NL7908969A - Halfgeleiderlaser. - Google Patents

Description

<' ' -ί ΡΗΝ 9651 1 Ν. V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

’’Half gel eiderlaser"

De uitvinding heeft betrekking op een halfgelei-derlaser met een halfgeleiderlichaam bevattende een binnen een resonator gelegen strookvormig actief gebied, waarbij de straling in de lengterichting van het strookvormig ac-5 tieve gebied wordt uitgezonden en waarbij een aantal parallel geschakelde pn-overgangen aanwezig is om ladingsdragers in het actieve gebied te injecteren.

Een halfgeleiderlaser van de beschreven soort is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3510795· 10 Halfgeleiderlasers met een strookvormig actief gebied worden tegenwoordig veel toegepast, meestal in de vorm van lasers met een enkele of met dubbele hetero-over-gang (DH-lasers), zoals bijvoorbeeld beschreven in Philips Technical Review, Vol. 36 No. 7> 1976, blz. 190-200. Deze 15 lasers bevatten een actieve laag die althans aan een zijde grenst aan een passieve laag met een grotere bandafstand, in welke actieve laag de straling wordt opgewekt.

Bij deze lasers treden in de loop van hun levensduur verouderingsverschijnselen op, die zich uiten onder 20 meer in het toenemen van de drempelstroom, dat wil zeggen van de minimale stroomsterkte waarbij gestimuleerde stra-lingsemissie optreedt, en in het optreden van spontane oscillaties respectievelijk pulsaties in de intensiteit van de uitgezonden straling.

25 Het blijkt, dat het optreden van dergelijke spon tane oscillaties vaak verbonden is met het ontstaan, in het strookvormige actieve gebied van de actieve laag, van gebieden met plaatselijk verhoogde niet-stralende recombi-natie van ladingsdragers en daaruit-voortvloeiende verhoog-30 de demping. Door de verhoogde niet-stralende recombinatie treedt een plaatselijke temperatuurverhoging op, waardoor de bandafstand enigszins wordt verkleind. Dit leidt op zijn beurt weer tot grotere demping. Deze plaatselijk optredende 7908969 is ^ PHN 9651 2 gebieden blijken vaak agglomeraties van kristalroosterfou-ten te zijn, die de neiging hebben zich tijdens de levensduur van de laser over het gehele strookvormige actieve gebied uit te breiden, waardoor de laser spoedig onbruikbaar 5 wordt. Het blijkt, dat lasers met een relatief zeer klein actief volume minder last hebben van het optreden van spontane oscillaties. Deze lasers zijn echter vaak moeilijk te vervaardigen.

In het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 10 3510795 is een halfgeleiderlaser met een strookvormig ac tief gebied beschreven, waarbij de in dit gebied injecterende pn-overgang in een aantal onderling parallel geschakelde pn-overgangen is opgedeeld teneinde een betere koeling te verkrijgen.

15 De uitvinding beoogt onder meer, een nieuwe half- geleider-laserstructuur aan te geven waarbij het effect van de genoemde verouderingsverschijnselen althans in belangrijke mate is verminderd.

De uitvinding berust onder meer op het inzicht, 20 dat het mogelijk is, de levensduur van de laser aanzienlijk te verhogen door het gebied waarover de eerder genoemde roosterfouten zich kunnen uitbreiden te beperken.

Een halfgeleiderlaser van de in de aanhef beschreven soort heeft daartoe volgens de uitvinding het kenmerk, 25 dat het strookvormige actieve gebied deel uitmaakt van een actieve halfgeleiderlaag van een eerste geleidingstype, en een aantal zones van het tweede geleidingstype bevat waarbinnen de straling wordt opgewekt, welke zones elektrisch verbonden zijn met een op een oppervlak van het halfgelei-30 derlichaam aangebrachte elektrode, waarbij het tussen de zones gelegen deel van de actieve laag van het eerste ge-leidingstype een bandafstand heeft die ten minste gelijk is aan die van de zones, en waarbij gezien in de lengterichting van het strookvormige actieve gebied de grootste afmeting 35 van de zones ten hoogste gelijk is aan 20yum.

Doordat het tussen de zones van het tweede gelei-dingstype, waarbinnen de stralingsrecombinatie optreedt gelegen deel van de actieve laag van het eerste geleidings- 7908969 V ί PUN 9651 3 * type een bandafstand heeft die tenminste gelijk is aan die van de genoemde zones is dit tussengelegen gebied transparant voor de opgewekte straling. Aangezien de eerder genoemde kristalroosterfouten aangroeien onder invloed van niet-5 stralende recombinatie van ladingsdragers treedt deze uitbreiding van de roosterfouten niet in het tussenliggende gebied op, aangezien daar praktisch geen recombinatie plaats vindt, en blijven de roosterfouten ook bij aangroei-ing beperkt tot het gebied van de zones van het tweede ge-10 leidingstype. Zodoende kan geen groot samenhangend gebied met roosterfouten in het actieve volume van de laser ontstaan, waardoor spontane oscillaties worden vermeden.

Een verder voordeel van de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding is, dat de eerste en hogere orde trans-15 versale modi van de straling die uit de zones van het tweede geleidingstype treden een uittree-richting hebben die een hoek maakt met de lengterichting van het strookvormige actieve gebied. Deze stralingsmodi verlaten daardoor voor een groot deel het actieve gebied alvorens zij in een vol-20 gende zone kunnen binnentreden om verder versterkt te worden. Hierdoor treedt alleen versterking van de grondmode ( nul deorde) op en worden discontinuïteiten in de curve van 11 de stralingsintensiteit als functie van de stroomsterkte vermeden. Daarvoor moeten echter de zones van het tweede 25 geleidingstype niet al te dicht op elkaar liggen. Bij voorkeur is daarom hun onderlinge afstand ten minste nagenoeg gelijk aan hun grootste afmeting in de lengterichting van het actieve gebied. Opgemerkt wordt nog dat, waar in deze aanvrage sprake is van een afmeting van een zone van het 30 tweede geleidingstype, bedoeld wordt een afmeting in een richting evenwijdig aan de actieve laag respectievelijk het oppervlak.

De onderlinge afstand van de zones van het tweede geleidingstype moet uiteraard niet zo klein zijn, dat 35 de vanuit een zone in het tussenliggende materiaal van het eerste geleidingstype van de actieve laag geïnjecteerde ladingsdragers van het tweede geleidingstype zich tot in de naburige zone van het tweede geleidingstype kunnen ver- 7908969 * * PHN 9651 4 plaatsen en aldaar recombineren.

Teneinde de grootte van de door aangegroeide roosterfouten ingenomen aaneengesloten gebieden zoveel mogelijk te beperken, bedraagt de grootste afmeting van de 5 zones van het tweede geleidingstype in de lengterichting van het actieve gebied bij voorkeur ten hoogste 10^um.

De genoemde zones maken bij voorkeur deel uit van gebieden van het tweede geleidingstype die zich vanaf het oppervlak tot over ten minste een deel van de dikte van de 10 actieve laag uitstrekken. Ofschoon de zones van het tweede geleidingstype zich desgewenst over slechts een deel van de dikte van de actieve laag kunnen uitstrekken, worden zij ter verkrijging van een optimale efficiëntie met voordeel over de gehele dikte van de actieve laag aangebracht. Daar-15 bij eindigen de zones bij voorkeur in de onmiddelijke nabijheid van de overgang tussen de actieve laag en de daaronder gelegen aangrenzende passieve laag.

De actieve laag bestaat bij voorkeur uit n-type geleidend galliumarsenide of galliumaluminiumarsenide waar-20 in door doteren met zink, bijvoorbeeld door diffusie, p-type geleidende zones zijn gevormd. Aangezien het n-type materiaal in dit geval een grotere bandafstand dan het p-type materiaal heeft, is aan de voorwaarde voor de bandafstand automatisch voldaan.

25 Tenslotte is het van belang op te merken dat, waar de resonator gevormd wordt door reflecterende zijvlakken van het halfgeleiderlichaam, bijvoorbeeld gevormd door splijtvlakken van het kristal, het van voordeel is wanneer deze reflecterende vlakken de actieve laag slechts in het 30 voor de straling transparante materiaal van het eerste geleidingstype snijden. In dat geval vindt er geen recombi-natie plaats nabij de reflecterende vlakken waardoor deze minder gemakkelijk worden beschadigd. De toegestane stra-lingsdichtheid van de laser kan daarbij met ongeveer een 35 factor tien worden verhoogd ten opzichte van het geval waarbij de reflectievlakken het materiaal van het tweede geleidingstype snijden.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan 7908953 . £. £ PHN 9651 5 de hand van de tekening, waarin

Figuur 1 schematisch in bovenaanzicht een halfge-leiderlaser volgens de uitvinding toont,

Figuur 2 schematisch een dwarsdoorsnede van de 5 laser van Figuur 1 volgens de lijn II-II weergeeft,

Figuur 3 schematisch een dwarsdoorsnede van de laser van Figuur 1 volgens de lijn III-III geeft en Figuur k schematisch in bovenaanzicht een andere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderlaser volgens de uitvinding toont, 10 Figuur 5 schematisch een dwarsdoorsnede in de richting III-III door een verdere uitvoeringsvorm van een laser volgens de uitvinding en

Figuur 6, 7 en 8 schematisch bovenaanzichten van nog andere uitvoeringsvormen van de laser volgens de uit-15 vinding tonen.

De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend, waarbij in het bijzonder de afmetingen in de dikte-richting terwille van de duidelijkheid overdreven zijn. In de dwarsdoorsneden zijn halfgeleidergebieden van hetzelfde 20 geleidingstype in dezelfde richting gearceerd. Overeenkomstige delen zijn in de figuren in de regel met hetzelfde verwijzingscijfer aangeduid. Figuur 1 toont schematisch in bovenaanzicht, en Figuur 2 en 3 tonen Schematisch in dwarsdoorsnede volgens de lijnen II-II en III-III van 25 Figuur 1, een halfgeleiderlaser volgens de uitvinding.

De halfgeleiderlaser heeft een halfgeleiderlichaam 1 met een binnen een resonator gelegen strookvormig actief gebied, waarvan de grenzen in het bovenaanzicht van Figuur 1 met a en a' zijn aangegeven en waarbij de laserstraling, 30 in Figuur 1 en 2 met de pijl 2 aangeduid, in de lengterichting van het strookvormige actieve gebied wordt uitgezonden.

De resonator wordt in dit voorbeeld gevormd door twee reflecterende, praktisch loodrecht op het actieve gebied staande zijvlakken 3 sn k van het halfgeleiderlichaam, wel-35 ke zijvlakken meestal splijtvlakken van het halfgeleider-kristal zijn. Een aantal pn-overgangen 5 is aanwezig om ladingsdragers in het actieve gebied te injecteren; deze pn-overgangen worden gevormd tussen de hierna te bespreken ge- 7908969 * ~ PHN 9651 6 bieden 6 en het aangrenzende (feel van het halfgeleiderlichaam.

Volgens de uitvinding maakt het strookvormige actieve gebied deel uit van een actieve halfgeleiderlaag 7 van het eerste geleadingstype, waarbij deze laag 7 ©en aan-5 tal zones 8 van het tweede, tegengestelde geleidingstype bevat waarbinnen de straling wordt opgewekt. Deze zones 8 zijn via de eerder genoemde gebieden 6 elektrisch verbonden met een op een oppervlak 9 van het halfgeleiderlichaam aangebrachte elektrode 10 die hier door een metaallaag wordt ge-10 vormd. Verder heeft volgens de uitvinding het tussen de zones 8 gelegen deel van de actieve laag 7 van het eerste ge-leidingstype een bandafstand die ten minste gelijk is aan die van de zones 8. Tenslotte is volgens de uitvinding de grootste afmeting van de zones 8, gezien in de lengterich-!5 ting van het strookvormige actieve gebied, ten hoogste gelijk aan (in dit voorbeeld kleiner dan) 20yum.

Het halfgeleiderlichaam is in dit voorbeeld samengesteld uit een substraat 11 van n-type geleidend gallium- arsenide, met een dikte van 100/um en een dotaringsconeen-18 '3 20 tratie van 10 siliciumatomen per cm . Daarop is aangebracht een laag 12 van n-type geleidend galliumaluminiumarse- nide met de samenstelling Ga„ Al- __ As, met een dikte 0,65 0,35 17 van 2 mm en een doteringsconcentratie van 5*1Ö ' tin-atomen /3 per cm . Op deze laag 12, verder als eerste passieve laag 25 aangeduid, bevindt zich de eerder genoemde actieve laag J, bestaande uit n-type galliumaluminiumarsenide met een samenstelling Ga_. Al- As en met een dikte van 0,2/um, wel-G,y5 O, U5 .j g / ke laag een doteringsconcentratie van 10 tin-atomen per 3 cm heeft. Daarop is aangebracht een n-type geleidende twee-30 de passieve laag 13 van galliumaluminiumarsenide met de samenstelling Ga. Α1λ As, een dikte van 1,5 /um en een doteringsconcentratie van 5*10 tin-atomen per cmJ. Daarop bevindt zich een n-type contactlaag 14 van galliumarse-nide met een dikte van 0,3/u.m en een doteringsconcentratie 35 van 5.10 ' tin-atomen per cm . De p-type gebieden (6,8) zijn verkregen door diffusie van zink via de vensters 15 in een op het oppervlak 9 aangebrachte, elektrisch isolerende laag 16, bijvoorbeeld van siliciumoxyde, aluminium- 7908989 V -t ΡΗΝ 9651 7 oxyde, siliciumnitride of een ander diëlektrisch materiaal. Aan de onderzijde van het substraat 11 is een metaallaag 17 aangebracht 5 de pn-overgangen 5 kunnen in de doorlaatrich-ting worden voorgespannen door het aanleggen van een ten 5 opzichte van de metaalaag 17 positieve spanning aan de me-taallaag 10. Bij een stroomsterkte in de doorlaatrichting boven de drempelstroom treedt laserwerking op.

Bij bekende laserdioden van het dubbele-hetero-overgangstype van de hier besproken soort zou de gediffun-10 deerde p-type zone (6,8) zich als een aaneengesloten strook-vormige zone over de gehele lengte van de laser uitstrekken. Kristalroosterfouten die in deze zone aanwezig zijn geven aanleiding tot niet-stralende recombinaties. Tijdens bedrijf, in het bijzonder bij een continubedrijf van een dergelijke 15 laser breiden deze kristalroosterfouten zich onder invloed van de genoemde niet-stralende recombinaties uit tot de laser, naast een verhoogde drempelstroom, spontane oscillaties gaat vertonen en onbruikbaar wordt. De kristalfouten kunnen daarbij aangroeien tot zij de gehele zone 8 bestrijken.

20 Bij de laser volgens de uitvinding zal een kris talroosterf out die zich in een der zones 8 bevindt zich hoogstens tot het volume van deze ene zone kunnen uitbreiden. De tussenliggende gebieden van de actieve laag, van het eerste geleidingstype, zijn namelijk voor de straling trans-25 parant. Daarin worden dus geen electron-gat paren gevormd en treedt dus ook geen recombinatie op. De zones 8 die géén kristalfouten bevatten worden daarom door het aangroeien van kristalfouten in andere zones niet aangetast.

Het blijkt, dat door toepassing van de laserstruk-30 tuur volgens de uitvinding spontane oscillaties met de daaraan verbonden nadelen kunnen worden vermeden. Bijkomende voordelen van de hier beschreven laser zijns een betere thermische koeling dan bij bekende DH lasers, en afwezigheid van astigmatisme wegens de brekings-indexstap, in laterale 35 richting, tussen de zones 8 en het n-type materiaal.

Ofschoon in de figuren ter wille van de duidelijkheid slechts vijf zones 8 getekend zijn zal dit aantal meestal veel groter zijn. Bij de halfgeleiderlaser van het be- 79 0 8 9 6 5 r % PHN 9651 8 schreven voorbeeld bedroeg in werkelijkheid het aantal van deze zones 25· De zones hadden afmetingen van ongeveer 6x6yum; de onderlinge afstand van de zones was eveneens ongeveer 6yum en de totale lengte van de laser was 3OOyum, 5 De zijvlakken 3 en 4 werden, zoals blijkt uit Figuur 1 en 2, aangebracht in het n-type deel van de laag 7> op een afstand van ongeveer 2Cyum van de dichtstbijliggende zone 8. Daardoor treedt bij de reflectievlakken 3 en 4 praktisch geen recombinatie op, en is de stralingsintensiteit waarbij 10 onherstelbare beschadiging van deze zijvlakken optreedt ongeveer 10 x zo hoog als wanneer de reflectievlakken 3 en 4 in het p-type gebied zouden zijn aangebracht.

De halfgeleiderlaser volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld op de volgende wijze worden vervaardigd. Uit-15 gegaan wordt van een n-type substraat 11 van Ga As met een doteringsconcentratie van 10 siliciumatomen/cmJ. Daarop worden achtereenvolgens door epitaxiale aangroeiing vanuit de vloeibare fase de lagen 12, 7, 13 en 14 met de in het voorgaande genoemde dikten en doteringsconcentraties aange-20 groeid. Aangroeien vanuit de vloeibare fase is een in de halfgeleidertechniek algemeen gebruikelijke methode crp- de details waarvan hier niet behoeft te worden ingegaan. Verwezen wordt naar het boek van D. Elwell en J.J.Scheel, Crystal Growth from High Temperature Solutions, Academic Press 1975» 25 p. 433-467.

Daarna wordt op het oppervlak van dë laag 14 een 0,15ynm dikke maskeringslaag 16, in dit voorbeeld van alu-miniumoxyde (Al^O^) aangebracht. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door opdampen. In de laag 16 worden met behulp van 30 gebruikelijke foto-etsmethoden vensters 15 geëtst; als ets-middel kan geconcentreerd fosforzuur (H^PO^) bij 70° worden gebruikt.

Dan wordt, bijvoorbeeld in een geëvacueerde capsule met ZnAs^ als diffusiebron, bij 620°C door de vensters 15 35 zink ingediffundeerd, waarbij de aluminiumoxydelaag 16 als maskering dient. De duur van de diffusie is afhankelijk van de dikte van de lagen 7>13 en 14; bij de hierboven als voorbeeld gegeven laagdikten is dit ongeveer 90 minuten. Daarmee 7908969 i PHN 9651 9 worden p-type gebieden (6,8) verkregen die zich ongeveer tot aan het grensvlak tussen de lagen 12 en 7 uitstrekken.

Een andere mogelijkheid, waarbij minder diep behoeft te worden gediffundeerd en met name de zijdelingse 5 diffusie dus minder is, wordt verkregen wanneer vóór het diffunderen van het zink de laag 14 ter plaatse van de vensters 15 wordt verwijderd met een selectief etsmiddel dat wél GaAs doch niet gallium-aluminiumarsenide aantast. Zo’n

O

etsmiddel is bijvoorbeeld samengesteld uit 25 cnr 3Of0 10 en 25 cm^ water, aangevuld met NH^OH tot een pH=8 is bereikt.

Daarna worden de metaallagen 10 en 17 aangebracht waarbij de laag 10 bijvoorbeeld een chroomlaag is en de laag 17 uit een goud-germanium-nikkellegering bestaat. Tenslotte wordt de laser op gebruikelijke wijze, bijvoorkeur met de 15 metaallaag 10, op een koellichaam gemonteerd en in een omhulling aangebracht.

De laser die hierboven is beschreven kan, in plaats van door epitaxiale aangroeiing uit de vloeibare fase, ook op andere wijze, bijvoorbeeld door epitaxiale aangroeiing 20 vanuit de gasfase worden vervaardigd. In plaats van de in dit voorbeeld gebruikte halfgeleidermaterialen kunnen ook andere voor laserfabricage geschikte halfgeleidermaterialen worden toegepast.

Opgemerkt wordt nog dat, alhoewel in dit voorbeeld 25 de reflectie-organen gevormd worden door splijtvlakken van het halfgeleiderkristal, ook andere reflectie-organen kunnen worden toegepast. Zo kunnen deze ook gevormd worden door op of nabij het actieve gebied, gerekend in de lengterichting van dit gebied, een geometrisch periodieke verandering in 30 de brekingsindex en/of de laagdikten aan te brengen. Dit is de struktuur van de lasers met verdeelde terugkoppeling (DFB- of "distributed feedback” - lasers), zoals deze bijvoorbeeld worden beschreven in Applied Physics Letters,

Yol. 15, februari 1971» blz. 152 tot en met 15^· 35 Ter illustratie zijn verder in Figuur 1 schematisch de richtingen 2^ aangegeven waarin bijvoorbeeld de in de middelste zone 8 opgewekte laserstraling van de eerste-orde transversale mode de zone verlaat. Wanneer zoals in dit 7908969

* V

PHN 9651 10 voorbeeld de onderlinge afstand van de zones 8, in de lengterichting van het actieve gebied gerekend, ten minste van dezelfde orde als de grootste afmeting van de zones 8 is, treedt het grootste deel van dé straling in de richtingen 5 2* niet in de naburige zone 8 binnen en wordt dus niet verder versterkt. Voor de hogere orde modi geldt dit in nog sterkere mate. Aangezien hierdoor het optreden van eersteen hogere orde transversale modi extra wordt onderdrukt, kan in principe een iets breder strookvormig actief gebied wor-10 den toegepast dan bij bekende lasers, met een aaneengesloten actieve zone het geval is. Omgekeerd kan men zeggen dat bij de halfgeleiderlaser volgens de uitvinding het opwekken van laserstraling met slechts één transversale trillingsmode in belangrijke mate wordt bevorderd, 15 De zones 8 van het tweede geleidingstype liggen, zoals in het beschreven voorbeeld (zie Figuur 1) aangegeven, en gezien in de lengterichting van het actieve gebied, met voordeel met hun middelpunt op één lijn (il-ll) achter elkaar. Onder omstandigheden kan het echter van voordeel zijn, 20 dat zij met hun middelpunt afwisselend op één van twee evenwijdige lijnen liggen, waarbij de afstand van deze evenwijdige lijnen bij voorkeur kleiner is dan de afmeting van de zones in de breedterichting van het actieve gebied. In het bijzonder is dit van voordeel wanneer de zones 8' die op de 25 ene evenwijdige lijn II1-II' zijn gelegen met een eerste elektrode 10', en de zones 8'' die op de andere evenwijdige lijn II11-II1' zijn gelegen met een tweede elektrode 10’* zijn verbonden, zoals dit in Figuur 4 in analogie met Figuur 1 schematisch in bovenaanzicht is weergegeven. Al naar gelang 30 de ene of de andere van de electroden 10' of 10'' wordt bekrachtigd ten opzichte van de elektrode 17, zal een laserbundel 2' of 2 * ' worden opgewekt,waarbij de afstand tussen de uittreegebieden van deze twee bundels zeer klein kan zijn, en wel aanzienlijk kleiner dan bij bekende lasers voor het 35 opwekken van een "verplaatsbare" laserbundel mogelijk is.

De uitvinding is niet beperkt tot de gegeven uit-voeringsvoorbeelden en kan door de vakman op vele wijzen worden gevarieerd. Zo is het bijvoorbeeld niet strikt nood- 7908969 PHN 9651 11 X 9 zakelijk dat in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1,2 en 3 de p-type gebieden (6,8) zich tot over de gehele dikte van de actieve laag 7 uitstrekken; voor het bereiken van het doel van de uitvinding is het in principe voldoende wanneer 5 de zones 8 zich over slechts een deel van de dikte van de laag 7 uitstrekken zoals in Figuur 5 schematisch in dwarsdoorsnede aangeduid, volgens een richting overeenkomend met de lijn van Figuur 1. Ook kan een diepere zinkdif- fusie, tot op enige diepte in de laag 12, worden toegepast.

10 Verder is het niet noodzakelijk dat een laser met dubbele hetero-overgang wordt toegepast. Ook bij een laser met één enkele hetero-overgang, die bijvoorbeeld verkregen wordt door in de laser volgens Figuur 1 tot en met 3 de gebieden 7 en 12 van halfgeleidermateriaal met dezelfde samen-15 stelling te vervaardigen, wordt de maatregel volgens de uitvinding met voordeel toegepast.

De afmetingen van de zones van het tweede gelei-dingstype behoeven ook niet alle gelijk te zijn. In het bijzonder kan, volgens de lengterichting van het actieve gebied, 20 de dwarsafmeting van de zones een geometrisch periodieke variatie vertonen. Dit is schematisch in bovenaanzicht in Figuur 6 aangeduid. Een dergelijke struktuur vertoont eigenschappen analoog aan die van de laserstruktuur met periodieke breedtevariatie van het strookvormige actieve gebied 25 zoals die is beschreven in de eerder ingediende Nederlandse octrooiaanvrage 7900668 van Aanvraagster.

Behalve de halfgeleidermaterialen van de verschillende lagen kunnen ook de doteringsstoffen voor de zones 8 naar behoeven worden gevarieerd. Ook kunnen de diverse ge-30 leidingstypen door hun tegengestelde worden vervangen mits op de voorwaarde voor de bandafstanden in de actieve laag wordt gelet. Zo kan het onder omstandigheden voorkomen, dat in plaats van de zones 8 het tussen de zones 8 gelegen materiaal van de laag 7 door dotering moet worden verkregen.

35 Deze dotering behoeft overigens niet door diffusie te geschieden doch kan onder omstandigheden ook door ionenimplantatie of op andere wijze plaatsvinden.

Tenslotte wordt nog opgemerkt, dat ofschoon in de 7908969 PHN 9651 12 voorbeelden de zones van het tweede geleidingstype vierkant of rechthoekig van vorm zijn, dit in de praktijk geenszins altijd het geval behoeft te zijn en dat ook zones met ronde, driehoekige of andere doorsneden kunnaa worden toegepast, zo-5 als bijvoorbeeld aangegeven is in Figuur 7 en 8* 10 15 20 25 30 35 7908969

Claims (12)

1. Halfgeleiderlaser met een halfgeleiderlichaam be vattende een binnen een resonator gelegen strookvormig actief gebied, waarbij de straling in de lengterichting van 5 het strookvormige actieve gebied wordt uitgezonden en waarbij een aantal parallel geschakelde pn-overgangen aanwezig is om ladingsdragers in het actieve gebied te injecteren, met het kenmerk, dat het strookvormige actieve gebied deel uitmaakt van een actieve halfgeleiderlaag van een eerste ge-10 leidingstype, en een aantal zones van het tweede geleidings-type bevat waarbinnen de straling wordt opgewekt, welke zones elektrisch verbonden zijn met een op een oppervlak van het halfgeleiderlichaam aangebrachte elektrode, waarbij het tussen de zones gelegen deel van de actieve laag van het eerste 15 geleidingstype een bandafstand heeft die ten minste gelijk is aan die van de zones, en waarbij gezien in de lengterichting van het strookvormige actieve gebied de grootste afmeting van de zones ten hoogste gelijk is aan 20^um.

2. Halfgeleiderlaser volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat de grootsjte afmeting van de zones in de lengterichting van het actieve gebied ten hoogste 10^um bedraagt.

3. Halfgeleiderlaser volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de onderlinge afstand van de zones van het tweede geleidingstype in de lengterichting van het actieve 25 gebied ten minste nagenoeg gelijk is aan hun grootste afmeting. k. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat de zones van het tweede geleidingstype, gezien in de lengterichting van het actieve ge-30 bied, met hun middelpunt op één lijn achter elkaar zijn ge-gelegen.

5. Halfgeleiderlaser volgens een der conclusies 1 tot en met 3» met het kenmerk, dat de zones van het tweede geleidingstype, gezien in de lengterichting van het actieve 35 gebied, met hun middelpunt afwisselend op één van twee evenwijdige lijnen zijn gelegen.

6. Halfgeleiderlaser volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat de afstand van de evenwijdige lijnen kleiner is 7908969 -r· -v PHN 9651 14 dan de afmeting van de zones in de breedterichting van het actieve gebied. 7« Halfgeleiderlaser volgens conclusie 5 of 6, met bet kenmerk, dat de zones die op de ene evenwijdige lijn 5 zijn gelegen met een eerste elektrode, en de zones die op de andere evenwijdige lijn zijn gelegen met een tweede elektrode zijn verbonden.

8. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zones van het tweede gelei- 10 dingstype althans in de lengterichting van het actieve gebied alle dezelfde afmetingen hebben.

9. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zones van het tweede ge-leidingstype in de actieve laag deel uitmaken van gebieden 15 van het tweede geleidingstype, die zich vanaf het oppervlak tot over ten minste een deel van de dikte van de actieve laag uitstrekken.

10. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zones van het tweede ge- 20 leidingstype zich over de gehele dikte van de actieve laag uitstrekken,

11. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de actieve laag gelegen is .. tussen twee passieve lagen van het eerste geleidingstype 25 met een grotere bandafstand dan de actieve laag.

12. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de actieve laag uit n-type geleidend galliumarsenide of gallium-aluminiumarsenide bestaat .

13. Halfgeleiderlaser volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de zones van het tweede geleidingstype door dotering met zink zijn gevormd.

14. Halfgeleiderlaser volgens een der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat de resonator gevormd wordt 35 door reflecterende zijvlakken van het halfgeleiderlichaam, waarbij deze zijvlakken de actieve laag slechts in het materiaal van het eerste geleidingstype snijden. 7 9 0 8 9 ö 9