(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム生成活性層（２１）を含んでおり、且つ、上面（２２）及び下面（２３）を有しているエピタキシャルな積層体（２）を備えているブロードエリアレーザ（１）において、
前記ブロードエリアレーザ（１）は、上面側にブロードエリアが配置されているブロードエリア構造を有しており、
前記積層体（２）は前記上面（２２）から前記下面（２３）の方向に案内されている複数の溝（３）を有しており、該溝（３）においては前記積層体（２）の少なくとも一つの層が少なくとも部分的に除去されており、
前記積層体（２）の上面は、それぞれが前記溝（３）と接しており、屈折率導波型の密に隣接している個々のストライプとして形成されている複数のリッジ（４）を有しており、それにより、前記積層体（２）の上面側はストライプ状に構成されており、且つ、前記ブロードエリアは前記複数のリッジ（４）に分割されており、
前記ブロードエリアレーザ（１）は端面発光型のエミッタであり、
前記リッジ（４）及び前記溝（３）はそれぞれ最大で２０μｍの幅（ｄ1，ｄ2）を有しており、
前記溝（３）はそれぞれ湾曲部を備えている底面（３１）をそれぞれ有しており、
複数の前記溝（３）の底面（３１）が全体として凸状のレンズ形状を形成していることを特徴とする、ブロードエリアレーザ。
【請求項２】
前記ビーム生成活性層（２１）の前記下面（２３）と対向する側では、前記積層体（２）の少なくとも一つの層がｎ型にドーピングされており、
前記ビーム生成活性層（２１）の前記上面（２２）と対向する側では、前記積層体（２）の少なくとも一つの層がｐ型にドーピングされており、
前記溝（３）は前記積層体（２）のｐ型にドーピングされている一つ又は複数の層に形成されている、請求項１記載のブロードエリアレーザ。
【請求項３】
前記積層体はＩｎＧａＡｌＮ材料系を基礎としている、請求項１又は２に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項４】
前記溝（３）は前記活性層を貫通していない、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項５】
前記リッジ（４）は７μｍを下回る幅（ｄ1）を有しており、隣接するリッジ（４）は相互に最大で１０μｍの間隔（ｄ2）を有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項６】
前記溝（３）は少なくとも部分的に異なる深さを有している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項７】
隣接するリッジ（４）は少なくとも部分的に相互に異なる間隔を空けて配置されており、隣接する内側のリッジ（４ａ）は隣接する外側のリッジ（４ｂ）よりも相互に大きい間隔を有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項８】
前記リッジ（４）は少なくとも部分的に異なる幅（ｂ1，ｂ2）を有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項９】
前記リッジ（４）の上にはそれぞれ、少なくとも部分的に端子層（５）が配置されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項１０】
前記端子層（５）は前記リッジ（４）の上において、前記積層体（２）の相互に対向する二つの縁部（５ａ，５ｂ）から距離を置いて終端している端子層（５）としてそれぞれ構成されている、請求項９に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項１１】
前記端子層（５）は前記リッジ（４）の上において、一つ又は複数の開口部（５ｃ）が設けられている端子層（５）としてそれぞれ構成されている、請求項９又は１０に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項１２】
前記リッジ（４）と前記端子層（５）との間に部分的にパッシベーション層が配置されている、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のブロードエリアレーザ（１）を製造するための方法において、
成長基板上に積層体（２）をエピタキシャルに成長させるステップであって、前記積層体（２）は上面（２２）及び下面（２３）を有しているステップと、
前記積層体（２）の対向する二つの縁部（２４ａ，２４ｂ）において前記積層体（２）の上面をエッチングし、ブロードエリアレーザ構造を形成するステップと、
リッジ（４）が形成されるように、前記ブロードエリアレーザ構造の領域において前記積層体（２）の上面をエッチングして溝（３）を形成するステップであって、前記リッジ（４）はそれぞれ最大で２０μｍの幅（ｄ1）を有しており、隣接するリッジ（４）は最大で２０μｍの間隔（ｄ2）を相互に有しており、且つ、前記溝（３）はそれぞれ湾曲部を備えている底面（３１）をそれぞれ有しており、それにより、複数の前記溝（３）の底面（３１）が全体として凸状のレンズ形状を形成しているステップとを備えていることを特徴とする、ブロードエリアレーザ（１）を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2009 035 639.8号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照によって本願に取り入れられる。
【０００２】
本発明は、ビーム生成活性層を含んでいるエピタキシャル積層体を備えたブロードエリアレーザに関する。更に本発明は、その種のブロードエリアレーザの製造方法に関する。
【０００３】
半導体レーザは構造が小型であること、また廉価に製造できることに基づき、多数の用途分野、例えばデータの伝送、データの記憶、プロジェクション、材料加工、光学的なポンピング、バイオセンサ等に使用されている。特に、ＡｌＩｎＧａＮ材料系を基礎とする半導体レーザは、紫外線波長領域から青色乃至緑色の波長領域までの波長領域にあるビームを生成できることから種々の使用可能性を提供している。大部分の用途分野においては、半導体レーザの高い光学的な出力もしくは出力密度が重要である。
【０００４】
しかしながら、半導体レーザにおいては熱作用に起因して出力が制限されている。例えば、いわゆる「シングルエミッタ」では、出力が連続発振（ｃｗ）動作時に数１００ミリワットに制限されている。
【０００５】
光学的な出力は特に半導体レーザの効率を高めることによって増大させることができ、そのような効率の上昇は例えば半導体レーザの層のエピタキシを最適に設計することによって行なわれる。もっともそのような場合であっても、その種の半導体レーザの出力は熱作用に起因して、連続発振動作時に数１００ミリワットに制限されている。
【０００６】
更には、複数のレーザダイオードを同時に駆動させることによって、出力を高める措置を実現することができる。
【０００７】
またブロードエリアレーザでは、大電流時にレーザのレーザモードを数μｍに狭める「熱レンズ効果」によって、電流密度が高いと上面側に配置されているリッジが損傷するか、それどころか破壊される危険が生じる。
【０００８】
本発明の課題は、特に、光学的な出力密度が改善されており、高出力時の効率が上昇しており、且つ、寿命が改善されている、改善されたブロードエリアレーザを提供することである。更に本発明の課題は、その種のブロードエリアレーザの改善された製造方法、特に簡略化された製造方法を提供することである。
【０００９】
この課題は、特に、請求項１の特徴部分に記載されている構成を備えたブロードエリアレーザ及び請求項１５の特徴部分に記載されている構成を備えた方法によって解決される。ブロードエリアレーザ及びその製造方法の有利な実施の形態及び好適な発展形態は従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明によれば、ビーム生成活性層を含んでおり、且つ、上面及び下面を有しているエピタキシャル積層体がブロードエリアレーザに設けられている。積層体は溝を有しており、この溝においては積層体の少なくとも一つの層が部分的に除去されており、且つ、溝は上面から下面の方向へと案内されている。更に積層体は上面側にリッジを有しており、それらのリッジはそれぞれ溝と接しているので、積層体の上面はストライプ状に構成されている。リッジ及び溝はそれぞれ最大で２０μｍの幅を有している。有利には、リッジ及び溝はそれぞれ最大で１０μｍ、特に有利には最大で７μｍの幅を有している。
【００１１】
従って、その種のブロードエリアレーザの上面は、有利には屈折率導波型の密に隣接している個々のストライプ、いわゆるリッジを複数有しており、それらのリッジは２０μｍを下回る幅、有利には１０μｍを下回る幅、特に有利には７μｍを下回る幅を有している。隣接するリッジは相互に最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍの間隔を有している。
【００１２】
従って本発明によるブロードエリアレーザは、従来のブロードエリアレーザのように、上面側にただ一つのブロードエリアを有しているのではない。特に、レーザのブロードエリアは本発明によれば個々のストライプ、いわゆるリッジに分割されている。
【００１３】
この種のブロードエリアレーザは有利には、改善された光学的な出力及び出力密度、特に向上された光学的な出力及び出力密度を有しており、またそれと同時にファセット負荷も低減されている。更に有利には、その種のブロードエリアレーザは寿命が延長されており、それと同時にそれぞれの用途について最適化されたビームプロファイルを有することができる。付加的に、本発明によるブロードエリアレーザは有利には、前方散乱、ガウス分布、矩形プロファイル又はそれらの組み合わせの間で放射特性を所期のように調整することができる。
【００１４】
特に、この種のブロードエリアレーザを用いて、以下のパラメータを調整して制御することによって放射特性を所期のように生じさせることができる：
−個別エミッタの密度、特にリッジのそれぞれの間隔を介して調整可能である密度、
−レーザ閾値電流、例えば屈折率導波及び／又は個々のリッジの異なる幅を介して電流拡散を制御することによって調整可能であるレーザ閾値電流、及び、
−勾配、例えば損失を制御することによって調整可能である勾配、
−又はそれらの組み合わせ。
【００１５】
有利には、ブロードエリアレーザ、特にブロードエリアレーザのエピタキシャル積層体はＩｎＧａＮ、特に有利にはＩｎＧａＡｌＮを基礎としている。有利にはブロードエリアレーザは端面発光型のエミッタである。有利にはブロードエリアレーザは半導体レーザである。
【００１６】
ブロードエリアレーザの有利な実施形態においては、ビーム生成活性層の下面と対向する側では積層体の少なくとも一つの層がｎ型にドーピングされており、ビーム生成活性層の上面と対向する側では積層体の少なくとも一つの層がｐ型にドーピングされている。
【００１７】
有利には、ビーム生成活性層の下面と対向する側では積層体の全ての層がｎ型にドーピングされているか又はドーピングされておらず、また、ビーム生成活性層の上面と対向する側では積層体の全ての層がｐ型にドーピングされている又はドーピングされていない。
【００１８】
ブロードエリアレーザの溝は有利には積層体のｐ型にドーピングされた一つ又は複数の層に形成されている。
【００１９】
有利には、溝はブロードエリアレーザの積層体の活性層を貫通していない。従ってこの場合には、溝は積層体の上面側にのみ形成されている。
【００２０】
択一的に、溝が活性層を貫通していることも考えられる。この場合には、溝がビーム生成活性層の上面と対向する側に設けられている積層体の全ての層に形成されており、更にビーム生成活性層にも形成されている。
【００２１】
有利には、リッジがそれぞれ同じ高さを有している。
【００２２】
ブロードエリアレーザの有利な実施の形態においては、溝がそれぞれ同じ深さを有している。択一的に、溝が少なくとも部分的に異なる深さを有していても良い。
【００２３】
例えば、リッジ間の溝の深さは本来のブロードエリアの外側よりも浅い。これによって、より大きい電流拡散によって中央のリッジのより大きいファセット負荷を抑制することができる。有利には、溝の深さの差によって段状の経過が生じている。
【００２４】
択一的に、リッジ間の屈折率を規定する溝の深さは本来のブロードエリアの外側よりも深い。これによって有利には、溝の深さに依存する勾配を介して、ブロードエリアレーザのビームプロファイルを所期のように制御することができる。
【００２５】
ブロードエリアレーザの有利な実施の形態においては、隣接するリッジがそれぞれ相互に同じ間隔を空けて配置されている。
【００２６】
択一的に、隣接するリッジを少なくとも部分的に相互に異なる間隔を空けて配置することができる。有利には、隣接する内側のリッジが隣接する外側のリッジよりも相互に大きい間隔を空けて配置されている。これによって、リッジの種々の熱負荷を抑制することができる。
【００２７】
ブロードエリアレーザの有利な実施の形態においては、リッジが少なくとも部分的に異なる幅を有している。
【００２８】
有利には、内側のリッジが外側のリッジよりも広い幅を有している。これによって、特に種々の熱負荷によって惹起される種々の発振を抑制することができ、これによって有利には、ビームプロファイルを所期のように制御することができる。
【００２９】
ブロードエリアレーザの有利な実施の形態においては、溝がそれぞれ湾曲部を備えている底面をそれぞれ有している。溝の深さの差によって有利には漸次的な経過が生じている。つまり有利には、より大きい電流拡散によって中央のリッジのより大きいファセット負荷を抑制することができる。
【００３０】
溝の底面の湾曲部は有利にはそれぞれレンズ状に構成されている。有利には、溝の底面は全体として凸状のレンズ形状を形成している。
【００３１】
ブロードエリアレーザの有利な実施の形態においては、リッジの上にそれぞれ少なくとも部分的に端子層が配置されている。
【００３２】
例えば、端子層がリッジの活性層側とは反対側の面を完全に多くすることができる。択一的に、端子層をリッジの上においてそれぞれ構造化して形成することができる。
【００３３】
有利には、端子層がリッジの上において、積層体の相互に対向する二つの縁部から距離を置いて終端している端子層としてそれぞれ構成されている。更には、端子層をリッジの上において、一つ又は複数の開口部が設けられている端子層としてそれぞれ構成することができる。端子層の開口部はこの場合、それぞれのリッジを横切る方向に延在しているか、それぞれのリッジに沿って延在している。これによって、より高い吸収性を有する領域を所期のように形成することができる。
【００３４】
ブロードエリアレーザの別の有利な実施の形態においては、端子層の開口部の領域内に更なる溝が配置されており、それらの溝は部分的にそれぞれのリッジの垂直方向に延在しているが、完全には貫通していない。
【００３５】
ブロードエリアレーザの別の有利な実施の形態においては、リッジと端子層との間に部分的にパッシベーション層が配置されている。パッシベーション層は有利には絶縁性に構成されている。従って、パッシベーション層の領域においては、リッジの層と端子層との間に電気的な接触接続は存在していない。端子層を面全体に構成することができる。その場合には、端子層と積層体との間の電気的な接続はパッシベーション層に基づき面全体には形成されていない。
【００３６】
有利には、エピタキシャル積層体の上面には、誘電性のパッシベーション部が配置されているが、リッジの上にはそれら誘電性のパッシベーション部は配置されていない。従って、リッジの上の領域には、誘電性のパッシベーション部がそれぞれ欠けている。有利には、誘電性のパッシベーション部は層として構成されている。
【００３７】
有利には、パッシベーション層及び／又は誘電性のパッシベーション部は酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）又は酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を含有している。
【００３８】
別の有利な実施の形態においては、複数のブロードエリアレーザが相互に隔てられたアレイとして並んで配置されており、それら隣接するアレイの間隔はそれぞれ有利には２０μｍよりも大きい。
【００３９】
ブロードエリアレーザの別の有利な実施の形態においては、放射方向に見てレーザの後段には光学レンズ又はレンズ系が配置されている。制御された放射特性を有している本発明によるブロードエリアレーザを、有利には、所望の結像特性が達成されるように、光学レンズ又は相応のレンズ系と組み合わせることができる。
【００４０】
ブロードエリアレーザを製造するための本発明による方法は、特に以下のステップを含んでいる：
ａ）成長基板上に積層体をエピタキシャルに成長させるステップ。ここで積層体は上面及び下面を有している。
ｂ）ブロードエリアレーザ構造が形成されるように、積層体の対向する二つの縁部において積層体の上面をエッチングするステップ。
リッジが形成されるように、ブロードエリアレーザ構造の領域において積層体の上面をエッチングして溝を形成するステップ。リッジはそれぞれ最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍの幅を有しており、また、隣接するリッジは最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍの間隔を相互に有している。
【００４１】
従来から公知のブロードエリアレーザは特に単一のストライプ、特に単一のリッジに分割されている。リッジの幅が異なることによって、及び／又は、ビームプロファイルの屈折率が異なることによって、出力をレーザのそれぞれの用途について最適化することができる。従って、改善された光学的な出力、改善されたビーム密度及び延長された寿命が実現され、また特にそれと同時に、ビームプロファイルを制御して最適化することができる。
【００４２】
ブロードエリアレーザ及びその製造方法の更なる特徴、利点、有利な実施の形態及び有用性は、以下において図１から図１３と関連させて説明する複数の実施例より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図２】ブロードエリアレーザの実施例を製造するための本発明による製造方法を示す。
【図３】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図４】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図５】ブロードエリアレーザの実施例を製造するための本発明による製造方法を示す。
【図６】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図７】ブロードエリアレーザの実施例を製造するための本発明による製造方法を示す。
【図８】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図９】ブロードエリアレーザの実施例を製造するための本発明による製造方法を示す。
【図１０】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図１１】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図１２】本発明によるブロードエリアレーザの実施例の概略的な断面図を示す。
【図１３Ａ】本発明によるブロードエリアレーザのリッジの実施例の平面図を示す。
【図１３Ｂ】本発明によるブロードエリアレーザのリッジの実施例の平面図を示す。
【図１３Ｃ】本発明によるブロードエリアレーザのリッジの実施例の平面図を示す。
【００４４】
同一の構成要素又は同様に作用する構成要素にはそれぞれ同一の参照番号が付されている。図示されている構成要素並びにそれらの構成要素相互の大きさの比率は縮尺通りに示していない。
【００４５】
図１には、ビーム生成活性層２１を含んでいるエピタキシャル積層体２を有している、ブロードエリアレーザの概略的な断面図が示されている。特に、積層体２は上面２２及び下面２３を有している。積層体２を例えば基板又は支持体上に配置することができる（図示せず）。
【００４６】
有利には、活性層２１から見て下面２３と対向する側の（複数の）層がｎ型にドーピングされている。有利には、活性層２１から見て上面２２と対向する側の積層体２の（複数の）層がｐ型にドーピングされている。ｐ型のドーパントとして、例えばマグネシウム又は亜鉛を使用することができる。
【００４７】
レーザは特にブロードエリアレーザ１として構成されている。レーザ構造は、上面側において幅の狭いストライプが形成されているようにエッチングされており、これによって有利には、レーザ構造と空気との間の屈折率が急激に変化することによる強い屈折率導波が存在している。
【００４８】
図１の実施例においては、ブロードエリアレーザの特にｐ型にドーピングされた複数の層が幅の狭いストライプ構造になるまで除去される。これによって電極が横方向において制限されており、また拡散が回避される。
【００４９】
積層体２は更に溝３を有しており、それらの溝３においては積層体の少なくとも一つの層が少なくとも部分的に除去されており、且つ、それらの溝３は上面２２から下面２３の方向へと案内されている。従ってブロードエリアレーザ１の上面側は更なるエッチング領域を有しており、レーザ構造のブロードエリアは個々のストライプ、いわゆるリッジに分割されている。従って積層体２の上面側、特にブロードエリアレーザ１のブロードエリアはストライプ状に構成されている。
【００５０】
リッジ４は有利には最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍ、特に有利には最大で７μｍの幅を有している。隣接するリッジ４を相互に隔てる溝３は、それぞれ最大で２０μｍの幅、有利には最大で１０μｍの幅を有している。従って、隣接するリッジ４はそれぞれ最大で２０μｍの間隔、有利には最大で１０μｍの間隔を相互に有している。
【００５１】
レーザのブロードエリアを複数のリッジ４に分割することによって、有利には、ビームプロファイル及び出力をレーザのそれぞれの用途について最適化することができる。特に、リッジの種々の幅及び／又は種々の屈折率導波によって最適化を達成することができる。
【００５２】
ブロードエリアが複数のリッジ４に分割されているブロードエリアレーザ１は、有利には、改善された光学的な出力、改善されたビーム密度及び延長された寿命を実現する。特に、ビームプロファイルの制御可能な最適化も同時に実現される。更に有利には、高い出力での効率も上昇する。
【００５３】
特に、この種のブロードエリアレーザの放射特性を、例えば個別エミッタの密度（リッジの間隔）、レーザ閾値電流（例えば個々のエミッタの屈折率導波及び／又は種々のリッジ幅を介する電流拡散の制御による）、及び／又は、勾配（例えば損失の制御による）又はそれらの組み合わせを調整して制御することによって所期のように生じさせることができる。
【００５４】
有利には、図１に示したブロードエリアレーザ１は端面発光型のエミッタである。
【００５５】
ブロードエリアレーザ１の溝３は例えばエッチングプロセスによって製造される。図１の実施例におけるエッチング深さＴ1は特に活性層２１がエッチングされないように、とりわけ、溝３が活性層２１を貫通しないように設計されている。択一的に、溝３が活性層２１を貫通していることも考えられる（図示せず）。
【００５６】
図１の実施例においては、溝３がそれぞれ同じ深さＴ1を有している。溝の幅ｄ2は最大で２０μｍである。特に、隣接する二つのリッジ４の間隔はつまり最大で２０μｍである。リッジ４は最大で２０μｍ、有利には１０μｍの幅ｄ1を有している。
【００５７】
積層体２の上面２２には、有利には誘電性のパッシベーション部９が配置されているが、リッジ４の上にはそれらパッシベーション部９は配置されていない。従って、リッジ４の上の領域では、誘電性のパッシベーション部９がそれぞれ欠けている。有利には、誘電性のパッシベーション部９は層として構成されている。
【００５８】
有利には、誘電性のパッシベーション部９が酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）又は酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を含有している。
【００５９】
後続の図２から図１３においては、誘電性のパッシベーション部９は見易くするためにそれぞれ図示していない。しかしながら誘電性のパッシベーション部９が明示的に示されていないとしても、それら誘電性のパッシベーション部９を後続の図２から図１３に示されている実施例にも適用することができる。
【００６０】
リッジ４の上にはそれぞれ端子層５が配置されている。図１の実施例においては、端子層５が、リッジ４の活性層２１側とは反対側の面をそれぞれ完全に覆っている。従って有利には、端子層５が誘電性のパッシベーション部９の欠けている部分にそれぞれ配置されている。端子層５は、有利にはリッジ４と同様にストライプ状に構成されている。端子層５は図１の実施例においては、それぞれリッジの領域において一貫した層、即ちリッジの端から端まで延びる連続的な層として構成されている。有利には、端子層５はそれぞれリッジの上において欠けていない、又は開口部を有していない。
【００６１】
リッジ４と同様に、端子層５にも溝３が案内されている。従って、端子層５は構造化された端子層、特にストライプ状の端子層として構成されており、端子層５のストライプはリッジ４と一致している。特に、リッジ４の活性層２１とは反対側の面のみが端子層５を有している。
【００６２】
端子層５は有利には金属又は金属合金を有している。
【００６３】
図１の実施例のブロードエリアレーザは光学的な出力もしくは出力密度を高めることができ、またレーザのファセット負荷が低減されており、寿命も有利には延長されており、それと同時に、それぞれの用途について最適化されたビームプロファイルが実現される。特に、そのように構成されたブロードエリアレーザは、前方散乱、ガウス分布、矩形プロファイル又はそれらの組み合わせの間で放射特性を所期のように調整することができる。
【００６４】
有利には、制御された放射特性を有しているその種のブロードエリアレーザをレンズと組み合わせて使用することができる（図示せず）。特に、光学レンズ又は相応のレンズ系を用いて、所望の結像特性を達成することができる。
【００６５】
図２Ａ及び図２Ｂには、図１の実施例によるブロードエリアレーザを製造するためのそれぞれの製造ステップが示されている。特に図２Ａには、積層体２の上面側において一つのブロードエリアが形成されているように、積層体２が上面２２において除去されている、従来のブロードエリアレーザが示されている。
【００６６】
有利には、ブロードエリアが第１のエッチングプロセスによって生じる。ブロードエリアレーザの活性層２１は有利にはエッチングされない。
【００６７】
積層体２の上面側においては、ブロードエリアレーザの電気的な接触接続のための端子層５が設けられている。下面側には基板又は支持体を配置することができ（図示せず）、また下面側におけるブロードエリアレーザの電気的な接触接続のために別の端子層が配置されている（図示せず）。
【００６８】
ブロードエリアレーザ構造の製造に続いて、上面側に配置されているブロードエリアをエッチングすることにより溝３が形成され、その結果、一つのブロードエリアが複数のリッジ４に分割もしくは区分されている（図２Ｂを参照されたい）。リッジ４は有利には最大で２０μｍ、特に有利には最大で１０μｍの幅ｄ1を有している。エッチングの幅、即ち溝の幅ｄ2は有利には最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍである。従って、隣接する二つのリッジ４は最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍの間隔を相互に有している。図１及び図２の実施例において、個々の溝３のエッチング深さＴ1はそれぞれほぼ等しい深さになっている。特に、ブロードエリアレーザの活性層２１を貫通しないように、又は活性層２１がエッチングされないように、エッチング深さＴ1は設計されている。
【００６９】
従って図２の実施例においては、従来から公知のブロードエリアレーザは更なるエッチングプロセスによって、等間隔に配置されており、且つ同じ幅及び同じ深さを有している複数のリッジ４に分割される。
【００７０】
択一的に、ロードエリアレーザの製造並びにリッジ４の製造、即ちそれぞれのエッチングプロセスを一つのエッチングステップで実施することもできる。
【００７１】
図３の実施例は、図１の実施例とは異なり、隣接する複数のリッジ４が少なくとも部分的に、相互に異なる間隔を空けて配置されている。有利には、隣接する内側のリッジ４ａが隣接する外側のリッジ４ｂよりも大きい間隔を空けて配置されている。しかしながら、リッジ４ａ，４ｂの相互の間隔は最大で２０μｍ、有利には最大で１０μｍである。隣接するリッジ４ａ，４ｂの間隔が異なることによって、種々の熱負荷を抑制することができる。これによって、有利にはその種のブロードエリアレーザの寿命が延長される。
【００７２】
図４の実施例は、図１の実施例とは異なり、レーザのブロードエリア構造内の溝３のエッチング深さＴ1が浅くなっている。特に、溝３はレーザのブロードエリア構造を完全には貫通していない。従って、レーザのブロードエリア構造の深さＴ2は溝３の深さＴ1よりも深い。
【００７３】
つまり、ブロードエリア構造は等間隔に配置されている同じ幅の複数のリッジ４に分割されているが、中央のリッジのより大きいファセット負荷をより大きい電流拡散によって抑制するために、それらリッジ４間の屈折率を規定するエッチング深さＴ1は本来のブロードエリアの外側よりも浅い。エッチング深さＴ1とＴ2の差によって、有利には段状の経過が生じている。
【００７４】
図５Ａから図５Ｄには、図４の実施例によるブロードエリアレーザを製造するための個々の製造ステップが示されている。
【００７５】
図５Ａには、ビーム生成活性層２１と、上面２２と、下面２３とを備えている積層体２が示されている。上面２２には、図５Ｂに示されているように、第１のエッチングプロセスによってブロードエリア構造が形成される。エッチングは有利には活性層２１においては実施されない。第１のエッチングプロセスは、特に、レーザの上面２２上に設けられているレジスト６を用いて行なわれる。
【００７６】
択一的に、レジストの代わりにレーザの上面２２上に設けられているエッチマスクを用いて第１のエッチングプロセスを行なうこともできる。エッチマスクは例えば誘電性又は金属性のハードマスクで良い。
【００７７】
更なるエッチングプロセスにおいては、図５Ｃに示されているように、ブロードエリア構造のエッチングによって溝３が形成される。この場合、溝３のエッチング深さはブロードエリア構造のエッチング深さよりも浅い。
【００７８】
択一的に、ブロードエリアの製造並びにリッジ４の製造、特に第１のエッチングプロセス及び更なるエッチングプロセスを一つのエッチングステップで実施することができる。
【００７９】
図５Ｄに示されているように、最後の方法ステップにおいてはレジスト６が除去され、リッジ４の上に端子層５が配置される。
【００８０】
図６の実施例は、図４の実施例とは異なり、溝３がそれぞれ湾曲部を備えている底面３１をそれぞれ有している。底面３１の湾曲部は有利にはそれぞれレンズ状に構成されている。特に、底面３１の湾曲部は全体として凸状のレンズ形状を有している。
【００８１】
従って、図６の実施例において溝３は異なる深さを有している。特に、ブロードエリア構造は等間隔に配置されている同じ幅の複数のリッジ４に分割されているが、中央のリッジのより大きいファセット負荷をより大きい電流拡散によって抑制するために、それらリッジ４間の屈折率を規定するエッチング深さは本来のブロードエリアの外側よりも浅い。この場合には、エッチング深さの差によって有利には漸次的な経過が生じている。
【００８２】
図７Ａから図７Ｄには、図６の実施例によるブロードエリアレーザの種々の製造ステップが示されている。
【００８３】
図７Ａに示されているように、積層体２、特に積層体２の上面２２には補助エッチマスク８が被着されている。補助エッチマスク８の上にはレジスト７が配置されており、このレジスト７は熱処理によって有利には境目がぼやかされる。レジストの境目がぼやかされることによって、補助エッチマスク８のレンズ状の構造を製造することができる。特に、補助エッチマスクは図７Ｂに示されているようにレンズ状に構造化される。この構造化は有利には、エッチマスク８への乾式化学的な移行によって行なわれる。
【００８４】
後続のステップにおいては、図７Ｃに示されているように、ストライプ状のレジスト構造６がレンズ状の補助エッチマスク８上に設けられる。続いて、図７Ｄに示されているように、更なるエッチングプロセスによって、屈折率導波が漸次的に変化する個々のストライプ構造が形成される。特に、積層体２の上面にはリッジ４及び溝３が形成され、溝３はそれぞれ湾曲している底面３１を有している。
【００８５】
図８の実施例は、図４の実施例とは異なり、溝３がレーザのブロードエリア構造（深さＴ2）よりも深い溝、特により深いエッチング深さＴ1を有している。特に、ブロードエリア構造は等間隔に配置されている同じ幅の複数のリッジ４に分割されているが、それらリッジ４間の屈折率を規定するエッチング深さＴ1は、本来のブロードエリアの外側よりも漸次的又は段階的に深くなっており、これによって有利には、エッチング深さに依存する勾配を介して、レーザのビームプロファイルを所期のように制御することができる。
【００８６】
図９Ａから図９Ｄには、図８の実施例によるブロードエリアレーザを製造するための個々の製造ステップが示されている。
【００８７】
図５Ａから図５Ｄの実施例における製造ステップと同様に、ここでもまた多段階のエッチングプロセスが実施される。図９Ｂに示されているように、積層体２の縁部領域にはレジスト６が被着され、その後に第１のエッチングプロセスが実施され、この第１のエッチングプロセスによって積層体２の上面側に第１のエッチング領域９が形成される。続いて、ストライプ状のレジスト構造が第１のエッチングプロセス９の領域において積層体２の上面２２に形成され、続いて第２のエッチングプロセスが実施され、積層体２の上面２２がエッチングされて溝３が形成される。この実施例では図５Ａから図５Ｄの実施例とは異なり、図９Ｃに示されているように、エッチング深さＴ1がブロードエリア構造のエッチング深さＴ2よりも深くなるようにエッチングが実施されることによって溝３が形成される。後続のステップにおいては、図９Ｄに示されているように、ストライプ状のレジスト構造６が除去され、端子層５がリッジ４の上にそれぞれ被着される。
【００８８】
図１０の実施例は、図１の実施例とは異なり、リッジ４が異なる幅ｂ1，ｂ2を有している。有利には、内側のリッジが外側のリッジ（幅ｂ2）よりも広い幅ｂ1を有している。
【００８９】
従って、図１０の実施例によるブロードエリアレーザは、同じ深さにエッチングされて等間隔で配置されている異なる幅の複数のリッジ４を有しており、これによって種々の熱負荷によって惹起される種々の発振を有利には抑制することができる。これによって有利には、レーザのビームプロファイルを所期のように制御することができる。
【００９０】
図１１の実施例は、図１の実施例とは異なり、端子層がそれぞれリッジ４の上に配置されている端子層５１，５２に構造化されている。特に、端子層５１，５２は、図１に示されている端子層とは異なり、それぞれのリッジ４に沿って案内されている開口部５ｃを有している。従って、それぞれのリッジ４の上の端子層５１，５２はストライプ状に構成されており、この場合には、端子層５１，５２はリッジ４の側方に配置されている二つのストライプ５１，５２を有している。ストライプ５１，５２間には端子層の開口部５ｃが形成されているので、端子層５１，５２はリッジ４の上において部分的に配置されておらず、特にリッジ４の中央の領域において配置されていない。
【００９１】
従って端子層５１，５２は有利には、利得を生じさせるストライプ、特に金属化ストライプから構成されている。
【００９２】
このように構成されている端子層の平面図は図１３Ｃに示されている。リッジ４は側方に二つの端子層５１，５２を有しており、それら二つの端子層５１，５２はリッジ４に沿って案内されており、特に連続的に延びている。真ん中の領域においてはリッジ４に沿って端子層は配置されていない。
【００９３】
図１２の実施例は、図１１の実施例とは異なり、リッジが部分的に、特に端子層５が設けられていない領域において、更に深いエッチング深さを有している。端子層５は特にリッジ４の側方の領域にそれぞれ配置されているので、更に深いエッチング深さはリッジ４の真ん中において形成されている。エッチングは垂直方向において、特にリッジ４を完全には貫通しない深さで実施される。
【００９４】
図１３Ａから図１３Ｃの実施例においては、リッジ４の平面図がそれぞれ示されている。特に、図１３Ａから図１３Ｃの実施例は、端子層５の付加的な変形形態をそれぞれ示している。
【００９５】
図１３Ａには、端子層５が完全に延びていない、即ち端から端まで一貫して延びていない端子層として構成されている。特に、端子層５がリッジ４の上において、リッジ４の相互に対向する二つの縁部５ａ，５ｂから距離を置いて終端している端子層５としてそれぞれ構成されている。従ってリッジ４は縁部領域５ａ，５ｂにおいて端子層５を有していない。これによって、より高い吸収性を有する領域を所期のように形成することができる。
【００９６】
図１３Ｂの実施例は、図１３Ａの実施例とは異なり、端子層５が開口部５ｃを有している。特に、端子層５はリッジ４を横切る方向に複数の開口部５ｃを有している。
【００９７】
これとは異なり、図１３Ｃの実施例はリッジ４に沿った開口部５ｃを有している。従って端子層５は、リッジ４に沿って延在している二つのストライプ５１，５２に分割されている。
【００９８】
開口部５ｃを有している端子層５の代わりに、端子層５とリッジ４との間にパッシベーション層を配置することができる（図示せず）。パッシベーション層は特に絶縁性であるので、端子層５を面全体に形成することができ、この場合には、端子層５とリッジ４との間の電気的な接触接続はパッシベーション層によって面全体には形成されていない。特に、パッシベーション層の領域においては、端子層５とリッジ４との間の電気的な接触接続は行なわれてない。例えば、パッシベーション層は酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）又は酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を含有している。
【００９９】
更に、図１，３，４，６，８，１０，１１又は１２のブロードエリアレーザの実施例による複数のブロードエリアレーザを、相互に隔てられているアレイとして並べて配置することができ、隣接するアレイの間隔はそれぞれ、有利には２０μｍを上回っている（図示せず）。
【０１００】
本発明は実施例に基づいた上記の説明によってそれらの実施例に限定されるものではなく、任意の新規な特徴及びそれら特徴の任意の組合せ、特に特許請求の範囲に記載されている特徴の任意の組合せを、それ自体特許請求の範囲又は実施例に明示的に示されていなくても含んでいる。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ−７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ−９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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