DE69018732T2

DE69018732T2 - Halbleiterlaser.

Info

Publication number: DE69018732T2
Application number: DE69018732T
Authority: DE
Inventors: Shoji C O Sony Corporat Hirata; Yoshifumi C O Sony Corpor Mori; Hironobu C O Sony Corpor Narui; Masafumi C O Sony Corpor Ozawa; Hiroshi C O Sony Co Yoshimatsu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: EP0413567A2; EP0413567B1; DE69018732D1; US5111469A; EP0413567A3

Description

Die Erfindung betrifft Halbleiterlaser.
Halbleiterlaser werden allgemein als Lichtquellen für optische Lese/Schreibvorgänge mit Aufzeichnungsmedien wie optischen Platten oder magnetooptischen Platten eingesetzt. Bei der Aufzeichnung von Informationen auf oder beim Lesen von Informationen von einem optischen Auf zeichnungsmedium, wie einer optischen Platte oder einer magnetooptischen Platte, mit einem Halbleiterlaser, erzeugt eine unvermeidlich kleine Menge von reflektiertem Licht, das von dem optischen Aufzeichnungsmedium oder dem optischen System zurück kommt, ein Reflexions- Lichtrauschen entsprechend der Interferenz mit dem Laserstrahl, was wesentliche Probleme verursachen kann.
Diese dem reflektierten Lichtrauschen zuzuschreibenden Probleme können durch den Einsatz eines Multimode-Halbleiterlasers oder eines pulsierenden Halbleiterlasers oder durch die schnelle Modulation des Halbleiterlasers gelöst werden.
Es ist allgemein bekannt, daß ein Verstärkungs-Leitungs- Halbleiterlaser, der einen Verstärkungs-Wellenleiter beinhaltet, in der Lage ist in mehreren Moden zu schwingen. Der Ansprechstrom (Schwellenstrom) Ith des Halbleiterlasers vom Verstärkungs-Leitungs-Typ ist jedoch sehr hoch, und ein solcher sehr hoher Aflsprechstrom Ith ist ein Hindernis, um das Ausgangssignal des Halbleiterlasers zu erhöhen, zur befriedigenden Funktion beim Schreiben von Signalen in und Lesen von aufgezeichneten Signalen von einem magnetooptischen Aufzeichnungsmittel oder einer optischen Platte unter Verwendung des Halbleiterlasers als Lichtquelle. Die schnelle Modulation des Halbleiterlasers erfordert eine Schaltung mit komplizierter Struktur.
Entsprechend ist die Verwendung eines selbstpulsierenden (selbstschwingenden) Lasers wünschenswert, um das Reflexions- Lichtrauschen zu reduzieren. Das Pulsieren des selbstpulsierenden Lasers kann durch ein erstes Mittel erreicht werden, daß einen gemischten Aufbau einsetzt, der zwischen einer Indexführung und einer Verstärkungsführung liegt, ein zweites Mittel, das einen sättigungsfähigen (Übersättigung) Absorber einsetzt oder ein drittes Mittel, das die Lichtausbreitung über die Stromausbreitung erhöht. Das erste und das zweite Mittel stoßen auf Probleme bei der Steuerung des Pulsierens und erhöhen den Ansprechstrom Ith.
Um derartige Probleme zu lösen ist ein Verfahren zur Bildung eines BH-Lasers in der japanischen Patentveröffentlichung 86/183987 vorgeschlagen worden. Dieses Verfahren verwendet die Abhängigkeit von der epitaktischen Aufwachsrate von der Richtung der Kristallfläche bei der Ausbildung eines Halbleiterlasers durch einen einzigen kontinuierlichen Prozeß. Dieses Verfahren bildet Halbleiterschichten kontinuierlich und sequentiell auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrates aus, das mit einer Streifenmesa durch epitaktisches Aufwachsen versehen ist, um einen BH-Laser auszubilden, der einen vergleichsweise niedrigen Ansprechstrom Ith aufweist.
Weiterhin haben wir Halbleiterlaser vorgeschlagen, deren Ausbildung unter Verwendung der Abhängigkeit der epitaktischen Aufwachsrate von der Orientierung der Kristallf läche geschieht, und zwar in den japanischen Patentoffenlegungsschriften 87/217829 und 88/330136. Diese Halbleiterlaser beinhalten Verbesserungen zur Vereinfachung des Herstellungsprozeßes und stabilisieren weiterhin die Kennlinien. Die Figur 14 zeigt einen dieser vorher beschriebenen Halbleiterlaser. Wie hier gezeigt wird wird der Halbleiterlaser ausgebildet durch sequentielle Ausbildung von: einer AlGaAs Deckschicht 3 vom 1.Leitungstyp, beispielsweise n-Typ, einer GaAs aktiven Schicht 4 mit einer geringen Anzahl von Fremdatomen (Störstellen) oder undotiert, einer ersten AlGaAs stromführenden Schicht 5 des 2.Leitungstypes, beispielsweise p-Types, einer AlGaAs Stromsperrdeckschicht 6 des 1.Leitungstypes, beispielsweise n-Types, und einer zweiten Kopfschicht 8 (Abdeckschicht) vom zweiten Leitungstyp auf der hauptsächlichen Oberfläche 1a des Substrates 1, wie ein GaAs Halbleitermischsubstrat mit einer Kristallfläche (100) und ausgestattet mit einer Streif enmesa 2 durch ein chemisches metallorganisches Dampfabscheidungsverfahren (MOCVD), wobei sich diese entlang der kristallographischen Achse < 011> erstreckt.
Eine erste Elektrode 9 und eine zweite Elektrode 10 werden entsprechend über der Kopfschicht 8 und dem rückwärtigen Teil des Substrates 1 in ohmschem Kontakt ausgebildet. Die n-Typ Deckschicht 3, die erste p-Typ Deckschicht 5, die zweite p-Typ Deckschicht 7 und die n-Typ Stromsperrschicht 6 werden gebildet aus Materialien mit einer großen Bandlücke, d. h. einem kleinen Brechungsindex im Verhältnis zu dem Material, aus dem die aktive Schicht 4 gebildet ist.
Bei der Abscheidung des Materiales in Form von Kristallen durch das epitaktische Aufwachsverfahren werden Abschnitte der unteren über der Streifenmesa 2 ausgebildeten Schichten überlagert in einem laminierten (geschichteten) Aufbau mit einem dreiecksförmigen Querschnitt, weil die (111) B Kristallfläche durch epitaktisches Aufwachsen auf der Streifenmesa 2 ausgebildet wird, die epitaktische Aufwachsrate des Kristalles auf der (111) B Kristallfläche unter wenige 10tel der epitaktischen Aufwachsrate des Kristalles auf anderen Kristallflächen fällt, beispielsweise der (100) Kristallfläche, das epitaktische Aufwachsen des Kristalles auf der (111) B Kristallf läche kaum fortgesetzt wird und die (111) B Kristallfläche einen Defekt oder einen Ubergang in der durchgehenden elektrischen Verbindung aufweist, der, wie dargestellt, in unterteilten Bereichen resultiert. Somit wird das Verhältnis in Bezug auf die Ausrichtung der Kristallflächen der Streifenmesa 2 des Substrates 1 angegeben, die Gestalt und Größe der Streifenmesa 2 werden selektiv bestimmt, um einen Streifen auszubilden auf der aktiven Schicht 4 zwischen den Deckschichten 3 und 5, die auf der Streifenmesa 2 ausgebildet sind zwischen angewinkelten seitlichen Oberflächen 11 der (111) B Kristallfläche, die in einem Winkel von 550 angewinkelt ist, sodaß der Streifen der aktiven Schicht 4 getrennt wird von anderen Abschnitten der aktiven Schicht 4 und die Stromsperrschicht 6 wird aneinandergrenzend mit der seitlichen Oberfläche 11 in Mesarillen (Furche, Nut) 12 ausgebildet.
Da der Streifen der auf der Streifenmesa 2 ausgebildeten aktiven Schicht 4 von der Stromsperrschicht 6 umgeben ist, kann ein Halbleiterlaser mit einem niedrigen Ansprechstrom Ith durch einen einzigen Zyklus eines kontinuierlichen epitaktischen Aufwachsverfahrens hergestellt werden.
Der Halbleiterlaser, der durch die Aluminiummischkristalle ausgebildet wird, die durch epitaktisches Aufwachsen unter Verwendung des MOCVD-Verfahrens ausgebildet werden, weist jedoch Nachteile hinsichtlich der Ausbildung von Vertiefungen oder Ungleichmäßigkeiten in einigen Positionen in einem Abschnitt der der Streifenmesa 2 entsprechenden Elektrode 9 auf und der Laserstrahl schwingt nicht, der Wirkungsgrad der Schwingung ist gering und die Kennlinie ist instabil, wenn derartige Vertiefungen und Ungleichmäßigkeiten in der Eletrode 9 ausgebildet sind.
Es ist bekannt, daß die epitaktische Aufwachsrate stark ansteigt mit einem Ansteigen des Aluminiumgehaltes der Aluminiummischkristalle. Wir haben durch Untersuchungen herausgefunden, daß die Verschlechterung der Kennlinie des Halbleiterlasers mehr oder weniger der epitaktischen Aufwachsrate zuzuschreiben ist. Beispielsweise wurde ein Aluminiumoxid quer über den Streifen der epitaktischen Halbleiterschicht ausgebildet, die getrennt war von anderen Abschnitten der gleichen epitaktischen Halbleiterschicht auf der Streifenmesa 2, in der Vertiefungen oder Ungleichmäßigkeiten in der Elektrode 9 ausgebildet waren und Stromkonzentrationen auf der aktiven Schicht 4 oder Gegenstrom verursachten. Derartige Vertiefungen oder Ungleichmäßigkeiten bewirken, daß der Halbleiterlaser inakzeptabei ist und Probleme verursacht, wie die Verschlechterung oder Verlagerung der Kennlinie.
Ensprechend der vorliegenden Erfindung wird ein selbstpulsierender Halbleiterlaser bereitgestellt, der folgendes beinhaltet:
ein Halbleitersubstrat, daß in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa von einer gewünschten Breite mit einem erweiterten Abschnitt ausgestattet ist; und
eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebaut ist durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht von 1.Leitungstyp-Deckschicht, einer zweiten Halbleiterschicht, die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht von einer 2.Leitungstyp-Deckschicht und einer vierten Halbleiterschicht, die als eine lichtabsorbierende Schicht dient; worin
Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der schichtförmigen Struktur entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa ausgebildet sind;
die zweite Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen aufgeteilt wird, sodaß ein Abschnitt dem zweiten Halbleiterschicht eine streifenförmige aktive Schicht zwischen den Unterbrechungen in einem Abschnitt der geschichteten Struktur bildet, die sich auf der Streifenmesa erstrecken;
die vierte Halbleiterschicht der geschichteten Struktur durch die Unterbrechungen aufgeteilt wird, sodaß die vierte Halbleiterschicht nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur korrespondierend zu einenm Abschnitt der gewünschten Breite der Streifenmesa beinhaltet ist; und
ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht, der als eine lichtabsorbierende Schicht dient, über der streifenförmigen aktiven Schicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur korrespondierend zu dem erweiterten Abschnitt der Streifenmesa ausgebildet ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ebenso ein selbstpulsierender Halbleiterlaser bereitgestellt, der folgendes beinhaltet:
ein Halbleitersubstrat, das in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa von einer gewünschten Breite mit einem verengten Abschnitt ausgestattet ist; und
eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebaut ist durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht der 1.Leitungstyp-Deckschicht, einer zweiten Halbleiterschicht, die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht der 2.Leitungstyp-Deckschicht und einer vierten Halbleiterschicht der 1.Leitungstyp- Stromsperrschicht; worin:
Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der geschichteten Struktur entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa ausgebildet sind;
die zweite Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen auf geteilt wird, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht eine streifenf örmige aktive Schicht ausbildet zwischen den Unterbrechungen in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa erstreckt;
die vierte Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen aufgeteilt wird, sodaß die vierte Halbleiterschicht nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die mit einem Abschnitt von gewünschter Breite der Streifenmesa korrespondiert,enthalten ist;und
die vierte Halbleiterschicht sich als eine Stromsperrschicht über und quer zu der streifenförmigen aktiven Schicht eines Abschnittes der geschichteten Struktur erstreckt, der mit dem verengten Abschnitt der Streifenmesa korrespondiert.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ebenso ein selbstpulsierender Halbleiterlaser bereitgestellt, der folgendes aufweist:
ein Halbleitersubstrat, das in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Strifenmesa von einer gewünschten Breite mit einem erweiterten Abschnitt ausgestattet ist; und
eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebaut ist durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht der 1.Leitungstyp-Deckschicht, eine zweite Halbleiterschicht, die als eine aktive Schicht dient, eine dritte Halbleiterschicht der 2.Leitungstyp-Deckschicht und eine vierte Halbleiterschicht der 1 Leitungstyp- Stromsperrschicht; worin
Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der geschichteten Struktur entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa ausgebildet sind;
die zweite Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen aufgeteilt wird, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht eine streifenförmige aktive Schicht bildet zwischen den Unterbrechungen in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa erstreckt;
die vierte Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen aufgeteilt wird, sodaß die Ränder der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht zusammenhängen mit den seitlichen Rändern oder der Umgebung der seitlichen Ränder der streifenförmigen aktiven Schicht in dem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streif enmesa zwischen den Unterbrechungen erstreckt;
die vierte Halbleiterschicht nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, entsprechend einem Abschnitt von der gewünschten Breite der Streifenmesa, beinhaltet ist; und ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht örtlich ausgebildet ist auf einem Abschnitt der dritten Halbleiterschicht, die über der streifenförmigen aktiven Schicht ausgebildet ist und in einem Abschnitt der geschichteten Struktur entsprechend dem erweiterten Abschnitt der Streifenmesa enthalten ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ebenso ein selbstpulsierender Halbleiterlaser bereitgestellt, der folgendes aufweist:
ein Halbleitersubstrat, das auf seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa und Hilfsstreifenmesas ausgestattet ist, deren Höhe geringer ist, als die der Streifenmesa, und die sich entsprechend beiderseits eines Abschnittes der Streif enmesa erstrecken; und
eine geschichtete Struktur, aufgebaut auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht der 1.Leitungstyp-Deckschicht, einer zweiten Halbleiterschicht, die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht der 2.Leitungstyp-Deckschicht, und einer vierten Halbleiterschicht, die als eine lichtabsorbierende oder stromblockierende Schicht dient; worin:
Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der geschichteten Struktur ausgebildet sind entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa;
die zweite Halbleiterschicht durch die Unterbrechungen aufgeteilt ist, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht eine streifenförmige aktive Schicht bildet zwischen den Unterbrechungen in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa erstreckt;
die vierte Halbleiterschicht durch die Übergänge aufgeteilt ist, sodaß die vierte Halbleiterschicht nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur enthalten ist, der nicht der Abschnitt ist, der auf dem Abschnitt zwischen den Streifenmesas ausgebildet ist; und
ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht, der in einem Abschnitt der geschichteten Struktur enthalten ist, die auf dem Abschnitt der Streifenmesa zwischen den Hilf sstreifenmesas ausgebildet ist, sich quer über den Abschnitt der Streifenmesa zwischen den Hilfsstreifenmesas und gegenüberliegend zu der streifenförmigen aktiven Schicht erstreckt.
Ein Halbleiterlaser gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt durch epitaktischer Abscheidung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht der 1.Leitungstyp-Deckschicht, einer zweiten Halbleiterschicht, die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht der 2. Leitungstyp-Deckschicht, und einer vierten Halbleiterschicht auf der hauptsächlichen Oberfläche eines Halbleitersubstrates mit einer Streifenmesa in der hauptsächlichen Oberfläche durch Verwendung des kristallographischen Prinzipes und der Charakteristik der durch die Streifenmesa ausgebildeten Schritte, sodaß Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung in geschichteten Strukturen der Halbleiterschichten ausgebildet sind um sich entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberfläche der Streifenmesa zu erstrecken. Die zweite Halbleiterschicht wird durch die Unterbrechungen aufgespalten, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht zwischen den Unterbrechungen in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa erstreckt, eine streifenförmige aktive Schicht bildet.
In einer ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt der Streifenmesa der Breite nach derart verlängert, um einen ausgedehnten Abschnitt zu bilden und die vierte Halbleiterschicht wird als eine lichtabsorbierende Schicht verwendet. Die vierte Halbleiterschicht wird durch die Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung aufgeteilt, sodaß ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht in den epitaktischen Schichten entsprechend einem Abschnitt der Streifenmesa mit einer gewünschten Breite ausgelassen wird und die vierte Halbleiterschicht, das heißt die lichtabsorbierende Schicht, wird auf der aktiven Schicht auf gegenüberliegenden Seiten der epitaktischen Schichten auf dem ausgedehnten Abschnitt der Streifenmesa ausgebildet, um einen örtlichen Bereich mit niedriger Anregung auszubilden, nämlich einen gesättigten oder übersättigten Absorbtionsabschnitt zum Pulsieren, das heißt für die Selbstschwingung.
In einer zweiten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt der Streifenmesa der Breite nach verengt und die vierte Halbleiterschicht wird als eine Stromsperrschicht verwendet. Die vierte Halbleiterschicht wird durch die Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung aufgeteilt, sodaß ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht, die auf der aktiven mit einem Abschnitt der Streifenmesa mit einer gewünschten Breite korrespondierenden Schicht aufgebracht ist, ausgelassen wird und die als eine Stromsperrschicht dienende vierte Halbleiterschicht wird quer über die epitaktischen Schichten hinweg auf dem verengten Abschnitt der Streifenmesa ausgebildet, um einen Abschnitt zu bilden der kaum eine Trägerinjektion in die aktive Schicht erlaubt, das heißt, ein gesättigter oder übersättigter Absorbtionsbereich, zum Pulsieren.
In einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Abschnitt der Streifenmesa ausgedehnt, um einen erweiterten Abschnitt auszubilden und die vierte Halbleiterschicht wird durch die Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung unterteilt, sodaß die Ränder der geteilten vierten Halbleiterschicht sich mit den gegenüberliegenden Oberflächen der Enden eines Abschnittes der Aktiven Schicht auf der Streifenmesa berühren, wobei ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht, der mit einem Abschnitt der Streifenmesa mit einer gewünschten Breite korrespondiert, ausgelassen ist und ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht, die als eine Stromsperrschicht dient, wird ausgebildet auf der dritten Halbleiterschicht, die auf der aktiven Schicht in den epitaktischen Schichten auf dem erweiterten Abschnitt der Streifenmesa ausgebildet ist, um einen gesättigten oder übersättigten Bereich zum Pulsieren auszubilden, das heißt zur Selbstschwingung.
In einer vierten Ausbildung der Erfindung sind Hilfsfirste (Mesa) mit einer Höhe, die kleiner ist als die der Streifenmesa, ausgebildet auf gegenüberliegenden Seiten eines Abschnittes der Streifenmesa und die vierte Halbleiterschicht wird als eine lichtabsorbierende oder stromsperrende Schicht verwendet. Die vierte Halbleiterschicht wird durch die Unterbrechungen in der durchgehenden elektrischen Verbindung aufgeteilt, sodaß ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht in den Schichten, die durch epitaktisches Aufwachsen auf einem Abschnitt der Streifenmesa mit einer gewünschten Breite ausgebildet sind, ausgelassen ist und Abschnitte der vierten Halbleiterschicht, die sich von Abschnitten der epitaktischen Schichten erstrecken, die mit den Hilfsfirsten über einen Abschnitt der epitaktischen Schichten zwischen den Hilfsfirsten korrespondieren, werden gegenüberliegend ausgebildet auf der aktiven Schicht, um einen gesättigten oder übersättigten Bereich zum Pulsieren auszubilden, indem ein örtlicher Bereich zur Unterdrückung von Trägerinjektion in die lichtabsorbierende oder aktive Schicht gebildet wird.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt sind, worin die Figuren im Einzelnen folgendes zeigen:
Figur 1 zeigt eine vergrößerte schematische Draufsicht einer ersten Ausgestaltung des Halbleiterlasers entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 1;
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 1;
Figur 4 zeigt eine vergrößerte schematische Draufsicht einer zweiten Ausgestaltung des Halbleiterlasers entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Figur 4;
Figur 6 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur 4;
Figur 7 zeigt eine vergrößerte schematische Draufsicht einer dritten Ausgestaltung des Halbleiterlasers entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Figur 7;
Firgur 9 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur 7;
Figur 10 zeigt eine vergrößerte schematische Draufsicht einer vierten Ausgestaltung des Halbleiterlasers entprechend der vorliegenden Erfindung;
Figur 11 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Figur 10;
Figur 12 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur 10;
Figur 13 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teiles der Figur 10; und
Figur 14 zeigt eine vergrößerte bruchstückhafte schematische Ansicht eines vorher vorgeschlagenen Halbleiterlasers.
Unter Bezug auf die Figuren 1, 2 und 3 (erste Ausgestaltung) ist sichtbar, daß die erste Ausgestaltung des Halbleiterlasers ein Halbleitersubstrat 2 verwendet, das mit einer Streifenmesa 1 ausgestattet ist von gewünschter Breite W&sub1; und die einen erweiterten Abschnitt la mit einer Breite Wp1 auf ihrer hauptsächlichen Oberfläche aufweist. Epitaktische Schichten sind sequentiell durch epitaktisches Aufwachsen auf der hauptsächlichen Oberfläche des Substrates 2 ausgebildet und enthalten zumindest eine erste Halbleiterschicht 11 (1.Leitungstyp-Deckschicht), eine zweite Halbleiterschicht 12 (aktive Schicht), eine dritte Halbleiterschicht 13 (2.Leitungstyp-Deckschicht) und eine vierte Halbleiterschicht 14 (1. oder 2.Leitungstyp Lichtabsorbtionsschicht). Defekte, das heißt Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung, wie dargestellt, werden in den epitaktischen Schichten entlang der longitudinalen gegenüberliegenden Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 12 wird durch die Unterbrechungen 3 aufgeteilt, um eine streif enförmige aktive Schicht 4 zu bilden, die vierte Halbleiterschicht 14 wird durch die Unterbrechungen 3 unterteilt, um die vierte Halbleiterschicht 14 auszulassen (auszunehmen) von einer geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, die auf dem erweiterten Abschnitt la der Streifenmesa 1 wie in Figur 2 gezeigt ausgebildet sind und ein Abschnitt der Halbleiterschicht 14, der als eine streifenförmige lichtabsorbierende Schicht 5 dient, wird über der streifenförmigen Schicht 4 ausgebildet.
Mit Bezugnahme auf die Figuren 4, 5 und 6 (zweite Ausgestaltung) wird gezeigt, daß das zweite Ausführungsbeispiel des Halbleiterlaser ein Halbleitersubstrat 2 verwendet, das mit einer Streifenmesa 1 von gewünscht er Breite W&sub2; mit einem verengten Abschnitt 1b mit einer Breite von Wp2 auf deren hauptsächlicher Oberfläche ausgestattet ist. Epitaktische Schichten sind sequentiell durch epitaktisches Aufwachsen auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates 2 ausgebildet und beinhalten zumindest eine erste Halbleiterschicht 11 (1.Leitungstyp-Deckschicht), eine zweite Halbleiterschicht 12 (aktive Schicht), eine dritte Halbleiterschicht 13 (2. Leitungstyp-Deckschicht), und eine vierte Halbleiterschicht 14 (1. Leitungstyp-Stromsperrschicht). Defekte, das heißt Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung, wie dargestellt, werden in den epitaktischen Schichten entlang der londitudinalen gegenüberliegenden Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 12 wird durch die Unterbrechungen 3 unterteilt, um eine streifenförmige aktive Schicht 4 zu bilden und ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 in den epitaktischen Schichten, der mit dem Abschnitt der gewünschten Breite W&sub2; der Streifenmesa 1 korrespondiert ist aufgeteilt, sodaß die vierte Halbleiterschicht 14 nicht über der streifenförmigen aktiven Schicht 4 in einem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten ausgebildet ist, die auf dem Abschnitt von gewünschter Breite W&sub2; der Streifenmesa 1 entsprechend Figur 5 ausgebildet ist, und ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht 14 in einem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, der auf dem verengten Abschnitt 1b der Streifenmesa 1 ausgebildet ist, erstreckt sich über den verengten Abschnitt lb der Streifenmesa 1, um eine Stromsperrschicht 6 über der streifenförmigen aktiven Schicht 4, wie in Figur 6 gezeigt wird, auszubilden.
Bezugnehmend auf die Figuren 7, 8 und 9 (dittes Ausführungsbeispiel) ist sichtbar, daß die dritte Ausgestaltung des Halbleiterlasers ein Halbleitersubstrat 2 verwendet, das mit einer Streifenmesa 1 von gewünschter Breite W&sub3; ausgestattet ist und mit einem erweiterten Bereich 1c einer Breite Wp3 auf deren hauptsächlicher Oberfläche. Epitaktische Schichten sind sequentiell ausgebildet durch epitaktisches Aufwachsen auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates 2 und beinhalten zumindest eine erste Halbleiterschicht 11 (1. Leitungstyp-Deckschicht), eine zweite Halbleiterschicht 12 (aktive Schicht), eine dritte Halbleiterschicht 13 (2. Leitungstyp-Deckschicht) und eine vierte Halbleiterschicht 14 (1. Leitungstyp-Stromsperrschicht). Defekte, das heißt Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung, wie dargestellt, werden in den epitaktischen Schichten entlang der longitudinalen gegenüberliegenden Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 12 aus (unter) den epitaktischen Schichten wird aufgeteilt durch die Unterbrechungen 3, um eine streifenförmige aktive Schicht 4 auszubilden, die vierte Halbleiterschicht 14 wird durch die Unterbrechungen 3 aufgeteilt, sodaß die Ränder 14a und 14b der vierten Halbleiterschicht 14 benachbart sind mit den gegenüberliegenden seitlichen Rändern 4a und 4b oder mit den Umgebungen der gegenüberliegenden seitlichen Ränder 4a und 4b der streif enf örmigen aktiven Schicht 4, die über der Streifenmesa 1 ausgebildet ist, ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 in einem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, die auf dem Abschnitt der gewünschten Breite W&sub3; der Streifenmesa 1 ausgebildet sind wird, wie in Figur 8 gezeigt, ausgelassen, und ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 in einem Abschnitt der laminierten Struktur der epitaktischen Schichten, die auf den erweiterten Abschnitt 1c der Breite Wp3 der Streifenmesa 1 ausgebildet sind , wird örtlich ausgebildet auf der dritten Halbleiterschicht 13, die auf der streifenförmigen aktiven Schicht 4 ausgebildet ist, um eine streifenförmige Stromsperrschicht 6, wie in Figur 9 gezeigt, darzustellen.
Unter Bezug auf die Figuren 10,11,12 und 13 wird deutlich, daß in der vierten Ausgestaltung des Halbleiterlasers ein Halbleitersubstrat 2 eingesetzt wird, das in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa einer gewünschten Breite W&sub4; bereitgestellt wird, sowie Hilfsstreifenmesas 7a und 7b mit einer gewünschten Höhe, die niedriger ist, als die der Streifenmesa 1, und die sich entsprechend auf gegenüberliegenden Seiten eines Abschnittes der Streifenmesa 1 erstrecken. Es werden sequentiell durch epitaktisches Aufwachsen auf die hauptsächliche Oberfläche des Halbleitersubstrates 2 ausgebildet: eine erste Halbleiterschicht 11 (1.Leitungstyp-Deckschicht), eine zweite Halbleiterschicht 12 (aktive Schicht), eine dritte Halbleiterschicht 13 (2.Leitungstyp-Deckschicht) und eine vierte Halbleiterschicht 14 (lichtabsorbierende oder stromsperrende Schicht). Defekte, das heißt Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung werden in den epitaktischen Schichten entlang der longitudinalen gegenüberliegenden Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet. Die zweite Halbleiterschicht 12 wird durch die Unterbrechungen 3 aufgespalten, um eine streifenförmige aktive Schicht 4 auf der Streifenmesa 1 auszubilden, die vierte Halbleiterschicht 14 wird durch die Unterbrechungen 3 aufgespalten, sodaß ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14, korrespondierend mit einem Abschnitt der Streifenmesas 7a und 7b zur Ausbildung einer Stromsperrschicht 56, über der streifenförmigen aktiven Schicht 4 entsprechend Figur 12 ausgebildet ist.
Die epitaktischen Schichten werden durch ein kontinuierliches epitaktisches Verfahren ausgebildet, sodaß die Unterbrechungen entlang der gegenüberliegenden longitudinalen Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet werden durch ein MOCVD Verfahren was bereits in der japanischen offengelegten Patentspezifikation 86/183987 offenbart wurde, worin die Abhängigkeit der epitaktischen Aufwachsrate von der Orientierung der Kristallfläche, und die Wirkung der Streifenmesa 1 verwendet werden.
Wie in Figur 3 gezeigt weist der Halbleiterlaser der ersten Ausgestaltung die lichtabsorbierende streifenförmige Schicht 5 auf, die über einem Abschnitt der streifenförmigen aktiven Schicht 4, die in den auf dem erweiterten Abschnitt 1a der Streifenmesa 1 ausgebildeten epitaktischen Schichten enthalten ist, ausgebildet ist. Entsprechend wird ein lokaler Bereich mit niedriger Anregung, namlich ein gesättigter (übersättigter) Bereich in der streifenförmigen aktiven Schicht 4 zum Pulsieren ausgebildet.
Wie in Figur 6 gezeigt wird weist der Halbleiterlaser in der zweiten Ausgestaltung eine streifenförmige Lichtsperrschicht 6 auf, die über einem Abschnitt der streif enförmigen aktiven Schicht 4, die in den auf dem verengten Abschnitt 1b der Streifenmesa 1 ausgebildeten epitaktischen Schichten enthalten ist, ausgebildet ist. Entsprechend wird der Stromfluß durch einen Bereich der streifenförmigen aktiven Schicht 4 abgeschnitten (abgefangen) um das Eindringen von Ladungsträgern in einen Bereich der streifenförmigen aktiven Schicht 4 zu unterdrücken, um einen gesättigten (übersättigten) absorbierenden Abschnitt in der streifenförmigen aktiven Schicht 4 aufgrund der Reduzierung der Verstärkung auszubilden.
Wie in Figur 9 gezeigt weist der Halbleiterlaser in der dritten Ausgestaltung die Stromsperrschicht 6 auf, die aneinander grenzend mit den gegenüberliegenden seitlichen Rändern 4a und 4b der streifenförmigen aktiven Schicht 4 ausgebildet ist, und ein Abschnitt der Stromsperrschicht 6 ist in den auf dem erweiterten Abschnitt 1c der Streifenmesa 1 ausgebildeten epitaktischen Schichten beinhaltet. Entsprechend fließt ein Strom durch verbotene Leerstellen in der Stromsperrschicht 6, wie es durch Pfeile a angedeutet wird, in den epitaktischen Schichten auf dem erweiterten Abschnitt 1c der Streifenmesa 1, um ein Eindringen von Ladungsträgern in einen Bereich für das Pulsieren zu unterdrücken.
Wie in den Figuren 10-13 gezeigt wird, ist der Halbleiterlaser in der vierten Ausgestaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestattet mit den Hilfsstreifenmesas 7a und 7b mit einer Höhe, die geringer ist als die der Streifenmesa 1 und die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines Abschnittes der Streifenmesa 1 erstrecken. Entsprechend erstreckt sich die lichtabsorbierende oder stromsperrende Schicht über einen Abschnitt der streifenförmigen aktiven Schicht in dem Abschnitt der Streifenmesa zwischen den Streifenmesas 7a und 7b, um einen gesättigten (übersättigten) absorbierenden Bereich in Teilen der streifenförmigen aktiven Schicht 4 zum Pulsieren auszubilden.
Konkrete Beispiele von Halbleiterlasern mit Bezug auf die vorliegende Erfindung werden im Folgenden beschrieben. Die Halbleiterlaser entsprechend der vorliegenden Erfindung können hergestellt werden durch irgendein Verfahren, die offenbart werden in unseren japanischen offengelegten Patentspezifikationen 86/183987,88/217829 und 88/330136.

Beispiel 1 (Figuren 1,2,3)

Ein Halbleiterlaser des Beispiels 1 weist den gleichen Aufbau auf wie der Halbleiterlaser in der ersten Ausgestaltung entsprechend der Figuren 1-3, und ist ein Halbleiterverbundlaser, in dem epitaktische Schichten eingesetzt werden, die gebildet werden von Verbindungen (Mischungen) von Elementen der III und V Gruppen, das heißt einem Verbund von Al Ga As (Mischkristall).
In dem Halbleiterlaser wird ein Halbleitersubstrat 2 eines n- Types Ga As-Mischkristall eingesetzt mit einer hauptsächlichen Oberfläche 2a einer (100) Kristallfläche. Eine Streifenmesa 1 mit einem oder einer Vielzahl von erweiterten Abschnitten 1a entsprechend Figur 1 wird auf der hauptsächlichen Oberfläche 2a des Halbleitersubstrates 1 ausgebildet entlang der < 011> kristallografischen Achse durch ein kristallograf isches Ätzverfahren. Durch die Ausbildung der Streifenmesa 1 wird eine Streifenätzmaske eines Atzresistes optisch auf der hauptsächlichen Oberfläche 2a des Halbleitersubstrates 2 entlang der (011) kristallograf ischen Achse ausgebildet, und die hauptsächliche Oberfläche 2a wird kristallografisch durch die Verwendung der streifenförmigen Ätzmaske geätzt und durch ein Ätzmittel aus schwefeliger Säure, zubereitet durch ein Gemisch von drei Teilen H&sub2;SO&sub4;, ein Teil H&sub2;O&sub2; und ein Teil H&sub2;O. Dann werden funktionale Halbleiterschichten sequentiell über der hauptsächlichen Oberfläche 2a des Halbleitersubstrates 2 durch ein kontinuierliches MOCVD Verfahren ausgebildet. Die funktionalen Halbleiterschichten beinhalten eine n-Typ erste Halbleiterschicht 11 (eine n-Typ Pufferschicht aus Ga As), eine n-Typ erste Halbleiterschicht 11 (eine erste Deckschicht aus AlxGa1-x As), eine zweite Halbleiterschicht 12 (eine aktive Schicht aus undotiertem AlyGa1-yAs), eine p-Typ Halbleiterschicht 13 (eine untere zweite p-Typ Deckschicht), eine vierte Halbleiterschicht 14 (eine p- oder n-Typ lichtabsorbierende Schicht aus Ga As mit einer Bandlücke, die kleiner ist, als die der zweiten Halbleiterschicht 12 und einer Stärke, die nicht geringer ist als 0,1 um), eine p-Typ sechste Halbleiterschicht 16 (eine obere zweite Deckschicht des p-Types AlxGa1-xAs), und eine p-Typ siebente Halbleiterschicht 17 (eine p-Typ Abdeckschicht mit einem kleinen spezifischen Widerstand).
Wenn solche funktionellen Schichten derart durch epitaktisches Aufwachsen über der Streifenmesa 1 ausgebildet sind und Vertiefungen 8 auf den gegenüberliegenden Seiten der Streifenmesa 1 ausgebildet sind und sich entlang der < 011> kristallografischen Achse erstrecken, so werden Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung von der (111) B Kristallfläche, die mit einem Winkel e von ungefähr 55º zur obersten Oberfläche der (100) Kristallfläche der Streifenmesa l angestellt ist, ausgebildet in den funktionellen Schichten, weil, nachdem die (111) B Kristallfläche in der epitaktischen Schicht, die auf der Streifenmesa 1 aufgewachsen ist, ausgebildet ist, die epitaktische Aufwachsrate der Kristalle auf den (111) B Kristallflächen nur wenige zehntel oder weniger als die Kristallaufwachsrate auf anderen Kristallflächen beträgt, beispielsweise auf der (100) Kristallfläche. Folglich wird eine geschichtete Struktur von epitaktischen Schichten mit einem dreiecksförmigen Querschnitt ausgebildet zwischen den Unterbrechungen 3 auf der Streifenmesa 1. Die Breiten W&sub1; und Wp1 und die Höhe der Streifenmesa 1 werden selektiv bestimmt, damit ein Abschnitt der geschichteten Struktur eines dreieckigen Querschnittes, der zwischen den angestellten (gekippten) Unterbrechungen auf dem Abschnitt der Breite W1 der Streifenmesa 1 lediglich eine streifenförmige Pufferschicht 9 aufweist, das heißt einen Abschnitt der fünften Halbleiterschicht 15, eine erste streifenförmige Deckschicht 21, das heißt einen Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 11, eine streifenförmige aktive Schicht 4, das heißt einen Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht 12 und eine streifenförmige Deckschicht 22, das heißt einen Abschnitt der dritten Halbleiterschicht 13 und die Ränder der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend der Vertiefungen 8 grenzen entsprechend aneinander mit den gegenüberliegenden seitelichen Oberflächen der zweiten streifenfönnigen Deckschicht 22, und damit ein Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, der zwischen den angestellten Unterbrechungen 3 auf dem erweiterten Abschnitt la mit der Breite Wp1 der Streif enmesa 1 ausgebildet ist, zusätzlich zu der streifenförmigen Pufferschicht 9 weiterhin enthält: die erste streifenf örmige Deckschicht 21, die streif enförmige aktive Schicht 4 und die zweite streifenförmige Deckschicht 22, eine streifenförmige lichtabsorbierende Schicht 5, das heißt einen Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 und eine streifenförmige obere zweite Deckschicht 22 u, das heißt einen Abschnitt der sechsten Halbleiterschicht 16.
Eine siebente Halbleiterschicht 17, die als eine Kopf schicht dient, wird ausgebildet quer über der Streifenmesa 11 über die gesamte Oberfläche der laminierten Struktur der epitaktischen Schichten, die auf dem Halbleitersubstrat 2 ausgebildet sind. Eine nicht dargestellte Elektrode wird ausgebildet als ohmscher Kontakt über der gesamten Oberfläche der siebenten Halbleiterschicht 17 oder über einem Bereich der Oberfläche der siebenten Halbleiterschicht 17 entsprechend einem langgestrekten Elektrodenfenster, das derart ausgebildet ist, daß es der Streifenmesa 1 in einer isolierenden Schicht entspricht, die über der siebenten Halbleiterschicht 17 ausgebildet ist.
Die vierte Halbleiterschicht 14, die die streifenförmige lichtabsorbierende Schicht 5 darstellt, wird von einem Halbleiter gebildet mit einer Bandlücke, die kleiner ist als die des Halbleiters, der die zweite Halbleiterschicht 12 und somit die streif enförmige aktive Schicht 4 darstellt. Die erste Halbleiterschicht 11, die dritte Halbleiterschicht 13 und die sechste Halbleiterschicht 16 werden von Halbleitern gebildet von denen jeder eine Bandlücke aufweist, die größer ist als die des Halbleiters, der die zweite Halbleiterschicht 12 bildet. Das heißt, in einem Verbund von Al Ga As, y < x.

Beispiel 2 ( die Figuren 4,5,6

Ein Halbleiterlaser entsprechend dem Beispiel 2 weist den gleichen Aufbau entsprechend der Figuren 4,5 und 6 auf. Der Halbleiterlaser des Beispieles zwei kann durch das gleiche Verfahren hergestellt werden wie es zur Herstellung des Halbleiterlasers entsprechend dem Beispiel 1 angewandt wird.
In dem Halbleiterlaser entsprechend Beispiel 2 wird ein Halbleitersubstrat mit einer Streifenmesa 1 von gewünschter Breite W&sub2; eingesetzt, das einen verengten Abschnitt 1b der Breite Wp2 aufweist, der schmaler ist als die Breite W&sub2;. Die Streifenmesa 1 kann ausgestattet sein mit einem verengten Abschnitt 1b wie es in Figur 4 gezeigt wird oder mit einer Vielzahl von solchen verengten Bereichen 1b. Die vierte Halbleiterschicht 14 dient als eine Stromsperrschicht 6 und ist ausgebildet als ein n Typ (1. Leitungstyp) AlGaAs.
Die Höhe und die breiten W&sub2; und Wp2 der Streifenmesa 1 werden selektiv bestimmt, sodaß eine streifenförmige Pufferschicht 9, das heißt ein Abschnitt der fünften Halbleiterschicht 15, eine erste streifenförmige Deckschicht 21, das heißt ein Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 11 und eine streifenförmige aktive Schicht 4, das heißt ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht 12 über die gesamte Länge der Streifenmesa 1 zwischen den Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung ausgebildet sind, ein Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, der über dem Abschnitt der gewünschten Breite W&sub2; der Streifenmesa 1 ausgebildet ist enthält eine zweite streifenförmige Deckschicht 22, das heißt einen Abschnitt der dritten Halbleiterschicht 13, der auf der streifenförmigen aktiven Schicht 4 entsprechend Figur 5 ausgebildet ist, ein Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten, der über dem verengten Abschnitt 1b der Breite Wp2 der Streifenmesa 1 ausgebildet ist, enthält nicht die zweite streifenförmige Deckschicht 22, das heißt einen Abschnitt der dritten Halbleiterschicht 13 entsprechend Figur 6, die Ränder 14a und 14b der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht 14, korrespondierend mit den Vertiefungen 8, werden entsprechend aneinander grenzend mit den gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen 4a und 4b der streifenförmigen aktiven Schicht 4 in dem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten bestimmt durch die Unterbrechungen auf dem Teil der Breite W&sub2; der Streifenmesa 1 entsprechend Figur 5 und eine Stromsperrschicht, das heißt ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 ist in direktem Kontakt mit der streifenförmigen aktiven Schicht 4 in dem Abschnitt der laminierten Struktur der epitaktischen Schichten auf dem verengten Abschnitt 1b der Streifenmesa 1 entsprechend Figur 6.

Beispiel 3 (Figuren 7,8,9)

Ein Halbleiterlaser entsprechend Beispiel 3 weist den gleichen Aufbau auf wie in den Figuren 7,8 und 9. Der Halbleiterlaser des Beispieles 3 kann durch das gleiche Verfahren hergestellt werden wie es bei der Herstellung des Halbleiterlasers entsprechend Figur 1 angewandt wird.
In dem Halbleiterlaser entsprechend Beispiel 3 wird ein Halbleitersubstrat mit einer Streifenmesa 1 von gewünschter Breite W&sub3; eingesetzt, das mit einem erweiterten Abschnitt 1c der Breite Wp3 entsprechend Figur 7 oder einer Vielzahl von solchen erweiteren Abschnitten 1c ausgestattet ist. Die vierte Halbleiterschicht 14, die die streifenförmige Stromsperrschicht bildet , ähnlich wie in dem Beispiel 2, wird dargestellt von einem n-Typ (1. Leitungstyp) AlGaAs.
Die Höhe und die Breiten W&sub3; und Wp3 der Streifenmesa 1 werden selektiv bestimmt, sodaß eine geschichtete Struktur der epitaktischen Schichten, die folgendes enthält - - die streifenförmige Pufferschicht 9, das heißt einen Abschnitt der fünften Halbleiterschicht 15, die erste streifenförmige Deckschicht 21, das heißt einen Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 11, die streifenförmige aktive Schicht 4, das heißt einen Abschnitt der Halbleiterschicht 12 und die zweite streifenförmige Deckschicht 22, das heißt einen Abschnitt der dritten Halbleiterschicht 13- ausgebildet wird über die gesamte Länge der Streifenmesa 1 zwischen den Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung, ein Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten entsprechend dem erweiterten Bereich lc mit der Breite Wp3 enthält zusätzlich zu der streifenförmigen Puf ferschicht 9 die erste streifenförmige Deckschicht 21, die streifenförmige aktive Schicht 4 und die zweite streifenförmige Deckschicht 22, die streifenförmige Stromsperrschicht 6, das heißt ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend Figur 9, und die Ränder l4a und 14b der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend der Vertiefungen 8 werden entsprechend aneinandergrenzend mit den gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen 4a und 4b der streifenförmigen aktiven Schicht 4 in dem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten definiert durch die Unterbrechungen 3 auf dem Abschnitt der Streifenmesa 1.

Beispiel 4 (Figuren 10,11,12,13)

Ein Halbleiterlaser entsprechend Beispiel 4 weist den gleichen Aufbau entsprechend der Figuren 10-13 auf. Der Halbleiterlaser entsprechend Figur 4 kann hergestellt werden durch das gleiche Verfahren wie es bei der Herstellung des Halbleiterlaser nach Beispiel 1 angewandt wird.
In dem Halbleiterlaser entsprechend Beispiel 4 wird ein Halbleitersubstrat mit einer Streifenmesa 1 von gewünschter Breite W4 eingesetzt, und ein Paar von Hilf sstreifenmesas 7a und 7b mit einer Höhe, die geringer ist als die der Streifenmesa 1 und die sich entsprechend auf gegenüberliegenden Seiten eines im Wesentlichen mittleren Abschnittes (Bereiches) der Streifenmesas 7a und 7b erstrecken. Der vierte Halbleiter 14 dient als eine lichtabsorbierende Schicht oder eine stromabsorbierende Schicht 56 und ist ausgebildet als n Typ (1. Leitungstyp) AlGaAs.
Die Höhe und die Breiten W&sub4; und Wp4 der Streifenmesa 1 und der Hilf sstreifenmesas 7a und 7b werden selektiv bestimmt, sodaß eine geschichtete Struktur von epitaktischen Schichten, die durch die Unterbrechungen 3 in der durchgehenden elektrischen Verbindung bestimmt wird und folgendes enthält -- die streifenförmige Pufferschicht 9, das heißt einen Abschnitt der fünften Halbleiterschicht 15, die erste streifenförmige Deckschicht 21, das heißt einen Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 11, eine streifenförmige aktive Schicht 4, das heißt einen Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht 12 und die zweite streifenf örmige Deckschicht 22, das heißt einen Abschnitt der dritten Halbleiterschicht 13 -- ausgebildet wird über der gesamten Länge der Streifenmesa 1, und die Ränder 14a und 14b der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend der Vertiefungen 8 werden entsprechend aneinandergrenzend mit den gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen 4a und 4b der streifenförmigen aktiven Schicht 4 in dem Abschnitt der geschichteten Struktur der epitaktischen Schichten definiert durch die Unterbrechungen 3 auf einem Abschnitt der Streifenmesa 1, der nicht der Abschnitt ist, der zwischen den Hilfsstreifenmesas 7a und 7b entsprechend Figur 11 vorhanden ist. Da die Tiefe der Vertiefungen 8 in Bereichen, die die Hilfsstreifenmesas 7a und 7b beinhalten erniedrigt wird, werden Abschnitte der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend der Hilfsstreifenmesas 7a und 7b vergrößert entsprechend der Figuren 12 und 13 und folglich wird die lichtabsorbierende oder stromsperrende Schicht 56, das heißt ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht 14 entsprechend der Hilfsstreifenmesas 7a und 7b sich quer über den Abschnitt der Streifenmesa 1 zwischen den Hilfsstreifenmesas 7a und 7b erstrecken.

Claims

1. Selbstpulsierender Halbleiterlaser, der folgendes beinhaltet:

ein Halbleitersubstrat (2), daß in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa (1) von einer gewünschten Breite mit einem erweiterten Abschnitt (1a) ausgestattet ist; und

eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates (2) aufgebaut ist durch sepuentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht (11), die als eine erste Leitungstyp-Deckschicht dient, einer zweiten Halbleiterschicht (12), die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht (13), die als eine zweite Leitungstyp-Deckschicht dient, und einer vierten Halbleiterschicht (14), die als eine lichtabsorbierende Schicht dient; worin:

Unterbrechungen (3) in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der schichtf örmigen Struktur entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa (1) ausgebildet sind;

die zweite Halbleiterschicht (12) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (12) eine streifenförmige aktive Schicht (4) zwischen den Unterbrechungen (3) in einem Abschnitt der geschichteten Struktur bildet, die sich auf der Streifenmesa (1) erstrecken;

die vierte Halbleiterschicht (14) der geschichteten Struktur durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß die vierte Halbleiterschicht (14) nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, korrespondierend zu einem Abschnitt der gewünschten Breite der Streifenmesa (1), beinhaltet ist; und

ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht (14), der als eine lichtabsorbierende Schicht dient, über der streifenförmigen aktiven Schicht (4) in einem Abschnitt der geschichteten Struktur korrespondierend zu dem erweiterten Abschnitt (1a) der Streifenmesa (1) ausgebildet wird.

2. Selbstpulsierender Halbleiterlaser, der folgendes aufweist:

ein Halbleitersubstrat (2), daß in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa (1) von einer gewünschten Breite mit einem verengten Abschnitt (1b) ausgestattet ist; und eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebaut ist durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht (11), die als eine erste Leitungstyp- Deckschicht dient, einer zweiten Halbleiterschicht (12), die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht (13), die als eine zweite Leitungstyp-Deckschicht dient, und einer vierten Halbleiterschicht (14) die als eine erste Leitungstyp-Stromsperrschicht dient; worin:

Unterbrechungen (3) in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der geschichteten Struktur entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa (1) ausgebildet sind;

die zweite Halbleiterschicht (12) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (12) eine streifenförmige aktive Schicht (4) ausbildet zwischen den Unterbrechungen (3) in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa (1) erstreckt;

die vierte Halbleiterschicht (14) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß die vierte Halbleiterschicht (14) nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die mit einem Abschnitt von gewünschter Breite der Streifenmesa (1) korrespondiert, enthalten ist; und

die vierte Halbleiterschicht (14) sich als eine Stromsperrschicht über und quer zu der streifenförmigen aktiven Schicht (4) eines Abschnittes der geschichteten Struktur erstreckt, der mit dem verengten Abschnitt (1b) der Streifenmesa (1) korresepondiert.

3. Selbstpulsierender Halbleiterlaser, der folgendes aufweist:

ein Halbleitersubstrat (2), daß in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa (1) von einer gewünschten Breite mit einem erweiterten Abschnitt (1c) ausgestattet ist; und

eine geschichtete Struktur, die auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates (2) aufgebaut ist durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht (11), die als eine erste Leitungstyp-Deckschicht dient, eine zweite Halbleiterschicht (12), dia als eine aktive Schicht dient, eine dritte Halbleiterschicht (13), die als eine zweite Leitungstyp-Deckschicht dient und eine vierte Halbleiterschicht (14), die als eine erste Leitungstyp- Stromsperrschicht dient; worin:

die zweite Halbleiterschicht (12) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (12) eine streifenförmige aktive Schicht (4) bildet zwischen den Unterbrechungen (3) in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa erstreckt; die vierte Halbleiterschicht (14) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt wird, sodaß die Ränder der Abschnitte der vierten Halbleiterschicht (14) zusammenhängen mit den seitlichen Rändern oder der Umgebung der seitlichen Ränder (4a, 4c) der streifenförmigen aktiven Schicht (4) in dem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streif enmesa (1) zwischen den Unterbrechungen (3) erstreckt;

die vierte Halbleiterschicht (14) nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, entsprechend einem Abschnitt von der gewünschten Breite der Streifenmesa (1), beinhaltet ist; und ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht (14) örtlich ausgebildet ist auf einem Abschnitt der dritten Halbleiterschicht (13), die über der streifenförmigen aktiven Schicht (4) ausgebildet ist und in einem Abschnitt der geschichteten Struktur entsprechend dem erweiterten Abschnitt (1c) der Streifenmesa (1) enthalten ist.

4. Selbstpulsierender Halbleiterlaser, der folgendes aufweist:

ein Halbleitersubstrat (2), daß in seiner hauptsächlichen Oberfläche mit einer Streifenmesa (1) und Hilfsstreifenmesas (7a, 7b) ausgestattet ist, deren Höhe geringer ist, als die der Streifenmesa (1), und die sich entsprechend beiderseits eines Abschnittes der Streifenmesa (1) erstrecken; und

eine geschichtete Struktur, aufgebaut auf der hauptsächlichen Oberfläche des Halbleitersubstrates durch sequentielle epitaktische Ausbildung von zumindest einer ersten Halbleiterschicht (11), die als eine erste Leitungstyp-Deckschicht dient, einer zweiten Halbleiterschicht (12), die als eine aktive Schicht dient, einer dritten Halbleiterschicht (13), die als eine zweite Leitungstyp-Deckschicht dient, und einer vierten Halbleiterschicht (14), die als eine lichtabsorbierende oder stromblockierende Schicht dient; worin:

Unterbrechungen (3) in der durchgehenden elektrischen Verbindung in der geschichteten Struktur ausgebildet sind entlang der Richtung der Erstreckung der gegenüberliegenden longitudinalen seitlichen Oberflächen der Streifenmesa (1);

die zweite Halbleiterschicht (12) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt ist, sodaß ein Abschnitt der zweiten Halbleiterschicht (12) eine streifenförmige aktive Schicht (4) bildet zwischen den Unterbrechungen (3) in einem Abschnitt der geschichteten Struktur, die sich auf der Streifenmesa (1) erstreckt;

die vierte Halbleiterschicht (14) durch die Unterbrechungen (3) aufgeteilt ist, sodaß die vierte Halbleiterschicht (14) nicht in einem Abschnitt der geschichteten Struktur enthalten ist, der nicht der Abschnitt ist, der auf dem Abschnitt zwischen den Hilf sstreifenmesas (7a, 7b) ausgebildet ist; und

ein Abschnitt der vierten Halbleiterschicht (14), der in einem Abschnitt der geschichteten Struktur enthalten ist, die auf dem Abschnitt der Streif enmesa (1) zwischen den Hilfsstreifenmesas (7a, 7b) ausgebildet ist, sich quer über den Abschnitt der Streifenmesa (1) zwischen den Hilfsstreifenmesas (7a, 7b) und gegenüberliegend zu der streifenf örmigen aktiven Schicht (4) erstreckt.