DE69708582T2

DE69708582T2 - Halbleiterlaservorrichtung

Info

Publication number: DE69708582T2
Application number: DE69708582T
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Duggan
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-12-21
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: US5991321A; GB2320609A; EP0849848B1; EP0849848A1; DE69708582D1; GB9626644D0; JPH11103127A

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterlaser-Bauteil, und spezieller, jedoch nicht ausschließlich, betrifft sie ein Halbleiterlaser-Bauteil, das sichtbare Strahlung im Wellenlängenbereich von 630 nm bis 680 nm emittiert. Das Laserbauteil kann vom Kantenemissions- oder Oberflächenemissionstyp sein.
Laserbauteile oder Laserdioden (LDs), die im Materialsystem (InGa)P/(AlGaIn)P hergestellt werden und dadurch sichtbares Licht im Wellenlängenbereich von 630 nm-680 nm emittieren, werden zunehmend wichtige Komponenten von professionellen und Verbrauchererzeugnissen. Zum Beispiel ist es ins Auge gefasst, dass das DVD(Digital Video Disk)-System eine LD mit einer Wellenlänge von 635 nm-650 nm verwendet, die bis zu einer Temperatur von 60ºC 5 mM Ausgangsleistung liefert. Die nächste Generation von Halbleiterlasern benötigt eine noch größere maximale Ausgangsleistung bis zur selben oder noch einer höheren (z. B. 70ºC) Betriebstemperatur.
Eine Haupteinschränkung aktueller Laserdioden besteht darin, dass sie nicht dazu in der Lage sind, für lange Zeiten (oder mit ausreichend niedrigem Schwellenstrom) bei der höchsten spezifizierten Betriebstemperatur zu arbeiten. Es wird allgemein angenommen, dass dies auf dem Auslecken von Elektronen aus dem aktiven Bereich des Bauteils in den umgebenden optischen Führungsbereich und anschließend in den p-Mantelbereich beruht.
Bisher wurden zwei Verfahren dazu verwendet, dieses Auslecken von Trägern zu testen und zu senken, nämlich:
(1) Erhöhen der p-Dotierung im Mantelbereich, wie von D. P. Bour et al. in IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 30, Seiten 593-606 (1994) offenbart;
(2) Verwenden einer Mehrfachquantentrog-Barriere (MQB) im p-Mantelbereich, wie von Bour et al. (s.o.) und K. Iga et al. in Electronics Letters, 11. September 1986, Vol. 22, No. 19, Seiten 1008 bis 1010 offenbart.
Beide Lösungen sind nicht ideal, und in unserer am 29. Dezember 1995 eingereichten anhängigen britischen Patentanmeldung Nr. 9526631.8 ist eine alternative Vorgehensweise vorgeschlagen, die auf der Verwendung einer in den Mantelbereich eingeführten δ-dotierten p-Schicht beruht.
Das physikalische Prinzip hinter dem obigen Fall (1) kann unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 verstanden werden, die einen aktiven Bereich 1, einen optischen Führungsbereich 2 und einen p-Mantelbereich 3 eines Einzelquantentrog(SQW)-LD im Betriebszustand zeigt. Der Elektronenleckstrom besteht aus demjenigen Anteil der Elektronen, die ausreichende thermische Energie aufweisen, um die Potenzialbarriere auf der rechten Seite des Diagramms zu überwinden. Der Dotierungsgehalt der p-Mantelschicht kann erhöht werden, um die Barrierehöhe von Δ&epsi;&sub1; auf Δ&epsi;&sub2; zu erhöhen. Jedoch existieren hinsichtlich der Menge an p-Dotierung, die in Mantelbereiche aus (AlGaIn)P oder (AlIn)P eingebaut werden kann. Dies gilt insbesondere von durch MOCVD gezüchtete Materialien, bei denen unter Verwendung von entweder Zn oder Mg eine maximale Fremdstoffkonzentration von ungefähr 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ erzielt werden kann. Ein Beispiel hierfür ist durch D. P. Bour et al. (s.o.) gegeben. Jedoch sorgt jede weitere Erhöhung der Dotierstoffkonzentration unter Verwendung dieser Technik dazu, dass der Dotierstoff in den aktiven Bereich 1 des Bauteils diffundiert, um dadurch dessen Funktionsvermögen zu beeinträchtigen.
Das Betriebsprinzip im obigen Fall (2), d. h. für die MQB, ist in den Fig. 2(a) und 2(b) veranschaulicht. Fig. 2(a) zeigt die Leitungsbandenergie einer SCH-Laserstruktur mit einer MQB 4 im p-Mantelbereich 3. Die MQB besteht aus sehr dünnen (einige Monolagen dicken) abwechselnden Schichten von z. B. (InGa)P und (AlGaIn)P. Ein Elektron, das über ausreichende thermische Energie verfügt, um aus der SCH-Struktur zu entweichen, wird an jeder der Grenzflächen der MQB quantenmechanisch reflektiert. Wenn die Schichtdicken auf eine Dicke von λ/4 ausgewählt werden, wobei λ die Elektronenwellenlänge ist, kann ein Energieband erstellt werden, durch das Elektronen mit der Wahrscheinlichkeit 1 reflektiert werden. Dies ist in Fig. 2(b) angedeutet, aus der erkennbar ist, dass deutlich oberhalb der klassischen Barrierehöhe δ&epsi; beinahe das Reflexionsvermögen 1 existiert. In Fig. 2(b) repräsentieren die gestrichelte und die durchgezogene Linie das klassische Reflexionsvermögen bzw. die quantenmechanische Berechnung für das Reflexionsvermögen.
Prinzipiell ist dann ein MQW einem DBR (verteilter Braggreflektor) für eine optische Welle analog. K. Kishino et al., Appl. Phys. Lett., Vol. 58, Seiten 1822-1824 (1991) und H. Hamada et al. Electron. Lett., Vol. 28, Seiten 1834-1836 (1992) gelang es zu zeigen, dass die Temperaturabhängigkeit des Schwellenstroms von Lasern mit kurzer Wellenlänge unter Verwendung derartiger Reflektoren verbessert wird. Jedoch leitet sich die Wirksamkeit der Reflektoren im Allgemeinen eher aus den LD-Betriebseigenschaften als aus einer direkten Messung einer Verbesserung der Barrierehöhe ab. Daher ist es schwierig, zu quantifizieren, welches gerade der Vorteil ist, der aus der Verwendung der MQB im Vergleich zu irgendeinem Vorteil herrührt, der einfach durch bessere Verarbeitung oder bessere Materialqualität verursacht sein kann. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass eine effektive MQB nur dann erzielt wird, wenn die Elektronen-Kohärenzlänge lang ist. Alles, was diese Kohärenz zerstört, z. B. Streuung an einer Grenzfläche, verringert die Reflexionseigenschaften deutlich.
In der britischen Patentanmeldung Nr. 9526631.8 (s. o.) ist vorgeschlagen, dass die Einfügung einer 5-dotierten p-Schicht in den p-Mantelbereich einer Laserdiode mit gesonderter Eingrenzungs-Heterostruktur (SCH = separate confinement heterostructure) den Effekt einer Vergrößerung der Bandverbiegung auf der p-Seite des Heteroübergangs zeigt, wodurch die Barriere erhöht wird, die hinsichtlich eines Ausleckens thermischer Elektronen vorhanden ist.
P. M. Smowton et al. zeigen in Appl. Phys. Lett., Vol. 67, Seiten 1265- 1267, 1995, dass ein wichtiger Leckmechanismus für Elektronen über das indirekte X-Tal der Leitungsbänder in den p-seitigen Führungs- und Mantelbereichen eines Lasers mit gesonderter Eingrenzungsstruktur (SCH) mit zwei durch eine Barriere getrennten Quantentrögen aus Ga0,41In0,59P laufen kann, wobei alle für den optischen Führungsbereich von (AlyGa1-y)0,51In0,49P (wobei y die verschiedenen Werte 0,3, 0,4 und 0,5 aufweist) eingestellt, mit einer Bedeckung durch Mantelschichten aus (Al&sub0;&sub7;Ga0,3)0,51In0,49P, das auf der p-Seite mit Zn und auf der n-Seite mit Si dotiert ist. Jedoch erfolgten keine Vorschläge zum Lindern von Problemen, die durch den Verlust von Elektronen über diesen Mechanismus hervorgerufen sind.
Es wird nun auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen, aus denen die Bedeutung des oben erörterten Elektronenleckmechanismus über die X-Bänder im Führungs- und Mantelbereich erkennbar ist. Fig. 3 zeigt die Relativpositionen der Kanten des Leitungs- und des Valenzbands, am Γ-Punkt in der Brillouinzone, und X-Minima für das Legierungssystem (AlyGa1-y)0,515In0,485P, wobei y zwischen 0 und 1 liegt, das Gitteranpassung an GaAs zeigt. Aus diesem Materialsystem werden SCH-LDs für sichtbare Emitter hergestellt. Um Fig. 3 aufzubauen, wurde angenommen, dass die Leitungsbanddiskontinuität konstant ist und 67% der gesamten Bandlückendifferenz entspricht. Typischerweise würde der optische Führungsbereich 2 unter Verwendung einer Legierung mit y = 0,2 hergestellt und der p-Mantelbereich 3 würde unter Verwendung einer Legierung mit 0,7 hergestellt. Der aktive Bereich 1 der LD wird aus einem Quantentrog (QW) der Legierung (GaIn)P hergestellt.
Fig. 4 zeigt den Bandkantenverlauf bei einer typischen Laserstruktur. Es wird darauf hingewiesen, dass der Kantenverlauf des X-Bands dergestalt ist, dass das X-Minimum im p-Mantelbereich 3 niedriger als das im Führungsbereich 2 liegt. Dies impliziert, dass einige der thermisch angeregten Elektronen aus dem Trog (oder dem Führungsbereich) die Barriere überwinden, die durch das X-Minimum im Führungsbereich 2 gebildet ist. Von hier laufen die Elektronen zum X-Band niedrigerer Energie im p-Mantelbereich, wo sie frei für eine Diffusion weg vom aktiven Bereich 1 sind.
In Fig. 5 besteht der im optischen Führungsbereich 12 eingestellte aktive Bereich 10 aus einem n-seitigen und einem p-seitigen Führungsbereich 12a und 12b, und der n- und der p-Mantelbereich 14 und 16 der Laserdiode sind schematisch dargestellt. Bei normalen Betriebsbedingungen werden Elektronen vom n-seitigen Kontakt des Bauteils injiziert, während Löcher vom p-seitigen Kontakt desselben injiziert werden. Diese Elektronen und Löcher (die allgemein als "Träger" bezeichnet werden) rekombinieren im aktiven Bereich 10 des Bauteils, um Photonen passender Energie zu erzeugen. Im aktiven Bereich 10 kann ein einzelner Quantentrog (SQW) oder mehrere Tröge (MQW) vorhanden sein. Die QW-Dicke L&sub1;&sub0; wird so eingestellt, dass das Energieniveau (e) eingeschlossener Elektronen und schwerer Löcher (hh) dergestalt sind, dass ihr energetischer Abstand Photonen der passenden Energie erzeugt. L&sub1;&sub6; kennzeichnet die Dicke des p-Mantelbereichs 16. Eine optische Welle wird durch die Brechungsindexdifferenz geführt, die prinzipiell zwischen dem optischen Führungsbereich 12 des Bauteils und den Mantelbereichen 14 und 16 mit größerer Bandlücke existiert. Es ist zu beachten, dass das X- Minimum im p-Mantelbereich 16 unter dem im p-Führungsbereich 12b liegt. Dies bedeutet, dass alle thermisch in das X-Band des Führungsbereichs 12b angeregten Elektronen einen thermischen Übergang herunter in das X-Band im p-Mantelbereich 16 erfahren, wo sie in freier Weise entweder rekombinieren können (Verlust) oder vom aktiven QW-Bereich 10 abdriften und wegdiffundieren können (weiterer Verlust).
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Problem thermisch aktivierter Verluste von Elektronen zu lindern.
Gemäß der Erfindung ist ein SCH(separate confinement heterostructure = gesonderte Eingrenzungs-Heterostruktur)-Laserbauteil mit Folgendem geschaffen:
- einem optischen Führungsbereich;
- einem aktiven Bereich in diesem optischen Führungsbereich und
- einem n- und einem p-Mantelbereich auf entgegengesetzten Seiten des optischen Führungsbereichs;
dadurch gekennzeichnet, dass in einem p-seitigen Bereich des Bauteils eine Elektronen reflektierende Barriereschicht vorhanden ist und
(a) die Zusammensetzung der Elektronen reflektierenden Barriereschicht dergestalt ist, dass sie ein X-Minimum aufweist, das höher als in einem benachbarten Teil des p-seitigen Bereichs zumindest auf derjenigen Seite der Barriereschicht liegt, die zwischen der Barriereschicht und dem aktiven Bereich angeordnet ist, und
(b) die Dicke der Barriereschicht dergestalt ist, dass ein Tunneln von Elektronen zwischen den X-Bändern der benachbarten Teile des p-seitigen Bereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht verhindert wird, und/oder Teile des p-seitigen Bereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht Zusammensetzungen aufweisen, die ausreichend verschieden voneinander sind, um ein derartiges Tunneln zu verhindern.
Die Barriereschicht kann im p-Mantelbereich vorhanden sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass
(a) die Zusammensetzung der Elektronen reflektierenden Barriereschicht dergestalt ist, dass das X-Minimum in ihr höher als das in einem benachbarten Teil des p-Mantelbereichs zumindest auf derjenigen Seite der Barriereschicht liegt, die zwischen der Barriereschicht und dem optischen Führungsbereich angeordnet ist,
(b) die Zusammensetzung und/oder die Dicke der Barriereschicht dergestalt ist, dass sie ein Γ-Minimum aufweist, das höher als das X-Minimum des benachbarten Teils des p-Mantelbereichs liegt, und
(c) die Dicke der Barriereschicht dergestalt ist, dass ein Tunneln von Elektronen zwischen den X-Bändern der benachbarten Teile des p-Mantelbereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht verhindert wird, und/oder Teile des p-Mantelbereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht Zusammensetzungen aufweisen, die ausreichend verschieden voneinander sind, um ein derartiges Tunneln zu verhindern.
Es ist bevorzugter, dass
(a) die Zusammensetzung der Barrierschicht dergestalt ist, dass das X-Minimum in ihr höher als das in benachbarten Teilen des p-Mantelbereichs zu beiden Seiten der Barriereschicht liegt;
(b) die Zusammensetzung und/oder die Dicke der Barriereschicht dergestalt ist, dass ein Γ-Minimum in ihr höher als die X-Minima in benachbarten Teilen des p-Mantelbereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht liegt; und
(c) die Dicke der Barriereschicht dergestalt ist, dass ein Tunneln von Elektronen zwischen den X-Bändern der benachbarten Teile des p-Mantelbereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht verhindert wird, und/oder Teile des p-Mantelbereichs auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht Zusammensetzungen aufweisen, die ausreichend verschieden voneinander sind, um ein derartiges Tunneln zu verhindern.
Die Begriffe Γ-Band und X-Band, wie sie hier verwendet werden, betreffen Symmetriepunkte in der Brillouinzone, wobei es sich um Standardbegriffe in der Festkörperphysik handelt, siehe z. B. R. A. Smith, "Semiconductors", (Cambridge University Press, 1978). Die Begriffe Γ-Minimum und X-Minimum bezeichnen das minimale Energieniveau im Γ- bzw. X-Band.
Die Barriereschicht verfügt vorzugsweise über im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung wie der aktive Bereich.
Der Effekt der Barriereschicht beim erfindungsgemäßen Laserbauteil besteht darin, als Barriere gegen Elektronen zu wirken, die im X-Tal laufen (d. h. X-Elektronen mit relativ niedrigerem Energieniveau), um sie so zum aktiven Bereich zurückzureflektieren und ihre Drift und Diffusion in den p-Mantelbereich zu verhindern. Es wird als möglich angesehen, etwas des Elektronenleckvorgangs unter Verwendung nur einer einzelnen Barriereschicht zu sperren, um so die Realisierung einfacher als mit der oben genannten MQB zu machen, die sich, im Gegensatz zu einer Einzelschicht, hinsichtlich ihres Reflexionsvermögens auf die quantenmechanische Kohärenz von Zuständen stützt.
Die Dicke der Barriereschicht wird am bevorzugtesten so gewählt, dass das in ihr durch einen ersten Zustand (e') eingegrenzter Elektronen in der Barriereschicht gebildete Γ-Minimum über den X-Minima in den benachbarten Mantel- und Führungsbereichen liegt. Wenn e' an dieser Energieposition liegt, existiert kein Zustand niedrigerer Energie, in den Elektronen thermisch relaxieren und anschließend rekombinieren könnten. Typischerweise beträgt die Dicke der Barriereschicht 20 Å bis 3 Å, und sie beträgt vorzugsweise 15 Å bis 7 Å (1 nm = 10 Å).
Vorzugsweise ist die Dicke desjenigen Teils des p-Mantelbereichs, der zwischen der Barriereschicht und dem optischen Führungsbereich angeordnet ist, nicht kleiner als 100 Å, und sie liegt vorzugsweise im Bereich von 100 Å bis 1 um. Dies unterstützt beim Minimieren (1) des thermischen Entweichens von Ladungsträgern aus dem Mantelbereich über die durch die Barriereschicht gebildete Barriere und (2) des Tunnelns von Ladungsträgern durch die Barriereschicht. Dies, da dann, wenn die Ladungsträger in diesem Teil des Mantelbereichs bis an den Boden des X-Bands relaxiert haben, diese Ladungsträger die maximale Barriere überwinden müssen und durch die maximale Barriere tunneln müssen.
Bei einer anderen Ausführungsform ist mindestens eine zusätzliche Barriereschicht vorhanden. Vorzugsweise nehmen die Dicke der Barriere und der mindestens einen zusätzlichen Barriereschicht weg vom Führungsbereich ab. Dies sorgt für mehrere Niveaus e', die in den p-Mantelbereich vom Führungsbereich heraus ansteigen, um für eine zunehmende Tunnelbarriere gegen Elektronen zu sorgen. Bei einer anderen Reihe von Ausführungsformen sind die Elektronen reflektierende Barriereschicht und/oder mindestens eine zusätzliche Elektronen reflektierende Barriereschicht im p-seitigen optischen Führungsbereich vorhanden. Bei derartigen Ausführungsformen ist die Dicke der Barriereschicht vorzugsweise dergestalt, dass sie ein erstes Energieniveau für eingegrenzte Elektronen aufweist, das höher als das X-Minimum in einem benachbarten Teil des p-Mantelbereichs ist. Eine derartige Barriereschicht verfügt vorzugsweise auch über eine solche Zusammensetzung, dass das X-Minimum in ihr höher als das im p-Mantelbereich liegt.
Der Abstand zwischen benachbarten Barriereschichten ist vorzugsweise nicht kleiner als 2,85 Å, und er beträgt vorzugsweise 7 Å bis 15 Å. Das benachbarte Barriereschichten trennende Material verfügt vorzugsweise über dieselbe Zusammensetzung wie der p-Mantelbereich.
Die Erfindung ist z. B. bei Laserbauteilen mit getrennter Eingrenzungsheterostruktur auf Grundlage des Legierungssystems (i) (InGa)P/(AlGaIn)P oder des Legierungssystems (ii) GaAs/(AIGa)As anwendbar.
Das Legierungssystem (i) ist vorzugsweise das Legierungssystem:
(InxGa1-x)P/(AlyGa1-y)zIn1-zP
wobei 0,3 ≤ x ≤ 0,6 gilt, y im Bereich von 0 bis 1 liegt und z im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegt. Vorzugsweise hat z im Legierungssystem (i) den Wert 0,515, da diese die Zusammensetzung ist, bei der Gitteranpassung an ein GaAs-Substrat besteht.
Das Legierungssystem (ii) ist vorzugsweise GaAs/(AlxGa1-x)As, wobei x im Bereich von 0,1 bis 1 liegt.
Es ist zu beachten, dass die Werte von x und y in den obigen Legierungssystemen (i) und (ii) von der Zusammensetzung derjenigen Teile des p-Bereichs abhängen, die an die Elektronen reflektierende Barriereschicht angrenzen.
Bei allen vorstehenden Ausführungsformen liegt es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Laserdiode vom GRINSCH(Graded Refractive Index Separate Confinement Heterostructure = gestufter Brechungsindex und getrennte Eingrenzungs-Heterostruktur)-Typ ist.
Der LD kann vom Kanten- oder vom Oberflächen-Emissionstyp sein.
Nun werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm von Leitungsband- und Valenzband- Energien des oben erörterten bekannten SCH-Laserbauteils;
Fig. 2(a) ist ein schematisches Diagramm der Leitungsbandenergie des bekannten SCH-Laserbauteils, das mit einem MQB-Bereich des oben erörterten Typs versehen ist;
Fig. 2(b) zeigt das Reflexionsvermögen des Laserbauteils der Fig. 2(a)
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Relativpositionen der Kanten des Leitungs- und des Valenzbands für das (InGa)P/(AlyGa1-y)0,5152n0,485P- Legierungssystem zeigt;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die die Position der Leitungsbandkante bei einer typischen Γ--Laserdiode für sichtbares Licht zeigt;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des aktiven Bereichs und benachbarter Bereiche einer typischen herkömmlichen (InGa)P/(AlGaIn)P-Laserdiode für sichtbares Licht;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des aktiven Bereichs einer (InGa)P/(AlGaIn)P-Laserdiode für sichtbares Licht, bei der gemäß der Erfindung eine einzelne Elektronen reflektierende Barriereschicht hinzugefügt ist;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung ähnlich der der Fig. 6, jedoch für eine GRINSCH-Laserdiode;
Fig. 8 und 9 sind schematische Darstellungen ähnlich der der Fig. 6, jedoch mit mehr als einer Elektronen reflektierenden Schicht;
Fig. 10 ist ein Kurvenbild, das einen experimentellen Vergleich von Schwellenstromdichten von (AlGaIn)P-LCDs mit und ohne Barriereschichten zeigt;
Fig. 11 ist ein Diagramm ähnlich dem der Fig. 3, das jedoch die Relativpositionen der Kanten des Leitungs- und Valenzbands für das Legierungssystem GaAs/(AlxGa1-x)As zeigt;
Fig. 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht (nicht maßstabsgetreu) der Lichtstruktur eines erfindungsgemäßen kantenemittierenden LD aus (AlGaIn)P;
Fig. 13 ist eine schematische Schnittansicht der Schichtstruktur eines erfindungsgemäßen Laserbauteils mit Vertikalresonator und Oberflächenemission (VCSEL = vertical cavity surface emitting laser) aus (AlGaIn)P;
Fig. 14 ist eine schematische Darstellung ähnlich der der Fig. 6, die jedoch eine zusätzliche Elektronen reflektierende Barriereschicht im p-seitigen optischen Führungsbereich zeigt; und
Fig. 15 ist eine schematische Darstellung ähnlich der der Fig. 6, die jedoch eine Elektronen reflektierende Barriereschicht im p-seitigen optischen Führungsbereich statt im p-Mantelbereich zeigt.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, gemäß der, bei einem speziellen Beispiel der Erfindung, eine Barriereschicht 6 aus gitterangepasstem (InGa)P mit der Dicke L&sub6; in einen undotierten Teil der p-Mantelschicht 16 eingefügt ist, wie es schematisch dargestellt ist. Auch sind die zugehörigen Kanten des Leitungs- und Valenzbands dargestellt. Die Dicke L&sub6; ist so gewählt, dass sie ein solcher Wert ist, dass der erste Zustand (e') eingegrenzter Elektronen über dem der X-Minima im Mantel- und im Führungsbereich 12b und 16 liegt. Wenn sich e' an dieser Energieposition befindet, ist kein Zustand niedrigerer Energie gebildet, in den Elektronen thermisch relaxieren und anschließend rekombinieren könnten. So bildet e' effektiv das Γ- Minimum in der Barriereschicht 6. Wenn die Barriereschicht 6 z. B. aus an GaAs wiederangepasstem (InGa)P besteht, wäre ein geeigneter Wert von L&sub6; 15 Å oder weniger. Es ist immer noch möglich, dass Ladungsträger im X-Tal des Mantelbereichs 16 über zwei Wege entweichen: (1) thermisches Entweichen aus dem Mantelbereich 16 über die Obergrenze der Barriere, die durch das Eingrenzungsniveau e' gebildet ist, oder (2) Tunneln durch die Barriereschicht 6, wobei erneut die Barrierehöhe e' beträgt. Die Barrierehöhe wird wegen der Γ-X-Wellenfunktionsmischung, die an der Heteroübergangs-Grenzfläche auftritt, durch e' und nicht durch das X-Minimum in (InGa)P bestimmt. Die obigen Mechanismen (1) und (2) sind dann minimal, wenn die Träger im Mantelbereich 16 thermisch an den Boden des X-Bands relaxiert haben, wo die maximale Barriere zu überwinden ist und die maximale Barriere zu durchtunneln ist. Die Dicke L&sub1;&sub6; des Mantelbereichs 16 sollte idealerweise so eingestellt werden, dass dieser Situation genügt ist. In dieser Hinsicht wird davon ausgegangen, dass eine Dicke L&sub1;&sub6; von > 100 Å von Hilfe ist.
In Fig. 7 befindet sich die Barriereschicht 6 auf der p-Seite des aktiven Bereichs 10 einer Laserdiode vom als GRINSCH (Graded Refractive Index Separate Confinement Heterostructure = gestufter Brechungsindex und getrennte Eingrenzungs-Heterostruktur) bekannten Typ. Hier variiert die Energielücke jedes der optischen Führungsbereiche 12a und 12b auf gestufte Weise ausgehend von den jeweiligen Mantelbereichen 14 und 16 zu den aktiven Bereichen 10 mit SQW oder MQW-Struktur der Heterostruktur. Diese Stufung oder dieser Verlauf muss nicht notwendigerweise linear sein, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Bei allen vorstehenden Ausführungsbeispielen kann das Design der Laserdiode auch vom Typ sein, wie er in Fig. 6 oder in Fig. 7 dargestellt ist.
In den Fig. 8 und 9 ist die einzelne Barriereschicht 6 durch zwei (siehe Fig. 8) oder 3 (siehe Fig. 9) Barriereschichten 6a, 6b usw. ersetzt, wobei benachbarte Barriereschichten durch eine Schicht 7a usw. aus einem quaternären Mantelmaterial (AlGaIn)P getrennt sind. In diesem Fall sind die Dicken derartiger Barrierschichten 6a, 6b usw. innerhalb des p-Mantelbereichs 16 so gewählt, dass sie mit fortschreitender Entfernung vom Führungsbereich 12b abnehmen. Dies liefert dann eine ansteigende Treppe von Niveaus e', wodurch sich Elektronen eine zunehmende Tunnelbarriere entgegenstellt. Typische Dicken können für den Aufbau gemäß Fig. 9 mit drei Barriereschichten 12 Å, 7 Å und 5 Å betragen.
Alternativ kann der Wert von L&sub6; so gewählt werden, dass der erste Eingrenzungszustand einen solchen Zustand bildet, in dem Elektronen eingefangen werden können. Jedoch ist es in dieser Situation möglich, dass Elektronen mit Löchern rekombinieren, die auf der p-Seite eingefangen wurden, um dadurch einen anderen Verlustmechanismus zu bilden. In jedem Fall sollte die Dicke L&sub6; der Barriereschicht 6 idealerweise so gewählt werden, dass das Tunneln von Elektronen in die X-Täler durch die (InGa)P-Schicht minimiert ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Barriereschicht 6 aus der quaternären Legierung (AlyGa1-y)0,515In0,485P. Wenn der Wert von y zu 0,5 gewählt wird, sieht das Bandkantenprofil in der Schicht wie das der Führungsschicht 12b aus. Wenn eine "Volumen"-Schicht eingefügt wird, wird der niederste Zustand in der Barriereschicht 6 der Γ-Punkt in der Brillouinzone, der immer noch eine Barriere gegen Tunneln und thermoionische Emission bildet. Dünnere Schichten würden die Eingrenzung der Γ- Elektronen erhöhen, jedoch die Position der X-Bänder nicht ändern, die dann die niedrigste Barriere für ein Entweichen bilden würden. Ein Kompromiss besteht darin, einen Wert von y zwischen 0 und 0,5 zu verwenden. Dann ist es erforderlich, sich auf Quanteneingrenzungseffekte an den Γ-Elektronen zu stützen, um die Potenzialbarriere gegen Tunneln zu erhöhen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Barriereschicht 6 aus einer nicht gitterangepassten InzGa1-zP-Legierung, wobei der Wert von z so gewählt ist, dass sich das (InGa)P unter Zugbelastung befindet, wenn es epitaktisch auf ein GaAs-Substrat aufgewachsen wird. In der Praxis bedeutet diese die Verwendung von Werten z < 0,48. Erneut müsste der Quanteneingrenzungseffekt verwendet werden, um den Γ-Punkt in der Brillouinzone über den X-Punkt in der Brillouinzone des Führungsbereichs 12b anzuheben. In diesem Fall könnte jedoch, wegen der erhöhten Lücke der Barriereschicht 6, die Dicke etwas größer als 15 Å sein.
Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen, in der die Schwellenstromdichten sogenannter Großflächen-Laserdioden (LD), die mit gepulster elektrischer Injektion arbeiten, bei Raumtemperatur dargestellt sind. Es handelt sich hierbei um Begriffe, die jedem vertraut sind, der mit der Herstellung und dem Testen von Laserdioden-Bauteilen zu tun hat. Es sind Ergebnisse an einer sogenannten "Steuerungs"-LD, ähnlich derjenigen, die in Fig. 5 gezeigt ist, dargestellt. Die LD wurde unter Verwendung einer Epitaxiewachstumstechnik hergestellt, die als Gasquellen-Molekularstrahlepitaxie (GSMBE = Gas Source Molecular Beam Epitaxy) bekannt ist, jedoch könnte sie unter Verwendung einer Alternative hergestellt worden sein, wie Feststoffquelle- Molekularstrahlepitaxie (SSMBE = solid source molecular beam epitaxy) oder metallorganischer, chemischer Dampfabscheidung (MOCVD oder MOVPE oder OMVPE). Bei der Steuerungs-LD wird der p-Mantelbereich 16 aus der quaternären Legierung (Al0,7Ga0,3)0,515In0,485P hergestellt, und er wird mit einem Wert von 10¹&sup8; cm&supmin;³ mit Be-Atomen dotiert, während der n-Mantelbereich 14 aus derselben Legierungszusammensetzung hergestellt wird, jedoch mit einer Dotierung mit Si-Atomen mit einem Wert von 10¹&sup8; cm&supmin;³. Die auf die Mantelbereiche 14 und 16 folgenden optischen Führungsbereiche 12a und 12b sind ungefähr 500 Å dick, sie bestehen aus der quaternären Legierung (Al0,5Ga0,5)0,515In0,485P und sie sind nicht absichtlich mit irgendwelchen Fremdstoffatomen dotiert. Zwischen diesen zwei Führungsbereichen 12a und 12b sind drei Quantentröge der Zusammensetzung Ga0,515In0,485P von 100 Å eingebettet, die durch Barrieren aus (Al0,5Ga0,5)0,515In0,485P von 50 Å getrennt sind. Diese Tröge und Barrieren bilden den aktiven Bereich 10, und sie sind in ähnlicher Weise nicht absichtlich mit Fremstoffatomen dotiert.
Die Einzelreflektor-LD (d. h. die eine mit einer einzelnen Barriereschicht 6) weist identische Struktur wie die Steuerungs-LD auf, jedoch abgesehen vom Hinzufügen einer 12 Å dicken Schicht aus Ga0,515In0,485P im p-Mantelbereich, die 300 Å entfernt vom Anfang des Führungsbereichs 12b liegt. Die Doppelreflektor-LD ist mit Ausnahme des Hinzufügens einer weiteren Schicht aus Ga0,515In0,485P mit 7 Å Dicke, die durch eine (Al0,7Ga0,3)0,515In0,485P-Schicht von ihr getrennt ist, mit der Einzelreflektor-LD identisch. Der Fachmann hinsichtlich des Designs und der Herstellung von Halbleiterlaserdioden erkennt, dass innerhalb des Umfangs der Erfindung verschiedene Ersetzungen betreffend Schichtdicken und Schichtzusammensetzungen vorgenommen werden können und in Folge dessen die LDs gemäß diesen Versuchen nicht als die einzigen Möglichkeiten auszulegen sind.
Wie es aus Fig. 10 erkennbar ist, brachten LDs mit einer Barriereschicht (mit Barriereschichten) gemäß der Erfindung zu einer Abnahme von ungefähr > 30% hinsichtlich der Schwellenstromdichte dieser Laserdioden.
In Fig. 11 ist dargestellt, dass das für das (InGa)P/(AlGaIn)P-System veranschaulichte Prinzip auch für das GaAs/(AlGa)As-System anwendbar ist. Da auch dieses ein solches ist, bei dem die relativen Energiepositionen des Γ- und des X-Bands, wenn mit dem Bandversatzverhältnis zwischen GaAs und (AlGa)As gekoppelt, bedeutet dies, dass es möglich ist, Heterostrukturen aufzubauen, bei dem sich das X-Band im Führungsbereich und/oder der Mantelbereich auf der p-Seite der Heterostruktur im Zustand niedrigster Energie befindet.
Es wird nun auf Fig. 12 Bezug genommen, in der die dort veranschaulichte kantenemittierende LD eine Schichtstruktur mit einer den aktiven Bereich mit Quantentrog bildende (InGa)P-Schicht 10, Schichten 12a und 12b aus undotiertem (AlGaIn)P, die den n- bzw. p-seitigen optischen Führungsbereich bilden, eine n-dotierte (AlGaIn)P-Schicht 14, die den n-Mantelbereich bildet, eine p-dotierte (AlGaIn)P-Schicht 16, die den p-Mantelbereich bildet, und eine die Elektronen reflektierende Barriere bildende (InGa)P-Schicht 6 aufweist. Die Funktionen, denen derartige Schichten dienen, sind aus der bisherigen Beschreibung leicht erkennbar. Diese Schichten werden auf eine dem Fachmann gut bekannte Weise epitaktisch auf ein n-dotiertes GaAs-Substrat 18 aufgewachsen, das eine n-dotierte GaAs-Pufferschicht 20 trägt. Auf der Oberseite der Schicht 16 ist eine p-dotierte GaAs-Kontaktschicht 21 vorhanden. Auf der Oberseite der Schicht 21 und der Unterseite des Substrats 18 sind ein p-seitiger Metallkontakt 22 bzw. eine n-seitiger Metallkontakt 32 vorhanden. Durch Spaltkanten rechtwinklig zur Ebene des Substrats 18 sind Laserspiegelflächen 24 ausgebildet.
Die kantenemittierernde LD der Fig. 12 arbeitet auf eine Weise, die dem Fachmann im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung gut erkennbar ist, so dass, im Gebrauch, eine Kantenemission von Licht in der Richtung des in Fig. 12 dargestellten Pfeils erfolgt.
Das VCSEL-Bauteil der Fig. 13 wird auf einem n-dotierten GaAs-Substrat 18, das eine n-dotierte GaAs-Pufferschicht 20 trägt, dadurch hergestellt, dass epitaktisches Aufwachsen und Ätzen nach Bedarf auf eine in der Technik gut bekannte Weise erfolgen. In Fig. 13 sind der Zweckdienlichkeit halber der aktive Bereich 10 mit Quantentrog und der optische Führungsbereich 12 als eine Schicht dargestellt, jedoch werden die verschiedenen Bereiche 12a, 10 und 12b, wie bereits beschrieben, in der Praxis aufeinanderfolgend aufgewachsen. Die Führungsbereiche 12a und 12b sind undotiert. Die n-dotierte (AlGaIn)P-Schicht 14 bildet einen n-dotierten Abstandshalterbereich, der einen Teil der Ummantelung des VCSEL bildet. Die p-dotierte (AlGaIn)P- Schicht 16 bildet einen p-dotierten Abstandshalterbereich, der ebenfalls einen Teil der Ummantelung des VCSEL bildet. In der Schichtstruktur sind auch auf eine für sich in der Technik gut bekannte Weise ein oberer und ein unterer Braggreflektor (DBR) 26 und 28 vom p- und vom n-Typ vorhanden. Der obere DBR 26 ist durch eine ringförmige, elektrisch isolierende Stromeingrenzungsschicht 30 aus einem Polymer umgeben. Auf dem DBR 26 und der Schicht 30 ist ein ringförmiger, oberer p-Kontakt 22 vorhanden. Auf der Unterseite des Substrats 18 ist ein n-Kontakt 32 vorhanden.
Wie es für VCSELs gut bekannt ist, erfolgt Lichtemission durch die mittlere Öffnung im ringförmigen oberen Kontakt 22 in den durch den Pfeil in Fig. 13 gekennzeichneten Richtung.
Es wird nun auf Fig. 14 Bezug genommen, bei der die Anordnung dergestalt ist, wie sie oben in Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben wurde, jedoch mit der Ausnahme, dass eine weitere Elektronen reflektierende Barriereschicht 6' mitderselben Zusammensetzung wie der der Barriereschicht 6 im p-seitigen Führungsbereich 12b nahe dem p-Mantelbereich 16 vorhanden ist. Die Barriereschicht 6' verfügt über eine Dicke von 5 bis 10 Å (wobei sie jedoch eine Dicke zwischen 5 und 50 Å aufweisen kann). Die Anordnung ist dergestalt, dass das erste Energieniveau e' für eingegrenzte Elektronen in der Barriereschicht 6' nahe dem Γ-Minimum in den benachbarten Teilen des Führungsbereichs 12b auf entgegengesetzten Seiten zur Schicht 6' liegt. Wie es aus Fig. 14 erkennbar ist, liegt e' in der Schicht 6' höher als e im aktiven Bereich 10.
Es wird nun auf Fig. 15 Bezug genommen, bei der die Anordnung dergestalt ist, wie es oben in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben ist, jedoch mit der Ausnahme, dass die Elektronen reflektierende Barriereschicht 6 im p-seitigen Führungsbereich 12b nahe dem p-Mantelbereich 16 statt in diesem selbst vorhanden ist. Die Barriereschicht 6 verfügt über eine Dicke von 5 bis 10 Å (wobei sie jedoch eine Dicke zwischen 5 und 50 Å aufweisen kann). Die Anordnung ist dergestalt, dass das erste Energieniveau e' eingegrenzter Elektronen in der Barriereschicht 6 nahe dem Γ-Minimum in den benachbarten Teilen des Führungsbereichs 12b auf entgegengesetzten Seiten der Schicht 6 liegt. Wie es aus Fig. 15 erkennbar ist, liegt e in der Schicht 6 höher als e im aktiven Bereich 10.
Der Fachmann auf dem Gebiet der Halbleiterphysik und elektronischer Materialien erkennt, dass der hier beschriebene Effekt nicht auf die zwei vorstehend beschriebenen Legierungssysteme beschränkt ist, sondern dass er bei jeder Heterostruktur-LD anwendbar ist, deren Bestandteile eine Leitungsband-Abhängigkeit ähnlich derjenigen zeigen, wie sie in den Fig. 11 und 3 dargestellt ist, wobei vorzugsweise Folgendes gilt: (i) im aktiven Bereich bildet das Γ-Band den niedrigsten Energiezustand, (ii) im aktiven Bereich weist das X-Band einen höheren Energiezustand als das Γ-Band im optischen Führungsbereich auf der n-Seite des Bauteils auf, (iii) im optischen Führungsbereich auf der p-Seite der LD bildet das X-Band entweder den niedrigsten Energiezustand oder es liegt nahe am Γ-Band, das den niedrigsten Energiezustand zeigt, und (iv) das X-Band bildet im n-Mantelbereich und/oder im p-Mantelbereich den niedrigsten Energiezustand.

Claims

1. SCH(separate confinement heterostructure = getrennte Eingrenzungs- Heterostruktur)-Laserbauteil mit:

- einem optischen Führungsbereich (12);

- einem aktiven Bereich (10) in diesem optischen Führungsbereich (12) und

- einem n- und einem p-Mantelbereich (14, 16) auf entgegengesetzten Seiten des optischen Führungsbereichs (12);

dadurch gekennzeichnet, dass in einem p-seitigen Bereich (12b, 16) des Bauteils eine Elektronen reflektierende Barriereschicht (6) vorhanden ist und

(a) die Zusammensetzung der Elektronen reflektierenden Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass sie ein X-Minimum aufweist, das höher als in einem benachbarten Teil des p-seitigen Bereichs (12b, 16) zumindest auf derjenigen Seite der Barriereschicht (6) liegt, die zwischen der Barriereschicht (6) und dem aktiven Bereich (10) angeordnet ist, und

(b) die Dicke der Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass ein Tunneln von Elektronen zwischen den X-Bändern der benachbarten Teile des p-seitigen Bereichs (12b, 16) auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht (6) verhindert wird, und/oder Teile des p-seitigen Bereichs (12b, 16) auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht (6) Zusammensetzungen aufweisen, die ausreichend verschieden voneinander sind, um ein derartiges Tunneln zu verhindern.

2. Laserbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (6) im p-Mantelbereich (16) vorhanden ist.

3. Laserbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass:

(a) die Zusammensetzung der Elektronen reflektierenden Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass das X-Minimum in ihr höher als das in einem benachbarten Teil des p-Mantelbereichs (16) zumindest auf derjenigen Seite der Barriereschicht (6) liegt, die zwischen der Barriereschicht (6) und dem optischen Führungsbereich (12) angeordnet ist,

(b) die Zusammensetzung und/oder die Dicke der Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass sie ein Γ-Minimum aufweist, das höher als das X-Minimum des benachbarten Teils des p-Mantelbereichs (16) liegt, und

(c) die Dicke der Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass ein Tunneln von Elektronen zwischen den X-Bändern der benachbarten Teile des p-Mantelbereichs (16) auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht (6) verhindert wird, und/oder Teile des p-Mantelbereichs (16) auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht (6) Zusammensetzungen aufweisen, die ausreichend verschieden voneinander sind, um ein derartiges Tunneln zu verhindern.

4. Laserbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass:

(a) die Zusammensetzung der Barrierschicht (6) dergestalt ist, dass das X- Minimum in ihr höher als das in benachbarten Teilen des p-Mantelbereichs (16) zu beiden Seiten der Barriereschicht (6) liegt;

(b) die Zusammensetzung und/oder die Dicke der Barriereschicht (6) dergestalt ist, dass ein Γ-Minimum in ihr höher als die X-Minima in benachbarten Teilen des p-Mantelbereichs (16) auf entgegengesetzten Seiten der Barriereschicht (6) liegt; und

5. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke desjenigen Teils des p-Mantelbereichs (16), der zwischen der Barriereschicht (6) und dem optischen Führungsbereich (12) angeordnet ist, nicht kleiner als 10 nm (100 Å) ist.

6. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke desjenigen Teils des p-Mantelbereichs (16), der zwischen der Barriereschicht (6) und dem optischen Führungsbereich (12) angeordnet ist, im Bereich von 10 nm (100 Å) bis 1 um liegt.

7. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Barriereschicht (6) 2 nm (20 Å) bis 0,3 nm (3 Å) beträgt.

8. Laserbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Barriereschicht (6) 1,5 nm (15 Å) bis 0,7 nm (7 Å) beträgt.

9. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Barriereschicht (6) so gewählt ist, dass der erste Zustand eingegrenzter Elektronen in ihr über den X-Minima im benachbarten Mantel- und im benachbarten Führungsbereich (12b, 16) liegt.

10. Laserbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronen reflektiertende Barriereschicht (6) im p-seitigen Führungsbereich (12b) liegt.

11. Laserbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Dicke der Barriereschicht (6) 0,5 nm (5 Å) bis 5 nm (50 Å) beträgt.

12. Laserbauteil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Barriereschicht (6) 0, 5 nm (5 Å) bis 1 nm (10 Å) beträgt.

13. Laserbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (6) im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung wie der aktive Bereich (10) aufweist.

14. Laserbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem p-seitigen Bereich (12b, 16) des Bauteils mindestens eine zusätzliche Elektronen reflektierende Barriereschicht (6b, 6c, 6') vorhanden ist.

15. Laserbauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Barrierschicht (6b) oder mindestens eine der zusätzliche Barriereschichten (6b, 6c) im selben p-seitigen Bereich (12b, 16) so vorhanden ist, in dem die erstgenannte Barriereschicht (6a) vorhanden ist.

16. Laserbauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Barriereschicht (6') oder mindestens eine der zusätzlichen Barriereschichten in einem anderen Teil des p-seitigen Bereichs (12b, 16) als dem vorhanden ist, in dem die erstgenannte Barriereschicht (6) vorhanden ist.

17. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der Barriereschicht (6a) und der mindestens einen zusätzlichen Barriereschicht (6b, 6c) mit zunehmender Entfernung vom aktiven Bereich (10) abnehmen.

18. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen benachbarten Barriereschichten (6a, 6b, 6c) nicht weniger als 0,285 nm (2,85 Å) beträgt.

19. Laserbauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen benachbarten Barrierschichten (6a, 6b, 6c) 0,7 nm (7 Å) bis 1,5 nm (15 Å) beträgt.

20. Laserbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auf dem Legierungssystem GaInP/(AlGaIn)P beruht.

21. Laserbauteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Legierungssystem das Folgende ist:

(InxGa1-x)P/(AlyGa1-y)zIn1-zP

wobei 0,3 ≤ x ≤ 0,6 gilt, y im Bereich von 0 bis 1 und z im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegt.

22. Laserbauteil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass z einen solchen Wert aufweist, dass das Legierungssystem (AlGa)zIn1-zP dieselbe Gitterkonstante wie GaAs aufweist.

23. Laserbauteil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass z den Wert 0,515 aufweist.

24. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es auf dem Legierungssystem AlGaAs beruht.

25. Laserbauteil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Legierungssystem GaAs/(AlxGa1-x)As ist, wobei x im Bereich von 0,1 bis 1 liegt.

26. Laserbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es vom GRINSCH(Graded Refractive Index Separate Confinement Heterostructure = gestufter Brechungsindex und getrennte Eingrenzungs-Heterostruktur)-Typ ist.

27. Laserbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es vom Kantenemissionstyp ist.

28. Laserbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es vom Oberflächenemissionstyp ist.