背脊激光器制造技术

在至少一种实施方式中背脊激光器(1)具有带有活性区(20)的半导体层序列(2)。具有确定宽度(B)的波导(3)从半导体层序列(2)作为凸起形成。在波导(3)的背离活性区(20)的上侧(30)上施加接触金属化部(4)。通电层(5)与接触金属化部(4)直接接触。通过通电层(5)电气连接接触金属化部(4)。活性区(20)和/或波导(3)的通电宽度(C)小于波导(3)的宽度(B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
说明一种背脊激光器(Steglaser)。
技术实现思路
要解决的任务在于，说明一种背脊激光器，它具有高的效率，特别是在小电流密度的情况下。该任务除其它之外还通过具有独立权利要求的特征的背脊激光器解决。优选的扩展是从属权利要求的主题。根据至少一种实施方式所述背脊激光器包括半导体层序列，特别是恰好一个半导体层序列。该半导体层序列包含一个或者多个活性区。至少一个活性区包括单量子阱结构，或者优选多量子阱结构。在该背脊激光器的符合规定的使用中在活性区内产生一种电磁辐射，例如在包括300nm(含300nm)和1500nm之间的频谱范围内，优选在380nm(含380nm)和600nm之间的频谱范围内。产生的辐射在背脊激光器的符合规定的使用中是相干的激光辐射。所述半导体层序列特别是基于一种III-V-化合物半导体材料。所述半导体材料优选涉及氮化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamN或者还涉及磷化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamP或者涉及砷化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1、0≤m≤1、和n+m≤1。这里所述半导体层序列可以具有掺杂物以及附加的组成部分。然而出于简略性起见仅说明半导体层序列的晶格的重要的组成部分，亦即Al、As、Ga、In、N或P，即使它们能够部分地通过微小量的其他物质代替和/或补充。根据至少一种实施方式所述背脊激光器涉及边缘发射的半导体激光器。根据至少一种实施方式背脊激光器包含背脊，英语为“ridge”。下面术语“背脊”同义地用术语“波导”表示，因为背脊主要用于在平行于半导体层序列的主延伸方向的方向上引导辐射。在垂直于主延伸方向的方向亦即平行于半导体层序列的生长方向上的辐射引导特别是通过半导体层序列的至少部分地不被真正的背脊所包括的层进行。因此在这一方面术语波导涉及在平行于主延伸方向的方向上的波引导。背脊或者还有波导从半导体层序列形成。因此波导作为在半导体层序列的其余的区域上的凸起构造，即在平行于半导体层序列的生长方向上。换句话说波导由半导体层序列的材料构成。在波导的两侧去掉半导体层序列的材料。波导沿背脊激光器的发射方向和/或共振器纵向延伸。除这里同义的术语背脊外这样的波导也称为背脊波导，英语为“ridge waveguide”。根据至少一种实施方式背脊激光器包含接触金属化部。该接触金属化部位于波导的背离活性区的上侧上。特别是该接触金属化部接触半导体层序列的形成上侧的半导体材料。接触金属化部优选由金属或者由金属合金形成。替换或者附加地可以由一种半导体材料构成接触金属化部，该半导体材料通过相应的掺杂而具有金属特性或者基本上具有金属特性。根据至少一种实施方式背脊激光器具有一个或者多个通电层。至少一个通电层与接触金属化部直接接触。通电层被设计用于电气连接接触金属化部。例如通电层作为印制导线结构构造。从俯视图中看通电层可以至少部分地在波导的上侧上延伸。根据至少一种实施方式活性区和/或波导的通电宽度小于波导的宽度。通电宽度是这样的宽度，在该宽度内给活性区在背脊激光器的符合规定的使用中供给超过用于产生激光辐射的阈值电流的电流。也就是说，在通电宽度内在活性区内在符合规定的使用中产生激光辐射。波导的通电宽度是上侧上这样的宽度，在该宽度内电流通过接触金属化部向波导内施加。所述宽度特别是涉及平行于活性区的主延伸方向和垂直于背脊激光器的主发射方向或者垂直于共振器纵向的方向。共振器纵向可以通过作为共振器镜发挥作用的面定义并且优选垂直于这样的面取向。在至少一种实施方式中背脊激光器具有半导体层序列，该半导体层序列具有活性区。具有确定宽度的波导从该半导体层序列形成为凸起，在波导的背离活性区的上侧上施加接触金属化部。通电层与所述接触金属化部直接接触。通过该通电层电气连接所述接触金属化部。活性区的通电宽度和/或波导的通电宽度小于波导的宽度。在具有背脊波导的常规的激光器(英语为“RWG laser”)中波导的宽度一方面定义了用于活性区的通电宽度的下边界。另一方面通过波导的宽度结合所使用的材料的光学的折射率还定义光学模在垂直于波导的纵向伸长的方向上的宽度。因此在这样的激光器中通电宽度在活性区内可以大于模宽度。然而因为在激光器运行中被激发的发射仅在模宽度内的一个区域内发生，所以在于是较大的通电宽度的超过该区域的部分内发生载流子重组。在该不位于模宽度内部的部分区域内载流子重组不被激励地进行并且因此无助于激光器的活动性。由此引起激光器阈值电流升高和激光器构件效率变差。在一种如所说明的波导中，通过波导的宽度和通过参与的材料的折射率进行光学模宽度的定义。相反通电宽度可以通过上侧处的接触金属化部和/或通过半导体层序列内部的电流阻挡层加以调节。由此光学模宽度可不依赖活性区的通电宽度而加以调节。因此能够实现通电宽度与活性区内的光学模宽度的提高的重叠或者完全覆盖。因此给半导体层序列通电的电流的较大的部分可用于激励发射激光辐射。由此减小激光器阈值电流。根据至少一种实施方式波导与活性区有间隔。也就是说，活性区优选是连续的层。在产生波导的情况下优选不去掉活性区的材料。例如波导在垂直于活性区的方向上最大到30nm才够到活性区。根据至少一种实施方式波导的上侧仅部分地由接触金属化部覆盖。于是接触金属化部的接触宽度小于波导的宽度。根据至少一种实施方式通电层在部分位置接触上侧。也就是说，于是通电层的材料与构成上侧的半导体材料直接接触。于是在横截面中看并且在平行于活性区的方向上优选在上侧处的接触金属化部的两侧存在通电层的材料。根据至少一种实施方式接触金属化部离开波导上侧的一个边缘的距离至少为150nm或者至少为300nm。替换或者附加地，该距离至少为波导宽度的2.5％或者至少为5％。该距离在这里是在平行于活性区的方向上和在垂直于波导的纵向伸长的平面内确定的。根据至少一种实施方式在半导体层序列和通电层之间在部分位置存在钝化层，该钝化层特别是完全或者部分地覆盖半导体层序列的不形成波导的区域。波导的侧面和/或上侧可以部分地或者完全地由该钝化层覆盖。该钝化层优选用电绝缘材料和/或用具有较小光学折射率、例如最大1.6或者最大1.5的材料构成。根据至少一种实施方式背脊激光器具有通过通电层覆盖的上侧的覆盖部分。该覆盖部分是波导的上侧的以下部分，该部分在平行于波导宽度的方向上与通电层直接接触。根据至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
背脊激光器(1)，具有：‑具有活性区(20)的半导体层序列(2)，‑具有宽度(B)的波导(3)，也称背脊，其中该波导(3)从半导体层序列(2)作为凸起形成，‑接触金属化部(4)，其施加在波导(3)的背离活性区(20)的上侧(30)上，和‑通电层(5)，其与接触金属化部(4)直接接触并且通过该通电层电气连接接触金属化部(4)，其中活性区(20)和/或波导(3)的通电宽度(C)小于波导(3)的宽度(B)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.24 DE 102012106687.61.背脊激光器(1)，具有：
-具有活性区(20)的半导体层序列(2)，
-具有宽度(B)的波导(3)，也称背脊，其中该波导(3)从半导体层
序列(2)作为凸起形成，
-接触金属化部(4)，其施加在波导(3)的背离活性区(20)的上侧(30)
上，和
-通电层(5)，其与接触金属化部(4)直接接触并且通过该通电层电气
连接接触金属化部(4)，
其中活性区(20)和/或波导(3)的通电宽度(C)小于波导(3)的宽度
(B)。
2.根据上述权利要求所述的背脊激光器(1)，
其中
-波导(3)与活性区(20)有间隔，
-上侧(30)仅部分由具有接触宽度(M)的接触金属化部(4)覆盖并
且接触宽度(M)小于波导(3)的宽度(B)，
-通电层(5)在部分位置接触上侧(30)，
-接触金属化部(4)离开上侧(30)的一个边缘的距离为至少0.15μm
和/或为波导(3)的宽度(B)的至少2.5％，
-钝化层(6)位于半导体层序列(2)和通电层(5)之间的部分位置并
且钝化层(6)部分地覆盖上侧(30)，
-接触金属化部(4)用使得与半导体层序列(2)构成欧姆接触的材料
形成，和
-通电层(5)用不同的、使得与半导体层序列(2)构成非欧姆接触的
材料形成。
3.根据上述权利要求之一所述的背脊激光器(1)，
-波导(3)与活性区(20)有间隔，
-上侧(30)仅部分由具有接触宽度(M)的接触金属化部(4)覆盖并且
接触宽度(M)小于波导(3)的宽度(B)，
-通电层(5)在部分位置接触上侧(30)，
-接触金属化部(4)离开上侧(30)的一个边缘的距离为至少0.15μm和/
或波导(3)的宽度(B)的至少2.5％，和
-钝化层(6)位于半导体层序列(2)和通电层(5)之间的部分位置。
4.根据权利要求3所述的背脊激光器(1)，
其中对于接触宽度M、波导(3)的宽度B和覆盖部分S成立：
0.05B≤M≤0.8B和0.3(B-M)≤S≤(B-M)，
式中覆盖部分S是波导(3)的上侧(30)的以下部分，该部分在平行于波
导(3)的宽度(B)的方向上与通电层(5)直接接触。
5.根据上述权利要求之一所述的背脊激光器(1)，
其中在上侧(30)上施加接触金属化部(4)的多个条，其中相邻的条平行
延伸并且彼此的距离在1μm和6μm之间，其中含1μm，和
其中所有条一起的总宽度为波导(3)的宽度(B)的至少25％和最大80
％。
6.根据上述权利要求之一所述的背脊激光器(1)，
其中通电层(5)在部分位置接触波导(3)的侧面(35)，
其中在横截面中看，所述侧面(35)有最大80％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·米勒，A·S·阿夫拉梅斯库，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE