt werden.
In einer Ausführungsform wird die absorbierende Schicht 23 wenigstens als Bestandteil der zweiten Kontaktschicht 11 auf¬ gebracht .
Die Ausführungsformen der Figuren 6 und 7 können mit den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 5 kombiniert werden.
Fig. 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers 1, der im Wesent¬ lichen gemäß der Fig. 1 ausgebildet ist, wobei jedoch in die¬ ser Ausführungsform im Substrat 10 ein absorbierender Bereich 26 ausgebildet ist. Der absorbierende Bereich 26 kann sich über einen Teil der Breite in der X-Richtung des Halbleiterlasers 1 und/oder über wenigstens einen Teil der Länge in der Z-Richtung des Halbleiterlasers 1 erstrecken. Insbesondere kann der absorbierende Bereich 26 in der X-Richtung zwischen einem Bereich des Modenraumes 16 und der geneigt angeordneten ersten Seitenfläche 18 ausgebildet sein. In analoger Weise kann in der X-Richtung zwischen dem Modenraum 16 und der zweiten Seitenfläche 19 im Substrat 10 ein weiterer absorbie¬ render Bereich 26 ausgebildet sein. Ein absorbierender Be- reich 26 sorgt dafür, dass eine von den Seitenflächen 18, 19 in Richtung auf das Substrat 10 reflektierte elektromagneti¬ sche Strahlung 21 in dem absorbierenden Bereich 26 wenigstens teilweise absorbiert wird. Der absorbierende Bereich 26 kann sich in einem Bereich zwischen 5 und 100 % der Breite des Grundkörpers 17 in der X-Richtung über das Substrat erstre¬ cken. Zudem kann sich der absorbierende Bereich 26 bevorzugt in einem Bereich zwischen 20 und 98 % der Breite, das heißt in der X-Richtung über die Breite des Substrates erstrecken. Der absorbierende Bereich 26 kann sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Halbleiterlasers 1 in der Z-Richtung er¬ strecken . Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darrstellung von oben einen Halbleiterlaser, bei dem auf beiden Seiten in Bezug auf den Steg 13 absorbierende Bereiche 26 im Substrat 10 angeord¬ net sind. Die absorbierenden Bereiche 26 sind gestrichelt dargestellt .
Abhängig von der gewählten Ausführung kann das Substrat 10 insbesondere vollständig aus einem absorbierenden Material bestehen. Zudem können einzelne Bereiche des Substrates stär¬ ker absorbierend für die elektromagnetische Strahlung sein, die von der aktiven Zone 6 erzeugt wird. Dazu können bei¬ spielsweise das Substrat oder Teile des Substrates mithilfe eines ELOG-Verfahrens hergestellt werden und Koaleszenzberei- che aufweisen, die stärker die elektromagnetische Strahlung absorbieren. Beispielsweise kann bei einem Gallium-Nitrid- Materialsystem für die Ausbildung der Halbleiterschichten des Halbleiterlasers 1 das Substrat aus Indium-Gallium-Nitrid o- der aus Silicium-Carbid bestehen, die beide elektromagneti¬ sche Strahlung absorbieren. Zudem kann auf einer Unterseite des Substrates eine absorbierende Schicht beispielsweise in Form einer Kontaktschicht ausgebildet sein.
Das Substrat 10 kann beispielsweise aus Gallium-Nitrid, Indi¬ um-Gallium-Nitrid, Aluminium-Gallium-Nitrid, Gallium-Arsenid, Gallium-Phosphid, Silicium, Silicium-Carbid, Saphir, Indium- Phosphid usw. bestehen. Die Ausführungsformen der Figuren 8 und 9 können mit den Ausführungsformen der Figuren 2 bis 7 kombiniert werden. Zudem können als Implantationsstoffe für das Substrat zur Erhöhung der Absorptionseigenschaft für die elektromagnetische Strahlung Nickel, Sauerstoff, Magnesium, Beryllium, Bor, Antimon, Phosphor, Xenon, Chrom, Wasserstoff, Titan, Kupfer, Silicium, Germanium, Arsen, Indium, Gold usw. verwendet werden. Fig. 10 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halb¬ leiterlasers, der im Wesentlichen gemäß Fig. 8 aufgebaut ist, wobei jedoch der absorbierende Bereich 26 innerhalb des Sub- strates 10 in einem Teilbereich angeordnet ist. Der absorbie¬ rende Bereich 26 kann beispielsweise mithilfe einer Implanta¬ tion erzeugt werden. Der absorbierende Bereich 26 kann sich über die gesamte Breite und/oder über die gesamte Länge des Halbleiterlasers im Substrat erstrecken.
Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halb¬ leiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß der Fig. 2 ausge¬ bildet ist, wobei jedoch in dieser Ausführungsform die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 geneigt in einem Win¬ kel a zwischen 91° bis 179°, vorzugsweise zwischen 135° und 155° geneigt zur Ebene der aktiven Zone 6 angeordnet ist. Da¬ bei sind die erste und/oder die zweite Seitenflanke 18,19 in der Weise ausgebildet, dass sich die Breite des Halbleiterla- sers in der X-Richtung in Richtung auf eine Oberseite 50 des Grundkörpers 17 breiter wird. Dadurch wird eine elektromagne¬ tische Strahlung 21, die vom Modenraum 16 in Richtung auf die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 abgestrahlt wird, nach oben in Richtung auf den Steg 13 oder darüber re- flektiert. Zudem kann eine Oberseite 50 der Halbleiter¬ schichtstruktur mit einer zweiten Isolationsschicht 27 seitlich des Steges 13 bedeckt sein. Auf der zweiten Isolations¬ schicht 27 kann eine Metallschicht 28 zur elektrischen Kon- taktierung der Oberseite des Steges 13 vorgesehen sein. Die Metallschicht 28 absorbiert die von den Seitenflächen 18, 19 nach oben reflektierte elektromagnetische Strahlung 21. Die zweite Seitenfläche 19 kann spiegelsymmetrisch zur ersten Seitenfläche 18 mit Bezug auf die Mittenebene 20 angeordnet sein .
Die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 können bei¬ spielsweise mithilfe eines Sägeverfahrens in dem gewünschten Winkel a in die Halbleiterschichtstruktur des Halbleiterla- sers 1 eingebracht werden. Die Ausführungsform der Figur 11 kann auch mit den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 10 kombiniert werden. Bei der Ausführung des Halbleiterlasers mit einer gewinnge¬ führten Lasermode könnten sich die erste und die zweite Sei¬ tenfläche 18,19 gemäß den Figuren 2 bis 11 bis zu einer Ober¬ seite der ersten Halbleiterschicht 3 erstrecken. Fig. 12 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers 1, der im Wes- neltichen gemäß Fig. 2 ausgebildet ist, wobei die erste und die nicht dargestellte zweite Seitenfläche 18, 19 senkrecht zur Ebene der aktiven Zone 6 ausgebildet sind. Zudem ist in einem oberen Abschnitt 22 der ersten und/oder der zweiten
Seitenfläche 18,19 eine absorbierende Schicht 23 auf der ers¬ ten und/oder der zweiten Seitenfläche 18,19 aufgebracht. Dazu kann ein Graben 29 in die Oberseite der Halbleiterschichtstruktur des Halbleiterlasers 1 seitlich des Modenrau- mes 16 eingebracht sein. Der Graben 29 kann teilweise oder vollständig mit der absorbierenden Schicht 23 gefüllt sein. Insbesondere ist die erste und/oder nicht-dargestellte zweite Seitenfläche 18, 19 mit der absorbierenden Schicht 23 be¬ deckt. Der Graben 29 erstreckt sich in der Y-Richtung vor- zugsweise bis in eine Tiefe unter die aktive Zone 6, insbe¬ sondere unter die zweite Wellenleiterschicht 7. Die absorbie¬ rende Schicht 23 kann sich über die gesamte Länge der Seiten¬ fläche 18,19 des Halbleiterlasers 1 erstrecken.
Die Anordnung der absorbierenden Schicht 23 führt zu einer erhöhten Absorption der elektromagnetischen Strahlung 21, die auf die erste und/oder die zweite Seitenfläche 18, 19 abge¬ strahlt wird. Die absorbierende Schicht 23 kann aus den vorab angegebenen Materialien aufgebaut sein. Die Ausführungsform der Fig. 12 kann mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden. Wenn die absorbierende Schicht 23 aus einem
elektrisch leitenden Material besteht ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Halbleiterschichten und der Schicht 23 eine Isolationsschicht 24 ausgebildet ist, um elektrische Kurz- Schlüsse zwischen den Halbleiterschichten, insbesondere zwischen einer p-Seite und einer n-Seite zu vermeiden.
Fig. 13 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers 1, der im We¬ sentlichen gemäß Fig. 1 ausgebildet ist. Zudem ist ein absorbierender Bereich 26 in den Halbleiterschichten der Halbleiterschichtstruktur ausgebildet, der als ovale Fläche sche¬ matisch dargestellt ist. Der absorbierende Bereich 26 ist ne- ben dem Modenraum 16 und zwischen dem Steg 13 und der ersten Seitenfläche 18 angeordnet. Zudem kann ein absorbierender Be¬ reich auch zwischen dem Steg 13 und der zweiten Seitenfläche 19, die nicht dargestellt ist, ausgebildet sein. Die absorbierenden Bereiche 26 können sich von der Oberseite der Halbleiterschichtstruktur, d.h. z.B. ausgehend von der ersten Mantelschicht in der Y-Richtung bis unter die zweite Wellenleiterschicht, insbesondere die zweite Mantelschicht erstrecken. Zudem kann sich der absorbierende Bereich 26 in der Z-Richtung über eine Teillänge des Halbleiterlasers oder über die gesamte Länge des Halbleiterlasers erstrecken. Wei¬ terhin können auf beiden Seiten, das heißt im Bereich der ersten Seitenfläche 18 und im Bereich der zweiten Seitenflä¬ che 19 entsprechende absorbierende Bereiche im Halbleiterma- terial ausgebildet sein. Die absorbierenden Bereiche können auf den gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf den Steg 13 spiegelsymmetrisch zur Mittenebene 20 oder unsymmetrisch zur Mittenebene 20 angeordnet und/oder ausgebildet sein. Der absorbierende Bereich 26 kann im Halbleitermaterial mit- hilfe einer Diffusion oder Implantation von verschiedenen Materialien erzeugt werden. Beispielsweise können als Dotieroder Implantationsmaterialien Ni, O, Mg, Be, B, Sb, P, Xe, Cr, Ti, Cu, Si, Ge, As, In, H, Au usw. verwendet werden. Mit- hilfe der Diffusion oder Implantation der beschriebenen Materialien kann z.B. die Bandlücke der Halbleiterschichten im absorbierenden Bereich 26 in der Weise geändert, dass eine höhere Absorption für die elektromagnetische Strahlung 21 der aktiven Zone 6 erreicht wird.
Elektromagnetische Strahlung 21, die aus dem Modenbereich 16 abgestrahlt wird, wird von dem absorbierenden Bereich 26 absorbiert. Der absorbierende Bereich 26 kann auch in der akti¬ ven Zone 6 außerhalb des Modenraumes 16 ausgebildet sein. Da¬ zu kann die aktive Zone in dem absorbierenden Bereich 26 beispielsweise dickere Quantenfilme und/oder eine entsprechende Materialzusammensetzung aufweisen, um die elektromagnetische Strahlung 21 zu absorbieren.
Der absorbierende Bereich 26 kann in der aktiven Zone 6 beispielsweise durch eine Quantentopfstruktur mit einem verrin- gerten Bandabstand realisiert sein, wobei beispielsweise ein erhöhter Indiumgehalt vorgesehen ist. Die absorbierenden Bereiche können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die absorbierenden Bereiche beim Epitaxieprozess unter einer abgesenkten Temperatur aufgewachsen werden. Eine verringerte Temperatur führt bei Indium-Gallium-Nitrid zu einem erhöhten Einbau von Indium in die aufgewachsene Schicht.
Beim Abscheiden der Halbleiterschichten auf dem Substrat liegt das Substrat auf einem Träger auf. Die Art des mechani- sehen Kontaktes zwischen dem Träger und dem Substrat beein- flusst die Temperatur des Substrates beim Abscheiden der Halbleiterschichten. Der Träger kann mit einem Heizsystem versehen sein. Ist der mechanische Kontakt lokal zwischen dem Träger und dem Substrat geringer, so ist die Temperatur des Substrates aufgrund der geringeren Wärmekopplung mit dem Träger kleiner als in anderen Bereichen, in denen ein besserer mechanischer Kontakt und damit eine bessere Wärmeleitung vorliegt. Dieser Effekt kann für die Beeinflussung der lokalen Temperatur auf dem Substrat während des Abscheidens der Halb- leiterschichten genutzt werden. Die absorbierenden Bereiche werden durch eine gezielte lokale Beeinflussung der Temperatur während des Abscheidens der Halbleiterschichten in den Bereichen erzeugt, in denen die absorbierenden Bereiche entstehen sollen.
Je nach Materialsystem kann eine erhöhte lokale Temperatur oder eine erniedrigte lokale Temperatur beim Abscheiden der Halbleiterschichten genutzt werden, um die absorbierenden Bereiche 26 zu erzeugen. Zur Absenkung der Temperatur in den gewünschten absorbierenden Bereichen kann beispielsweise eine Unterseite des Substrates, auf das die Halbleiterschichten aufgewachsen werden, derart strukturiert sein, dass im absorbierenden Bereich eine Ausnehmung vorgesehen ist. Durch die Ausnehmung wird eine schlechtere Anbindung des Substrates an einen Träger erreicht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch der Träger entsprechend mit Ausnehmungen in der Oberfläche oder mit Erhöhungen auf der Oberfläche strukturiert sein, damit das Substrat in festgelegten Berei¬ chen einen besseren oder schlechteren mechanischen Kontakt zum Träger hat. Somit können bei gleichem Epitaxieprozess in festgelegten Bereichen des Substrates unterschiedliche Tempe- raturen eingestellt werden. Dadurch können lokale Bereiche mit mehr oder weniger absorbierenden Eigenschaften in den Halbleiterschichten und insbesondere im Bereich der aktiven Zone seitlich des Modenraumes 16 erzeugt werden. Fig. 14 zeigt eine schematische Ansicht von oben auf einen Halbleiterlaser 1, der gemäß Fig. 13 ausgebildet ist, wobei die absorbierenden Bereiche 26 mithilfe von gestrichelten Linien schematisch dargestellt sind. Fig. 15 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Halbleiterlasers, bei der die erste Seitenfläche 18 in einem oberen Abschnitt 22 eine me¬ chanische Struktur 90 aufweist, die eine Reflexion einer ein¬ fallenden elektromagnetischen Strahlung erschwert und/oder zu einer Absorption der einfallenden elektromagnetischen Strahlung führt. Die mechanische Struktur 90 kann in Form von Stu¬ fen, Versetzungen oder einer Rauheit der Oberfläche der ersten Seitenfläche 18 realisiert sein. In analoger Weise kann auch die zweite Seitenfläche 19 spiegelsymmetrisch ausgebil¬ det sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Seitenfläche 18 vertikal angeordnet und es ist ein Gra¬ ben 29 vorgesehen, in dem die erste Seitenfläche 18 ausgebil- det ist. Der Graben 29 ist in der X-Richtung bis zur ersten Seitenwand 48 geführt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste Seitenfläche 18 auch in einem Winkel geneigt zur Ebene der aktiven Zone angeordnet sein. Zudem kann auch auf den Graben 29 verzichtet werden. Bei dieser Ausführung sind die erste Seitenfläche 18 und die erste Sei¬ tenwand 48 in einer Ebene angeordnet.
Die Rauigkeit der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 kann im Bereich von 1 nm bis 30 ym, insbesondere im Bereich von 10 nm bis 10 ym, bevorzugt im Bereich von
100 nm bis 5 ym liegen. Die aufgeraute erste und/oder zweite Seitenfläche 18, 19 kann beispielsweise mithilfe von nassche¬ mischer Ätzung mittels KOH oder mithilfe einer Trockenätzung beispielsweise mithilfe von N, Ar, BC13, C12 hergestellt wer- den. Die Struktur der Rauigkeit kann gerichtet oder diffus ausgebildet sein. Die Rauigkeit kann die mittlere Rauigkeit angeben. Die mittlere Rauigkeit gibt den mittle¬ ren Abstand eines Messpunktes auf der Oberfläche zu einer Mittellinie an. Die Mittellinie schneidet innerhalb der Be- zugsstrecke das wirkliche Profil so, dass die Summe der Pro¬ filabweichungen (bezogen auf die Mittellinie) minimal wird. Die mittlere Rauigkeit entspricht also dem arithmetischen Mittel der betragsmäßigen Abweichung von der Mittellinie. Die mittlere Rauigkeit der ersten und/oder zweiten Seitenfläche 18,19 kann wie oben ausgeführt zwischen 1 nm und 30 ym lie¬ gen .
Fig. 16 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführung eines Halbleiterlasers 1 mit Blick auf eine Ober- seite des Halbleiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß Fig. 15 ausgebildet ist, wobei jedoch zwei Gräben 29,73 darge¬ stellt sind, die zwischen dem Steg 13 und den Seitenwänden 48,49 des Grundkörpers 17 angeordnet sind. Die Gräben 29,73 sind parallel zum Steg 13 angeordnet und spiegelsymmetrisch zur Mittenebene 22 ausgebildet. Jeder Graben 29,73 weist an einer Innenseite, die dem Steg 13 zugewandt ist, eine erste bzw. eine zweite Seitenfläche 18,19 auf, die eine mechanische Struktur 90 aufweist, die eine Reflexion einer elektromagne¬ tischen Strahlung 21 wenigstens reduziert, wie anhand von Fig. 15 erläutert. Die Gräben 29,73 sind seitlich beabstandet von der ersten bzw. der zweiten Seitenwand 48,49. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Gräben 29,73 sich auch seitlich bis zu den Seitenwänden 48,49 erstrecken. Abhängig von der gewählten Ausführung können sich die mechanische Struktur 90 nur über eine Teillänge der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche erstrecken. Zudem können die Gräben 29,73 sich nur über Teillängen des Halbleiterlasers erstre- cken. Die Anordnung des Steges 13 in der Mittenebene stellt nur eine von verschiedenen möglichen Ausführungen dar. Der Steg 13 kann bei allen Ausführungsformen auch außerhalb der Mittenebene 20 angeordnet sein. Fig. 17 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halb¬ leiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß Fig. 1 ausgebildet ist. In einem oberen Abschnitt 22 der ersten Seitenfläche 18 ist eine Entspiegelungsschicht 30 aufgebracht. Der obere Ab- schnitt 22 erstreckt sich in der Y-Richtung wenigstens bis in die erste Wellenleiterschicht oder insbesondere bis über die zweite Wellenleiterschicht, insbesondere bis über die zweite Mantelschicht hinaus. Die Entspiegelungsschicht 30 kann sich über die gesamte Länge der Seitenfläche 18 in der Z-Richtung erstrecken. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung die Entspiegelungsschicht auch nur abschnittsweise entlang der Länge des Halbleiterlasers ausgebildet sein. Für die Aus¬ bildung der Entspiegelungsschicht 30 können dielektrische Schichten wie zum Beispiel Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Ti- tanoxid, Zirconiumoxid, Tantaloxid usw. oder Kombinationen davon oder Schichtstapel mit wenigstens einem dieser Materia¬ lien verwendet werden. Mithilfe der Entspiegelungsschicht 30 kann eine Reflexion einer elektromagnetischen Strahlung 21 an der ersten Seitenfläche 18 reduziert werden. In analoger Wei¬ se kann auch die zweite Seitenfläche 19 ausgebildet sein und mit einer Entspiegelungsschicht 30 versehen sein. Fig. 18 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführung eines Halbleiterlasers 1 mit Blick auf eine Ober¬ seite des Halbleiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß Fig. 17 ausgebildet ist, wobei jedoch zwei Gräben 29,73 vorgesehen sind, die zwischen dem Steg 13 und den Seitenwänden 48,49 des Grundkörpers 17 angeordnet sind. Die Gräben 29,73 sind paral¬ lel zum Steg 13 angeordnet und spiegelsymmetrisch zur Mittenebene 22 ausgebildet. Jeder Graben 29,73 weist an einer In¬ nenseite, die dem Steg 13 zugewandt ist, eine erste bzw. eine zweite Seitenfläche 18,19 auf, die eine Entspiegelungsschicht 30 aufweist, die eine Reflexion einer elektromagnetischen
Strahlung 21 wenigstens reduziert, wie anhand von Fig. 15 er¬ läutert. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch eine Bodenfläche 74,75 der Gräben 29,73 eine Entspiegelungsschicht 30 aufweisen, die eine Reflexion einer elektromagnetischen Strahlung 21 wenigstens reduziert oder unterdrückt.
Abhängig von der gewählten Ausführung können sich die Entspiegelungsschicht 30 nur über eine Teillänge der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18,19 erstrecken. Zudem können die Gräben 29,73 sich nur über Teillängen des Halb- leiterlasers erstrecken. Weiterhin können sich die Gräben 29,73 seitlich bis zu den Seitenwänden 48,49 erstrecken.
Fig. 19 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halb- leiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß Fig. 1 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Modenraum 16 und der ersten Seitenfläche 18 ein Graben 29 vorgesehen. Der Graben 29 ist wenigstens teilweise mit einer absorbierenden Schicht 23 versehen bzw. aufgefüllt. Dabei kann z.B. nur eine Seitenfläche des Grabens 29, die dem Steg zugewandt ist, mit der absorbierenden Schicht 23 bedeckt sein. Der Graben 29 mit der absorbierenden Schicht 23 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Halbleiterlasers 1. Die erste Sei- tenfläche 18 kann gegenüber der ersten Seitenwand 48 des Grundkörpers 17 in der X-Achse in Richtung auf den Steg 13 zurückgesetzt sein, wie dargestellt. Zudem kann die erste Seitenfläche 18 auch in einer Ebene mit der ersten Seitenwand 48 angeordnet sein.
Fig. 20 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführung eines Halbleiterlasers 1 mit Blick auf eine Ober¬ seite des Halbleiterlasers 1, der im Wesentlichen gemäß Fig. 19 ausgebildet ist, wobei jedoch zwei Gräben 29,73 vorgesehen sind, die zwischen dem Steg 13 und den Seitenflächen 18,19 angeordnet sind. Zudem bilden die erste und die zweite Sei¬ tenfläche 18,19 gleichzeitig die erste bzw. die zweite Sei¬ tenwand des Halbleiterlasers 1. Die Gräben 29,73 sind paral- lel zum Steg 13 angeordnet und spiegelsymmetrisch zur Mittenebene 20 ausgebildet. Jeder Graben 29,73 weist an Seitenflä¬ chen eine absorbierende Schicht 23 auf, die eine Reflexion einer elektromagnetischen Strahlung 21 wenigstens reduziert, wie anhand von Fig. 19 erläutert. Zudem kann jeder Graben 29,73 mit der absorbierenden Schicht 23 gefüllt sein.
Abhängig von der gewählten Ausführung können sich die absorbierenden Schichten 23 nur über eine Teillänge der Gräben 29,73 erstrecken. Zudem können die Gräben 29,73 sich nur über Teillängen des Halbleiterlasers erstrecken.
Die Gräben 29,73 können in der Y-Richtung beispielsweise bis auf die Höhe des ersten Wellenleiters 5 reichen. Vorzugsweise können die Gräben 29,73 bis auf die Höhe der aktiven Zone 6 reichen. Insbesondere können die Gräben 29 bis auf die zweite Mantelschicht 8, das heißt die n-Mantelschicht , reichen.
Als absorbierende Materialien für die absorbierende
Schicht 23 jedes der Ausführungsbeispiele können Metalle wie zum Beispiel Cr, Ti, Pd, Pt, Rh, Ni, AI, Au usw. oder Kombinationen davon verwendet werden. Weiterhin können als absorbierende Materialien Halbleitermaterialien wie zum Beispiel Silicium, Germanium aber auch Verbindungshalbleiter wie zum Beispiel Galliumarsenid, Aluminiumgalliumarsenid, Galliumpho- sphid, Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid, Galliumnitrid oder Galliumindiumnitrid oder deren Kombinationen verwendet wer¬ den. Die Materialkompositionen und Dotierungen können so ge- wählt sein, dass ein Nebenschluss des pn-Überganges , das heißt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der p- Seite und n-Seite der Seitenflächen vermieden wird. Ansonsten kann eine elektrische Isolationsschicht 24 zwischen den Halb¬ leiterschichten und der absorbierenden Schicht 23 vorgesehen sein.
Weiterhin können als absorbierende Materialien für die absorbierende Schicht 23 auch dielektrische Materialien wie zum Beispiel Siliciumdioxid, Siliciumoxinitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Titanoxid, Tantaloxid oder Zirko- noxid verwendet werden. Zudem kann eine absorbierende Wirkung in Bezug auf die elektromagnetische Strahlung 21 oder eine Erhöhung der absorbierenden Wirkung über einen gezielten Einbau von Fremdatomen oder durch eine entsprechende stöchiomet- rische Zusammensetzung erreicht werden, zum Beispiel kann die absorbierende Wirkung der Schicht 23 durch einen erhöhten Anteil an nicht mit Sauerstoff gesättigten Verbindungen, insbe¬ sondere von Siliciumatomen erreicht werden. Zudem kann insbesondere bei einer CVD-Abscheidung der Schicht 23 über einen gezielten Überschuss an Wasserstoffatomen eine erhöhte Absorptionswirkung für die elektromagnetische Strahlung 23 erreicht werden.
Weiterhin können als absorbierende Materialien für die absor- bierende Schicht 23 auch Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel Aromate, Parylen A, Parylen B, Parylen F usw. oder Silicate verwendet werden.
Bei der Ausführung des Halbleiterlasers mit einer gewinnge- führten Lasermode könnten sich die Ausnehmungen 29 gemäß den Figuren 12 bis 20 bis zu einer Oberseite der ersten Halb¬ leiterschicht 3 erstrecken. Fig. 21 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht von oben auf eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterla¬ sers 1, bei dem der Steg 13 schematisch dargestellt ist. Der Halbleiterlaser 1 ist z.B. gemäß Fig. 1 aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform sind die erste und die zweite Seitenfläche 18, 19 nicht parallel zueinander angeordnet. Die erste Sei¬ tenfläche 18 und die zweite Seitenfläche 19 sind in einer X- Z-Ebene betrachtet nicht parallel zu einer Längserstreckung des Steges 13, d.h. nicht parallel zu der Z-Richtung angeord- net. Die erste Seitenfläche 18 und die zweite Seitenfläche 19 sind in der Z-X-Ebene betrachtet in einem vorgegebenen Winkel kleiner als 90°, insbesondere kleiner als 45° geneigt zur Z- Richtung angeordnet. Beispielsweise können die erste Seiten¬ fläche 18 und die zweite Seitenfläche 19 in einem Bereich von 1° bis 20°, insbesondere 10° zu der Z-Richtung angeordnet sein. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch nur eine der zwei Seitenflächen 18, 19 in der Z-X-Ebene betrachtet geneigt zur Z-Richtung angeordnet sein. Weiterhin können abhängig von der gewählten Ausführung die erste Seitenfläche 18 und/oder die zweite Seitenfläche 19 zusätzlich zu der nicht parallelen Anordnung zur Z-Richtung in einer Y-X-Ebene betrachtet parallel zur Y-Achse angeordnet sein, wie anhand der Fig. 12 bis 20 erläutert wurde. Weiterhin können abhängig von der gewählten Ausführung die erste Seitenfläche 18 und/oder die zweite Seitenfläche 19 zu¬ sätzlich zu der nicht parallelen Anordnung zur Z-Richtung in einer Y-X-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Y- Achse, wie in den Fig. 2 bis 11 erläutert wurde, angeordnet sein.
Die erste und die zweite Seitenfläche können jeweils in einer Y-X-Ebene angeordnet sein und in einer X-Z-Ebene betrachtet einen flachen zweiten Winkel b in einem Bereich von 1° bis 20°, insbesondere 10° einschließen. Schon dadurch wird die
Ausbildung einer Nebenmode erschwert, da keine Symmetrie für eine entsprechende Reflexion der elektromagnetischen Strahlung zur Ausbildung eines Resonators, insbesondere eines Ringresonators gegeben ist. Abhängig von der gewählten Ausführung kann zusätzlich wenigstens eine der Seitenflächen 18,19 auch in einem Winkel geneigt zur Y-Richtung angeordnet sein, wie anhand von den Fig. 2 bis 11 erläutert.
Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterlasers 1 von oben. Der Halbleiterlaser 1 ist im Wesentlichen gemäß Fig. 1 aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Seitenfläche 18 in eine erste Teilseitenfläche 31 und eine zweite Teilseitenfläche 32 unterteilt. Zudem ist auch die zweite Seitenfläche 19 in eine dritte und eine vierte Teilseitenfläche 33, 34 unterteilt. Abhängig von der gewähl¬ ten Ausführung ist nur eine Seitenfläche 18,19 in Teilseitenflächen unterteilt. Die erste Teilseitenfläche 31 erstreckt sich von der ersten Endfläche 14 bis zur Mitte des Halb¬ leiterlasers 1. Die zweite Teilseitenfläche 32 erstreckt sich von der Mitte des Halbleiterlasers 1 bis zur zweiten Endflä¬ che 15. Die dritte Teilseitenfläche 33 erstreckt sich von der ersten Endfläche 14 bis in die Mitte des Halbleiterlasers 1. Die vierte Teilseitenfläche 34 erstreckt sich von der Mitte des Halbleiterlasers 1 bis zur zweiten Endfläche 15. Die ers¬ te und die dritte Teilseitenfläche 31, 33 sind nicht parallel zueinander angeordnet. Ebenso sind die zweite und die vierte Teilseitenfläche 32, 34 nicht parallel zueinander angeordnet.
Die Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 sind in einer X-Z-Ebene betrachtet nicht parallel zu einer Längserstreckung des Ste¬ ges 13, d.h. nicht parallel zu der Z-Richtung angeordnet. Die Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 sind in der Z-X-Ebene be- trachtet in einem vorgegebenen Winkel kleiner als 90°, insbe¬ sondere kleiner als 45° geneigt zur Z-Richtung angeordnet. Beispielsweise können Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 in einem Bereich von 1° bis 20°, insbesondere 10° zu der Z- Richtung angeordnet sein. Abhängig von der gewählten Ausfüh- rung kann auch nur eine der Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 in der Z-X-Ebene betrachtet geneigt zur Z-Richtung angeordnet sein. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführung wenigstens eine der Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 zusätz- lieh zu der nicht parallelen Anordnung zur Z-Richtung in einer Y-X-Ebene betrachtet parallel zur Y-Achse angeordnet sein, wie anhand der Fig. 12 bis 20 erläutert wurde. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführung wenigstens eine der Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 zusätzlich zu der nicht parallelen Anordnung zur Z-Richtung in einer Y-X- Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Y-Achse, wie in den Fig. 2 bis 11 erläutert wurde, angeordnet sein.
Aufgrund der nicht parallelen Anordnung der Teilseitenflächen wird ein Anschwingen einer Nebenmode einer elektromagneti¬ schen Strahlung erschwert beziehungsweise verhindert. In dem dargestellten Beispiel ist der Halbleiterlaser 1 in der Mitte in der X-Richtung breiter ausgeführt als im Bereich der Endflächen 14, 15. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der Halbleiterlaser 1 auch in der Mitte schmäler in der X-Richtung als in den Endflächen ausgebildet sein. Zudem kön- nen die erste und die zweite Teilseitenfläche unterschiedli¬ che Längen im Vergleich zur dritten und zur vierten Teilseitenfläche 33, 34 aufweisen. Somit kann jede Anordnung von Teilseitenflächen oder von Seitenflächen, die nicht parallel zueinander gegenüberliegend angeordnet sind, eingesetzt wer- den, um das Anschwingen von Nebenmoden der elektromagnetischen Strahlung 21 im Halbleiterlaser 1 zu erschweren beziehungsweise zu unterbinden.
Die Ausführungsformen der Figuren 21 und 22 können gemäß der Ausführung der Fig. 17 an der ersten und/oder an der zweiten Seitenfläche 18, 19 wenigstens in einem Teilbereich der ers¬ ten und/oder der zweiten Seitenfläche entspiegelt ausgebildet sein, wobei der entspiegelte Teilbereich die von der aktiven Zone gesendete elektromagnetische Strahlung mit mehr als 50%, insbesondere mit mehr als 80% oder mehr als 90 % durchlässt. Dadurch wird die Reflexion zurück in den Modenraum stark reduziert. Abhängig von der gewählten Ausführung kann jeweils die gesamte erste und/oder zweite Seitenfläche 18, 19 ent- spiegelt sein und beispielsweise eine Entspiegelungsschicht aufweisen .
Zudem kann in einer weiteren Ausführung in einem oberen Ab- schnitt der ersten Seitenfläche 18 und/oder der zweiten Seitenfläche 19 eine Entspiegelungsschicht gemäß dem Beispiel der Fig. 17 aufgebracht. Der obere Abschnitt erstreckt sich in der Y-Richtung wenigstens bis in die erste Wellenleiterschicht oder insbesondere bis über die zweite Wellenleiter- schicht, insbesondere bis über die zweite Mantelschicht hin¬ aus. Die Entspiegelungsschicht kann sich über die gesamte Länge der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 in der Z-Richtung erstrecken. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung die Entspiegelungsschicht auch nur ab- schnittsweise entlang der Länge des Halbleiterlasers, d.h. entlang der Z-Richtung auf der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 ausgebildet sein.
In analoger Weise sind auch die Teilseitenflächen 31, 32, 33, 34 der Fig. 22 wenigstens teilweise entspiegelt und bei¬ spielsweise wenigstens teilweise mit einer Entspiegelungs¬ schicht versehen.
Für die Ausbildung der Entspiegelungsschicht können dielekt- rische Schichten wie zum Beispiel Siliciumoxid, Alumini¬ umoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Tantaloxid usw. oder Kombi¬ nationen davon oder Schichtstapel mit wenigstens einem dieser Materialien verwendet werden. Mithilfe der Entspiegelungs¬ schicht kann eine Reflexion einer elektromagnetischen Strah- lung an der ersten und/oder der zweiten Seitenfläche 18, 19 reduziert werden.
Die Figuren 23 bis 25 zeigen verschiedene Verfahrensschritte für ein Verfahren zum Einbringen von geneigten Seitenflächen in eine Halbleiterschichtstruktur. Fig. 23 zeigt in einer schematischen Darstellung einen ersten Verfahrensschritt, bei dem mithilfe einer Ätzmaske 35 mithilfe eines trockenchemi¬ schen Verfahrens eine geneigte Seitenfläche 18 an einem Halb- leiterlaser 1 erzeugt werden kann. Die Ätzmaske 35 weist nur eine begrenzte Resistenz gegenüber den Ätzgasen auf. Durch den Angriff der Ätzgase von oben und gleichzeitig von der Seite weicht die Ätzmaske während des Ätzprozesses sowohl in die X-Richtung als auch in der Y-Richtung zurück. Dies kann anhand von Fig. 24 erkannt werden, die die Ätzmaske 35 und den Halbleiterlaser 1 nach einer vorgegebenen Ätzzeit zeigt. Die Ätzmaske ist in der Y-Richtung dünner und in der X- Richtung zurückgeätzt worden.
Durch ein weiteres Ätzen wird die Seitenfläche 18 länger in den Halbleiterlaser 1 eingeätzt, wie anhand von Fig. 25 erkennbar ist. Ist die gewünschte Neigung der ersten Seitenflä¬ che 18 erreicht, kann der trockenchemische Ätzprozess beendet werden und anschließend die Ätzmaske 35 entfernt werden.
Die Ätzmaske 35 kann beispielsweise aus Fotolack bestehen. Zudem kann eine stabile Ätzmaske 35 zum Beispiel aus Silici- umoxid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Tantaloxid usw. oder aus einem Metall wie zum Beispiel Titan, Palladium, Gold, Silber oder Kombinationen daraus verwendet werden. Dieses Verfahren kann insbesondere für Galliumnitrid- und Alumi- nium-Gallium-Indium-Nitrid-Materialsysteme verwendet werden. Fig. 26 zeigt in einem schematischen Teilquerschnitt ein Sub¬ strat 10, das auf einem Träger 77 für einen Abscheideprozess von Halbleiterschichten, insbesondere für epitaktisch abzuscheidende Halbleiterschichten angeordnet ist. Das Substrat 10 weist an der Unterseite Ausnehmungen 78,79. Somit liegt das Substrat im Bereich der Ausnehmungen nicht auf dem Träger 77 auf. Als Folge davon stellen sich auf der Oberfläche 82 des Substrates 10 über den Ausnehmungen 78,79 höhere Tempera¬ turen als in benachbarten Bereichen ein. Diese Temperaturunterschiede können verwendet werden, um in einer Schicht late- ral unterschiedliche Zusammensetzungen zu erzeugen und somit lateral begrenzte absorbierende Bereiche in der Schicht aus¬ zubilden . Fig. 27 zeigt einen Ausschnitt des Substrates 10 mit Blick auf die Unterseite mit den Ausnehmungen 78,79.
Abhängig von der gewählten Ausführung kann anstelle des Sub- strates auch der Träger 77 weitere Ausnehmungen 80,81 auf einer Oberseite 83 aufweisen, auf der das Substrat beim Ab¬ scheiden der Halbleiterschichten aufliegt. Fig. 28 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch den Träger 77. Mithilfe der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann ein
Halbleiterlaser mit hoher Leistung bereitgestellt werden, wobei die Ausbildung von Nebenmoden außerhalb des Modenraumes erschwert oder unterbunden ist. Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und für Halbleiterlaser mit einer Stegstruktur und einer Indexführung beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt. Die Erfindung kann jedoch ebenso bei gewinngeführ- ten Halbleiterlasern verwendet werden. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Halbleiterlaser
2 erster Kontakt
3 erste Halbleiterschicht
4 erste Mantelschicht
5 erste Wellenleiterschicht
6 aktive Zone
7 zweite Wellenleiterschicht
8 zweite Mantelschicht
9 zweite Halbleiterschicht
10 Substrat
11 zweite Kontaktschicht
13 Steg
14 erste Endfläche
15 zweite Endfläche
16 Modenraum
17 Grundkörper
18 erste Seitenfläche
19 zweite Seitenfläche
20 Mittenebene
21 elektromagnetische Strahlung
22 oberer Abschnitt
23 absorbierende Schicht
24 Isolationsschicht
25 Unterseite
26 absorbierender Bereich
27 zweite Isolationsschicht
28 Metallschicht
29 Graben
30 Entspiegelungsschicht
31 erste Teilseitenfläche
32 zweite Teilseitenfläche
33 dritte Teilseitenfläche
34 vierte Teilseitenfläche
35 Ätzmaske
48 erste Seitenwand
49 zweite Seitenwand Oberseite Halbleiterschichtstruktur erster Teilabschnitt erste Seitenfläche zweiter Teilabschnitt erste Seitenfläche dritter T eilabschnitt erste Seitenfläche erster Teilabschnitt zweite Seitenfläche zweiter Teilabschnitt zweite Seitenfläche erste Linie
zweite Linie
zweiter Graben
erste Bodenfläche
zweite Bodenfläche
Träger
erste Ausnehmung
zweite Ausnehmung
dritte Ausnhemung
vierte Ausnehmung
Oberfläche
Oberseite
mechanische Struktur

Claims

PATENTA S PRUCHE
Halbleiterlaser (1) mit einer Schichtstruktur mit einer aktiven Zone (6), wobei die aktive Zone (6) ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, wobei die Schichtstruktur eine Abfolge von Schichten (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) aufweist, wobei in einer Z-Richtung zwei gegenüber liegende Endflächen (14, 15) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine Endfläche (14) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung wenigstens teil weise auszukoppeln, und wobei die zweite Endfläche (15) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung we¬ nigstens teilweise zu reflektieren, wobei Führungsmittel zum Ausbilden einer optischen Mode in einem Modenraum (16) zwischen den Endflächen (14, 15) vorgesehen sind, wobei Mittel (18, 19, 23, 26, 30) vorgesehen sind, die eine Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Moden raumes, insbesondere Moden mit einer Ausbreitungsrichtung, die nicht senkrecht zu den Endflächen (14,15) ver¬ laufen, erschweren.
Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei die Abfolge von Schichten (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) entlang einer Y-Richtung erfolgt, wobei die aktive Zone (6) in einer X-Z-Ebene an geordnet ist, wobei die Schichtstruktur wenigstens eine erste Seitenfläche (18, 19) aufweist, wobei sich die we¬ nigstens erste Seitenfläche (18, 19) entlang der Z- Richtung erstreckt, wobei die wenigstens erste Seitenflä che (18, 19) in der X-Z-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Z-Richtung angeordnet ist, wobei durch die geneigte Anordnung der wenigstens ersten Seitenfläche (18, 19) die Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes erschwert wird.
Halbleiterlaser nach Anspruch 2, wobei die wenigstens erste Seitenfläche (18, 19) in der Y-X-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Y-Richtung angeordnet ist, wobei durch die geneigte Anordnung der wenigstens ersten Seitenfläche (18, 19) die Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes erschwert wird.
Halbleiterlaser nach Anspruch 2 oder 3, wobei die
Schichtstruktur wenigstens eine zweite Seitenfläche (19) aufweist, wobei sich die zweite Seitenfläche (19) entlang der Z-Richtung erstreckt, wobei die zweite Seitenfläche (19) in der X-Z-Ebene betrachtet in einem Winkel geneigt zur Z-Richtung angeordnet ist, wobei die zweite Seiten¬ fläche (19) gegenüber liegend zur ersten Seitenfläche (18) angeordnet ist, wobei durch die geneigte Anordnung der zweiten Seitenfläche (19) die Ausbildung einer optischen Mode außerhalb des Modenraumes erschwert wird.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die wenigstens erste Seitenfläche (18, 19) in der Y-X- Ebene betrachtet parallel zur Y-Richtung angeordnet ist.
Halbleiterlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfolge von Schichten (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) entlang einer Y-Richtung erfolgt, wobei die aktive Zone (6) in einer X-Z-Ebene angeordnet ist, wobei die
Schichtstruktur wenigstens eine erste Seitenfläche (18, 19) aufweist, wobei sich die wenigstens erste Seitenflä¬ che (18, 19) entlang der Z-Richtung erstreckt, wobei we¬ nigstens ein Teilbereich der ersten Seitenfläche (18, 19) entspiegelt (30) ausgebildet ist, wobei der entspiegelte Teilbereich (30) die von der aktiven Zone (6) gesendete elektromagnetische Strahlung mit mehr als 50%, insbeson¬ dere mit mehr als 80% durchlässt.
Halbleiterlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichtstruktur in der X-Richtung wenigstens eine erste Seitenfläche (18, 19) aufweist, wobei sich die erste Seitenfläche (18, 19) entlang der Z-Richtung er¬ streckt, wobei an wenigstens einem Teilbereich der ersten Seitenfläche Ablenkmittel (18, 19, 30, 90) vorgesehen sind, wobei die Ablenkmittel (18, 19, 30, 90) ausgebildet sind, um eine Reflexion einer von dem Modenraum (16) ausgehenden und auf die erste Seitenfläche (18, 19, 30, 90) auftreffende elektromagnetische Strahlung (21) in eine Richtung neben den Modenraum zu bewirken.
Halbleiterlaser nach Anspruch 7, wobei die erste Seitenfläche (18, 19) in einem Winkel geneigt zu einer Ebene der aktiven Zone (6) angeordnet ist, so dass eine vom Mo¬ denraum ausgehende elektromagnetische Strahlung (21), die auf die erste Seitenfläche (18, 19) trifft, im Wesentli¬ chen in einen Bereich oberhalb oder unterhalb des Modenraumes (16) abgelenkt wird, wobei der Winkel insbesondere in einem Bereich zwischen 1° und 89°, vorzugsweise zwischen 45° und 65° bezogen auf die Ebene der aktiven Zone (6) liegt.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei sich die erste Seitenfläche (18, 19) entlang einer Y- Richtung bis in eine Ebene einer ersten Wellenleiterschicht (5) , insbesondere bis in eine Ebene einer aktiven Zone (6) oder darunter erstreckt.
Halbleiterlaser nach Anspruch 9, wobei sich die erste Seitenfläche (18, 19) entlang der Y-Richtung bis in eine Ebene einer zweiten Wellenleiterschicht (7) erstreckt, wobei die zweite Wellenleiterschicht (7) unterhalb der aktiven Zone (6) angeordnet ist.
11. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die erste Seitenfläche (18, 19) durch eine erste Ausneh¬ mung (29) gebildet wird, die in der Schichtstruktur aus¬ gebildet ist.
Halbleiterlaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel als Dämpfungsmittel (23, 26) außerhalb des Modenraumes (16) vorgesehen ist, wobei die Dämpfungs¬ mittel (23, 26) ausgebildet sind, um eine elektromagneti¬ sche Strahlung (21) zu dämpfen.
13. Halbleiterlaser nach Anspruch 12, wobei wenigstens auf einem Teilbereich der ersten oder der zweiten Seitenfläche (18, 19) ein Dämpfungsmittel in Form einer absorbie¬ renden Schicht (23) aufgebracht ist, wobei die absorbie¬ rende Schicht (23) ausgebildet ist, um eine Reflexion ei¬ ner einfallenden elektromagnetischen Strahlung zu dämpfen, insbesondere zu unterdrücken.
14. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Schichtstruktur einen Graben (29) aufweist, wobei der Graben (29) in einer Y-Richtung eine vorgegebene Tiefe, in einer X-Richtung eine vorgegebene Breite und in der Z-Richtung eine vorgegebene Länge aufweist, wobei sich der Graben (29) wenigstens über einen Teil der Länge des Halbleiterlasers (1) in der Z-Richtung erstreckt, wo¬ bei der Graben (29) mit einer absorbierenden Schicht (23) wenigstens teilweise versehen ist, wobei die absorbierende Schicht (23) ausgebildet ist, um elektromagnetische Strahlung (21) wenigstens teilweise zu absorbieren.
15. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die absorbierende Schicht (23) ein Metall, insbeson¬ dere Cr, Ti, Pd, Pt, Rh, Ni, AI, Au oder Kombinationen davon aufweist.
16. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die absorbierende Schicht (23) ein Halbleitermaterial, insbesondere Si oder Ge aufweist.
17. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die absorbierende Schicht (23) einen Verbindungshalblei¬ ter, insbesondere GaAs, AlGaAs, GaP, A1N, Sic, GaN, GalnN oder Kombinationen davon aufweist.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobe die absorbierende Schicht (23) ein dielektrisches Materi al, insbesondere Si02, SiON, Si3N4, A1203, Hf02, Ti02, Ta205, Zr02 aufweist.
19. Halbleiterlaser nach Anspruch 18, wobei das dielektrische Material Störatome und/oder einen erhöhten Anteil nicht gesättigter Bindungen aufgrund stöchiometrisch fehlender Atome, insbesondere nicht mit einer Sauerstoff- oder StickstoffVerbindung gesättigte Si-, AI-, Hf-, Ti-, Ta-, oder Zr-Atome, oder einen über einem stöchiometrischen Verhältnis liegenden Wasserstoffanteil aufweist.
20. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die absorbierende Schicht (23) Kohlenwasserstoffe, insbe¬ sondere Aromate oder Parylene aufweist.
21. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die absorbierende Schicht (23) Silicate aufweist.
22. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei bei einer elektrisch leitenden absorbierenden Schicht
(23) eine elektrische Sperrschicht (24), insbesondere ei¬ ne sperrende oder eine elektrisch isolierende Schicht zwischen der absorbierenden Schicht (23) und wenigstens einer Schicht der Schichtstruktur ausgebildet ist, um ei- nen unerwünschten Stromfluss zwischen zwei Schichten der
Schichtstruktur zu reduzieren oder zu unterbinden.
23. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 12 bis 22, wobei das Dämpfungsmittel in Form wenigstens eines absorbieren- den Teilbereiches (26) der Schichtstruktur ausgebildet ist, wobei der Teilbereich (26) außerhalb des Modenraumes (16) angeordnet ist, wobei der absorbierende Teilbereich (26) ausgebildet ist, um elektromagnetische Strahlung (21) wenigstens teilweise zu absorbieren.
24. Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 7 bis 23, wobei wenigstens ein Teilbereich der ersten Seitenfläche (18, 19) eine mechanische Struktur (90) aufweist, die eine Re- flexion oder eine Ausbreitung einer elektromagnetischen Strahlung (21) reduziert, insbesondere unterbindet, wobei die mechanische Struktur (90) insbesondere in Form einer Rauigkeit, in Form von Stufen und/oder in Form von Ver- Setzungen ausgebildet ist.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 12 bis 24, wobei das Dämpfungsmittel wenigstens als Teilbereich (26) wenigstens einer Schicht der Schichtstruktur ausgebildet ist, wobei der absorbierende Teilbereich (26) der Schicht gegenüber einem anderen Bereich der Schicht in der Weise ausgebildet ist, dass der Teilbereich elektromagnetische Strahlung besser absorbiert oder streut als der andere Bereich der Schicht.
Halbleiterlaser nach Anspruch 25, wobei eine Schicht der Schichtstruktur als absorbierende Schicht ausgebildet ist .
Halbleiterlaser nach Anspruch 26, wobei die absorbierende Schicht außerhalb der aktiven Zone (6), insbesondere auf einer n-Seite der Schichtstruktur angeordnet ist.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei wenigstens der absorbierende Teilbereich (26) eine Band¬ lücke aufweist, die kleiner ist als eine Energie der elektromagnetischen Strahlung (21) des Halbleiterlasers, so dass die elektromagnetische Strahlung (21) wenigstens teilweise absorbiert wird.
Halbleiterlaser nach einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei wenigstens der absorbierende Teilbereich (26) Störatome und/oder eine erhöhte Konzentration an Dotierstoffen und/oder eine geänderte Zusammensetzung des Halbleiterma¬ terials, insbesondere eine erhöhte Konzentration an Indi¬ um, aufweist.
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