WO2020182406A1 - Halbleiterlaserdiode und verfahren zur herstellung einer halbleiterlaserdiode - Google Patents

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Sven GERHARD
Christoph Eichler
Alfred Lell
Muhammad Ali
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    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
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    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Definitions

  • a semiconductor laser diode and a method for manufacturing a semiconductor laser diode are specified.
  • Laser diode design also the side surfaces of a
  • Structure sizes of the ridge waveguide structure are in the range of a few micrometers.
  • the usual dielectric passivation materials such as S1O2 or S13N4 only have a low thermal conductivity, which can have a disadvantageous effect, in particular when such a laser diode is mounted with the passivated side on a carrier.
  • At least one object of certain embodiments is to provide a semiconductor laser diode. At least one Another object of certain embodiments is to provide a method for manufacturing a semiconductor laser diode
  • Semiconductor laser diode on at least one active layer which is set up and provided to generate light in an active region during operation.
  • the active layer can in particular be part of a semiconductor layer sequence with a plurality of semiconductor layers and one
  • the active layer can have precisely one active region.
  • the active layer can also have a plurality of active regions.
  • An active area can be brought about by one or more elements which define an active area and are described below. The term used below
  • At least one active area can refer to
  • a Semiconductor layer sequence provided which has an active layer which is set up and provided to generate light during operation of the semiconductor laser diode.
  • the semiconductor layer sequence with the active layer can be produced by means of an epitaxial method.
  • Semiconductor laser diode has a light coupling-out surface and a rear surface opposite the light coupling-out surface.
  • the light decoupling surface and the rear surface can in particular be side surfaces of the semiconductor laser diode,
  • Facets can be designated. About the
  • the semiconductor laser diode can light outcoupling surface the light generated in the at least one active area
  • Suitable optical coatings in particular reflective or partially reflective layers or layer sequences, which can form an optical resonator for the light generated in the active layer, can be applied to the rear surface.
  • the at least one active region can extend between the rear surface and the light coupling-out surface along a direction which is referred to here and below as the longitudinal direction.
  • the longitudinal direction can in particular be parallel to
  • the direction and perpendicular to the vertical direction is referred to here and in the following as the lateral direction.
  • the longitudinal direction and the lateral direction can thus span a plane that is parallel to the
  • the main plane of extent of the active layer is.
  • the semiconductor layer sequence can in particular as
  • Epitaxial layer sequence that is, as epitaxially grown
  • the semiconductor layer sequence can be designed, for example, on the basis of InAlGaN. Under InAlGaN-based
  • Semiconductor layer sequences are in particular those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence is generally a layer sequence composed of different ones
  • Has single layers which contains at least one single layer, a material from the
  • the active layer can be based on such a material.
  • Semiconductor layer sequences which have at least one active layer based on InAlGaN can, for example, preferably contain electromagnetic radiation in one
  • the semiconductor layer sequence can also be based on InAlGaP, that is to say that the
  • Semiconductor layer sequence can have different individual layers, of which at least one individual layer,
  • the active layer for example the active layer, a material made of the 111-V compound semiconductor material system In x Al y Gai- xy P with 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • Semiconductor layer sequences that have at least one active layer based on InAlGaP can, for example, preferably have electromagnetic radiation with an or
  • the semiconductor layer sequence can also use other III-V compound semiconductor material systems, for example an InAlGaAs-based material, or
  • I have I-VI compound semiconductor material systems.
  • an active layer comprising an InAlGaAs-based material
  • an active layer comprising an InAlGaAs-based material
  • Compound semiconductor material can contain at least one element from the second main group, such as, for example, Be, Mg, Ca, Sr, and one element from the sixth main group, such as
  • the I I-VI compound semiconductor materials include ZnSe, ZnTe, ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS and MgBeO.
  • Semiconductor layer sequences with the active layer can be applied to a substrate.
  • the substrate can be formed as a growth substrate on which the semiconductor layer sequence is grown.
  • the layer and in particular the semiconductor layer sequence with the active layer can be produced by means of an epitaxy method, for example by means of organometallic gas phase epitaxy (MOVPE) or molecular beam epitaxy (MBE).
  • MOVPE organometallic gas phase epitaxy
  • MBE molecular beam epitaxy
  • Semiconductor layer sequence can be provided with electrical contacts in the form of one or more contact elements.
  • electrical contacts in the form of one or more contact elements.
  • Growth substrate is removed after the growth process.
  • the semiconductor layer sequence can, for example, also be transferred to a substrate designed as a carrier substrate after the growth.
  • the substrate can be a
  • the substrate can comprise sapphire, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si, Ge and / or a ceramic material such as SiN or AlN or be made of such a material.
  • the active layer can, for example, be a conventional pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure) for generating light
  • the semiconductor layer sequence can have further functional layers and
  • functional regions include, for example, p- or n-doped
  • Charge carrier transport layers i.e. electron or
  • Layers such as buffer layers, barrier layers and / or Protective layers also perpendicular to the direction of growth
  • Semiconductor layer sequence be arranged around, so for example on the side surfaces of the semiconductor layer sequence.
  • Semiconductor laser diode a transparent electrically conductive cover layer on the semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor layer sequence can terminate with an upper side along the vertical direction.
  • the cover layer can in particular be applied to the top.
  • the top side can particularly preferably be formed by the side of the semiconductor layer sequence facing away from a substrate.
  • the substrate can be a
  • the top side can particularly preferably be formed by the side lying opposite the detached growth substrate.
  • the cover layer can preferably at least partially directly to the
  • Semiconductor material adjoin the top of the semiconductor layer sequence and thus in direct contact with the
  • the covering layer can be in direct contact with the upper side in the entire area of the upper side covered by the covering layer. Furthermore, it can also be possible that the cover layer in a vertical
  • the cover layer has at least one transparent electrically conductive oxide (TCO: “transparent conductive oxide”).
  • TCO transparent electrically conductive oxide
  • Transparent electrically conductive oxides are transparent electrically conductive ones
  • metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • Metal oxygen compounds such as ZnO, Sn0 2 or In 2Ü3 also include ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnÜ 4 , CdSn0 3 , ZnSn0 3 , MgIn 2Ü4 , Galn0 3 , Zh 2 ⁇ h 2 q 5 or In 4 Sn 3 0i 2 or mixtures of different transparent ones conductive oxides to the group of TCOs.
  • the cover layer can particularly preferably have one or more of the following materials: ITO, also referred to as In 2 0 3 : Sn, particularly preferably with a proportion greater than or equal to 90% and less than or equal to 95% Ih 2 q 3 and greater or equal 5% and less than or equal to 10% Sn0 2 , 'Ih 2 q 3 , ⁇ Sn0 2 ,' Sn 2 0 3 , ⁇ ZnO; IZO (indium zinc oxide); GZO (gallium-doped zinc oxide). Furthermore, it can be possible that the TCO or TCOs of the cover layer do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and can also be p- or n-doped.
  • Over the cover layer can particularly preferably
  • the cover layer can thus form a transparent electrical contact layer.
  • a contact element in the form of an electrode layer can be present in the semiconductor layer sequence.
  • a metallic contact element can be arranged on the side of the cover layer facing away from the semiconductor layer sequence.
  • the contact element can be a bonding layer for wire bonding or for soldering the semiconductor laser diode and, for example, can be configured in one or more layers and comprise or be made of aluminum and / or silver and / or gold.
  • the contact element or a plurality of contact elements can only be arranged in one or more areas on the cover layer which are used for electrical
  • connection by soldering or wire bonding may be required.
  • the one or more contact elements can preferably be arranged directly on the cover layer.
  • the top side has a contact area arranged in the vertical direction above the at least one active area. Laterally offset to the contact area, the top has one directly on the
  • Contact area adjacent cover area This can also mean that the contact area is arranged in the lateral direction between two cover areas that are shown in FIG.
  • the contact area can in particular be a
  • Radiation outcoupling surface extends to the rear surface and along the lateral direction between two
  • Cover areas is arranged.
  • the following mainly Features and embodiments described in connection with “at least one cover area” relate to embodiments with exactly one cover area as well as to embodiments with two or more cover areas that directly adjoin the contact area.
  • the current impression takes place at least preferably or at least essentially or even exclusively via the contact area, while a lower amount of current occurs via the cover area during operation of the semiconductor laser diode
  • the cover layer is applied coherently on the top side on the contact area and the at least one cover area.
  • Cover layer particularly preferably covers the entire contact area and at least a part or also the
  • Cover layer also only part of the top of the Cover semiconductor layer sequence.
  • the part of the top side not covered by the cover layer in this case can be selected in such a way that it affects the formation of the active region and thus the optical properties of the
  • Covering layer is present or not in this part.
  • the cover layer can extend laterally over the top of the semiconductor layer sequence to such an extent that the region or regions that do not depend on the
  • Cover layer is / are covered, does not affect the
  • Semiconductor laser diode at least one of the at least one active area defining element, which is of the
  • Cover layer is covered. At least one den
  • the element defining at least one active area can also be referred to below as a definition element for short. Particularly preferably, at least one can
  • Semiconductor layer sequence be arranged, for example in the form of a topographical structure of the upper side and / or in the form of a semiconductor structure of the upper side and / or in the form of a on the upper side of the semiconductor layer sequence
  • a definition element defines the at least one active area can mean that the formation of optical modes in the active
  • Definition element depends. In other words, by modifying the definition element of the
  • the definition element thus serves to set a specifically desired mode distribution and thus a concrete one
  • At least one definition element at least one optical property of at least part of the
  • One or more definition elements can be provided to define an active area.
  • Semiconductor layer sequence provided with the active layer and with the top side with the contact area and the at least one cover area. Meanwhile and / or
  • the at least one element defining the active area can be formed and the cover layer can be applied coherently to the contact area and the at least one cover area.
  • the at least one definition element has a web formed in the contact area of the upper side or is formed by such a web.
  • the web can be formed by part of the semiconductor layer sequence.
  • the web can in particular be formed by a web-shaped, raised region extending in the longitudinal direction on the upper side of the semiconductor layer sequence. In other words, the web protrudes in the vertical direction beyond the laterally adjoining surface areas and runs in longitudinal direction.
  • the side surfaces delimiting the web in the lateral direction can in particular with the adjoining surface areas of the upper side of the
  • Semiconductor layer sequence form a step profile.
  • Semiconductor layer sequence also a plurality laterally
  • part of the semiconductor layer sequence can be used after the growth of the semiconductor layer sequence
  • Semiconductor layer sequence are removed from the top.
  • the cover layer can particularly preferably cover the entire web and in particular extend in the lateral direction from the web over the top of the
  • the contact area can particularly preferably be through a
  • the contact area has the same shape as the web in one
  • the shape of the contact area and thus the area for current impressions can thus be determined by the web shape and in particular by the shape of the top side of the web. Furthermore, the contact area can additionally have the web side surfaces laterally delimiting the web or a part of these.
  • the ridge can form a ridge waveguide structure for index guidance of the light generated in the active area.
  • the web has a sufficient height and is sufficiently close to the active layer so that the waveguide and thus the mode formation in the active layer are influenced by the ridge.
  • the web can have such a small height and such a large distance from the active layer that the web causes only little or no index guidance of the light generated in the active area.
  • the web can in this case be designed in such a way that the mode formation in the active layer is predominantly or also exclusively brought about by a gain guidance.
  • the semiconductor layer sequence can by
  • Semiconductor material can have a higher electrical conductivity and / or a lower electrical contact resistance to the cover layer than the second
  • Semiconductor contact layer can have a higher doping and thus a higher electrical conductivity and / or a lower electrical contact resistance to the cover layer than the cladding layer.
  • To form the web at least the semiconductor contact layer or the semiconductor contact layer and at least a part of the
  • Coat layer are removed.
  • the web can thus by a part of the remaining after the web formation
  • Semiconductor contact layer or the semiconductor contact layer and a part of the cladding layer are formed so that the top in the contact area through the material of the
  • Semiconductor contact layer is formed, while the top in the cover area by the semiconductor material
  • Coat layer is formed. Due to the different electrical properties of the semiconductor contact layer and the cladding layer, the above-described
  • the web has a transparent, electrically conductive contact layer.
  • the transparent electrically conductive contact layer can be any transparent, electrically conductive contact layer.
  • the web can in this case through the contact layer
  • the contact layer can in particular be a TCO as above in connection with the cover layer
  • the web can be formed by the transparent electrically conductive contact layer and part of the semiconductor layer sequence.
  • Cover layer can have a different second TCO.
  • the first TCO can have a higher electrical
  • the second TCO can be a lower one
  • Semiconductor laser diode are influenced, so that an effect defining the active area can be brought about.
  • the cover layer has more than one TCO.
  • the cover layer can have a first TCO in the contact area and a second TCO in at least one cover area.
  • the second TCO can be at least partially covered by the first TCO.
  • the second TCO can, for example, have a lower optical absorption than the first TCO.
  • the first TCO can have a higher electrical conductivity and / or a higher electrical contact resistance to the semiconductor layer sequence than the second TCO.
  • the at least one element defining the active area has a damaged semiconductor structure in the at least one cover area or is formed thereby.
  • the damaged structure can, for example, by an etching process
  • the etching process can be particularly preferred be a dry etching process.
  • the parameters of the etching process can be set in such a way that the semiconductor material exposed to the etching medium is damaged by a plasma and / or ion bombardment. No electrical contact, or only very poor electrical contact, with the cover layer then forms on the damaged upper side, so that no current, or essentially no current, can be impressed in this area, so that a defining area of the active area is thereby formed
  • the damaged semiconductor structure can particularly preferably be combined with a previously described web.
  • the damaged semiconductor structure can be produced as part of the web production.
  • a metallic contact layer is arranged in the semiconductor layer sequence in the contact region.
  • the metallic contact layer is in particular covered by the cover layer.
  • One or more metals selected from Pt, Pd, Rh and Ni, for example, can be suitable as materials for the metallic contact layer.
  • the metallic contact layer can provide an electrical connection between the contact area and the cover layer
  • the upper side of the semiconductor laser diode can be free from dielectric materials which influence the active area.
  • the semiconductor laser diode can preferably be free of dielectric materials on the upper side. In other words, in this case there is no dielectric material at all, in particular no dielectric material in the form of a
  • a plurality of contact areas are present on the top. Furthermore, a plurality of can define an active area
  • a plurality of the definition elements may be present in the active layer during operation, a plurality of active regions, a contact region being arranged above each of the active regions in the vertical direction. The majority of the definition elements are covered by the cover layer.
  • the contact areas and / or the definition elements can each be designed identically or differently and have one or more of the features described above.
  • the semiconductor laser diode can in particular as a so-called
  • the semiconductor layer sequence and in particular the active layer can particularly preferably be designed to generate visible light, so that the semiconductor laser diode can be a multi-beam emitter in the visible wavelength range.
  • cover layer can be a plurality of cover regions, the contact regions being separated from one another by the cover regions.
  • the cover layer can be a plurality of cover regions, the contact regions being separated from one another by the cover regions.
  • the cover layer can be arranged contiguously over the plurality of contact areas and the plurality of cover areas.
  • the cover layer can be separated from one another
  • Sections can be subdivided, each of the sections being assigned to an active area and being arranged in the manner described above on the respectively assigned contact area and the respectively assigned cover areas.
  • the method for producing the semiconductor laser diode can preferably have the following steps:
  • transparent electrically conductive cover layer which is particularly preferably a p-contact for the
  • a metallic or transparent electrically conductive contact layer can be applied in the contact area in the damaged semiconductor structure.
  • dielectric passivation layer can be omitted, in particular in the area of the top of the
  • Resistance at the top can be reduced, resulting in improved output, better
  • the cover layer thus simultaneously forms a thermally conductive passivation and an electrical one
  • FIGS. 1A to IE are schematic representations of
  • FIGS. 2A to 2C are a schematic representation of FIG.
  • FIGS. 3 to 10 are schematic representations of FIG.
  • Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the semiconductor laser diodes described provided and can be used, wherein Figure 1A is a plan view of the
  • Section plane perpendicular to the light extraction surface 6 shows.
  • IC is an embodiment for the structure of
  • FIG. 1 Semiconductor layer sequence 2 is shown.
  • Figures ID and IE show modifications of the semiconductor layer sequence 2.
  • a substrate 1 is provided which is, for example, a growth substrate for a semiconductor layer sequence 2 produced thereon by means of an epitaxial process.
  • the substrate 1 can also be a carrier substrate to which a semiconductor layer sequence 2 grown on a growth substrate is transferred after the growth.
  • the substrate 1 can be made of GaN on which an InAlGaN compound semiconductor material is based
  • Semiconductor layer sequence 2 is grown.
  • other materials in particular as described in the general part, for the substrate 1 and the
  • Semiconductor layer sequence 2 possible.
  • the finished semiconductor laser diode it is also possible for the finished semiconductor laser diode to be free of a substrate. In this case the
  • Semiconductor layer sequence 2 has an active layer 3 which is suitable during operation of the completed
  • Semiconductor laser diode light 8 in particular when the laser threshold is exceeded, to generate laser light and via the
  • a direction is referred to here and below as a lateral direction 91, which runs parallel to a main direction of extent of the layers of the semiconductor layer sequence 2 when the light decoupling surface 6 is viewed from above.
  • the arrangement direction of the layers of the semiconductor layer sequence 2 on top of one another and of the semiconductor layer sequence 2 on the substrate 1 is referred to here and below as the vertical direction.
  • Semiconductor laser diode the light 8 is emitted is referred to here and in the following as the longitudinal direction 93.
  • Semiconductor layer sequence 2 is according to a
  • a web 9 is formed by removing part of the semiconductor material from the side of the semiconductor layer sequence 2 facing away from the substrate 1.
  • a suitable mask can be applied to the grown semiconductor layer sequence 2 in the region in which the web is to be formed.
  • Semiconductor material can be removed by an etching process. The mask can then be removed again.
  • the web 9 is formed by such a method that the web extends in the longitudinal direction 93 and in the lateral direction 91 on both sides by side surfaces, which are also called
  • Web side surfaces or web sides can be referred to is limited.
  • the semiconductor layer sequence 2 can have further semiconductor layers, for example Buffer layers, cladding layers, waveguide layers, barrier layers, current expansion layers and / or
  • the semiconductor layer sequence 2 can be on the substrate 1
  • a buffer layer 31 over it a first cladding layer 32 and over it a first waveguide layer 33, on which the active layer 3 is applied.
  • a second cladding layer 32 over it a first cladding layer 32 and over it a first waveguide layer 33, on which the active layer 3 is applied.
  • a second cladding layer 33 over it a first waveguide layer 33, on which the active layer 3 is applied.
  • Waveguide layer 34, a second cladding layer 35 and a semiconductor contact layer 36 can be applied.
  • the web 9 is through the
  • Cladding layer 35 is formed, with part of the semiconductor layer sequence 2 being removed from the top side 20 to produce the web 9 after the semiconductor layer sequence 2 has grown on.
  • the removal can take place by means of an etching process.
  • the jump in the refractive index on the side surfaces of the web 9 to an adjoining material and with sufficient proximity to the active layer 3 can bring about what is known as index guidance of the light generated in the active layer 3, which is decisive for the
  • Formation of an active area 5 can lead, which indicates the area in the semiconductor layer sequence 2 in which the generated light is guided and amplified in the form of one or more laser modes during laser operation.
  • the ridge 9 thus forms a so-called ridge waveguide structure and is an element that defines the active region, which is explained in more detail below.
  • the web 9 can also be possible for the web 9 to have a lesser or greater height than the height shown, that is to say that less or more semiconductor material is removed to form the web 9.
  • the web 9 can only through the Semiconductor contact layer 9 or a part thereof or by the semiconductor contact layer 36 and the second cladding layer 35 are formed.
  • the index guide can be adapted. With a decreasing height and / or a distance of the web 9 from the active layer 3 increasing, the
  • the level of index management can be reduced.
  • Mode guidance in the active area then takes place at least in part through what is known as profit guidance.
  • the buffer layer 31 can be undoped or n-doped GaN
  • the first cladding layer 32 can be n-doped AlGaN
  • Waveguide layer 33 n-doped GaN
  • Waveguide layer 34 p-doped GaN the second
  • Semiconductor contact layer 36 comprise or be made of p-doped GaN.
  • n-dopant for example, Si
  • the active layer 3 can be formed by a pn junction or, as indicated in FIG are formed.
  • the substrate can, for example, comprise or be composed of n-doped GaN. Alternatively, other layer and material combinations are also possible as in the above
  • the side surfaces of the semiconductor layer sequence 2 and of the substrate 1 can form reflective or partially reflective layers or
  • Semiconductor layer sequence 2 are provided and set up.
  • the web 9 can be formed laterally on both sides next to the web 9 by completely removing semiconductor material.
  • a so-called “tripod” can also be formed, as is indicated in FIG. ID, in which the semiconductor material is removed laterally next to the web 9 only along two grooves to form the web 9.
  • Semiconductor layer sequence 2 produced without a web or with a web with a low height and for the other
  • FIG. 2A a section of a semiconductor laser diode 100 with a semiconductor layer sequence 2 is shown, the semiconductor layer sequence 2 being produced in a first method step as described above as part of the production of the semiconductor laser diode 100 and for the others
  • a transparent, electrically conductive cover layer 4 is applied to the top 20.
  • the top 20 has a vertical direction 92 above the at least one active region 5
  • the top side 20 has at least one cover area 22 directly adjacent to the contact area 21.
  • two cover areas 22 can be provided laterally offset from the contact area 21 directly adjacent to the contact area 21, as shown.
  • the contact area 21 is arranged in the lateral direction 91 between the two cover areas 22, which each directly adjoin the contact area 21 in the lateral direction 91.
  • the contact area 21 is formed by the top of the web 9 and at least partially by the side surfaces of the web 9.
  • the contact region 21 has a main direction of extent along the longitudinal direction and, following the shape of the web 9, is preferably in the form of a strip
  • Radiation coupling-out surface can extend to the rear surface. In the embodiment shown, the
  • the transparent, electrically conductive cover layer 4 is applied coherently to the top on the contact area 21 and the cover areas 22.
  • the cover layer 4 thus covers the entire contact area 21 and the entire cover areas 22, so that the entire top side 20 is covered with the cover layer 4.
  • the cover layer 4 is shown
  • Exemplary embodiment in direct contact with the entire top side 20 of the semiconductor layer sequence 2, that is to say both in the contact region 21 and in the cover regions 22.
  • the transparent electrically conductive cover layer 4 has at least one TCO or is composed of at least one TCO.
  • the cover layer 4 can have one or more of the TCOs mentioned above in the general part or be made from them, in particular selected from ITO, In0 3 , Sn0 2 , Sn0 3 ,
  • the cover layer 4 is provided and set up to supply current when the semiconductor laser diode 100 is in operation embossed from the top into the semiconductor layer sequence 2 and thus into the active layer 3, and thus forms a transparent electrical contact.
  • an electrode layer can be applied as a further electrical contact (not shown).
  • At least one metallic contact element 11 is arranged on the side of the cover layer 4 facing away from the semiconductor layer sequence 2 or on the cover layer 4.
  • the contact element 11 can be a bonding layer for wire bonding or for soldering the semiconductor laser diode 100 and, for example, can be configured with one or more layers.
  • the contact element 11 can comprise or be made of aluminum and / or silver and / or gold.
  • the contact element 11 is preferably arranged directly on the cover layer 4 and can be applied over a large area over the web 9, which is particularly advantageous when the
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 2A as well as the further exemplary embodiments are designed such that more current is injected into the top side 20 of the semiconductor layer sequence 2 via the contact area 21 during operation than via the cover areas 22.
  • this can mean in particular that the current impression by means of the cover layer 4 at least preferably or at least substantially or even exclusively via the
  • the contact area 21 is formed completely on the web top and at least partially on the web side surfaces by the semiconductor contact layer described in connection with FIG the second waveguide layer are formed, each of which has a significantly lower doping than the semiconductor contact layer.
  • the semiconductor contact layer can have a lower aluminum content or even no aluminum in comparison to that below
  • Contact area 21 has a lower electrical
  • the ridge 9 can be designed as a ridge waveguide structure and thereby effect index guidance of the light generated in the active layer 3 during operation. Since both the selective current injection via the contact area 21 and the index guidance brought about by the ridge waveguide structure contribute to the formation of the active area 5 and the active area 5 can be modified by changing the ridge 9, the ridge 9, as already mentioned above, forms the one Element defining the active area 10, which, as described in the general part, is also referred to for short as the definition element. As shown and previously described, the definition element 10 is covered by the cover layer 4, which serves on the one hand as a transparent contact for power supply. Since the cover layer 4 in particular also directly covers the ridge side surfaces, the cover layer 4 also has an effect on the waveguiding of the ridge waveguide structure due to the jump in the refractive index at the corresponding boundary surfaces. Furthermore, the cover layer 4 shields the optical modes
  • the semiconductor laser diode 100 shown does not require a passivation layer on the web that is customary in the prior art, so that the semiconductor laser diode 100 according to the exemplary embodiment shown can be free of any dielectric material on the upper side 20. Furthermore, as in the exemplary embodiment shown, it may be possible for no separate metallic contact connection layer to be present on the top side of the web.
  • this can also be arranged as a contact element 11 or also as a plurality of contact elements 11 only in one or more specific areas on the cover layer 4, the one or more for electrical connection by soldering or
  • Wire bonding is / are required. As shown in Figures 2B and 2C, it may be possible, for example, only laterally next to the contact area 21 and thus in the embodiment shown next to the web 9, a contact element 11 on one side or, in the form of two metallic
  • the Lateral arrangement can serve, in particular in the “tripod” -like structure shown in FIG. 2C, for example in the case of a “p-down” soldering assembly with the contact elements 11 on a carrier as mechanical relief for the web 9.
  • the cover layer 4 can be thinner in comparison to the exemplary embodiment in FIGS. 2B and 2C.
  • Figure 3 is an embodiment for a
  • the cover regions 22 also include the web side surfaces, while the contact region 21 through the web top side
  • the damaged semiconductor structure 12 is on the top 20 of the semiconductor layer sequence 2 that is exposed after the web formation, except for the web top
  • the damaged structure 12 can be produced, for example, by an etching process and / or sputtering, which can particularly preferably be a dry etching process.
  • the parameters of the etching process are set so that the semiconductor material exposed to the etching medium is damaged by a plasma and / or ion bombardment.
  • Semiconductor structure 12 then forms no or only a very small amount poor electrical contact with the cover layer 4, so that preferably no or essentially no current can be impressed in this area. As described in connection with the previous exemplary embodiments, this effect can be further enhanced by removing the highly doped semiconductor contact layer on the side of the web 9 in the cover region 22.
  • a damaged semiconductor structure 12 is always shown, purely by way of example. Alternatively, however, the following exemplary embodiments can also be designed without a damaged semiconductor structure.
  • the semiconductor laser diode 100 can also be designed as a so-called laser bar or multi-beam emitter. As shown in FIG. 4, a plurality of contact areas 21 can be present on the upper side 20.
  • the majority of the definition elements 10 are covered by the cover layer 4 and, purely by way of example, have webs 9 and a damaged one
  • Semiconductor laser diode 100 of the exemplary embodiment in FIG. 4 is designed analogously to the exemplary embodiment in FIG.
  • the contact areas 21 and / or the definition elements 10 can generally each be embodied identically or differently. Furthermore, there is a plurality of cover areas 22, the contact areas 21 being through the
  • Cover areas 22 are separated from one another.
  • cover layer 4 may be contiguous over the plurality of contact regions 21 and the plurality of
  • Cover areas 22 can be arranged. This enables all active areas 5 to be controlled simultaneously.
  • the cover layer 4 can also be divided into sections that are separate from one another, each of the sections being assigned to an active region 5 and in the prior
  • Area 5 can be controlled independently of one another. In this case, each active area 5 is its own
  • the semiconductor layer sequence 2 and in particular the active layer 3 for generating visible light can be particularly preferred
  • the semiconductor laser diode 100 can be a multi-beam emitter in the visible wavelength range.
  • Exemplary embodiments and also features described in connection with the following exemplary embodiments can each also apply to the semiconductor laser diode 100 of FIG.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment for a semiconductor laser diode 100 in which, in comparison to the previous exemplary embodiments, a metallic contact layer 13 is arranged in the contact region 21 on the semiconductor layer sequence 2.
  • the metallic contact layer 13 is
  • Semiconductor layer sequence 2 is arranged and is covered by the transparent electrically conductive cover layer 4.
  • One or more metals selected from Pt, Pd, Rh and Ni, for example, can be used as materials for the metallic contact layer 13.
  • Contact layer 13 can be the electrical connection of the
  • Top side 20 in the contact area 21 to the cover layer 4 are reinforced by reducing the electrical contact resistance, so that the current impression from the
  • Contact area 21 can be reinforced, which can affect the formation of the active area below the contact area 21.
  • the metallic contact layer 13 can therefore also form a definition element 10. Since the
  • Semiconductor laser diode 100 in this configuration, as well as in the other exemplary embodiments, is free of one
  • dielectric passivation ie free of dielectric materials on the top 20, can be in the
  • Semiconductor laser diode 100 is shown, which in comparison to the previous exemplary embodiment, instead of the metallic contact layer 13, has a transparent, electrically conductive
  • the transparent, electrically conductive contact layer 14 can thus form the web 9 with the semiconductor material of the semiconductor layer sequence 2 lying thereunder in the contact region 21, so that the web 9 is formed by the semiconductor material
  • transparent electrically conductive contact layer 14 can be formed.
  • the Contact layer 14 can in particular be a TCO as in the above Have described connection with the cover layer 4.
  • the transparent electrically conductive contact layer 14 preferably has a first TCO, while the cover layer 4 has a different second TCO.
  • the first TCO can preferably have a higher electrical conductivity and / or a lower electrical contact resistance
  • the first TCO can have or be ITO or ZnO, while the second TCO can be a different TCO or can have a different stoichiometry.
  • Conductive contact layer 14 as in the previous exemplary embodiment, the different current impressions described above can be promoted in the contact area 21 and in the cover area 22, thereby creating an active area
  • the web 9 can also be formed by the transparent, electrically conductive contact layer 14. This can make it a very possible
  • a first TCO can be deposited on the upper side of the finished semiconductor layer sequence 2 in the contact region 21 and structured to form a strip which forms the transparent electrically conductive contact layer 14.
  • the area next to the strip i.e. the cover areas 22, can be prepared by suitable measures such as damage and / or sputtering and / or oxidation so that an electrical contact resistance is applied later due to the formation of the damaged semiconductor structure 12 Materials, in particular the material of the cover layer 4, becomes high.
  • a second TCO with a lower refractive index than the first TCO is deposited to form the cover layer 4. This in turn creates a lateral jump in the refractive index for the im
  • the active layer 3 generated optical wave which generates the lateral waveguide described above, that is, the index guide.
  • current is injected into the upper side 20 of the semiconductor layer sequence 2 only or at least essentially only in the area with a higher refractive index, i.e. in the contact area 21, so that a so-called self-adjusted ridge laser is formed.
  • the contact layer 14 and the cover layer 4 can have or consist of different TCOs, that is to say different ones
  • lateral refractive index jump does not have to be set by an exact etching depth that is technically more difficult to achieve. Rather, only a coating with the material is the transparent electrically conductive
  • the cover layer 4 can have more than one TCO.
  • the cover layer 4 can have more than one TCO.
  • Cover layer 4 different layers with different TCOs exhibit or be from it. This possibility is with the other exemplary embodiments described here
  • the cover layer 4 can have a first layer 41 with a first TCO at least in
  • the second TCO can be at least partially covered by the first TCO.
  • the first layer 41 can thus, as shown, the second layer 42 in the cover regions
  • the second layer 42 can, as shown, only be arranged in the cover regions 22, so that the second layer 42 is arranged neither above nor below the first layer 41 in the contact region 21.
  • the transparent contact formed by the cover layer 4 can be formed from a plurality of layers, the second layer 42 preferably not extending over the contact region 21.
  • Embodiment also means next to the web 9, a second TCO can be used with particularly low absorption, but for example, has a poorer electrical conductivity than the first TCO. This is covered by the first TCO with a high electrical conductivity, which then also forms the electrical connection to the semiconductor material in the contact area 21.
  • the first TCO can have a higher optical absorption than the second TCO.
  • the first and second layers 41, 42 of the cover layer 4 can thus additionally have a
  • Form definition element 10 The exemplary embodiments of FIGS. 2A to 8 each have a web 9 which, depending on the shape, can effect an index guide.
  • the semiconductor laser diode 100 can have the features described above for defining the active area 5 except for a web 9 and can thus be based on the principle of profit management.
  • FIG. 9 shows, purely by way of example, a semiconductor laser diode 100 which, except for the web, is designed like the exemplary embodiment in FIG Plasma or sputtering to form the damaged semiconductor structure 12 in the cover area 22 is damaged. This results in no or only a very small step in the top 20, so that essentially no web or a web with only a very small height is formed.
  • the semiconductor laser diode 100 which, except for the web, is designed like the exemplary embodiment in FIG Plasma or sputtering to form the damaged semiconductor structure 12 in the cover area 22 is damaged. This results in no or only a very small step in the top 20, so that essentially no web or a web with only a very small height is formed.
  • Top side 20 in cover area 22 as in contact area 21 are formed by the semiconductor contact layer, which can usually have a thickness in the range from 30 nm to 200 nm and which is at most only partially removed in cover area 22. If there is a web, this has a lower height than the thickness of the semiconductor contact layer
  • Semiconductor structure 12 can be achieved as described above that an electrical contact between
  • the semiconductor layer sequence 2 and the cover layer 4 are effectively only present in the contact region 21.
  • the cover layer 4 always covers the entire top side 20 of the semiconductor layer sequence 2
  • Cover layer 4 in the exemplary embodiments shown too cover only part of the top side 20 of the semiconductor layer sequence 2.
  • the part of the top side 20 not covered by the cover layer 4 in this case is then selected in such a way that it affects the formation of the active region 5 and thus the optical properties of the
  • Semiconductor laser diode 100 has no influence on whether the
  • Cover layer 4 is present in this part or not.
  • the cover layer 4 always extends laterally over the top 20 of the semiconductor layer sequence 2 and thus over the contact region 21 and at least some of the cover regions 22 that the region or regions that is / are not covered by the cover layer 4 does not have any Have an influence on the active area 5.
  • the exemplary embodiments shown above can therefore also form sections of semiconductor laser diodes 100 in which further elements can be present in the lateral direction 91 further away from the active region 5.
  • Figure 10 is a
  • Mesa trenches 18 are present on both sides next to the active region in the semiconductor layer sequence 2, which trenches extend through the active layer 3 and which can be passivated with a dielectric material 91.
  • the dielectric material 91 has no influence on the laser modes and thus on the active area 5.
  • the semiconductor layer sequence 2 around the contact area 21 is therefore only covered with the cover layer 4 and the electrical contact element 11 in order to ensure good heat transport.
  • the cover layer 4 and Semiconductor layer sequence 2 can be completely or partially covered with the dielectric material 19, for example in regions remote from the active region 5, which regions can be uncovered by the electrical contact element 11, for example.
  • the semiconductor laser diode 100 can be more stable against chemical influences and leakage currents can occur
  • Embodiments and individual features are combined with one another, even if not all

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Abstract

Es wird eine Halbleiterlaserdiode (100) angegeben, die eine in einer vertikalen Richtung aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer aktiven Schicht (3), die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, im Betrieb in zumindest einem sich in longitudinaler Richtung (93) erstreckenden aktiven Bereich (5) Licht (8) zu erzeugen, und eine transparente elektrisch leitende Abdeckschicht (4) auf der Halbleiterschichtenfolge aufweist, wobei die Halbleiterschichtenfolge in einer vertikalen Richtung (92) mit einer Oberseite (20) abschließt und die Oberseite einen in vertikaler Richtung über dem aktiven Bereich angeordneten Kontaktbereich (21) und zumindest einen in einer zur vertikalen und longitudinalen Richtung senkrechten lateralen Richtung (91) unmittelbar an den Kontaktbereich anschließenden Abdeckbereich (22) aufweist, die Abdeckschicht zusammenhängend auf der Oberseite auf dem Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich aufgebracht ist, die Abdeckschicht zumindest im zumindest einen Abdeckbereich unmittelbar auf der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist und zumindest ein den zumindest einen aktiven Bereich definierendes Element (10) vorhanden ist, das von der Abdeckschicht überdeckt wird. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode angegeben.

Description

Beschreibung
HALBLEITERLASERDIODE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER
HALBLEITERLASERDIODE
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 106 536.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es werden eine Halbleiterlaserdiode und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode angegeben.
Übliche Laserdioden weisen auf der dem Substrat abgewandten Seite eine dielektrische Passivierung auf, die je nach
Laserdiodenbauform auch die Seitenflächen einer
Stegwellenleiterstruktur bedecken kann. Dabei ist es
erforderlich, nach der Herstellung der
Stegwellenleiterstruktur und einer Überformung mit einem Passivierungsmaterial dieses in dem Bereich wieder zu
entfernen, in dem eine elektrische Kontaktierung erfolgen soll. Die in diesem Zusammenhang erforderlichen Schritte können sehr aufwändig sein, insbesondere wenn die
Strukturgrößen der Stegwellenleiterstruktur im Bereich von wenigen Mikrometern liegen. Außerdem weisen die üblichen dielektrischen Passivierungsmaterialien wie beispielsweise S1O2 oder S13N4 nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, was sich insbesondere bei einer Montage einer solchen Laserdiode mit der passivierten Seite auf einem Träger nachteilig auswirken kann.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Halbleiterlaserdiode anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode
anzugeben .
Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein
Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des
Gegenstands und des Verfahrens sind in den abhängigen
Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der
nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine
Halbleiterlaserdiode zumindest eine aktive Schicht auf, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, im Betrieb in einem aktiven Bereich Licht zu erzeugen. Die aktive Schicht kann insbesondere Teil einer Halbleiterschichtenfolge mit einer Mehrzahl von Halbleiterschichten sein und eine
Haupterstreckungsebene aufweisen, die senkrecht zu einer Anordnungsrichtung der Schichten der Halbleiterschichtenfolge ist. Beispielsweise kann die aktive Schicht genau einen aktiven Bereich aufweisen. Weiterhin kann die aktive Schicht auch eine Mehrzahl von aktiven Bereichen aufweisen. Ein aktiver Bereich kann durch eines oder mehrere weiter unten beschriebene, einen aktiven Bereich definierende Elemente bewirkt werden. Der im Folgenden verwendete Begriff
„zumindest ein aktiver Bereich" kann sich auf
Ausführungsformen mit genau einem aktiven Bereich sowie auch auf Ausführungsformen mit mehreren aktiven Bereichen
beziehen .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode eine Halbleiterschichtenfolge bereitgestellt, die eine aktive Schicht aufweist, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, im Betrieb der Halbleiterlaserdiode Licht zu erzeugen.
Insbesondere kann die Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht mittels eines Epitaxieverfahrens hergestellt werden. Die vorab und im Folgenden beschriebenen
Ausführungsformen und Merkmale gelten gleichermaßen für die Halbleiterlaserdiode wie auch für das Verfahren zur
Herstellung der Halbleiterlaserdiode.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Halbleiterlaserdiode eine Lichtauskoppelflache und eine der Lichtauskoppelflache gegenüberliegende Rückseitenfläche auf. Die Lichtauskoppelfläche und die Rückseitenfläche können insbesondere Seitenflächen der Halbleiterlaserdiode,
besonders bevorzugt Seitenflächen der
Halbleiterschichtenfolge, sein, die auch als sogenannte
Facetten bezeichnet werden können. Über die
Lichtauskoppelfläche kann die Halbleiterlaserdiode im Betrieb das im zumindest einen aktiven Bereich erzeugte Licht
abstrahlen. Auf der Lichtauskoppelfläche und der
Rückseitenfläche können geeignete optische Beschichtungen, insbesondere reflektierende oder teilreflektierende Schichten oder Schichtenfolgen, aufgebracht sein, die einen optischen Resonator für das in der aktiven Schicht erzeugte Licht bilden können. Der zumindest eine aktive Bereich kann sich zwischen der Rückseitenfläche und der Lichtauskoppelfläche entlang einer Richtung erstrecken, die hier und im Folgenden als longitudinale Richtung bezeichnet wird. Die longitudinale Richtung kann insbesondere parallel zur
Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht sein. Die
Anordnungsrichtung der Schichten übereinander, also eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht, wird hier und im Folgenden als vertikale Richtung bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zur longitudinalen
Richtung und senkrecht zur vertikalen Richtung wird hier und im Folgenden als laterale Richtung bezeichnet. Die
longitudinale Richtung und die laterale Richtung können somit eine Ebene aufspannen, die parallel zur
Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht ist.
Die Halbleiterschichtenfolge kann insbesondere als
Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene
Halbleiterschichtenfolge, ausgeführt sein. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InAlGaN ausgeführt sein. Unter InAlGaN-basierte
Halbleiterschichtenfolgen fallen insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge in der Regel eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen
Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem
111-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGai-x-yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1 aufweist. Insbesondere kann die aktive Schicht auf einem solchen Material basieren. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis auf InAlGaN aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung in einem
ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge auch auf InAlGaP basieren, das heißt, dass die
Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine Einzelschicht,
beispielsweise die aktive Schicht, ein Material aus dem 111-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGai-x-yP mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1 aufweist.
Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InAlGaP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder
mehreren spektralen Komponenten in einem grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge auch andere III-V-Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein InAlGaAs-basiertes Material, oder
I I-VI-VerbindungshalbleitermaterialSysteme aufweisen .
Insbesondere kann eine aktive Schicht, die ein InAlGaAs- basiertes Material aufweist, geeignet sein,
elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren
spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten
Wellenlängenbereich zu emittieren. Ein II-VI-
Verbindungshalbleitermaterial kann wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie
beispielsweise 0, S, Se, aufweisen. Beispielsweise gehören zu den I I-VI-Verbindungshalbleitermaterialien ZnSe, ZnTe, ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS und MgBeO.
Die aktive Schicht und insbesondere die
Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht können auf einem Substrat aufgebracht sein. Beispielsweise kann das Substrat als Aufwachssubstrat ausgebildet sein, auf dem die Halbleiterschichtenfolge aufgewachsen wird. Die aktive
Schicht und insbesondere die Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht können mittels eines Epitaxieverfahrens, beispielsweise mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) oder Molekularstrahlepitaxie (MBE) , hergestellt werden. Das kann insbesondere bedeuten, dass die
Halbleiterschichtenfolge auf dem Aufwachssubstrat
aufgewachsen wird. Weiterhin kann die
Halbleiterschichtenfolge mit elektrischen Kontakten in Form von einem oder mehreren Kontaktelementen versehen werden. Darüber hinaus kann es auch möglich sein, dass das
Aufwachssubstrat nach dem Aufwachsprozess entfernt wird.
Hierbei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auch nach dem Aufwachsen auf ein als Trägersubstrat ausgebildetes Substrat übertragen werden. Das Substrat kann ein
Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes
Verbindungshalbleitermaterialsystem, oder ein anderes
Material umfassen. Insbesondere kann das Substrat Saphir, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si, Ge und/oder ein Keramikmaterial wie beispielsweise SiN oder A1N umfassen oder aus einem solchen Material sein.
Die aktive Schicht kann beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach- QuantentopfStruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach- QuantentopfStruktur (MQW-Struktur) zur Lichterzeugung
aufweisen. Die Halbleiterschichtenfolge kann zusätzlich zur aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und
funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte
Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder
Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten,
Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektrodenschichten sowie
Kombinationen daraus. Darüber hinaus können zusätzliche
Schichten, etwa Pufferschichten, Barriereschichten und/oder Schutzschichten auch senkrecht zur Aufwachsrichtung der
Halbleiterschichtenfolge beispielsweise um die
Halbleiterschichtenfolge herum angeordnet sein, also etwa auf den Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Halbleiterlaserdiode eine transparente elektrisch leitende Abdeckschicht auf der Halbleiterschichtenfolge auf.
Insbesondere kann die Halbleiterschichtenfolge entlang der vertikalen Richtung mit einer Oberseite abschließen. Die Abdeckschicht kann insbesondere auf der Oberseite aufgebracht sein. Die Oberseite kann besonders bevorzugt durch die einem Substrat abgewandte Seite der Halbleiterschichtenfolge gebildet werden. Das Substrat kann hierbei ein
Aufwachssubstrat oder ein Trägersubstrat sein. Weist die Halbleiterlaserdiode nach einer Ablösung des
Aufwachssubstrats kein Substrat auf, kann die Oberseite besonders bevorzugt durch die dem abgelösten Aufwachssubstrat gegenüber liegende Seite gebildet werden. Die Abdeckschicht kann bevorzugt zumindest teilweise unmittelbar an das
Halbleitermaterial der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge angrenzen und somit in direktem Kontakt mit dem
Halbleitermaterial der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge stehen. Beispielsweise kann die Abdeckschicht im gesamten durch die Abdeckschicht überdeckten Bereich der Oberseite in direktem Kontakt mit der Oberseite stehen. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die Abdeckschicht in vertikaler
Richtung über dem zumindest einen aktiven Bereich nicht in direktem Kontakt mit der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge steht, während die Abdeckschicht in zumindest einem dazu lateral versetzten Bereich in direktem Kontakt mit der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abdeckschicht zumindest ein transparentes elektrisch leitendes Oxid (TCO: „transparent conductive oxide") auf. Transparente elektrisch leitende Oxide sind transparente elektrisch leitende
Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären
Metallsauerstoffverbindungen wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder In2Ü3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen wie beispielsweise Zn2SnÜ4, CdSn03, ZnSn03, MgIn2Ü4, Galn03, Zh2ΐh2q5 oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs .
Besonders bevorzugt kann die Abdeckschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: ITO, auch bezeichenbar als In203:Sn, besonders bevorzugt mit einem Anteil von größer oder gleich 90% und kleiner oder gleich 95% Ih2q3 und größer oder gleich 5% und kleiner oder gleich 10% Sn02,' Ih2q3,· Sn02,' Sn203,· ZnO; IZO (Indiumzinkoxid); GZO (Gallium-dotiertes Zinkoxid) . Weiterhin kann es möglich sein, dass das oder die TCOs der Abdeckschicht nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung entsprechen und auch p- oder n-dotiert sein können .
Über die Abdeckschicht kann besonders bevorzugt die
Stromeinprägung in die Halbleiterschichtenfolge von der
Oberseite her erfolgen. Die Abdeckschicht kann somit eine transparente elektrische Kontaktschicht bilden. Auf der der Abdeckschicht gegenüberliegenden Unterseite der
Halbleiterschichtenfolge kann ein Kontaktelement in Form einer Elektrodenschicht vorhanden sein. Zum externen
elektrischen Anschluss der Abdeckschicht, beispielsweise mittels einer Lot- oder Bonddrahtverbindung, kann auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Abdeckschicht ein metallisches Kontaktelement angeordnet sein. Das
Kontaktelement kann eine Bondschicht zum Drahtbonden oder zum Auflöten der Halbleiterlaserdiode sein und beispielsweise ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein und Aluminium und/oder Silber und/oder Gold aufweisen oder daraus sein. Insbesondere kann das Kontaktelement oder auch eine Mehrzahl von Kontaktelementen nur in einem oder mehreren Bereichen auf der Abdeckschicht angeordnet sein, die zum elektrischen
Anschluss durch Auflöten oder Drahtbonden erforderlich sein. Insbesondere können das eine oder die mehreren
Kontaktelemente unabhängig von den Anforderungen in Bezug auf die Stromeinprägung in die Halbleiterschichtenfolge
angeordnet sein. Das eine oder die mehreren Kontaktelemente können bevorzugt unmittelbar auf der Abdeckschicht angeordnet sein .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Oberseite einen in vertikaler Richtung über dem zumindest einen aktiven Bereich angeordneten Kontaktbereich auf. Lateral versetzt zum Kontaktbereich weist die Oberseite einen direkt an den
Kontaktbereich angrenzenden Abdeckbereich auf. Das kann auch bedeuten, dass der Kontaktbereich in lateraler Richtung zwischen zwei Abdeckbereichen angeordnet ist, die in
lateraler Richtung jeweils direkt an den Kontaktbereich angrenzen. Der Kontaktbereich kann insbesondere eine
Haupterstreckungsrichtung entlang der longitudinalen Richtung aufweisen und somit bevorzugt in Form eines Streifens
ausgebildet sein, der sich bevorzugt von der
Strahlungsauskoppelfläche zur Rückseitenfläche erstreckt und der entlang der lateralen Richtung zwischen zwei
Abdeckbereichen angeordnet ist. Die nachfolgend hauptsächlich in Verbindung mit „zumindest einem Abdeckbereich" beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen beziehen sich auf Ausführungsformen mit genau einem Abdeckbereich sowie auf Ausführungsformen mit zwei oder mehr Abdeckbereichen, die unmittelbar an den Kontaktbereich angrenzen.
Über den Kontaktbereich kann im Betrieb der
Halbleiterlaserdiode eine Stromeinprägung in die
Halbleiterschichtenfolge von der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge her erfolgen. Über den
Kontaktbereich wird im Betrieb insbesondere mehr Strom in die Oberseite der Halbleiterschichtenfolge injiziert als über den zumindest einen Abdeckbereich. Das kann insbesondere
bedeuten, dass die Stromeinprägung über den Kontaktbereich zumindest bevorzugt oder zumindest im Wesentlichen oder sogar ausschließlich erfolgt, während über den Abdeckbereich im Betrieb der Halbleiterlaserdiode eine geringere
Stromeinprägung als über den Kontaktbereich oder im
Wesentlichen keine Stromeinprägung oder sogar überhaupt keine Stromeinprägung erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abdeckschicht zusammenhängend auf der Oberseite auf dem Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich aufgebracht. Die
Abdeckschicht überdeckt besonders bevorzugt den gesamten Kontaktbereich und zumindest einen Teil oder auch den
gesamten zumindest einen Abdeckbereich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bedeckt die
Abdeckschicht die gesamte Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge. Alternativ hierzu kann die
Abdeckschicht auch nur einen Teil der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge bedecken. Der von der Abdeckschicht in diesem Fall nicht bedeckte Teil der Oberseite kann derart gewählt sein, dass es auf die Ausbildung des aktiven Bereichs und damit auf die optischen Eigenschaften der
Halbleiterlaserdiode keinen Einfluss hat, ob die
Abdeckschicht in diesem Teil vorhanden ist oder nicht.
Insbesondere kann sich die Abdeckschicht lateral soweit über die Oberseite der Halbleiterschichtenfolge erstrecken, dass der oder die Bereiche, der oder die nicht von der
Abdeckschicht bedeckt ist/sind, keinen Einfluss auf die
Modenstruktur und damit den aktiven Bereich haben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Halbleiterlaserdiode zumindest ein den zumindest einen aktiven Bereich definierendes Element auf, das von der
Abdeckschicht überdeckt wird. Das zumindest eine den
zumindest einen aktiven Bereich definierende Element kann im Folgenden auch kurz als Definitionselement bezeichnet werden. Besonders bevorzugt kann das zumindest eine
Definitionselement an der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein, beispielsweise in Form einer topographischen Struktur der Oberseite und/oder in Form einer Halbleiterstruktur der Oberseite und/oder in Form einer auf der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge
aufgebrachten Schicht. Dass ein Definitionselement den zumindest einen aktiven Bereich definiert, kann bedeuten, dass die Ausbildung von optischen Moden in der aktiven
Schicht und damit die Ausbildung eines aktiven Bereichs im Laserbetrieb von der konkreten Ausgestaltung des
Definitionselements abhängt. Mit anderen Worten kann durch eine Modifikation des Definitionselements der sich
ausbildende aktive Bereich modifiziert werden. Das Definitionselement dient somit zur Einstellung einer konkret angestrebten Modenverteilung und damit eines konkret
angestrebten aktiven Bereichs. Insbesondere kann das
zumindest eine Definitionselement zumindest eine optische Eigenschaft zumindest eines Teils der
Halbleiterschichtenfolge und/oder zumindest eine die
Strominjektion betreffende Eigenschaft beeinflussen. Zur Definition eines aktiven Bereichs können eines oder mehrere Definitionselemente vorgesehen sein. Insbesondere kann ein Zusammenspiel mehrerer Definitionselemente zu einer
gewünschten Ausbildung des aktiven Bereichs führen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird beim Verfahren zur Herstellung der Halbleiterlaserdiode die
Halbleiterschichtenfolge mit der aktiven Schicht und mit der Oberseite mit dem Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich bereitgestellt. Währenddessen und/oder
anschließend können das zumindest eine den aktiven Bereich definierende Element ausgebildet werden und die Abdeckschicht zusammenhängend auf dem Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine Definitionselement einen im Kontaktbereich der Oberseite ausgebildeten Steg auf oder wird durch einen solchen Steg gebildet. Beispielsweise kann der Steg durch einen Teil der Halbleiterschichtenfolge gebildet werden. Der Steg kann insbesondere durch einen stegförmigen, sich in longitudinaler Richtung erstreckenden erhöhten Bereich an der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge gebildet werden. Mit anderen Worten ragt der Steg in vertikaler Richtung über die lateral angrenzenden Oberflächenbereiche hinaus und verläuft in longitudinaler Richtung. Die den Steg in lateraler Richtung begrenzenden Seitenflächen können insbesondere mit den angrenzenden Oberflächenbereichen der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge ein Stufenprofil bilden. Die
Begriffe „stegförmiger Bereich" und „Steg" können im
Folgenden synonym verwendet sein. Weiterhin kann die
Halbleiterschichtenfolge auch eine Mehrzahl lateral
nebeneinander und voneinander beabstandet angeordneter, sich jeweils in longitudinaler Richtung erstreckende stegförmige Bereiche aufweisen. Zur Herstellung des Stegs kann nach dem Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge ein Teil der
Halbleiterschichtenfolge von der Oberseite her entfernt werden. Insbesondere kann das Entfernen durch ein
Ätzverfahren erfolgen. Die Abdeckschicht kann besonders bevorzugt den gesamten Steg überdecken und sich insbesondere in lateraler Richtung vom Steg über die Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge wegerstrecken .
Besonders bevorzugt kann der Kontaktbereich durch eine
Oberseite des Stegs gebildet werden. Mit anderen Worten weist der Kontaktbereich dieselbe Form wie der Steg bei einer
Aufsicht auf die Oberseite der Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung auf. Durch die Stegform und insbesondere durch die Form der Stegoberseite kann somit die Form des Kontaktbereichs und somit der Bereich zur Stromeinprägung bestimmt werden. Weiterhin kann der Kontaktbereich zusätzlich die lateral den Steg begrenzenden Stegseitenflächen oder einen Teil dieser aufweisen.
Weiterhin kann der Steg eine Stegwellenleiterstruktur für eine Indexführung des im aktiven Bereich erzeugten Lichts bilden. Der Steg weist hierbei eine ausreichende Höhe und eine ausreichende Nähe zur aktiven Schicht auf, so dass durch den Steg die Wellenführung und damit die Modenausbildung in der aktiven Schicht beeinflusst werden. Alternativ hierzu kann der Steg eine derart geringe Höhe und einen derart großen Abstand zur aktiven Schicht aufweisen, dass durch den Steg nur eine geringe oder auch keine Indexführung des im aktiven Bereich erzeugten Lichts bewirkt wird. Mit anderen Worten kann der Steg in diesem Fall so ausgebildet sein, dass die Modenausbildung in der aktiven Schicht überwiegend oder auch ausschließlich durch eine Gewinnführung bewirkt wird.
Weiterhin kann die Halbleiterschichtenfolge durch die
Ausbildung des Stegs im Kontaktbereich ein erstes
Halbleitermaterial und im Abdeckbereich ein zweites
Halbleitermaterial aufweisen, wobei das erste
Halbleitermaterial eine höhere elektrische Leitfähigkeit und/oder einen geringeren elektrischen Übergangswiderstand zur Abdeckschicht aufweisen kann als das zweite
Halbleitermaterial. Beispielsweise kann die
Halbleiterschichtenfolge in vertikaler Richtung zur Oberseite hin mit einer Mantelschicht und darüber einer
Halbleiterkontaktschicht abschließen, wobei die
Halbleiterkontaktschicht eine höhere Dotierung und somit eine höhere elektrische Leitfähigkeit und/oder einen geringeren elektrischen Übergangswiderstand zur Abdeckschicht haben kann als die Mantelschicht. Zur Ausbildung des Stegs können im Abdeckbereich zumindest die Halbleiterkontaktschicht oder die Halbleiterkontaktschicht und zumindest ein Teil der
Mantelschicht entfernt werden. Der Steg kann somit durch einen nach der Stegausbildung verbleibenden Teil der
Halbleiterkontaktschicht oder der Halbleiterkontaktschicht und eines Teils der Mantelschicht gebildet werden, so dass die Oberseite im Kontaktbereich durch das Material der
Halbleiterkontaktschicht gebildet wird, während die Oberseite im Abdeckbereich durch das Halbleitermaterial der
Mantelschicht gebildet wird. Durch die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Halbleiterkontaktschicht und der Mantelschicht können die oben beschriebene
unterschiedliche Stromeinprägung im Kontaktbereich und im Abdeckbereich und dadurch ein den aktiven Bereich
definierender Effekt bewirkt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Steg eine transparente elektrisch leitende Kontaktschicht auf. Die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht kann
unmittelbar auf der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht sein, also in direktem Kontakt mit dem
Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge. Insbesondere kann der Steg in diesem Fall durch die Kontaktschicht
gebildet werden. Hierzu kann nach dem Aufwachsen der
Halbleiterschichtenfolge im Kontaktbereich die Kontaktschicht aufgebracht werden. Die Kontaktschicht kann insbesondere ein TCO wie oben im Zusammenhang mit der Abdeckschicht
beschrieben aufweisen. Weiterhin kann der Steg durch die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht und einen Teil der Halbleiterschichtenfolge gebildet sein.
Weiterhin kann die transparente elektrisch leitende
Kontaktschicht ein erstes TCO aufweisen, während die
Abdeckschicht ein davon verschiedenes zweites TCO aufweisen kann. Das erste TCO kann eine höhere elektrische
Leitfähigkeit und/oder einen geringeren elektrischen
Übergangswiderstand zur Halbleiterschichtenfolge als das zweite TCO aufweisen. Durch die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Materialien der Abdeckschicht und der Kontaktschicht können die oben beschriebene
unterschiedliche Stromeinprägung im Kontaktbereich und im Abdeckbereich und dadurch ein den aktiven Bereich
definierender Effekt bewirkt werden. Alternativ oder
zusätzlich kann das zweite TCO einen geringeren
Brechungsindex als das erste TCO aufweisen. Da das TCO der Kontaktschicht durch das TCO der Abdeckschicht überformt wird, kann die Wellenleitungseigenschaft in der
Halbleiterlaserdiode beeinflusst werden, so dass hierdurch ein den aktiven Bereich definierender Effekt bewirkt werden kann .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abdeckschicht mehr als ein TCO auf. Insbesondere kann die Abdeckschicht ein erstes TCO im Kontaktbereich und ein zweites TCO im zumindest einen Abdeckbereich aufweisen. Das zweite TCO kann vom ersten TCO zumindest teilweise überdeckt sein. Das zweite TCO kann beispielsweise eine geringere optische Absorption als das erste TCO aufweisen. Weiterhin kann das erste TCO eine höhere elektrische Leitfähigkeit und/oder einen höheren elektrischen Übergangswiderstand zur Halbleiterschichtenfolge als das zweite TCO aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine den aktiven Bereich definierende Element eine geschädigte Halbleiterstruktur im zumindest einen Abdeckbereich auf oder wird dadurch gebildet. Insbesondere kann die geschädigte Halbleiterstruktur an der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge ausgebildet sein. Die geschädigte Struktur kann beispielsweise durch ein Ätzverfahren
hergestellt werden. Besonders bevorzugt kann das Ätzverfahren ein Trockenätzverfahren sein. Die Parameter des Ätzverfahrens können dabei so eingestellt werden, dass das dem Ätzmedium ausgesetzte Halbleitermaterial durch ein Plasma und/oder einen Ionenbeschuss geschädigt wird. An der geschädigten Oberseite bildet sich dann kein oder nur ein sehr schlechter elektrischer Kontakt zur Äbdeckschicht, so dass in diesem Bereich kein oder im Wesentlichen kein Strom einprägbar ist, so dass hierdurch ein den aktiven Bereich definierender
Effekt bewirkt werden kann. Besonders bevorzugt kann die geschädigte Halbleiterstruktur mit einem vorab beschriebenen Steg kombiniert werden. Insbesondere kann die geschädigte Halbleiterstruktur im Rahmen der Stegherstellung erzeugt werden .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist unmittelbar an die Oberseite angrenzend auf der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge im Kontaktbereich eine metallische Kontaktschicht angeordnet. Die metallische Kontaktschicht ist insbesondere von der Abdeckschicht überdeckt. Als Materialien für die metallische Kontaktschicht können sich beispielsweise eines oder mehrere Metalle ausgewählt aus Pt, Pd, Rh und Ni eignen. Die metallische Kontaktschicht kann eine elektrische Anbindung des Kontaktbereichs an die Abdeckschicht
verstärken, so dass die metallische Kontaktschicht auch ein Definitionselement bilden kann.
Weiterhin kann die Halbleiterlaserdiode auf der Oberseite frei von den aktiven Bereich beeinflussenden dielektrischen Materialien ist. Mit anderen Worten weist die
Halbleiterlaserdiode auf der Oberseite kein dielektrisches Material, insbesondere keine im Stand der Technik übliche dielektrische Passivierung, in denjenigen Bereichen auf, in denen ein solches dielektrisches Material einen Einfluss auf den zumindest einen aktiven Bereich hätte. Besonders
bevorzugt kann die Halbleiterlaserdiode auf der Oberseite frei von dielektrischen Materialien sein. Mit anderen Worten ist in diesem Fall überhaupt kein dielektrisches Material, insbesondere kein dielektrisches Material in Form einer
Passivierung, auf der Oberseite vorhanden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der Oberseite eine Mehrzahl von Kontaktbereichen vorhanden. Weiterhin kann eine Mehrzahl von einen aktiven Bereich definierenden
Elementen vorhanden sein. Insbesondere kann durch die
Mehrzahl der Definitionselemente in der aktiven Schicht im Betrieb eine Mehrzahl von aktiven Bereichen vorhanden sein, wobei über jedem der aktiven Bereiche in vertikaler Richtung jeweils ein Kontaktbereich angeordnet ist. Die Mehrzahl der Definitionselemente ist von der Abdeckschicht überdeckt. Die Kontaktbereiche und/oder die Definitionselemente können jeweils gleich oder verschieden ausgebildet sein und eines oder mehrere der vorab beschriebenen Merkmale aufweisen. Die Halbleiterlaserdiode kann insbesondere als so genannter
Laserbarren ausgebildet sein. Besonders bevorzugt können in diesem Fall die Halbleiterschichtenfolge und insbesondere die aktive Schicht zur Erzeugung von sichtbarem Licht ausgebildet sein, so dass die Halbleiterlaserdiode ein Multistrahlemitter im sichtbaren Wellenlängenbereich sein kann.
Weiterhin kann eine Mehrzahl von Abdeckbereichen vorhanden sein, wobei die Kontaktbereiche durch die Abdeckbereiche voneinander getrennt sind. Die Abdeckschicht kann
zusammenhängend über der Mehrzahl der Kontaktbereiche und der Mehrzahl der Abdeckbereiche angeordnet sein. Alternativ hierzu kann die Abdeckschicht in voneinander getrennte
Abschnitte unterteilt sein, wobei jeder der Abschnitte einem aktiven Bereich zugeordnet ist und in der vorab beschriebenen Weise auf dem jeweils zugeordneten Kontaktbereich und den jeweils zugeordneten Abdeckbereichen angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren zur Herstellung der Halbleiterlaserdiode bevorzugt folgende Schritte aufweisen:
- Bereitstellen eines Substrats;
- Aufbringen der Halbleiterschichtenfolge mittels eines
EpitaxieVerfahrens ;
- Abdecken des zukünftigen Kontaktbereichs mit einer Maske;
- Ätzen eines Stegs im Kontaktbereich und/oder Schädigung des einen oder der mehreren lateral neben dem
Kontaktbereich liegenden Abdeckbereiche;
- Entfernen der Maske;
- Aufbringen, bevorzugt ganzflächiges Aufbringen, der
transparenten elektrisch leitenden Abdeckschicht, die besonders bevorzugt einen p-Kontakt für die
Halbleiterschichtenfolge bilden kann;
- Aufbringen eines oder mehrerer metallischer
Kontaktelemente auf und/oder an der Abdeckschicht.
Das Aufbringen eines weiteren elektrischen Kontakts, der bevorzugt dann ein n-Kontakt sein kann, sowie weitere notwendige Schritte können an beliebigen Stellen im
Prozessfluss liegen. Alternativ oder zusätzlich zur
Herstellung des Stegs und/oder zur Herstellung der
geschädigten Halbleiterstruktur kann im Kontaktbereich das Aufbringen einer metallischen oder transparenten elektrisch leitenden Kontaktschicht erfolgen. Bei der hier beschriebenen Halbleiterlaserdiode wird somit wie oben beschrieben nach der Fertigstellung der
Halbleiterschichtenfolge, gegebenenfalls mit einem Steg und/oder einer geschädigten Halbleiterstruktur, die
transparente elektrisch leitende Abdeckschicht aufgebracht, die zumindest im zumindest einen Abdeckbereich unmittelbar mit dem Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge in Kontakt steht und die bevorzugt zumindest ein TCO aufweist oder daraus ist. Eine im Stand der Technik übliche
dielektrische Passivierungsschicht hingegen kann entfallen, insbesondere in dem Bereich der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge, in dem die darauf aufgebrachten Schichten und Elemente eine Einfluss auf die Eigenschaften des aktiven Bereichs haben. Da TCOs üblicherweise eine höhere thermische Leitfähigkeit als Dielektrika aufweisen, die für Passivierungen typischerweise verwendet werden, kann bei der hier beschriebenen Halbleiterlaserdiode der thermische
Widerstand an der Oberseite verringert werden, was zu einer verbesserten Ausgangsleistung, einem besseren
Hochtemperaturverhalten und einer geringeren Alterung führen kann. Somit bildet die Abdeckschicht gleichzeitig eine wärmeleitfähige Passivierung und eine elektrische
Anschlussschicht zur Kontaktierung der
Halbleiterschichtenfolge. Zudem kann das
Herstellungsverfahren eine deutlich vereinfachte,
selbstj ustierende Prozessführung aufweisen. Dadurch kann die Herstellung kostengünstiger, schneller und mit besserer
Prozessstabilität als im Stand der Technik erfolgen.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figuren 1A bis IE schematische Darstellungen von
Halbleiterschichtenfolgen für Halbleiterlaserdioden und für Verfahrensschritte von Verfahren zur Herstellung von Halbleiterlaserdioden gemäß mehreren Ausführungsbeispielen,
Figuren 2A bis 2C eine schematische Darstellung von
Halbleiterlaserdioden, insbesondere auch im Rahmen von Verfahren zur Herstellung der
Halbleiterlaserdioden, gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figuren 3 bis 10 schematische Darstellungen von
Halbleiterlaserdioden gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen .
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In den Figuren 1A bis IE sind Ausführungsbeispiele für
Halbleiterschichtenfolgen 2 jeweils auf einem Substrat 1 gezeigt, die für die Herstellung der im Folgenden
beschriebenen Halbleiterlaserdioden bereitgestellt und verwendet werden, wobei Figur 1A eine Aufsicht auf die
Lichtauskoppelflache 6 der späteren Halbleiterlaserdiode und Figur 1B eine Darstellung eines Schnitts durch die
Halbleiterschichtenfolge 2 und das Substrat 1 mit einer
Schnittebene senkrecht zur Lichtauskoppelflache 6 zeigt. In Figur IC ist ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau der
Halbleiterschichtenfolge 2 gezeigt. Die Figuren ID und IE zeigen Modifikationen der Halbleiterschichtenfolge 2.
Wie in den Figuren 1A bis IC gezeigt ist, wird ein Substrat 1 bereitgestellt, das beispielsweise ein Aufwachssubstrat für eine darauf mittels eines Epitaxieverfahrens hergestellte Halbleiterschichtenfolge 2 ist. Alternativ hierzu kann das Substrat 1 auch ein Trägersubstrat sein, auf das eine auf einem Aufwachssubstrat aufgewachsene Halbleiterschichtenfolge 2 nach dem Aufwachsen übertragen wird. Beispielsweise kann das Substrat 1 aus GaN sein, auf dem eine auf einem InAlGaN- Verbindungshalbleitermaterial basierende
Halbleiterschichtenfolge 2 aufgewachsen wird. Darüber hinaus sind auch andere Materialien, insbesondere wie im allgemeinen Teil beschrieben, für das Substrat 1 und die
Halbleiterschichtenfolge 2 möglich. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die fertiggestellte Halbleiterlaserdiode frei von einem Substrat ist. In diesem Fall kann die
Halbleiterschichtenfolge 2 auf einem Aufwachssubstrat
aufgewachsen sein, das anschließend entfernt wird. Die
Halbleiterschichtenfolge 2 weist eine aktive Schicht 3 auf, die geeignet ist, im Betrieb der fertiggestellten
Halbleiterlaserdiode Licht 8, insbesondere bei Überschreiten der Laserschwelle Laserlicht, zu erzeugen und über die
Lichtauskoppelfläche 6 abzustrahlen. Wie in den Figuren 1A und 1B angedeutet ist, wird hier und im Folgenden als laterale Richtung 91 eine Richtung bezeichnet, die parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Schichten der Halbleiterschichtenfolge 2 bei einer Aufsicht auf die Lichtauskoppelflache 6 verläuft. Die Anordnungsrichtung der Schichten der Halbleiterschichtenfolge 2 aufeinander sowie der Halbleiterschichtenfolge 2 auf dem Substrat 1 wird hier und im Folgenden als vertikale Richtung bezeichnet. Die zur lateralen Richtung 91 und zur vertikalen Richtung 92
senkrecht ausgebildete Richtung, die der Richtung entspricht, entlang derer im Betrieb der fertiggestellten
Halbleiterlaserdiode das Licht 8 abgestrahlt wird, wird hier und im Folgenden als longitudinale Richtung 93 bezeichnet.
In der dem Substrat 1 abgewandten Oberseite 20 der
Halbleiterschichtenfolge 2 wird gemäß einem
Ausführungsbeispiel ein Steg 9 durch Entfernung eines Teils des Halbleitermaterials von der dem Substrat 1 abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge 2 ausgebildet. Hierzu kann auf der aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge 2 eine geeignete Maske in dem Bereich aufgebracht werden, in dem der Steg ausgebildet werden soll. Durch ein Ätzverfahren kann Halbleitermaterial entfernt werden. Anschließend kann die Maske wieder entfernt werden. Die Steg 9 wird durch ein solches Verfahren derart ausgebildet, dass der Steg in longitudinaler Richtung 93 verläuft und in lateraler Richtung 91 beidseitig durch Seitenflächen, die auch als
Stegseitenflächen oder Stegseiten bezeichnet werden können, begrenzt ist.
Die Halbleiterschichtenfolge 2 kann zusätzlich zur aktiven Schicht 3 weitere Halbleiterschichten aufweisen, etwa Pufferschichten, Mantelschichten, Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Stromaufweitungsschichten und/oder
Strombegrenzungsschichten. Wie in Figur IC gezeigt ist, kann die Halbleiterschichtenfolge 2 auf dem Substrat 1
beispielsweise eine Pufferschicht 31, darüber eine erste Mantelschicht 32 und darüber eine erste Wellenleiterschicht 33 aufweisen, auf denen die aktive Schicht 3 aufgebracht ist. Über der aktiven Schicht 3 können eine zweite
Wellenleiterschicht 34, eine zweite Mantelschicht 35 und eine Halbleiterkontaktschicht 36 aufgebracht sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steg 9 durch die
Halbleiterkontaktschicht 36 und einen Teil der zweiten
Mantelschicht 35 gebildet, wobei zur Herstellung des Stegs 9 nach dem Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge 2 ein Teil der Halbleiterschichtenfolge 2 von der Oberseite 20 her entfernt wird. Insbesondere kann das Entfernen durch ein Ätzverfahren erfolgen. Durch den Brechungsindexsprung an den Seitenflächen des Stegs 9 zu einem angrenzenden Material sowie bei einer ausreichenden Nähe zur aktiven Schicht 3 kann eine so genannte Indexführung des in der aktiven Schicht 3 erzeugten Lichts bewirkt werden, was maßgeblich zur
Ausbildung eines aktiven Bereichs 5 führen kann, der den Bereich in der Halbleiterschichtenfolge 2 angibt, in dem im Laserbetrieb das erzeugte Licht in Form von einer oder mehreren Lasermoden geführt und verstärkt wird. Der Steg 9 bildet somit in diesem Ausführungsbeispiel eine so genannte Stegwellenleiterstruktur und ist ein weiter unten noch weiter erläutertes den aktiven Bereich definierendes Element. Es kann auch möglich sein, dass der Steg 9 eine geringere oder eine größere Höhe als die gezeigte Höhe aufweist, dass also weniger oder mehr Halbleitermaterial zur Ausbildung des Stegs 9 entfernt wird. Beispielsweise kann der Steg 9 nur durch die Halbleiterkontaktschicht 9 oder einen Teil davon oder durch die Halbleiterkontaktschicht 36 und die zweite Mantelschicht 35 gebildet werden. Durch eine Anpassung der Höhe des Stegs 9 kann eine Anpassung der Indexführung erreicht werden. Mit einer geringer werdenden Höhe und/oder einem zur aktiven Schicht 3 größer werdenden Abstand des Stegs 9 kann die
Ausprägung der Indexführung reduziert werden. Die
Modenführung im aktiven Bereich erfolgt dann zumindest zum Teil durch eine so genannte Gewinnführung.
Basiert die Halbleiterschichtenfolge 2 wie oben beschrieben auf einem InAlGaN-Verbindungshalbleitermaterial , können die Pufferschicht 31 undotiertes oder n-dotiertes GaN, die erste Mantelschicht 32 n-dotiertes AlGaN, die erste
Wellenleiterschicht 33 n-dotiertes GaN, die zweite
Wellenleiterschicht 34 p-dotiertes GaN, die zweite
Mantelschicht p-dotiertes AlGaN und die
Halbleiterkontaktschicht 36 p-dotiertes GaN aufweisen oder daraus sein. Als n-Dotierstoff kann beispielsweise Si
verwendet werden, als p-Dotierstoff beispielsweise Mg. Die aktive Schicht 3 kann durch einen pn-Übergang oder, wie in Figur IC angedeutet, durch eine QuantentopfStruktur mit einer Vielzahl von Schichten gebildet werden, die beispielsweise durch abwechselnde Schichten mit oder aus InGaN und GaN gebildet werden. Das Substrat kann beispielsweise n-dotiertes GaN aufweisen oder daraus sein. Alternativ hierzu sind auch andere Schicht- und Materialkombinationen wie oben im
allgemeinen Teil beschrieben möglich.
Weiterhin können auf der Lichtauskoppelflache 6 und der gegenüberliegenden Rückseitenfläche 7, die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 2 und des Substrats 1 bilden, reflektierende oder teilreflektierende Schichten oder
Schichtenfolge aufgebracht werden, die der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht gezeigt sind und die zur
Ausbildung eines optischen Resonators in der
Halbleiterschichtenfolge 2 vorgesehen und eingerichtet sind.
Wie beispielsweise in Figur 1A ersichtlich ist, kann der Steg 9 durch ein vollständiges Entfernen von Halbleitermaterial lateral beidseitig neben dem Steg 9 gebildet werden.
Alternativ hierzu kann auch ein so genanntes „Dreibein" ausgebildet werden, wie in Figur ID angedeutet ist, bei dem zur Bildung des Stegs 9 lateral neben dem Steg 9 nur entlang zweier Rinnen das Halbleitermaterial entfernt wird.
Alternativ hierzu kann die fertiggestellte
Halbleiterlaserdiode auch als so genannte
Breitstreifenlaserdiode ausgebildet sein, bei der die
Halbleiterschichtenfolge 2 ohne Steg oder mit einem Steg mit geringer Höhe hergestellt und für die weiteren
Verfahrensschritte bereitgestellt wird. Eine derartige
Halbleiterschichtenfolge 2, bei der die Modenführung nur oder zumindest im Wesentlichen auf dem Prinzip der Gewinnführung basieren kann, ist in Figur IE gezeigt.
Die weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung der
Halbleiterlaserdiode sowie Ausführungsbeispiele für die
Halbleiterlaserdiode werden in Verbindung mit den weiteren Figuren erläutert. Rein beispielhaft sind die
Ausführungsbeispiele überwiegend anhand einer
Halbleiterschichtenfolge 2 mit einem Steg 9, wie er in den Figuren 1A bis IC gezeigt ist, erläutert. Alternativ hierzu sind die nachfolgenden Verfahrensschritte und
Ausführungsbeispiele aber auch für die in den Figuren ID und IE gezeigten Varianten der Halbleiterschichtenfolge 2 mit einer Dreibein-Struktur oder ohne Steg möglich. Der in Figur IC gezeigte detaillierte Aufbau der Halbleiterschichtenfolge 2 ist nicht einschränkend zu verstehen und ist in den
nachfolgenden Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt .
In Figur 2A ist ausschnittsweise eine Halbleiterlaserdiode 100 mit einer Halbleiterschichtenfolge 2 gezeigt, wobei die Halbleiterschichtenfolge 2 im Rahmen der Herstellung der Halbleiterlaserdiode 100 in einem ersten Verfahrensschritt wie vorab beschrieben hergestellt und für die weiteren
Verfahrensschritte bereitgestellt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt wird auf der Oberseite 20 eine transparente elektrisch leitende Abdeckschicht 4 aufgebracht. Insbesondere weist die Oberseite 20 einen in vertikaler Richtung 92 über dem zumindest einen aktiven Bereich 5 angeordneten
Kontaktbereich 21 auf. Lateral versetzt zum Kontaktbereich 21 weist die Oberseite 20 direkt an den Kontaktbereich 21 angrenzend zumindest einen Abdeckbereich 22 auf. Insbesondere können lateral versetzt zum Kontaktbereich 21 direkt an den Kontaktbereich 21 angrenzend wie gezeigt zwei Abdeckbereiche 22 vorhanden sein. Wie in Figur 2A insbesondere zu erkennen ist, ist der Kontaktbereich 21 in lateraler Richtung 91 zwischen den zwei Abdeckbereichen 22 angeordnet, die in lateraler Richtung 91 jeweils direkt an den Kontaktbereich 21 angrenzen. Die nachfolgende Beschreibung, die sich zumeist auf Ausführungsbeispiele mit zwei Abdeckbereichen bezieht, bezieht sich gleichermaßen auch auf Ausführungen der
Halbleiterlaserdiode mit einem oder mehr als zwei
Abdeckbereichen . Der Kontaktbereich 21 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Oberseite des Stegs 9 sowie zumindest teilweise durch die Seitenflächen des Stegs 9 gebildet. Entsprechend weist der Kontaktbereich 21 eine Haupterstreckungsrichtung entlang der longitudinalen Richtung auf und ist, der Form des Stegs 9 folgend, bevorzugt in Form eines Streifens
ausgebildet, der sich bevorzugt von der
Strahlungsauskoppelfläche zur Rückseitenfläche erstrecken kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die
Abdeckbereiche 22 durch die nicht durch den Kontaktbereich 21 gebildeten Teile der Oberseite 20 gebildet, also durch die Teile der Oberseite 20, die neben dem Steg 9 und angrenzend an diesen angeordnet sind.
Die transparente elektrisch leitende Abdeckschicht 4 ist zusammenhängend auf der Oberseite auf dem Kontaktbereich 21 und den Abdeckbereichen 22 aufgebracht. Die Abdeckschicht 4 überdeckt somit im gezeigten Ausführungsbeispiel den gesamten Kontaktbereich 21 und die gesamten Abdeckbereiche 22, so dass die gesamte Oberseite 20 mit der Abdeckschicht 4 bedeckt ist. Insbesondere steht die Abdeckschicht 4 im gezeigten
Ausführungsbeispiel in direktem Kontakt mit der gesamten Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2, also sowohl im Kontaktbereich 21 als auch in den Abdeckbereichen 22.
Die transparente elektrisch leitende Abdeckschicht 4 weist zumindest ein TCO auf oder ist aus zumindest einem TCO.
Insbesondere kann die Abdeckschicht 4 eines oder mehrere der oben im allgemeinen Teil genannten TCOs aufweisen oder daraus sein, insbesondere ausgewählt aus ITO, ln03, Sn02, Sn03,
ZnO, IZO und GZO. Die Abdeckschicht 4 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 100 Strom von der Oberseite her in die Halbleiterschichtenfolge 2 und damit in die aktive Schicht 3 einzuprägen und bildet somit eine transparente elektrische Kontaktierung. Auf der der Oberseite 21 gegenüber liegenden Unterseite der
Halbleiterschichtenfolge 2 kann eine Elektrodenschicht als weiterer elektrischer Kontakt aufgebracht werden (nicht gezeigt) .
Zum externen elektrischen Anschluss der Abdeckschicht 4 ist auf der der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Seite der Abdeckschicht 4 oder an der Abdeckschicht 4 zumindest ein metallisches Kontaktelement 11 angeordnet. Das Kontaktelement 11 kann eine Bondschicht zum Drahtbonden oder zum Auflöten der Halbleiterlaserdiode 100 sein und beispielsweise ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kontaktelement 11 Aluminium und/oder Silber und/oder Gold aufweisen oder daraus sein. Das Kontaktelement 11 ist wie gezeigt bevorzugt unmittelbar auf der Abdeckschicht 4 angeordnet und kann großflächig über dem Steg 9 aufgebracht sein, was insbesondere einen Vorteil beim Auflöten der
Halbleiterlaserdiode 100 mit dem Kontaktelement 11 und damit mit der p-Seite nach unten („p-down") haben kann.
Das in Figur 2A gezeigte Ausführungsbeispiel sowie auch die weiteren Ausführungsbeispiele sind so ausgestaltet, dass über den Kontaktbereich 21 im Betrieb mehr Strom in die Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 injiziert wird als über die Abdeckbereiche 22. Wie im allgemeinen Teil ausgeführt kann das insbesondere bedeuten, dass die Stromeinprägung mittels der Abdeckschicht 4 zumindest bevorzugt oder zumindest im Wesentlichen oder sogar ausschließlich über den
Kontaktbereich 21 erfolgt, während über die Abdeckbereiche 22 im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 100 eine geringere
Stromeinprägung als über den Kontaktbereich 21 oder im
Wesentlichen keine Stromeinprägung oder sogar überhaupt keine Stromeinprägung erfolgt. Dies wird im Ausführungsbeispiel der Figur 2A dadurch erreicht, dass aufgrund des Stegs 9 der Kontaktbereich 21 an der Stegoberseite komplett und an den Stegseitenflächen zumindest teilweise durch die in Verbindung mit der Figur IC beschriebenen Halbleiterkontaktschicht gebildet wird, während die Abdeckbereiche 22 durch die zweite Mantelschicht oder die zweite Wellenleiterschicht gebildet werden, die jeweils eine deutlich niedrigere Dotierung als die Halbleiterkontaktschicht aufweisen. Weiterhin kann die Halbleiterkontaktschicht einen niedrigeren Aluminiumgehalt oder auch kein Aluminium im Vergleich zu den darunter
liegenden Schichten aufweisen. Dadurch weist der
Kontaktbereich 21 einen geringeren elektrischen
Übergangswiderstand zur Abdeckschicht 4 auf als die
Abdeckbereiche 22, was die angestrebte höhere Stromeinprägung im Kontaktbereich 21 fördern kann.
Durch den Steg 9 kann somit in der beschriebenen Weise die Strominjektion von der Oberseite 20 her beeinflusst werden. Weiterhin kann der Steg 9, wie in Verbindung mit den Figuren 1A bis IC beschrieben ist, als Stegwellenleiterstruktur ausgebildet sein und dadurch eine Indexführung des in der aktiven Schicht 3 im Betrieb erzeugten Lichts bewirken. Da sowohl die selektive Strominjektion über den Kontaktbereich 21 also auch die durch die Stegwellenleiterstruktur bewirkte Indexführung zur Ausbildung des aktiven Bereichs 5 beitragen und durch eine Änderung des Stegs 9 der aktive Bereich 5 modifiziert werden kann, bildet der Steg 9 wie bereits weiter oben erwähnt ein den aktiven Bereich definierendes Element 10, das, wie im allgemeinen Teil beschrieben ist, kurz auch als Definitionselement bezeichnet wird. Wie gezeigt und vorher beschrieben wird das Definitionselement 10 von der Abdeckschicht 4 überdeckt, die zum einen als transparenter Kontakt zur Stromzuführung dient. Da die Abdeckschicht 4 insbesondere auch die Stegseitenflächen unmittelbar bedeckt, wirkt sich die Abdeckschicht 4 durch den Brechungsindexsprung an den entsprechenden Grenzflächen zum anderen auch auf die Wellenführung der Stegwellenleiterstruktur aus. Weiterhin schirmt die Abdeckschicht 4 die optischen Moden im
Halbleitermaterial vom Metall des Kontaktelements 11 ab.
Dadurch ist bei der gezeigten Halbleiterlaserdiode 100 keine im Stand der Technik übliche Passivierungsschicht am Steg notwendig, so dass die Halbleiterlaserdiode 100 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Oberseite 20 frei von jeglichem dielektrischen Material sein kann. Weiterhin kann es wie im gezeigten Ausführungsbeispiel möglich sein, dass keine separate metallische Kontaktanschlussschicht auf der Stegoberseite vorhanden ist.
Alternativ zu einem großflächig den gesamten Kontaktbereich 21 überdeckenden metallischen Kontaktelement 11 kann dieses auch als ein Kontaktelement 11 oder auch als eine Mehrzahl von Kontaktelementen 11 nur in einem oder mehreren bestimmten Bereichen auf der Abdeckschicht 4 angeordnet sein, der oder die zum elektrischen Anschluss durch Auflöten oder
Drahtbonden erforderlich ist/sind. Wie in den Figuren 2B und 2C gezeigt ist, kann es möglich sein, dass beispielsweise nur lateral neben dem Kontaktbereich 21 und damit im gezeigten Ausführungsbeispiel neben dem Steg 9 ein Kontaktelement 11 auf einer Seite oder, in Form von zwei metallischen
Kontaktelementen 11, auf beiden Seiten angeordnet ist. Die laterale Anordnung kann insbesondere in der in Figur 2C gezeigten „Dreibein"-artigen Struktur beispielsweise bei einer „p-down"-Lötmontage mit den Kontaktelementen 11 auf einem Träger als mechanische Entlastung für den Steg 9 dienen. Weiterhin kann die Abdeckschicht 4 in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Figuren 2B und 2C im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figur 2A dünner sein, da vom
metallischen Kontaktelement 11 keine Kontaktabsorption zu erwarten ist.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel für eine
Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei der im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen als zusätzliches
Definitionselement 10 zur Formung des aktiven Bereichs 5 eine geschädigte Halbleiterstruktur 12 in den Abdeckbereichen 22 hergestellt wird. Die Abdeckbereiche 22 umfassen in diesem Ausführungsbeispiel außerdem auch die Stegseitenflächen, während der Kontaktbereich 21 durch die Stegoberseite
gebildet wird. Die geschädigte Halbleiterstruktur 12 wird an der nach der Stegausbildung freiliegenden Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 bis auf die Stegoberseite
ausgebildet. Insbesondere kann die geschädigte
Halbleiterstruktur 12 im Rahmen der Stegherstellung,
insbesondere als Abschluss der Stegherstellung, erzeugt werden. Die geschädigte Struktur 12 kann beispielsweise durch ein Ätzverfahren und/oder Sputtern hergestellt werden, das besonders bevorzugt ein Trockenätzverfahren sein kann. Die Parameter des Ätzverfahrens werden dabei so eingestellt, dass das dem Ätzmedium ausgesetzte Halbleitermaterial durch ein Plasma und/oder einen Ionenbeschuss geschädigt wird. An der geschädigten Oberseite mit der geschädigten
Halbleiterstruktur 12 bildet sich dann kein oder nur ein sehr schlechter elektrischer Kontakt zur Abdeckschicht 4, so dass in diesem Bereich bevorzugt kein oder im Wesentlichen kein Strom einprägbar ist. Dieser Effekt kann, wie in Verbindung mit den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben ist, noch dadurch verstärkt werden, dass seitliches des Stegs 9 im Abdeckbereich 22 die hochdotierte Halbleiterkontaktschicht entfernt wird. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist rein beispielhaft stets eine geschädigte Halbleiterstruktur 12 gezeigt. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele können alternativ aber auch ohne geschädigte Halbleiterstruktur ausgebildet sein.
Während in den bisherigen Ausführungsbeispielen Einzelemitter gezeigt sind, kann die Halbleiterlaserdiode 100 auch als sogenannter Laserbarren oder Multistrahlemitter ausgebildet sein. Wie in Figur 4 gezeigt ist, kann auf der Oberseite 20 eine Mehrzahl von Kontaktbereichen 21 vorhanden sein.
Entsprechend ist auch eine Mehrzahl von einen aktiven Bereich definierenden Elementen 10 vorhanden, die der Ausbildung von lateral nebeneinander angeordneten aktiven Bereichen 5 jeweils vertikal unterhalb der Kontaktbereiche 21 dienen. Die Mehrzahl der Definitionselemente 10 ist wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen von der Abdeckschicht 4 überdeckt und weist rein beispielhaft Stege 9 und eine geschädigte
Halbleiterstruktur 12 auf. Rein beispielhaft ist die
Halbleiterlaserdiode 100 des Ausführungsbeispiels der Figur 4 analog zum Ausführungsbeispiel der Figur 3 ausgebildet. Die Kontaktbereiche 21 und/oder die Definitionselemente 10 können im Allgemeinen jeweils gleich oder verschieden ausgebildet sein. Weiterhin ist eine Mehrzahl von Abdeckbereichen 22 vorhanden, wobei die Kontaktbereiche 21 durch die
Abdeckbereiche 22 voneinander getrennt sind. Die Abdeckschicht 4 kann wie gezeigt zusammenhängend über der Mehrzahl der Kontaktbereiche 21 und der Mehrzahl der
Abdeckbereiche 22 angeordnet sein. Dadurch ist eine simultane Ansteuerung aller aktiven Bereiche 5 möglich. Alternativ hierzu kann die Abdeckschicht 4 auch in voneinander getrennte Abschnitte unterteilt sein, wobei jeder der Abschnitte einem aktiven Bereich 5 zugeordnet ist und in der vorab
beschriebenen Weise auf dem jeweils zugeordneten
Kontaktbereich 21 und teilweise auf den jeweils zugeordneten Abdeckbereichen 22 angeordnet ist, so dass die aktiven
Bereich 5 unabhängig voneinander ansteuerbar sein können. In diesem Fall ist jedem aktiven Bereich 5 ein eigenes
metallisches Kontaktelement zugeordnet. Besonders bevorzugt können die Halbleiterschichtenfolge 2 und insbesondere die aktive Schicht 3 zur Erzeugung von sichtbarem Licht
ausgebildet sein, so dass die Halbleiterlaserdiode 100 ein Multistrahlemitter im sichtbaren Wellenlängenbereich sein kann. Die in Verbindung mit den vorherigen
Ausführungsbeispielen sowie auch in Verbindung mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können jeweils auch für die Halbleiterlaserdiode 100 der Figur 4 gelten.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, bei dem im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen im Kontaktbereich 21 auf der Halbleiterschichtenfolge 2 eine metallische Kontaktschicht 13 angeordnet ist. Die metallische Kontaktschicht 13 ist
insbesondere unmittelbar an die Oberseite 20 angrenzend im Kontaktbereich 21 auf der Oberseite 20 der
Halbleiterschichtenfolge 2 angeordnet und wird von der transparenten elektrisch leitenden Abdeckschicht 4 überdeckt. Als Materialien für die metallische Kontaktschicht 13 können beispielsweise eines oder mehrere Metalle ausgewählt aus Pt, Pd, Rh und Ni verwendet werden. Durch die metallische
Kontaktschicht 13 kann die elektrische Anbindung der
Oberseite 20 im Kontaktbereich 21 an die Abdeckschicht 4 durch eine Verringerung des elektrischen Kontaktwiderstands verstärkt werden, so dass die Stromeinprägung von der
Abdeckschicht 4 in die Halbleiterschichtenfolge 2 im
Kontaktbereich 21 verstärkt werden kann, was die Ausbildung des aktiven Bereichs unterhalb des Kontaktbereichs 21 beeinflussen kann. Die metallische Kontaktschicht 13 kann daher auch ein Definitionselement 10 bilden. Da die
Halbleiterlaserdiode 100 in dieser Konfiguration wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen frei von einer
dielektrischen Passivierung, also frei von dielektrischen Materialien auf der Oberseite 20, sein kann, kann im
Vergleich zum Stand der Technik ein besserer, also geringerer thermischer Widerstand auf der Oberseite erreicht werden.
In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine
Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, die im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel anstelle der metallischen Kontaktschicht 13 eine transparente elektrisch leitende
Kontaktschicht 14 unmittelbar auf dem Kontaktbereich 21 aufweist. Die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht 14 kann somit mit dem im Kontaktbereich 21 darunter liegenden Halbleitermaterial der Halbleiterschichtenfolge 2 den Steg 9 bilden, so dass der Steg 9 durch Halbleitermaterial der
Halbleiterschichtenfolge 2 und durch das Material der
transparenten elektrisch leitenden Kontaktschicht 14 gebildet werden kann. Die transparente elektrisch leitende
Kontaktschicht 14 kann insbesondere ein TCO wie oben im Zusammenhang mit der Abdeckschicht 4 beschrieben aufweisen. Die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht 14 weist bevorzugt ein erstes TCO auf, während die Abdeckschicht 4 ein davon verschiedenes zweites TCO aufweist. Das erste TCO kann bevorzugt eine höhere elektrische Leitfähigkeit und/oder einen geringeren elektrischen Übergangswiderstand zur
Halbleiterschichtenfolge 2 als das zweite TCO aufweisen.
Beispielsweise kann das erste TCO ITO oder ZnO aufweisen oder sein, während das zweite TCO ein anderes TCO sein oder eine andere Stöchiometrie aufweisen kann. Durch die
unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Materialien der Abdeckschicht 4 und der transparenten elektrisch
leitenden Kontaktschicht 14 kann wie schon im vorherigen Ausführungsbeispiel die oben beschriebene unterschiedliche Stromeinprägung im Kontaktbereich 21 und im Abdeckbereich 22 gefördert werden, wodurch ein den aktiven Bereich
definierender Effekt bewirkt werden kann.
Wie in Figur 7 gezeigt ist, kann der Steg 9 auch durch die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht 14 gebildet werden. Dadurch kann es möglich sein, eine sehr
kostengünstige Herstellung des Stegs 9 und insbesondere einer Stegwellenleiterstruktur zu erreichen. Insbesondere kann auf der Oberseite der fertiggestellten Halbleiterschichtenfolge 2 im Kontaktbereich 21 ein erstes TCO abgeschieden und zu einem Streifen strukturiert werden, das die transparente elektrisch leitende Kontaktschicht 14 bildet. Dabei kann gleichzeitig der Bereich neben dem Streifen, also die Abdeckbereiche 22, durch geeignete Maßnahmen wie beispielsweise eine Schädigung und/oder Sputtern und/oder Oxidation so vorbereitet werden, dass durch die Bildung der geschädigten Halbleiterstruktur 12 ein elektrischer Kontaktwiderstand zu später aufgebrachten Materialien, also insbesondere dem Material der Abdeckschicht 4, hoch wird. Auf und neben dem ersten TCO der transparenten elektrisch leitenden Kontaktschicht 14 wird ein zweites TCO mit einem geringeren Brechungsindex als das erste TCO zur Bildung der Abdeckschicht 4 abgeschieden. Dadurch entsteht wiederum ein lateraler Brechungsindexsprung für die im
Betrieb in der aktiven Schicht 3 erzeugten optischen Welle, der die oben beschriebene laterale Wellenführung, also die Indexführung, erzeugt. Gleichzeitig kann erreicht werden, dass nur oder zumindest im Wesentlichen nur in dem Bereich mit höherem Brechungsindex, also im Kontaktbereich 21, Strom in die Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 injiziert wird, so dass ein sogenannter selbstj ustierter Ridgelaser gebildet wird. Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel können die Kontaktschicht 14 und die Abdeckschicht 4 verschiedenen TCOs aufweisen oder daraus bestehen, also verschiedene
Materialien wie beispielsweise Zinkoxid und Zinnoxid, und/oder unterschiedliche Materialzusammensetzung und/oder Stöchiometrien aufweisen. Ein besonderer Vorteil dieses
Ausführungsbeispiels kann darin liegen, dass im Wesentlichen kein Halbleitermaterial geätzt werden muss und so der
laterale Brechungsindexsprung nicht durch eine technisch gesehen schwieriger zu treffende genaue Ätztiefe eingestellt werden muss. Vielmehr ist lediglich eine Beschichtung mit dem Material der transparenten elektrisch leitenden
Kontaktschicht 14 notwendig, das mit dem richtigen
Brechungsindex ausgewählt und mit der richtigen Dicke
aufgebracht werden kann.
Weiterhin kann die Abdeckschicht 4, wie in Figur 8 gezeigt ist, mehr als ein TCO aufweisen. Insbesondere kann die
Abdeckschicht 4 verschiedene Schichten mit verschiedenen TCOs aufweisen oder daraus sein. Diese Möglichkeit ist mit den anderen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen
kombinierbar. Insbesondere kann die Abdeckschicht 4 eine erste Schicht 41 mit einem ersten TCO zumindest im
Kontaktbereich 21 und eine zweite Schicht 42 mit einem vom ersten TCO verschiedenen zweiten TCO in den Abdeckbereichen 22 aufweisen. Das zweite TCO kann vom ersten TCO zumindest teilweise überdeckt sein. Die erste Schicht 41 kann somit wie gezeigt die zweite Schicht 42 in den Abdeckbereichen
überdecken. Insbesondere kann die zweite Schicht 42 wie gezeigt nur in den Abdeckbereichen 22 angeordnet sein, so dass im Kontaktbereich 21 weder über noch unter der ersten Schicht 41 die zweite Schicht 42 angeordnet ist. Somit kann der durch die Abdeckschicht 4 gebildete transparente Kontakt aus mehreren Schichten gebildet werden, wobei sich bevorzugt die zweite Schicht 42 nicht über den Kontaktbereich 21 erstreckt .
Beispielsweise kann in den Abdeckbereichen 22, also im
Bereich neben dem Kontaktbereich 21, was im gezeigten
Ausführungsbeispiel auch neben dem Steg 9 bedeutet, ein zweites TCO mit besonders geringer Absorption verwendet werden, das aber dafür beispielsweise eine schlechtere elektrische Leitfähigkeit als das erste TCO aufweist. Dieses wird überdeckt vom ersten TCO mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, das dann auch den elektrischen Anschluss zum Halbleitermaterial im Kontaktbereich 21 bildet. Das erste TCO kann dabei beispielsweise eine höhere optische Absorption als das zweite TCO aufweisen. Die erste und zweite Schicht 41, 42 der Abdeckschicht 4 können somit zusätzlich ein
Definitionselement 10 bilden. Die Ausführungsbeispiele der Figuren 2A bis 8 weisen jeweils einen Steg 9 auf, der je nach Ausformung eine Indexführung bewirken kann. Alterativ hierzu kann die Halbleiterlaserdiode 100 die vorab beschriebenen Merkmale zur Definition des aktiven Bereichs 5 bis auf einen Steg 9 aufweisen und somit auf dem Prinzip der Gewinnführung basieren. In Figur 9 ist rein beispielhaft eine Halbleiterlaserdiode 100 gezeigt, die bis auf den Steg wie das Ausführungsbeispiel der Figur 3 ausgeführt ist und als gewinngeführter Laser ausgebildet ist, bei dem die Oberseite 20 nur nicht in einem Kontaktfenster, das den Kontaktbereich 21 bildet, beispielsweise durch Plasma oder Sputtern zur Bildung der geschädigten Halbleiterstruktur 12 im Abdeckbereich 22 geschädigt wird. Dadurch entsteht keine oder nur eine sehr geringe Stufe in der Oberseite 20, so dass im Wesentlichen kein Steg oder ein Steg mit nur einer sehr geringen Höhe gebildet wird. Insbesondere kann die
Oberseite 20 im Abdeckbereich 22 wie im Kontaktbereich 21 durch die Halbleiterkontaktschicht gebildet werden, die üblicherweise eine Dicke im Bereich von 30 nm bis 200 nm haben kann und die auch im Abdeckbereich 22 höchstens nur teilweise entfernt ist. Falls somit ein Steg vorhanden ist, weist dieser eine geringere Höhe als die Dicke der
Halbleiterkontaktschicht auf. Durch die geschädigte
Halbleiterstruktur 12 kann wie oben beschrieben erreicht werden, dass ein elektrischer Kontakt zwischen
Halbleiterschichtenfolge 2 und Abdeckschicht 4 effektiv nur im Kontaktbereich 21 vorliegt.
Alternativ zu den vorherigen Ausführungsbeispielen, bei denen die Abdeckschicht 4 jeweils immer die gesamte Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 bedeckt, kann die
Abdeckschicht 4 in den gezeigten Ausführungsbeispielen auch nur einen Teil der Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 bedecken. Der von der Abdeckschicht 4 in diesem Fall nicht bedeckte Teil der Oberseite 20 ist dann jeweils derart gewählt, dass es auf die Ausbildung des aktiven Bereichs 5 und damit auf die optischen Eigenschaften der
Halbleiterlaserdiode 100 keinen Einfluss hat, ob die
Abdeckschicht 4 in diesem Teil vorhanden ist oder nicht.
Insbesondere erstreckt sich die Abdeckschicht 4 stets lateral soweit über die Oberseite 20 der Halbleiterschichtenfolge 2 und damit über den Kontaktbereich 21 und zumindest einen Teil der Abdeckbereiche 22, dass der oder die Bereiche, der oder die nicht von der Abdeckschicht 4 bedeckt ist/sind, keinen Einfluss auf den aktiven Bereich 5 haben. Daher können die vorab gezeigten Ausführungsbeispiele auch Ausschnitte von Halbleiterlaserdioden 100 bilden, bei denen in lateraler Richtung 91 weiter weg vom aktiven Bereich 5 weitere Elemente vorhanden sein können. In Figur 10 ist ein
Ausführungsbeispiel für eine Halbleiterlaserdiode 100
gezeigt, die in Bezug auf die Ausgestaltung um den aktiven Bereich 5 herum rein beispielhaft dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 entspricht. Im lateraler Richtung 91 weiter weg vom aktiven Bereich 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel
beidseitig neben dem aktiven Bereich Mesa-Gräben 18 in der Halbleiterschichtenfolge 2 vorhanden, die sich durch die aktive Schicht 3 hindurch erstrecken und die mit einem dielektrischen Material 91 passiviert sein können. Das dielektrische Material 91 hat jedoch keinen Einfluss auf die Lasermoden und damit auf den aktiven Bereich 5. Somit ist die Halbleiterschichtenfolge 2 um den Kontaktbereich 21 herum nur mit der Abdeckschicht 4 und dem elektrischen Kontaktelement 11 abgedeckt, um einen guten Wärmetransport zu gewährleisten. Wie gezeigt können die Abdeckschicht 4 und die Halbleiterschichtenfolge 2 beispielsweise in vom aktiven Bereich 5 entfernten Bereichen, die beispielsweise unbedeckt vom elektrischen Kontaktelement 11 sein können, komplett oder zum Teil mit dem dielektrischen Material 19 bedeckt sein. Dadurch kann die Halbleiterlaserdiode 100 stabiler gegen chemische Einflüsse sein und es können Leckströme
beispielsweise an den Mesakanten vermieden werden.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und
Merkmale sind nicht auf die in den Figuren jeweils gezeigten Kombinationen beschränkt. Vielmehr können die gezeigten
Ausführungsbeispiele sowie einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle
Kombinationsmöglichkeiten explizit beschrieben sind. Darüber hinaus können die in den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere
Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil
aufweisen . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der
Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugszeichenliste
1 Substrat
2 Halbleiterschichtenfolge
3 aktive Schicht
4 Abdeckschicht
5 aktiver Bereich
6 Lichtauskoppelfläche
7 Rückseitenfläche
8 Licht
9 Steg
10 den aktiven Bereich definierendes Element
11 Kontaktelernent
12 geschädigte Halbleiterstruktur
13 metallische Kontaktschicht
14 transparente elektrisch leitende Kontaktschicht 18 Mesa-Graben
19 dielektrisches Material
20 Oberseite
21 Kontaktbereich
22 Abdeckbereich
31 PufferSchicht
32, 35 MantelSchicht
33, 34 WellenleiterSchicht
41 erste Schicht
42 zweite Schicht
91 laterale Richtung
92 vertikale Richtung
93 longitudinale Richtung
100 Halbleiterlaserdiode

Claims

Patentansprüche
1. Halbleiterlaserdiode (100), aufweisend
- eine in einer vertikalen Richtung aufgewachsene
Halbleiterschichtenfolge (2) mit einer aktiven Schicht (3), die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, im
Betrieb in zumindest einem sich in longitudinaler
Richtung (93) erstreckenden aktiven Bereich (5) Licht (8) zu erzeugen, und
- eine transparente elektrisch leitende Abdeckschicht (4) auf der Halbleiterschichtenfolge,
wobei
- die Halbleiterschichtenfolge in einer vertikalen Richtung
(92) mit einer Oberseite (20) abschließt und die
Oberseite einen in vertikaler Richtung über dem aktiven Bereich angeordneten Kontaktbereich (21) und zumindest einen in einer zur vertikalen und longitudinalen
Richtung senkrechten lateralen Richtung (91) unmittelbar an den Kontaktbereich anschließenden Abdeckbereich (22) aufweist,
- die Abdeckschicht zusammenhängend auf der Oberseite auf dem
Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich aufgebracht ist,
- die Abdeckschicht zumindest im zumindest einen
Abdeckbereich unmittelbar auf der Oberseite der
Halbleiterschichtenfolge aufgebracht ist,
- zumindest ein den zumindest einen aktiven Bereich
definierendes Element (10) vorhanden ist, das von der Abdeckschicht überdeckt wird und
- die Halbleiterlaserdiode auf der Oberseite frei von
dielektrischen Materialien ist.
2. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Abdeckschicht ein transparentes leitendes Oxid aufweist .
3. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite der Abdeckschicht ein metallisches Kontaktelement (11) angeordnet ist.
4. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Kontaktelement eine Bondschicht zum Drahtbonden oder zum Auflöten der Halbleiterlaserdiode ist.
5. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei das zumindest eine den aktiven Bereich definierende Element einen im Kontaktbereich der
Oberseite ausgebildeten Steg (9) aufweist.
6. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Steg durch einen Teil der Halbleiterschichtenfolge gebildet wird.
7. Halbleiterlaserdiode nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei der Steg eine Stegwellenleiterstruktur für eine Indexführung des im aktiven Bereich erzeugten Lichts bildet.
8. Halbleiterlaserdiode nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Steg eine Höhe aufweist, die derart gering ist, dass durch den Steg keine Indexführung des im aktiven Bereich erzeugten Lichts bewirkt wird.
9. Halbleiterlaserdiode nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Steg eine transparente elektrisch leitende Kontaktschicht (14) aufweist.
10. Halbleiterlaserdiode nach Anspruch 5, wobei der Steg
durch eine transparente elektrisch leitende
Kontaktschicht gebildet ist, die durch ein transparentes leitendes Oxid gebildet ist.
11. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei das zumindest eine den aktiven Bereich definierende Element eine geschädigte Halbleiterstruktur (12) im zumindest einen Abdeckbereich aufweist.
12. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei die geschädigte Halbleiterstruktur an der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet ist.
13. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei unmittelbar an die Oberseite angrenzend auf der Oberseite der Halbleiterschichtenfolge im
Kontaktbereich eine metallische Kontaktschicht oder eine transparente elektrisch leitende Kontaktschicht
angeordnet ist, die von der Abdeckschicht überdeckt ist.
14. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Abdeckschicht eine erste Schicht mit einem ersten transparenten leitenden Oxid zumindest im Kontaktbereich und eine zweite Schicht mit einem vom ersten transparenten leitenden Oxid verschiedenen zweiten transparenten leitenden Oxid im zumindest einen Abdeckbereiche aufweist und das zweite transparente leitende Oxid derart vom ersten transparenten leitenden Oxid zumindest teilweise überdeckt ist, dass die erste Schicht die zweite Schicht im zumindest einen
Abdeckbereich überdeckt.
15. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei die zweite Schicht nur im zumindest einen
Abdeckbereichen angeordnet ist.
16. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Halbleiterlaserdiode auf der
Oberseite frei von den aktiven Bereich beeinflussenden dielektrischen Materialien ist.
17. Halbleiterlaserdiode nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei
- auf der Oberseite eine Mehrzahl von Kontaktbereichen
vorhanden ist,
- in der aktiven Schicht im Betrieb eine Mehrzahl von aktiven
Bereichen vorhanden ist und über jedem der aktiven
Bereiche in vertikaler Richtung jeweils ein
Kontaktbereich angeordnet ist,
- die Kontaktbereiche durch Abdeckbereiche einer Mehrzahl von
Abdeckbereichen voneinander getrennt sind und
- eine Mehrzahl von die aktiven Bereiche definierende
Elemente vorhanden ist, die von der Abdeckschicht überdeckt werden.
18. Halbleiterlaserdiode nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Abdeckschicht zusammenhängend über der Mehrzahl der Kontaktbereiche und der Mehrzahl der Abdeckbereiche angeordnet ist.
19. Halbleiterlaserdiode nach Anspruch 17, wobei die
Abdeckschicht in voneinander getrennte Abschnitte unterteilt ist und jeder der Abschnitte einem aktiven Bereich zugeordnet ist.
20. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaserdiode
(100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem
- die Halbleiterschichtenfolge (2) mit der aktiven Schicht
(3) und der Oberseite (20) mit dem Kontaktbereich (21) und dem zumindest einen Abdeckbereich (22)
bereitgestellt wird,
- das zumindest eine den aktiven Bereich definierende Element
(10) ausgebildet wird und
- die Abdeckschicht (4) zusammenhängend auf dem
Kontaktbereich und dem zumindest einen Abdeckbereich aufgebracht wird.
PCT/EP2020/053776 2019-03-14 2020-02-13 Halbleiterlaserdiode und verfahren zur herstellung einer halbleiterlaserdiode Ceased WO2020182406A1 (de)

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