DE3335372A1

DE3335372A1 - Halbleiterlaser

Info

Publication number: DE3335372A1
Application number: DE19833335372
Authority: DE
Inventors: Masamichi Isehara Kanagawa Sakamoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1984-07-12
Also published as: GB8326054D0; GB2129212B; NL8303339A; GB2129212A; KR850002705A; CA1239464A; FR2534078B1; FR2534078A1; JPS5961981A; US4606033A

Description

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- 4 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Halbleiterlaser, der als Lese- und/oder Schreib-Lichtquelle eines Aufnahme- und/oder Wiedergabekopfes für optische Videoplatten, digitale Audioplatten und dergleichen geeignet ist.

Herkömmliche Halbleiterlaser lassen sich hinsichtlich des Mechanismus zur Begrenzung des Resonators in vertikaler Richtung grob unterteilen in Brechungsindex-begrenzte Typen und Verstärkungs-begrenzte Typen.

Zur Erläuterung des Standes der Technik soll bereits hier auf Fig. 1 und 2 der Zeichnung Bezug genommen werden. In Pig 1 ist ein Beispiel eines Brechungsindex-begrenzten Halbleiterlasers dargestellt. Der Laserbaustein umfaßt einen η-leitenden GaAs-Träger 1, auf den der Reihe nach eine η-leitende erste Zwischenschicht 2 aus Al Ga₁ As,

eine η-leitende aktive Schicht 3 aus Al Ga₁ As, eine

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η-leitende zweite Zwischenschicht 4 aus Al Ga-As und eine η-leitende GaAs Deckschicht 5 epitaktisch aufgewachsen sind. Im Mittelbereich des Bausteins ist ein p-dotierter Streifen 6 mit hohem Brechungsindex ausgebildet, der sich senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1 erstreckt. Die Dotierung erfolgt beispielsweise durch selektive Diffusion von Zn.

Die Tiefe des Streifens 6 ist derart bemessen, daß der Streifen bis in die aktive Schicht 3 und darüber hinaus

einige tausend A weit in die erste Zwischenschicht 2 hineinreicht. Auf der Oberfläche der Deckschicht 5 ist eine

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isolierende Schicht 7 aus SiO₂ oder dergleichen vorgesehen, in der ein Elektrodenfenster ausgespart ist. Eine Elektrode 8 ist auf dem Streifen 6 angebracht und steht mit diesem durch das Elektrodenfenster in ohmschem Kontakt. Eine weitere Elektrode 9 steht mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Trägers 1 in ohmschem Kontakt. Bei diesem Lasertyp erfolgt die seitliche Begrenzung des Resonators oder des Emissionsgebietes dadurch, daß der Brechungsindex der aktiven Schicht 3 innerhalb des Streifens 6 höher ist als außerhalb des Streifens.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Verstärkungs-begrenzten Halbleiterlasers. Bei dieser Bauform sind auf den n-leitenden GaAs-Träger 1 die η-leitende erste Zwischenschicht aus Al Ga- As, eine n- oder p-leitende aktive Schicht aus Al Ga₁ As, eine p-leitende zweite Zwischenschicht aus

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Al Ga₁, As und die η-leitende GaAs-Deckschicht 5 epitaktisch aufgewachsen. In der Mitte des Bausteins ist durch selektive Diffusion von Akzeptoren wie beispielsweise Zn ein Streifen 10 gebildet, der sich senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 2 erstreckt. Die Tiefe dieses Streifens ist derart gewählt, daß der Streifen 10 in die zweite Zwischenschicht 4 hineinragt. Auch in diesem Fall ist auf die Deckschicht 5 eine isolierende Schicht 7 mit einem streifenförmigen Elektrodenfenster aufgebracht. Die Elektrode 8 ist auf dem Streifen 10 angebracht und steht durch das Elektrodenfenster mit diesem in ohmschen Kontakt, während die andere Elektrode 9 mit der Unterseite des Trägers 1 in ohmschem Kontakt steht. Bei diesem Lasertyp wird das Emissionsgebiet auf folgende Weise begrenzt. Der Streifen 10 bewirkt eine räumliche Konzentration des Anregungsstromes, so daß der Strom nur unterhalb des Streifens und in unmittelbarer Nähe desselben durch den p-n-Halbleiterübergang fließt und die Laserschwingungen in der aktiven Schicht 3 anregt und verstärkt. Die Transversal-

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mode des Lasers wird somit durch die räumliche Verteilung der Verstärkung entsprechend der Verteilung der Konzentration der in die aktive Schicht 3 injizierten Ladungsträger in Querrichtung des Resonators bestimmt.

Die beiden oben beschriebenen Halbleiterlaser-Typen haben jeweils spezielle Vor- und Nachteile. Der Brechungsindex-begrenzte Typ schwingt nur in einer einzigen Axialmode und ist daher anfällig gegenüber dem durch in den Resonator zurückgestreutes Licht hervorgerufenen Rauschen, wenn der Laser als Lese- und/oder Schreib-Lichtquelle für optische Videoplatten und dergleichen verwendet wird. Andererseits hat dieser Lasertyp den Vorteil, daß eine sogenannte Einschnürungsstelle des Laserstrahls sich in unmittelbarer Nähe des Resonatorendes befindet, an dem der Laserstrahl austritt. In der Praxis hat dies den Vorteil, daß der Brennpunkt auf einfache Weise bestimmt werden kann. Da ferner das von dem Laserstrahl in einiger Entfernung erzeugte Bild im Querschnitt parallel zur Ebene des HaIbleiterübergangs, d.h., das sogenannte Fernfeld-Muster eine rechts-links-Symmetrie aufweist, ergibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise mit Hilfe des Laserstrahls ein Lichtfleck erzeugt werden kann, der weniger stark verzeichnet ist als bei den bisher als Lese- oder Schreib-Lichtquelle verwendeten Lasern. Demgegenüber hat der Verstärkungs-begrenzte Laser den Nachteil, daß sich die Einschnürungsstelle des Laserstrahls weiter im Inneren des Resonators, etwa 20 μΐη von der Stirnfläche des Resonators entfernt befindet und daß die rechts-links-Symmetrie des Fernfeldes gebrochen ist. Hierdurch ist ein starker Astigmatismus und eine verhältnismäßig starke Verzerrung des mit Hilfe des Laserstrahls erzeugten Lichtflecks bedingt. Andererseits hat jedoch der Verstärkungs-begrenzte Laser den Vorteil, daß das Strahlungsfeld in mehreren Axialmoden

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schwingt und daher durch das durch zurückgestreutes Licht verursachte Rauschen weniger stark beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterlaser zu schaffen, der insbesondere als Lese- und/oder Schreib-Lichtquelle in Aufnahme- und/oder Wiedergabeköpfen für optische Videoplatten, digitale Audioplatten und dergleichen verwendbar ist und der eine bessere Stahlfokussierung ermöglicht und/oder die Anordnung oder Justierung des optischen Linsensystems zur Erzeugung eines geeigneten Lichtflecks vereinfacht.

Die Erfindung hat somit zum Ziel, die Vorteile der beiden oben beschriebenen Lasertypen in einem Laser zu vereinigen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Halbleiterlaser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Träger aus Halbleitermaterial mit einer ersten Elektrode auf einer Oberfläche und einer ersten Zwischenschicht, einer aktiven Schicht, einer zweiten Zwischenschicht, einer Deckschicht und einer zweiten Elektrode auf der gegenüberliegenden Oberfläche. Zwischen der aktiven Schicht und der ersten bzw. zweiten Zwischenschicht besteht ein HeteroÜbergang. In der im wesentlichen flach ausgebildeten aktiven Schicht ist ein streifenförmiges Licht-Emissionsgebiet gebildet. In wenigstens einem Endbereich des Emissionsgebietes sind Einrichtungen zur Änderung des Brechungsindex zur Begrenzung des Induktionsgebietes vorgesehen, während das Emissions-

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gebiet in wenigstens einem mittleren Abschnitt zwischen den Endabschnitten durch die Lichtverstärkung steuernde Einrichtungen begrenzt wird.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das streifenförmige Emissionsgebiet durch eine dotierte oder verunreinigte Schicht gebildet, und es sind lichtabsorbierende Schichten vorgesehen, die wenigstens in einem Endabschnitt des Emissionsgebietes einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der der Breite des Emissionsgebietes entspricht und in wenigstens e,inem Mittelabschnitt zwischen den Endabschnitten des Emissionsgebietes einen größeren gegenseitigen Abstand aufweisen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils einen Schnitt durch einen

herkömmlichen Halbleiterlaser;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines

Halbleiterlasers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine in der Ebene a in Fig. 3

aufgeschnittene perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen HaIbleiterlasers;

Fig. 5 einen Grundriß eines Halbleiter

lasers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

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Fig. 6 und 7 Querschnitte längs der Linie A-A

bzw. B-B in Fig. 5;

Fig. 8 einen Grundriß eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines er

findungsgemäßen Halbleiterlasers;

Fig. 9 und 10 " Schnitte durch Halbleiterlaser

gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Zunächst soll mit Bezug auf Fig. 3 und 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Eine Oberfläche eines elektrisch leitenden Trägers, beispielsweise

^ eines η-leitenden GaAs-Einkristall-Trägers, trägt eine Folge epitaktisch aufgewachsener Halbleiterschichten. Bei den aufgewachsenen Halbleiterschichten handelt es sich um eine erste Zwischenschicht 12 vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie der Träger 11, beispielsweise eine n-leitende Al Ga₁ As-Schicht, die zugleich als Pufferschicht dient, eine aktive Schicht 13, beispielsweise aus Al Ga₁ As vom

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gleichen Leitfähigkeitstyp wie die erste Zwischenschicht, eine zweite Zwischenschicht 14 des der ersten Zwischenschicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, beispiels-

weise eine p-leitende Al Ga. As-Schicht, und eine Deckschicht 15 vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die erste Zwischenschicht-, beispielsweise aus η-leitendem GaAs. Das epitaktische Aufwachsen der Halbleiterschichten 12-15 erfolgt in mehreren Arbeitsschritten nach dem Thermodisso-

ziations- oder LPE-Verfahren (liquid phase epitaxy) oder dergleichen, beispielsweise mit Trimethyl-Aluminium, Trimethyl-Gallium, Arsen als reaktivem Gas. Bei der technischen Herstellung der Halbleiterlaser wird eine durch den Träger 11 mit den aufgewachsenen Halbleiterschichten 12-15 gebildete Halbleiterscheibe derart zerlegt oder gebrochen, daß mehrere Halb

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leiterlaser in einem Arbeitsgang entstehen. In diesem Fall handelt es sich bei den einander gegenüberliegenden Oberflächen 16a und 16b des Halbleiters, die die Austritts-Enden für das Laserlicht bilden, um die beim Zerlegen entstandenen Bruchflächen des Kristalls, während die beiden anderen gegenüberliegenden Oberflächen 16c und 16d nach einem beliebigen Verfahren, beispielsweise in einem mechanischen Schneidprozeß oder dergleichen entstehen.

Bevor die Halbleiterscheibe zerlegt wird, werden in der Deckschicht 15,beispielsweise durch selektives Anätzen/ Nuten gebildet, die in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand 1 parallel zu den Stirnflächen 16a und 16b verlaufen, so daß jeder Halbleiterbaustein in der Mitte einen dickeren Bereich 15f und zu beiden Seiten dieses Bereichs dünnere Bereiche 15.-,15 _ aufweist. Anschließend wird ein quer über die dünneren Bereiche 15.-,15.J ^un<^ den dickeren Bereich 15f verlaufender Streifen selektiv mit Zn, einem Akzeptor, dot?~rt. Allgemein erfolgt die Dotierung in der Weise, daß der Streifen den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die zweite Zwischenschicht aufweist. Die Dotierung erfolgt von der äußeren Oberfläche der Deckschicht 15 aus, beispielsweise durch Diffusion oder Ionenimplantation. Die Tiefe der mit Zn dotierten Schicht von der Oberfläche der Deckschicht 15 aus gemessen ist in allen Bereichen die gleiche, so daß die Ebene der Bodenfläche der Zn-dotierten Schicht in dem dickeren Bereich 15f des Bausteins von der Ebene der Bodenfläche in den dünneren Bereichen 15.-,15,„ verschieden ist. In diesem Fall erstreckt sich die dotierte Schicht 17 in den Bereichen zwischen den beim anschließenden Zerlegen entstehenden Bruchflächen 16a und 16b mit einer Tiefe von

einigen tausend A bis in die aktive Schicht 13 oder die erste Zwischenschicht 12. Auf diese Weise werden in den Bereichen angrezend an die Stirnflächen 16a und 16b seitliehe Resonator-Begrenzungseinrichtungen 18a und 18b durch

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Brechungsindex-Unterschiede gebildet, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. In dem dickeren Bereich 15f, in Längsrichtung gesehen in der Mitte des dotierten Streifens, erstreckt sich die dotierte Schicht 17 nicht in die aktive Schicht 13, sondern der Boden dieser Schicht liegt in der zweiten Zwischenschicht 14. In diesem Bereich werden daher seitliche Resonator-Begrenzungseinrichtungen 18c durch die räumliche Verteilung der Lichtverstärkung gebildet, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Eine nicht gezeigte Elektrode (entsprechend der Elektrode in Fig. 8 in Fig. 1 und 2) ist auf der streifenförmig dotierten Schicht 17 angebracht und steht mit dieser in ohmschem Kontakt, während die andere Elektrode (entsprechend der Elektrode 9 in Fig. 1 und 2) mit der Unterseite des Trägers 11 in ohmschem Kontakt steht.

Der erfindungsgemäße Halbleiterlaser ist somit derart aufgebaut, daß in ein und demselben Laserbaustein sowohl Brechungsindex-Begrenzung als auch Verstärkungs-Begrenzung vorgesehen sind. Da die Axialmoden der Laserschwingungen durch die Verstärkungs-Begrenzung bestimmt werden, die im Hauptteil des Resonators vorgesehen ist, schwingt das Strahlungsfeld in mehreren Axialmoden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der Einfluß des durch in den Resonator zurückgestreuten Licht hervorgerufenen Rauschens verringert wird. Da an den seitlichen Oberflächen des dotierten Gebietes oder Oszilatorgebietes 17, insbesondere in den Endbereichen angrenzend an die Stirnwände 16a und 16b, durch die der Lichtaustritt erfolgt, die Brechungsindex-Begrenzungseinrichtungen 18a und 18b vorgesehen sind, erfolgt die Einschnürung des Laserstrahls unmittelbar an den Stirnflächen, und es ergibt sich eine verbesserte rechtslinks-Symmetrie des Fernfeld-Verteilungsmusters. Hierdurch wird eine einfache und genaue Fokussierung des Laserstrahls

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und Bestimmung der Lage des Brennpunkts ermöglicht, wenn der erfindungsgemäße Halbleiterlaser als Lichtquelle verwendet wird. Darüber hinaus wird die Verzeichnung des durch den Laserstrahl erzeugten Lichtpunktes verringert.
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Die Bildung von Brechungsindex-Begrenzungseinrichtungen 18a und 18b kann auch auf andere Weise als durch Zn-Dotierung einer bis in die aktive Schicht 13 reichenden Schicht erfolgen. Beispielsweise können Brechungsindex-Begrenzungseinrichtungen auch durch innerhalb des Kristalls geschaffene Brechungsindex-Unterschiede gebildet werden, etwa indem eine lichtabsorbierende Schicht in die zweite Zwischenschicht 14 eingebettet wird.

Ein Beispiel eines derartigen Halbleiterlasers soll nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 beschrieben werden. In dieser Ausführungsform sind lichtabsorbierende Schichten 18 in die zweite Zwischenschicht 14 eingebettet. Die absorbierende Schicht 18 weist eine Bandlücke auf, die mit der der aktiven Schicht 13 übereinstimmt oder kleiner als diese ist. Der Brechungsindex der absorbierenden Schicht ist größer oder gleich dem der aktiven Schicht 13. Die Deckschicht 15 weist in dieser Ausführungsform eine ebene äußere Oberfläche auf. Ein entsprechend der zweiten Zwischenschicht, beispielsweise mit Zn, dotiertes Gebiet 19 erstreckt sich streifenförmig mit einer vorgegebenen geringen Breite von einer der Stirnflächen 16a zur anderen 16b. Wie in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet sind, sind die absorbierenden Schichten 18 derart seitlich unterhalb des streifenförmigen dotierten Gebietes 19 angeordnet, daß sie den unterhalb des Gebietes 19 liegenden Bereich zwischen sich aufnehmen. Im Bereich der beiden Stirnwände des Emissionsgebietes, d.h. in den an' die Stirnwände 16a und 16b angrenzenden Abschnitten, ist der Abstand zwischen

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den beiderseits des streifenförmigen Gebiets 19 angeordneten absorbierenden Schichten 18 verringert. In diesen Abschnitten ist der Abstand Dn zwischen den absorbierenden Schichten derart gewählt, daß deren innere Ränder bis dicht an den unter dem streifenförmigen Gebiet 19 liegenden Bereich heranreichen oder sogar in diesen eintreten. Im mittleren Bereich, zwischen den beiden Endabschnitten des Streifens 19,weisen die absorbierenden Schichten 18 einen größeren gegenseitigen Abstand Dw auf, so daß ihre inneren Ränder weiter von dem unter dem Streifen 19 liegenden Bereich entfernt sind. Der Abstand zwischen der absorbierenden Schicht 18 und der aktiven Schicht 13 ist auf einen solchen Wert festgelegt, daß das von der aktiven Schicht 13 emittierte Licht die absorbierende Schicht 18 erreichen kann, nämlich auf eine Länge, die annähernd der Wellenlänge entspricht.

Bei dem Halbleiterlaser mit dem oben beschriebenen Aufbau bewirkt das streifenförmige dotierte Gebiet 19 eine Begrenzung des Strompfades, so daß der elektrische Strom gebündelt oder konzentriert wird. Somit wird der durch die Injektion von Ladungsträgern erzeugte Anregungsstrom räumlich auf den Mittelbereich der aktiven Schicht 13 konzentriert, so daß nur hier die Lichtemission wirksam angeregt und verstärkt wird. Die räumliche Konzentration des Stromes bewirkt auf diese Weise eine Verstärkungs-Begrenzung des Emissionsgebietes. In den Abschnitten an beiden Enden des streifenförmigen Gebietes 19, in denen die lichtabsorbierenden Schichten 18 bis dicht an die Untergrenze des Gebietes 19 heranreichen oder sogar unter das Gebiet 19 vorspringen, erfolgt jedoch zusätzlich eine Brechungsindex-Begrenzung des Emissionsgebietes durch die Unterschiede im Brechungsindex, die im wesentlichen auf dem Einfluß der absorbierenden Schicht 18 beruhen. Da in dem Mittelabschnitt

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zwischen den beiden Enden des streifenförmigen Gebietes 19 die absorbierenden Schichten 18 weit von dem unter dem Streifen 19 liegenden Bereich entfernt sind, ist hier lediglich die Verstärkungs-Begrenzung durch das streifenförmig dotierte Gebiet 19 wirksam.

In den Abschnitten, in denen das aus dem Emissionsgebiet in der aktiven Schicht 13 emittierte Licht den Bereich erreicht, in dem die absorbierenden Schichten 18 vorhanden sind, tritt eine nennenswerte Absorption des Lichtes ein, und es entsteht ein Brechungsindex-Unterschied zwischen dem Bereich unter dem Streifen 19 und den seitlich an diesen Bereich angrenzenden Bereichen. Diese "eingebauten" Brechungsindex-Unterschiede bewirken eine Brechungsindex-Begrenzung des Emissionsgebietes insbesondere im Bereich der Stirnflächen des Resonators.

Auch bei dem Halbleiterlaser gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden somit die Eigenschaften der Ürechungsindex-Begrenzung und der Verstärkungs-Begrenzung ähnlich wie bei dem mit Bezug auf Fig. 3 und beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel derart kombiniert, daß eine bessere Fokussierung des Laserstrahls auf einen Lichtfleck ermöglicht wird.

Die absorbierenden Schichten 18 können auch eine solche Form aufweisen, daß Abschnitte mit kleinem Abstand Dn zwischen den absorbierenden Schichten mehrfach mit Abschnitten mit großem Abstand Dw abwechseln, wie in Fig.

gezeigt ist.

Bei der Herstellung des Halbleiterlaser-Bausteins können die lxchtabsorbierenden Schichten 18 auf folgende Weise gebildet werden. Zunächst läßt man Teile der Halbleiterschichten 12 und 13 und der zweiten Zwischenschicht 14 epitaktisch auf den Träger 11 aufwachsen. Die Halbleiter-

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schicht, die die lichtabsorbierende Schicht bilden soll, läßt man epitaktisch auf diese Schicht aufwachsen. Anschließend wird die die lichtabsorbierende Schicht 18 bildende epitaktische Schicht selektiv weggeätzt, so daß sich das in Fig. 5 oder 8 gezeigte Muster ergibt. Anschließend läßt man die die zweite Zwischenschicht 14 bildende Halbleiterschicht weiter aufwachsen, so daß sie die weggeätzten Teile der absorbierenden Schicht 18 ausfüllt. Schließlich läßt man die Deckschicht 15 epitaktisch auf die Oberfläche der Zwischenschicht 14 aufwachsen. Anschließend wird das streifenförmige Gebiet 19 durch selektive Diffusion oder selektive Ionenimplantation mit Zn dotiert.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau des Laserbausteins, bei dem die lichtabsorbierende Schicht 18 durch die Zwischenschicht 14 abgedeckt wird, wie in Fig. 5 bis 8 gezeigt ist, können die Halbleiterschichten 12-15 nicht in einer ununterbrochenen Folge epitaktischer Wachstumsprozesse hergestellt werden, sondern es ist erforderlich, das epitaktische Wachstum zu unterbrechen und zwischendurch beispielsweise einen Ätzprozeß durchzuführen. Während dieses Ätzprozesses können bestimmte Halbleiterschichten, beispielsweise Al enthaltende Schichten, durch einen Oxydfilm verunreinigt werden, da das Al leicht oxydiert. In diesen Fällen besteht die Gefahr, daß die Qualität des Bausteins beinträchtigt wird. Falls eine solche Gefahr besteht, so wird die lichtabsorbierende Schicht 18 nicht in die Zwischenschicht 14 eingebettet, sondern im letzten Schritt auf deren Oberfläche gebildet.

Fig. 9 und 10 veranschaulichen ein Beispiel eines in dieser Weise aufgebauten Laserbausteins. Fig. 9 ist ein Schnitt in der Nähe einer Stirnfläche des Resonators, und Fig. 10 ist ein Schnitt an einer weiter im Inneren des Resonators

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gelegenen Position. Bei dieser Ausführungsform ist die absorbierende Schicht 18 nicht von der Zwischenschicht 14 bedeckt. Nachdem die Herstellung der Halbleiterschichten 12-15 durch epitaktisches Wachstum abgeschlossen ist, werden Randbereiche der Deckschicht 15 und eines Teils der Zwischenschicht 14 durch Mesa-A'tzung abgetragen. Die Halbleiterschicht, aus der die absorbierende Schicht 18 gebildet wird, läßt man epitaktisch auf diese Struktur aufwachsen. Anschließend wird der Streifen 19 selektiv dotiert. Auch in diesem Fall wird ähnlich wie in Fig. 5 und 8 die lichtabsorbierende Schicht 18, d.h., das Muster der Mesa-Ätzung derart ausgebildet, daß die absorbierenden Schichten in einigen Abschnitten einen schmalen Zwischenraum aufweisen und bis an den unter dem Streifen 19 gelegenen Bereich heranreichen und in anderen Bereichen einen breiteren Zwischenraum aufweisen und weiter von dem Streifen entfernt sind, Die absorbierenden Schichten weisen an den Stirnflächen des Resonators einen geringen gegenseitigen Abstand auf, und gegebenenfalls sind im Mittelbereich des Resonators abwechsenlnd Abschnitte mit schmalem und breitem Abstand zwischen den absorbierenden Schichten ausgebildet.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die seitliche Begrenzung des Resonators in beiden Endbereichen durch Brechungsindex-Unterschiede bewirkt wird, während sie in wenigstens einem Mittelabschnitt des Resonators durch d^.e räumliche Verteilung der Anregung und Verstärkung der Lichtemission bestimmt wird, werden die charakteristischen Eigenschaften der Brechungsindex-Begrenzungseinrichtungen und der Verstärkungs-Begrenzungseinrichtungen miteinander kombiniert. Bei einem erfindungsgemäßen Halbleiterlaser erhält man somit eine Strahleinschnürung unmittelbar an den Stirnflächen des Emissionsgebietes, und es ergibt sich öine verbesserte Symmetrie des Fernfeld-Musters, während andererseits das

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gesamte den Laser einschließende optische System auf einfache Weise derart ausgelegt werden kann, daß der Laserstrahl mit hoher Genauigkeit und verzerrungsfrei auf einen Punkt fokussiert wird.

Da ferner bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterlaser das durch zurückgestreutes Licht hervorgerufene Rauschen geringer ist, ergibt sich eine einwandfreie Aufnahme- und Wiedergabequalität, wenn der erfindungsgemäße Laser als Lese- oder Schreib-Lichtquelle für optische Videoplatten und dergleichen verwendet wird.

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dip].-lng, F. E. Müller _A . . . . , _Λ

Triftatrasse _4i Artur-Ladebeok-Strasse 51

D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

S83P203

Mü/Wi/la 29. September 1983

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome,

Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

HALBLEITERLASER

Priorität: 30. September 1982, Japan, No. 172201/82 (P)

PATENTANSPRÜCHE 1 J Halbleiterlaser mit einem Träger aus Halbleitermaterial/

auf dessen einer Oberfläche eine erste Elektrode ausgebildet ist und auf dessen gegenüberliegender Oberfläche eine erste Zwischenschicht/ eine aktive Schicht/ eine zweite Zwischenschicht,, eine Deckschicht und eine zweite Elektrode in der angegebenen Reihenfolge übereinander angeordnet sind, bei dem die aktive Schicht, die jeweils mit der ersten und

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zweiten Zwischenschicht einen HeteroÜbergang bildet, im wesentlichen flach ausgebildet ist und ein streifenförmiges Licht-Emissionsgebiet aufweist, das wenigstens in einem Abschnitt zwischen den beiden Endbereichen des Resonators dadurch begrenzt wird, daß Einrichtungen zur räumlichen Begrenzung der Lichtverstärkung vorgesehen sind, dadurch gekennz eichnet, daß das Emissionsgebiet wenigstens in einem Endabschnitt des Resonators durch Begrenzungszonen (18a,18b) begrenzt wird, an denen sich der Brechungsindex ändert.
2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Halbleiterbausteins (11,12,13,14,15) wenigstens in einem Abschnitt (¹⁵ _ti/¹5_t2)

am Lichtaustritts-Ende des Resonators verringert ist.
3. Halbleiterlaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Emissionsgebiet durch ein mit Ionen dotiertes Gebiet (17) gebildet wird.
4. Halbleiterlaser mit einem Träger aus Halbleitermaterial, auf dessen einer Oberfläche eine erste Elektrode ausgebildet ist und auf dessen gegenüberliegender Oberfläche eine erste Zwischenschicht, eine aktive Schicht, eine zweite Zwischenschicht, eine Deckschicht und eine zweite Elektrode in der angegebenen Reihenfolge übereinander angeordnet sind, bei dem die aktive Schicht, die jeweils mit der ersten und zweiten Zwischenschicht einen HeteroÜbergang bildet, im wesentlichen flach ausgebildet ist und ein streifenförmiges Licht-Emissionsgebiet aufweist, das wenigstens in einem Abschnitt zwischen den beiden Endbereichen des Resonators dadurch begrenzt wird, daß Einrichtungen zur räumlichen Begrenzung der Lichtverstärkung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,

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daß das streifenförinige Licht-Emissionsgebiet durch eine dotierte Schicht (19) gebildet wird und daß lichtabsorbierende Schichten (18) beiderseits des Emissionsgebietes vorgesehen sind, deren gegenseitiger Abstand wenigstens in einem Endabschnitt des Emissionsgebietes im wesentlichen mit der Breite des Emissionsgebietes übereinstimmt/ während der Abstand der absorbierenden Schichten (18) in wenigstens einem zwischen den Endabschnitten des Emissionsgebietes gelegenen Abschnitt größer ist als die Breite des Emissionsgebietes.