边缘发射半导体激光器及其生产方法技术

边缘发射半导体激光器包括半导体结构，所述半导体结构具有层序列，所述层序列包括沿生长方向重叠的层。半导体结构在横向上由第一刻面（400）和第二刻面（500）划定。所述半导体结构具有中部区段（300）和邻近第一刻面的第一边缘区段（410）。所述层序列在第一边缘区段中关于中间区段在生长方向（201）上偏置。半导体结构包含衬底（100）、下部包覆层（210）、下部波导层（220）、有源层（230）、上部波导层（240）和顶部包覆层（250）。在刻面的地带中，存在电气绝缘的中间层（260），所述中间层（260）防止在刻面（400）的边缘区段（410）中通过半导体结构的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】边缘发射半导体激光器及其生产方法本专利技术涉及根据专利权利要求1的边缘发射半导体激光器以及根据专利权利要求8的用于生产边缘发射半导体激光器的方法。本专利申请要求德国专利申请DE102015104184.7的优先权，该德国专利申请的公开内容通过引用并入于此。已知的是，使边缘发射半导体激光器中的镜面（mirror）刻面（facet）暴露于高电学、光学和热学应力。镜面刻面处的吸收损耗可以引起对镜面刻面的加热并且最终引起其热学破坏。本专利技术的目标是提供一种边缘发射半导体激光器，其镜面刻面较不易受热学破坏的影响。该目标通过具有权利要求1的特征的边缘发射半导体激光器而实现。本专利技术的另外的目标是提供一种用于生产边缘发射半导体激光器的方法。该目标通过具有权利要求8的特征的方法而实现。在从属权利要求中限定各种细化之处。边缘发射半导体激光器包括具有层序列的半导体结构，所述层序列具有沿生长方向位于彼此上方的层。半导体结构在横向上由第一刻面和第二刻面定界。半导体结构具有中心区段和第一边缘区段，所述第一边缘区段邻近第一刻面。在第一边缘区段中，层序列在生长方向上相对于中心区段偏置。因为该边缘发射半导体激光器的半导体结构的层序列在第一边缘区段中相对于中心区段偏置，所以相比于中心区段中的情况，在第一边缘区段中，在层序列的不同层中引导在半导体结构中激发的光。这些其它层具有较高的带隙，使得阻止或者完全防止第一边缘区段中的光吸收。第一刻面以及邻近第一刻面的第一边缘区段因此形成非吸收镜面。该非吸收镜面仅具有低镜面损耗，使得在边缘发射半导体激光器的操作期间仅发生第一刻面以及邻近可以刻面的第一边缘区段的较少加热。在该边缘发射半导体激光器中，因此仅存在温度相关的老化效应和热学破坏的减少的风险。下部包覆层、下部波导层、有源层、上部波导层和上部包覆层在层序列中跟随彼此。在该情况下，在第一边缘区段中，包覆层中的一个或者波导层中的一个在生长方向上布置于中央区段中的有源层的高度处。由此而有利地实现的效果在于，在半导体结构的中心区段中的波导层中引导的光是至少部分地在第一边缘区段中的包覆层中的一个中进行引导，使得半导体结构的第一刻面和邻近第一刻面的第一边缘区段形成非吸收镜面。在边缘发射半导体激光器的一个实施例中，半导体结构具有邻近第二刻面的第二边缘区段。在该情况下，在第二边缘区段中，层序列在生长方向上相对于中心区段偏置。有利地，半导体结构的第二刻面和邻近第二刻面的第二边缘区段然后同样形成非吸收镜面。这还减少了在第二刻面的地带中在边缘发射半导体激光器中的热学破坏的风险。在边缘发射半导体激光器的一个实施例中，第二边缘区段中的层序列的偏置对应于第一边缘区段中的层序列的偏置。以该方式，边缘发射半导体激光器的半导体结构具有对称配置，这可以有利地特别简单地并且经济地生产。相比于中心区段中的情况，在第一边缘区段中，层序列在生长方向上位于更高的地方。以该方式实现的效果在于，在中心区段中布置于有源层下方的层在第一边缘区段中邻近中心区段中的有源层。半导体结构包括衬底。层序列布置在衬底的上侧之上。层序列包括布置在至少在区段中的下部包覆层与衬底的上侧之间的附加层。相比于第一边缘区段中的情况，在中心区段中，该附加层具有生长方向上的不同高度。附加层的高度变化有利地在布置于附加层之上的层序列的其余部分中继续，使得在层序列中存在第一边缘区段与中心区段之间的偏置。附加层是电气绝缘的或者具有与下部包覆层相反符号的掺杂。附加层没有布置在中心区段中的下部包覆层与衬底的上侧之间。绝缘附加层可以配置为非掺杂外延层、CVD金刚石层或者例如电介质层。有利地，该附加层阻挡通过半导体结构的第一边缘区段中的层序列的电流路径。因此，在半导体结构的第一边缘区段中没有激发激光。以该方式，半导体结构的第一刻面处以及邻近第一刻面的第一边缘区段中的可能吸收损耗有利地进一步减少。在边缘发射半导体激光器的一个实施例中，半导体结构具有中心区段与第一边缘区段之间的第一过渡区段。在该情况下，层序列在中心区段、第一过渡区段和第一边缘区段之间连续地继续。有利地，因此可以特别简单地生产半导体结构。在边缘发射半导体激光器的一个实施例中，中心区段位于距第一刻面在0.1μm和100μm之间的距离处，优选地，在1μm和20μm之间的距离处。有利地，已经发现这样的距离对于第一刻面和邻近第一刻面的第一边缘区段的地带中的非吸收镜面的形成特别有效。在边缘发射半导体激光器的一个实施例中，接触层和上部金属化部布置在层序列之上。在该情况下，上部金属化部仅布置在中心区段之上而没有布置在第一边缘区段之上。由此有利地实现的效果在于，在边缘发射半导体激光器的操作期间仅在中心区段中而没有在第一边缘区段中为边缘发射半导体激光器的半导体结构供应电流。因此，在半导体结构的第一边缘区段中没有激发激光，使得第一刻面处以及邻近第一刻面的第一边缘区段中的可能吸收损耗进一步减少。用于生产边缘发射半导体激光器的方法包括以下步骤：提供具有上侧的衬底；在衬底的上侧上应用表面，所述表面在中心区段中具有与第一边缘区段中不同的高度；在该表面之上沉积层序列；以及使衬底和层序列以使得形成第一边缘区段所邻近的第一刻面的这种方式破裂。可以通过该方法获得的边缘发射半导体激光器具有半导体结构，该半导体结构的层序列在邻近第一刻面的第一边缘区段中在生长方向上相对于中心区段偏置。以该方式，该边缘发射半导体激光器的半导体结构的第一刻面和邻近第一刻面的第一边缘区段充当非吸收镜面。该非吸收镜面提供以下优点：没有吸收损耗或者仅有较少吸收损耗发生在非吸收镜面的地带中，使得没有第一刻面和邻近第一刻面的第一边缘区段的加热或者仅有其较少加热发生。此外，以该方式，仅较少老化效应发生在第一刻面的地带中，使得减少了可以由该方法获得的边缘发射半导体激光器的半导体结构的第一刻面的热学破坏的风险。有利地设法在没有扩散过程或者植入过程的情况下使用用于生产边缘发射半导体激光器的方法，使得它可以简答地并且以受控方式实施。这引起良好的重现性，其可以使生产期间的高产率成为可能。该方法此外有利地不要求高温下的处理操作，使得与高温过程相关联的、对可通过该方法获得的边缘发射半导体激光器的半导体结构的有源层的损坏得以避免。与高温过程相关联的、由于边缘发射半导体激光器的电气接触的损坏同样得以避免，使得还避免了可以通过该方法获得的边缘发射半导体激光器的操作电压中的非期望增加。同样有利地避免了针对边缘发射半导体激光器所预期的寿命的由高温过程和/或植入过程或扩散过程引起的其它减少。表面的应用包括以下步骤：在衬底的上侧上布置附加层；以及移除附加层的部分。在该方法中，将在衬底的上侧之上变化的附加层的高度实施到沉积在附加层之上的层序列中，使得在可以通过该方法获得的边缘发射半导体激光器的半导体结构中，存在第一边缘区段与中心区段之间在生长方向上的偏置。在方法的一个实施例中，通过蚀刻方法实施附加层的移除。例如，蚀刻方法可以是干法蚀刻方法。因为在层序列的生长之前实施衬底或者附加层的移除，所以这样的蚀刻方法有利地没有引起可以由该方法获得的半导体激光器的层序列的有源层的损坏或者仅引起其较少损坏。层序列的沉积包括下部包覆层、下部波导层、有源层、上部波导层和上部包覆层的沉积。在该情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种边缘发射半导体激光器（10,11,12,13,14,15,16,17）包括具有衬底（100）和层序列（200）的半导体结构（20），所述层序列（200）布置在衬底（100）的上侧（101）之上并且具有沿生长方向（201）位于彼此上方的层（210, 220, 230, 240, 250），其中下部包覆层（210）、下部波导层（220）、有源层（230）、上部波导层（240）和上部包覆层（250）在层序列（200）上跟随彼此，其中半导体结构（20）在横向上由第一刻面（400）和第二刻面（500）定界，其中半导体结构（20）具有中心区段（300）和邻近第一刻面（400）的第一边缘区段（410），其中以使得在第一边缘区段（410）中包覆层（210,250）中的一个或者波导层（220,240）中的一个在生长方向（201）上布置于中心区段（300）中的有源层（230）的高度处的这种方式，使层序列（200）在第一边缘区段（410）在生长方向（201）上相对于中心区段（300）偏置，其中层序列（200）包括布置在至少第一边缘区段（410）中的下部包覆层（210）和衬底（100）的上侧（101）之间的外延生长附加层（260），其中附加层（260）没有布置在中心区段（300）中的下部包覆层（210）和衬底（100）的上侧（101）之间，其中附加层（260）是电气绝缘的或者具有与下部包覆层（210）相反符号的掺杂。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 DE 102015104184.71.一种边缘发射半导体激光器（10,11,12,13,14,15,16,17）包括具有衬底（100）和层序列（200）的半导体结构（20），所述层序列（200）布置在衬底（100）的上侧（101）之上并且具有沿生长方向（201）位于彼此上方的层（210,220,230,240,250），其中下部包覆层（210）、下部波导层（220）、有源层（230）、上部波导层（240）和上部包覆层（250）在层序列（200）上跟随彼此，其中半导体结构（20）在横向上由第一刻面（400）和第二刻面（500）定界，其中半导体结构（20）具有中心区段（300）和邻近第一刻面（400）的第一边缘区段（410），其中以使得在第一边缘区段（410）中包覆层（210,250）中的一个或者波导层（220,240）中的一个在生长方向（201）上布置于中心区段（300）中的有源层（230）的高度处的这种方式，使层序列（200）在第一边缘区段（410）在生长方向（201）上相对于中心区段（300）偏置，其中层序列（200）包括布置在至少第一边缘区段（410）中的下部包覆层（210）和衬底（100）的上侧（101）之间的外延生长附加层（260），其中附加层（260）没有布置在中心区段（300）中的下部包覆层（210）和衬底（100）的上侧（101）之间，其中附加层（260）是电气绝缘的或者具有与下部包覆层（210）相反符号的掺杂。2.根据前述权利要求中任一项所述的边缘发射半导体激光器（11,17），其中半导体结构（20）具有邻近第二刻面（500）的第二边缘区段（510），其中层序列（200）在第二边缘区段（510）中在生长方向（201）上相对于中心区段（300）偏置。3.根据权利要求2所述的边缘发射半导体激光器（11,17），其中层序列（200）在第二边缘区段（510）中的偏置（530）对应于层序列（200）在第一边缘区段（410）中的偏置（430）。4.根据前述权利要求中任一项所述的边缘发射半导体激光器（12,13,15,16,17），其中层序列（200）在第一边缘区段...

【专利技术属性】
技术研发人员：A莱尔，H克尼希，AS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