(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面発光型半導体レーザチップ（１）であって、
・少なくとも１つのコンタクトストリップ（２）を有しており、
当該コンタクトストリップ（２）は幅Ｂを有しており、
・アクティブゾーン（１４）を有しており、当該アクティブゾーン内では、半導体レーザチップ（１）の作動時に、電磁ビームが形成され、
・少なくとも２つの電流バリア（４）を有しており、当該電流バリアは、前記コンタクトストリップ（２）の異なる側に配置されており、コンタクトストリップ（２）に沿って延在しており、ここで、前記２つの電流バリア（４）の各電流バリアと前記コンタクトストリップ（２）との間の最大間隔Ｖは、最大間隔Ｖと幅Ｂの比Ｖ／Ｂが、Ｖ／Ｂ＞１．０になるように選択されており、
少なくとも１つの電流バリア（４）とコンタクトストリップ（２）との間の間隔は、前記半導体レーザチップ（１）の取り出し側面（３）が位置している面までの間隔が減少するとともに、増大し、
前記最大間隔Ｖは、前記半導体レーザチップ（１）の取り出し側面（３）が位置している、前記半導体レーザチップ（１）の面の近傍に位置しており、
前記電流バリア（４）は、前記アクティブゾーン（１４）、または、基板（１１）まで延在しており、
前記幅Ｂは少なくとも１０μｍである、
ことを特徴とする端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項２】
前記電流バリア（４）は、前記コンタクトストリップ（２）の長手方向中央軸（２３）に対して軸対称に配置されている、請求項１記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項３】
前記電流バリア（４）の形状は、前記コンタクトストリップ（２）の延在面に対して平行な面において、半導体レーザチップ（１）の作動時に当該半導体レーザチップ（１）内に誘導される熱レンズに整合されている、請求項２記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項４】
前記電流バリア（４）は、その形状によって、前記熱レンズに影響を与える、請求項３記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項５】
少なくとも１つの前記電流バリア（４）は少なくとも部分的に、前記コンタクトストリップ（２）の延在面に対して平行な面において段状に延在している、請求項１から４までのいずれか１項記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項６】
少なくとも２つのコンタクトストリップ（２）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項７】
少なくとも１つの構造化されたコンタクトストリップ（２）を有しており、当該コンタクトストリップは、次のように構造化されている、すなわち、前記アクティブゾーン（１４）内への電荷担体注入が、半導体レーザチップ（１）の取り出し側面（３）が位置する、半導体レーザチップ（１）の面に向かって低減するように構造化され、
前記コンタクトストリップ（２）は、高電荷担体注入領域（２１）と低電荷担体注入領域（２２）とに構造化される、請求項１から６までのいずれか１項記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項８】
前記コンタクトストリップ（２）は、当該コンタクトストリップ（２）の長手方向中央軸（２３）に対して横向きの方向において、高電荷担体注入領域（２１）と低電荷担体注入領域（２２）に構造化され、前記半導体レーザチップ（１）の取り出し側面（３）が位置する、前記半導体レーザチップの面に向かって、前記高電荷担体注入領域（２１）の面積割合は、前記隣接する高電荷担体注入領域（２１）同士の間隔が小さくなるにつれて、低減する、請求項７記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項９】
前記コンタクトストリップ（２）は、当該コンタクトストリップ（２）の長手方向中央軸（２３）に対して平行の方向において、高電荷担体注入領域（２１）と低電荷担体注入領域（２２）に構造化され、ここで前記長手方向中央軸（２３）に向かって、前記高電荷担体注入領域（２１）の面積割合は、前記隣接する高電荷担体注入領域（２１）同士の間隔が小さくなるにつれて、低減する、請求項７または８項記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【請求項１０】
前記コンタクトストリップ（２）は、高電荷担体注入領域（２１）において第１の金属から成り、低電荷担体注入領域（２２）において第２の金属から成り、前記第１の金属の、上部にコンタクトストリップが被着されている前記半導体材料への電気的な移行抵抗は、前記第２の金属のそれよりも小さい、請求項７から９までのいずれか１項記載の端面発光型半導体レーザチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
端面発光型半導体レーザチップを提示する。
【０００２】
文献ＵＳ６９４７４６４Ｂ２号は、端面発光型半導体レーザチップ並びに端面発光型半導体レーザチップの製造方法を開示している。
【０００３】
解決すべき課題は、殊にスロー軸においてビーム拡散が低減されているレーザビームを形成するのに適している、端面発光型半導体レーザチップを提供することにある。
【０００４】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、端面発光型半導体レーザチップは少なくとも１つのコンタクトストリップを含んでいる。半導体レーザチップのこのコンタクトストリップは、電流を半導体レーザチップ内に注入するために設けられている。このコンタクトストリップは例えば、メタライジングによって、半導体レーザチップの外面に構成されている。コンタクトストリップはここで、幅Ｂを有している。
【０００５】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、端面発光型半導体レーザチップはアクティブゾーンを含んでいる。半導体レーザチップの作動時には、このアクティブゾーン内で電磁ビームが生成される。アクティブゾーンは例えば、１つまたは複数の量子井戸構造を含んでいる。これは、電流をアクティブゾーン内に注入する際に、励起された再結合を用いて、光学的な増幅を提供する。
【０００６】
量子井戸構造の概念は殊に、キャリアが閉じこめ（「Confinement」）によりそのエネルギ状態の量子化を受けるあらゆる構造を含む。殊に、量子井戸構造の概念には量子化の次元数に関する規定は含まない。したがって量子井戸構造には、例えば、量子箱、量子細線、量子点およびこれらの構造のあらゆる組み合わせが含まれる。
【０００７】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施態様によれば、端面発光型半導体レーザチップは、少なくとも２つの電流バリアを含む。電流バリアは、ラテラル方向での電流拡張を阻止する。従ってコンタクトストリップによって印加された電流は、アクティブゾーン全体が通電されるようには拡張せず、電流バリアによって、アクティブゾーンの特別に定められた区間のみに電流が供給される。電流バリアはさらに例えば、半導体層内の、電流のコントロールされていない拡張を阻止する。これは、コンタクトストリップとアクティブゾーンとの間に位置する。電流拡張は電流バリアによって制限される。
【０００８】
これらの電流バリアは有利には、コンタクトストリップの異なる側に配置されており、コンタクトストリップに沿って延在している。端面発光型半導体レーザチップが１つよりも多くのコンタクトストリップを有している場合には、有利には各コンタクトストリップには少なくとも２つの電流バリアが割り当てられる。これらの電流バリアは、コンタクトストリップに沿って延在している。ここで、２つのコンタクトストリップの間に、ちょうど１つの電流バリアを設けることが可能である。しかし電流バリアはこのような場合に、コンタクトストリップの全長にわたって延在する必要はない。
【０００９】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの電流バリアとコンタクトストリップとの間の最大間隔Ｖはここで次のように選択される。すなわち、最大間隔Ｖと幅Ｂとの比Ｖ／Ｂが、Ｖ／Ｂ＞１．０であるように選択される。有利には、２つの電流バリアの各々とコンタクトストリップとの間の最大間隔Ｖは次のように選択される。すなわち、最大間隔Ｖとコンタクトストリップの幅Ｂとの比Ｖ／Ｂが、Ｖ／Ｂ＞１．０であるように選択される。この間隔はここでは、コンタクトストリップの外側エッジから、電流バリアの内部エッジまで、長手方向中央軸に対して垂直に測定されたものである。この間隔は有利にはアクティブゾーンにおいて定められる。すなわち、この間隔は例えば、コンタクトストリップの方を向いているアクティブゾーン表面が存在する面において定められる。ここではこの間隔は、この面におけるコンタクトストリップの投影と、電流バリアの内部エッジとの間で定められる。
【００１０】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、端面発光型半導体レーザチップは少なくとも１つのコンタクトストリップを含んでいる。ここでこのコンタクトストリップは幅Ｂを有している。さらにこの半導体レーザチップは、その内部で半導体チップの作動時に電磁ビームが生成されるアクティブゾーンと、コンタクトストリップの異なる側に配置されており、かつコンタクトストリップに沿って延在している少なくとも２つの電流バリアとを有している。ここで、２つの電流バリアの各々と、コンタクトストリップとの間の間隔は次のように選択されている。すなわち、最大間隔Ｖと幅Ｂとの比Ｖ／Ｂが、Ｖ／Ｂ＞１．０であるように選択されている。
【００１１】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、最大間隔Ｖと幅Ｂとの比Ｖ／Ｂは、Ｖ／Ｂ＞１．２である。
【００１２】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、最大間隔Ｖと幅Ｂとの比Ｖ／Ｂは、Ｖ／Ｂ＞１．５である。
【００１３】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、最大間隔Ｖは半導体レーザチップの次のような面にある。すなわち、半導体レーザチップの取り出し側面が位置する面にある。このような場合には次のことが可能である。すなわち、コンタクトストリップからの、少なくとも１つの電流バリアの間隔が、半導体レーザチップの取り出し側面が位置する面との間隔が低減するにつれて、増大することが可能である。すなわち、電流バリアは例えばコンタクトストリップに沿って延在しており、ここで、コンタクトストリップに対するその間隔は、半導体レーザチップの取り出し側面が位置する面との間隔が低減するにつれて、拡大する。
【００１４】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、２つの電流バリア各々が、コンタクトストリップの長手方向中央軸に対して軸対称に配置されている。ここで長手方向中央軸とは、次のような軸のことである。すなわち、取り出し側面が位置する、半導体レーザチップの面から、この面に対向している半導体レーザチップ面へと延在している軸のことである。ここでこの軸はコンタクトストリップの中央に配置されている。長手方向中央軸はここで、コンタクトストリップの対称軸を構成する。電流バリアはここで、コンタクトストリップの２つの異なる側に、長手方向中央軸に対して軸対称に配置されている。「軸対称」とはここで次のことを意味している。すなわち、電流バリアが、製造許容誤差の範囲内で軸対称に配置されていることを意味する。ここで当業者には、数学的な意味の厳格な軸対称は、実際の半導体レーザチップでは実現不可能であることが自明である。
【００１５】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、電流バリアの形状は、コンタクトストリップの延在面に対して平行な面において、半導体レーザチップの作動時に、ここで誘導される熱レンズに整合される。コンタクトストリップの延在面とは、コンタクトストリップが延在している面のことである。この面は例えば、コンタクトストリップが被着されている、半導体レーザチップの表面に対して平行である。これは例えば、半導体レーザチップの上面であり得る。
【００１６】
端面発光型半導体レーザチップの作動時には損失熱が生じる。この損失熱は、半導体レーザチップ内に熱勾配を生じさせる。ここで、半導体レーザチップ内の不均一な温度分布は次のようにして形成される。すなわち、作動中に生成されたレーザ光が半導体レーザチップから取り出される箇所で−すなわち取り出し側面で−、温度が局部的な極大値を有することによって形成される。端面発光型半導体レーザチップを形成する半導体材料の屈折率ｘは温度依存性であり、温度が上昇するにつれて、屈折率が増大する。従って、取り出し側面の領域では熱的な集束レンズが生じる。このレンズは、共振器内で回転している電磁ビームのフェーズフロントを歪ませてしまう。電流バリアの形状はここで次のように選択されている。すなわち、電流バリアが、コンタクトストリップの延在面に対して平行な面において、熱レンズの形状に従うように選択されている。このようにして電流バリアは熱レンズに影響を与えることができる。すなわち、取り出し側面の方向において、コンタクトストリップに対する電流バリアの間隔が上昇する。これによって、加熱出力が、半導体レーザチップの作動時に、取り出し側面の領域において、比較的大きい空間に分けられ、電流密度が低減する。これによって、半導体材料内での温度勾配が小さくなり、熱レンズ効果が低減する。
【００１７】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの電流バリアの延在は少なくとも部分的に、コンタクトストリップの延在面に対して平行な面において段状である。すなわち、電流バリアは連続的に延在しておらず、コンタクトストリップに対する間隔において跳躍的な変化を有している。この跳躍的変化によって、電流バリアは段状の延在を有する。
【００１８】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施態様によれば、端面発光型半導体レーザチップは、少なくとも２つのコンタクトストリップを有する。半導体レーザチップの各コンタクトストリップを介して、電流が半導体レーザチップのアクティブゾーン内に注入される。コンタクトストリップ毎に、端面発光型半導体レーザチップ内に、空間的に別個にされたレーザビームが生成される。従って、レーザビームの数は、コンタクトストリップの数に相応する。端面発光型半導体レーザチップはこの場合には、コンタクトストリップの数に相応する数のエミッターを有している。ここで各エミッターの出力面は、半導体レーザチップの取り出し側面に位置する。
【００１９】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、端面発光型半導体レーザチップはさらに少なくとも１つの、構造化されているコンタクトストリップを有している。すなわち、コンタクトストリップは均一ではなく、例えば一様の幅および／または厚さを有する金属層として構成されているのではなく、コンタクトストリップは構造を有している。
【００２０】
コンタクトストリップはこの場合には次のように構造化されている。すなわち、アクティブゾーン内への電荷担体注入が、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減するように構造化されている。
【００２１】
換言すれば、コンタクトストリップは例えば、半導体レーザチップの上面上に、端面発光型半導体レーザチップによって作動時に生成されるレーザビームの発光方向に延在している。コンタクトストリップは例えば、取り出し側面と離反している、端面発光型半導体レーザチップ面から、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面へと延在している。コンタクトストリップはここで次のように構造化されている。すなわち、取り出し側面の近傍のコンタクトストリップ領域において、取り出し側面から離れているコンタクトストリップ領域と比べて、より少ない電流がアクティブゾーン内に注入されるように構造化されている。従ってアクティブゾーン内への電荷担体注入は、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減する。
【００２２】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザチップはアクティブゾーンを有している。このアクティブゾーン内では、半導体レーザチップの作動時に電磁ビームが形成される。さらに端面発光型半導体レーザチップは少なくとも１つの構造化されたコンタクトストリップを有している。ここでこのコンタクトストリップは次のように構造化されている。すなわち、アクティブゾーン内への電荷担体注入が、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減するように構造化されている。
【００２３】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、コンタクトストリップは、高電荷担体注入の領域および低電荷担体注入の領域において構造化されている。すなわち、コンタクトストリップは、そこから少ない電流がアクティブゾーン内に注入される領域を有している。ここで次のことが可能である。すなわち、この領域からアクティブゾーン内に全く電流が注入されないことが可能である。コンタクトストリップのこの領域は、低電荷担体注入領域である。さらに、コンタクトストリップは、そこから高い電流がアクティブゾーン内に注入される領域を有している。この領域から、アクティブゾーンが例えばほぼ、半導体レーザチップの通常の動作電流密度で給電される。この領域は、高電荷担体注入領域である。
【００２４】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、コンタクトストリップは、コンタクトストリップの長手方向中央軸に沿った方向において、高電荷担体注入領域および低電荷担体注入領域に構造化されている。例えばコンタクトストリップは、取り出し側面と離反している半導体レーザチップ面から、取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面へと存在している。例えば、長手方向中央軸は、半導体レーザチップによって生成されたレーザビームの放射方向に対して平行である。
【００２５】
ここで長手方向中央軸に沿ったコンタクトストリップを越えると、コンタクトストリップは高電荷担体注入領域および低電荷担体注入領域に構造化される。ここでこれらの領域は例えば、それぞれ、矩形または別の形状の基本面を有し得る。この領域はこのようにして、例えばストリップによって構成される。これはコンタクトストリップと同じ幅を有している。
【００２６】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、高電荷担体注入領域の面積割合は小さくなっていく間隔で、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減する。このようにして、アクティブゾーン内への電荷担体注入は、取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減する。面積割合は、例えば、コンタクトストリップの面積全体に関する。
【００２７】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、コンタクトストリップは、コンタクトストリップの長手方向中央軸に対して横向きの方向において、高電荷担体注入領域および低電荷担体注入領域に構造化されている。すなわち、長手方向中央軸の方向に対して横向きの、すなわち、例えば長手方向中央軸に対して垂直の方向においてコンタクトストリップを越えると、高電荷担体注入領域と低電荷担体注入領域を越える。
【００２８】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、高電荷担体注入領域の面積割合は、小さくなる間隔で、長手方向中央軸に向かって低減する。すなわち、このようにして、コンタクトストリップの中央において、アクティブゾーン内に電流が僅かにしか注入されない、または全く注入されない。コンタクトストリップの外側領域においてはこれに対して、コンタクトストリップの中央領域よりも多くの電流がアクティブゾーン内に注入される。有利には、このように、長手方向中央軸に対して横向きに構造されたコンタクトストリップの区間は、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面の近傍に位置している。取り出し側面から離れているコンタクトストリップの別の区間においては、コンタクトストリップは例えば構造化されず、ここでは高い電流がアクティブゾーン内に注入される。
【００２９】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、高電荷担体注入領域の面積割合は小さくなっていく間隔で、長手方向中央軸に向かって、並びに、小さくなっていく間隔で、半導体レーザチップの取り出し側面が位置している半導体レーザチップ面に向かって低減する。これは例えば次のことによって実現される。すなわち、高電荷担体注入領域がストリップによって構成されることによって実現される。これらのストリップは、コンタクトストリップの長手方向中央軸に沿って延在しており、取り出し側面の方向において先細っている。
【００３０】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、コンタクトストリップは、コンタクトストリップの長手方向中央軸に対して横向きの方向において、並びにコンタクトストリップの長手方向中央軸に対して平行の方向において、高電荷担体注入領域および低電荷担体注入領域に構造化されている。これは例えば次のことによって実現される。すなわち、コンタクトストリップが、高電荷担体注入領域と低電荷担体注入領域において構造されることによって実現される。これらの領域は、コンタクトストリップの長手方向中央軸に沿って、およびこれに対して横向きに延在している。
【００３１】
端面発光型半導体レーザチップの少なくとも１つの実施形態では、コンタクトストリップは高電荷担体注入領域においては第１の材料から成り、低電荷担体注入領域においては第２の材料から成る。ここでこの第１の材料は次のように選択される。すなわち、その上にコンタクトストリップが被着される端面発光型半導体レーザチップの半導体材料へのその移行抵抗が、第２の材料の移行抵抗よりも小さくなるように選択される。このようにして、コンタクトストリップの構造化が、高電荷担体注入領域および低電荷担体注入領域において実現される。例えば、上述した第１の材料および第２の材料は、第１の金属および第２の金属を含有している、または第１の金属および第２の金属から成る。これによって高電荷担体注入領域も、低電荷担体注入領域も、ほぼ同じ熱伝導性を有する。なぜならこれらは両方とも、それぞれ金属から成る、または金属を含有しているからである。従って、熱伝導性は空間的に変化せず、これによって、コンタクトストリップを介した半導体レーザチップからの熱搬出がほぼ変わらないまたは全く変わらない。
【００３２】
さらに次のことが可能である。すなわち、コンタクトストリップが第３、第４の領域およびさらに別の領域を有することが可能である。これらの領域は第３、第４およびさらに別の材料から構成される。このような場合にこれらの領域からの電荷担体注入のレベルは、第１の金属を有する領域からの電荷担体注入レベルと、第２の金属の領域を有する電荷担体注入レベルとの間にある。すなわち、コンタクトストリップはこのような場合に、高電荷担体注入領域と、低電荷担体注入領域と、電荷担体注入がこれら２つの極値の間に位置する領域とを有している。このようにして、別の、微細な構造化ひいてはさらにアクティブゾーン内への正確な電荷担体注入の調整が可能になる。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態では、端面発光型半導体レーザチップの上面にも、下面にも、本願で説明されたように構造化されたコンタクトストリップが設けられる。
【００３４】
以下に、本願で記載された端面発光型半導体レーザチップを、実施態様例およびそれらに属する図面をもとに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】端面発光型半導体レーザチップの出力パワーに対する、ビーム拡散の測定値を度数で示している
【図２】概略的な平面図に基づいて、ファイバ光学系へのレーザビーム入力を示している
【図３Ａ】概略的な斜視図で、端面発光型半導体レーザチップにおけるシミュレートされた温度分布を示している
【図３Ｂ】本願で説明された端面発光型半導体レーザチップを、概略的な断面図において示している
【図４Ａ】端面発光型半導体レーザチップの効率の概略図を示している
【図４Ｂ】端面発光型半導体レーザチップに対する水平なビーム拡散の概略図を示している
【図５】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図６】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図７】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図８】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図９】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１０】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１１】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１２】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１３】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１４】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１５】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１６】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１７】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１８】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図１９】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２０】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２１】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２２】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２３】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２４】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２５】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２６】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２７】電流バリアの種々の構成を備えた、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２８】コンタクトストリップの種々の構成を備えた、本願で説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図２９】コンタクトストリップの種々の構成を備えた、本願で説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図３０】コンタクトストリップの種々の構成を備えた、本願で説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図３１】コンタクトストリップの種々の構成を備えた、本願で説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図３２】コンタクトストリップの種々の構成を備えた、本願で説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例の概略的な平面図を示している
【図３３Ａ】概略的な断面図に基づいた、電荷担体注入の構造化のための別の方法を示している
【図３３Ｂ】概略的な断面図に基づいた、電荷担体注入の構造化のための別の方法を示している
【実施例】
【００３６】
実施例および図面において、同一の構成要素または同じ働きをもつ構成要素にはそれぞれ同じ参照符号が付されている。図示されている要素は縮尺通りに示されたものではなく、むしろより良い理解のために個々の要素は誇張して大きく示されている場合もある。
【００３７】
突出しているビームクオリティおよび高い到達可能な出力パワーを可能にする、ファイバーレーザおよびファイバ結合されているレーザの実現時の技術的な利点によって、例えば、新たな産業用途、例えば「遠隔溶接」においてのその使用が可能になった。ポンピング光源としては通常の端面発光型半導体レーザダイオードが使用される。これは、同時の高い光学的な出力パワーのもとでの、利用可能なビームパワーへの、電気的に消費されるパワーの変換時に、非常に高い効率を提供する。しかし他方でこれは遠方領域の強い楕円性（Elliptizitaet）を示す。ファイバ光学系１０３の円形のファイバ横断面へのレーザビームの効果的な入力は、高価かつアライメントするのにコストのかかるマイクロ光学系１０１を用いてのみ実現される（図２も参照）。レーザダイオードのファイバ結合を容易にするおよび改善することによって、低コストおよび確実なレーザシステムが実現される。ビーム拡散が少なくとも、もとから幅の狭い水平方向−いわゆるスロー軸方向−において小さく、効果的なファイバ結合に対するビームが垂直方向−すなわち、例えば半導体レーザチップの上面１ａが位置する面に対して垂直な方向−においてのみ、強く変換されなければならない場合には、マイクロ光学系のアライメントコストは格段に低減する。
【００３８】
図１は、端面発光型半導体レーザチップの出力パワーに対する、ビーム拡散の測定値を度数で示している。ここでビーム拡散は、９５％のパワー含有のもとで定められている。ビーム拡散はここで水平方向（スロー軸方向）において、すなわち、上面１ａ（図２も参照）に対して平行に延在する面において定められている。「９５％のパワー含有（Leistungseinschluss）」とは次のことを意味している。すなわち、ビーム拡散の特定に対して、出力パワーの９５％を包囲する、レーザビームの領域のみが観察される、ということを意味している。
【００３９】
図から分かるように、水平のビーム拡散は、レーザの出力パワーが上昇するとともに強く上昇する。これによって、高い光パワーに対する、上述した、端面発光型半導体レーザチップの使用は困難になってしまう。なぜなら、有利に使用される小さいマイクロ光学系１０１は、側面でより輝き、光が失われてしまうからである。
【００４０】
図２は、概略的な平面図に基づいて、ファイバ光学系１０３内への、レーザビーム１０の入力結合を示している。このレーザビームは、端面発光型半導体レーザチップ１によって生成されたものである。図２はここで、端面発光型半導体レーザチップ１を示している。これは、５つの個別エミッターを備えたレーザバリアとして構成されている。端面発光型半導体レーザチップはこのために、上面１ａに、５つのコンタクトストリップ２を有している。取り出し側面３では、５つのレーザビーム１０が取り出される。これはまずは、マイクロ光学系１０１を通る。例えば集束レンズである別の光学素子１０２によって、レーザビームがまとめられ、ファイバ光学系１０３内に入力結合される。
【００４１】
図３Ａは、端面発光型半導体レーザチップ１におけるシミュレートされた温度分布を概略的な斜視図で示しており、これは、２４個の個別エミッターを備えたレーザバリアとして構成されている。対称の理由から、図面では、１２個のエミッターを備えた半分のバリアのみが示されている。図３Ａ内の左側のエッジは、レーザバリアの中央に相応する。図３Ａ内の暗い箇所は、高い温度Ｔ９の領域３０をあらわしている。参照番号Ｔ１〜Ｔ９は温度領域をあらわしている。ここでＴ１は、比較的低い温度の領域を示しており、Ｔ９は比較的高い温度の領域を示している。
【００４２】
高出力端面発光型半導体レーザチップにおける高い損失パワー密度は、半導体レーザチップにおいて温度勾配を形成する。図３Ａから分かるように、数ワットの高い出力パワーのもとで、および端面発光型半導体レーザチップ１の個々のエミッターの狭いストリップ幅のもとで、端面発光型半導体レーザチップ１の共振器における不均一な温度損失が形成される。ここで温度Ｔ９の局地的な最大値−高い温度の領域３０−は、各個別エミッターの取り出し側面３の中央において確認される。これは、図３Ａにおけるレーザよりも、より多いまたは少ないエミッターを有している端面発光型半導体レーザチップの場合にも、エミッターを１つのみ有しているレーザの場合にも、当てはまる。半導体レーザチップ１を構成する半導体材料の屈折率ｘは温度に依存するので、各エミッターにおいて、熱集束レンズが生じる。これは、共振器内で伝播するレーザ光のフェーズフロントをゆがめる。これによって、レーザの遠方領域は水平（スロー軸）方向において、ゆがめられていない場合と比べて、拡張される。従って出力パワーが上昇する場合、ないしはポンピング電流が上昇する場合には、損失出力によって強くなるフェーズフロントゆがみによって、ビーム拡散が上昇する（図１も参照）。
【００４３】
最大到達温度、ひいては熱レンズの強さは、半導体レーザチップ１内で生成される電気的な損失パワーとともに増大する。高い効率を有するレーザは、光学的な出力パワーが同じ場合には、半導体レーザチップ内で低い損失出力を生成し、一般的により低い水平ビーム拡散を示す。
【００４４】
図３Ｂは、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップ１を、概略的な断面図において示している。端面発光型半導体レーザチップは、異なる材料系で製造されてよい。例えば、これは、以下の半導体材料に基づく半導体レーザチップである：この材料とは、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＡｓＳｂである。さらに、ＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族半導体システムからの別の半導体材料も考えられる。有利には半導体チップは例えば、ＡｌＧａＩｎＡＳ材料システムに基づく。
【００４５】
端面発光型半導体レーザチップ１は例えば、多数のエミッター、例えば４〜６個のエミッターを備えたダイオードレーザバリアのことである。これは、１００μｍ以上、例えば３〜６ｍｍの間の共振器長を有している。個々のエミッターによって放射されるレーザビームの幅は有利には、５０μｍ〜１５０μｍの間である。端面発光型半導体レーザチップ１は例えば、９１５ｎｍまたは９７６ｎｍの中心波長を有するレーザビームを生成する。しかし、使用されている半導体材料に依存して、より短いまたはより長い波長のレーザ光の生成も可能である。コンタクトストリップ２の間には、アクティブゾーン１４内への電流印加を、半導体レーザチップ１の放射方向に対して平行な方向で制限する電流バリア４が位置している。ここで、それぞれ２つのコンタクトストリップの間に、２つ、または２つよりも多くの電流バリア４が位置することも可能である。半導体レーザチップ１は基板１１を含んでいる。これは例えば、成長基板であり、ｐコンタクト層を構成し得る。さらに、端面発光型半導体レーザチップ１は、アクティブゾーン１４を含んでいる。ここでこのアクティブゾーンは、電磁ビームを生成するために設けられる。アクティブゾーン１４は、導波層１３内に埋め込まれている。ここでこの導波層は、アクティブゾーン１４よりも高いバンドギャップとより低い屈折率を有している。導波層には、それぞれ１つのコーティング層１２が接している。ここでこのコーティング層は、導波層１３と比べてより高いバンドギャップとより低い屈折率を有している。基板１１に離反している、半導体レーザチップ１の面には、カバー層１２上に、終端しているコンタクト層１５が位置する。このコンタクト層１５上に、コンタクトストリップ２が位置する。このコンタクトストリップを介して電流がアクティブゾーン１４内に注入される。コンタクトストリップ２の幅は有利には１０μｍと数１００μｍとの間である。電流バリア４はここで、図示されているように、アクティブゾーン１４まで、または基板１１内にまで延在する。
【００４６】
図４Ａは、少なくとも１つの電流バリアとコンタクトストリップの間の最大間隔Ｖとコンタクトストリップの幅Ｂとの比に対する、端面発光型半導体レーザチップの効率の概略的な図を示している。図４Ａにおける破線は傾向線をあらわしており、偏差は変動する測定値によって説明される。
【００４７】
図４Ｂは、概略図で、端面発光型半導体レーザチップのＶ／Ｂに対する、９５％のパワー含有での水平なビーム拡散の概略図を示している。これは、比Ｖ／Ｂを除いて、同じ構造を有している。ここでは、７０μｍの幅を有するコンタクトストリップが想定されている。コンタクトストリップ２に対する電流バリア４の配置はここで、図５に関連して説明された実施例に相応する。
【００４８】
図４Ａから分かるように、効率の最大値は、Ｖ／Ｂ＜１である、電流バリアとコンタクトストリップとの間の僅かな間隔の領域内に位置する。他方では、Ｖ／Ｂのこの領域内で、高い水平ビーム拡散が生じる（スロー軸、ＳＡビーム拡散）（図４を参照）。比Ｖ／Ｂ≒１．５から、約６°の拡散飽和値に達する。すなわち、比Ｖ／Ｂ＞１．０、有利には、＞１．２の所期の拡大では、端面発光型半導体レーザチップ１の効率を適度に低くした場合に、格段に低い水平拡散が生じる。
【００４９】
ここで本発明は殊に、次のような認識に基づいている。すなわち、半導体レーザチップ１の縁部領域における加熱パワーによる端面発光型半導体レーザチップにおける不均一な温度分布が、エミッター外で部分的に補償される、という認識に基づいている。これによって熱レンズ効果が弱まり、これによって、水平方向におけるレーザビームの拡散が低減される。コンタクトストリップ２に対する電流バリア４の拡大された間隔によって、ラテラル方向の電流拡張によって、電流密度、ひいてはエミッターの外側領域（すなわち電流バリアの近傍）における加熱出力が上昇する。ここで電荷担体注入は次のように制限される。すなわち、外側領域において電荷担体反転が形成されないように制限される。すなわち、電流密度は電流バリア近傍において、レーザ活動を行うためには充分ではない。電流バリア近傍においては損失熱のみが生成される。これは、デバイスの効率を低減させる（図４Ａ参照）。効果的に放射する領域において生成される電気的な損失出力に対する、外部領域において生成される電気的な損失出力の比は、電流を担う面の拡大によって、コンタクトストリップ２と電流バリア３の増大する間隔Ｖに伴って上昇する。
【００５０】
図５は、本願で説明された端面発光型半導体レーザチップ１の実施例を、端面発光型半導体レーザチップ１の上面１ａ上の平面図で示している。この実施例では、電流バリア４は軸対称であり、かつコンタクトストリップ２の長手方向中央軸２３に対して平行に配置されている。コンタクトストリップは例えば、金属化によって、半導体レーザチップ１のコンタクト層１５上に構成される。
【００５１】
電流バリアは、アクティブゾーン１４とコンタクトストリップ２との間の半導体層内の電流拡張を阻止する。これは種々異なる様式で実現される。
【００５２】
一方では、上面１ａから、すなわちコンタクト層１５から離れて、凹部が、少なくともアクティブ層１４の下方までエッチングされる。これらの凹部はこの場合には有利には、端面発光型半導体レーザチップの個々のエミッターの間に配置される。これらの凹部はリングモードおよび横方向モードを抑圧する。これらの凹部を必ずしも、コンタクトストリップ２に対して軸対称に配置しなければいけないわけではない。凹部のエッチングエッジは、次のような材料によって覆われている。すなわち、アクティブゾーン内で生成された電磁ビームを吸収するのに適している材料である。例えば、文献ＵＳ６９４７４６４号には、このような凹部を備えた端面発光型半導体レーザチップが記載されている。
【００５３】
電流バリア４を生成する別の方法は、異種原子を半導体内にインプリメントし、このようにして層の導電性をアクティブゾーンとコンタクトストリップとの間で所期のように破壊することである。インプリメントがアクティブゾーン１４まで行われれば充分である。
【００５４】
図５に関連して説明された実施例では、レーザ側面は図の右側と左側にある。取り出し側面３は、右側に位置する。
【００５５】
図６は、概略的な平面図で、実施例に従った、ここで説明された半導体レーザチップを示している。この実施例では、大きい面積の電流バリア４が、コンタクトストリップ２の長手方向中央軸２３に対して軸対称に取り付けられている。
【００５６】
図７は概略的な平面図で、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例を示している。これは対称に取り付けられた、ストリップ状の電流バリア４を有している。電流バリア４はここでは、取り出し側面３まで達していない。取り出し側面３までの間隔はここで、数ミリメータまでの値である。これによって、取り出し側面３には、比較的大きいラテラル方向の電流拡張と、半導体レーザチップ内での温度プロファイルのさらなる均一化が実現される。このようにして、図３Ａに関連して説明された、熱レンズ効果がさらに低減される。
【００５７】
図８は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの別の実施例を、概略的な平面図で示している。図７の実施例とは異なり、電流バリアはここで大きい面積で構成されている。
【００５８】
図９は、ここで説明されている端面発光型半導体レーザチップの実施例を示している。ここでは、コンタクトストリップ２からの、電流バリア４の間隔は、コンタクトストリップ幅Ｂの縮小によって、取り出し面３の方向において拡大している。このようにして同じように、ラテラル方向の電流拡張の拡大が実現される。
【００５９】
図１０に関連して、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例が示されている。ここでは、図９の実施例とは異なり、コンタクトストリップ幅は、線形には、取り出し側面３の方に向かって低減されていない。コンタクトストリップ２の形状の選択に応じて、このようにして、所望の温度プロフィルが半導体レーザチップ内で調整される。
【００６０】
図１１に関連して、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例が説明される。ここでは、コンタクトストリップ２からの電流バリア４の間隔は、コンタクトストリップ幅の変化によって、半導体レーザチップの領域において拡大される。最大間隔Ｖは同じように、取り出し側面３の近傍に位置する。
【００６１】
図１２は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例を示している。ここで、コンタクトストリップ２からの電流バリア４の間隔は、取り出し側面３に向かって、線形に大きくなっている。ここではコンタクトストリップ２は一定の幅を有している。これに対して、コンタクトストリップ２からの電流バリア４の間隔は、直線に沿って拡大している。これによって、拡大されたラテラル方向の電流拡張ひいては温度プロファイルの均一化が、取り出し側面３の近傍において実現される。
【００６２】
図１３は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例を、概略的な平面図で示している。ここでは、図１２の実施例とは異なって、電流バリア４とコンタクトストリップ２との間の間隔の非線形の拡大が行われている。
【００６３】
図１４は、概略的な平面図で、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップの実施例を示している。ここでは、電流バリアの経過は、例えば図３Ａに示されている、熱レンズの形状に追従している。図１５および１６に関連して説明された、端面発光型半導体レーザチップの実施例においても、間隔の非線形拡大による、コンタクトストリップ２からの電流バリア４の間隔の、熱レンズへの整合が示されている。ここで図１６は、大面積の電流バリアを示している。
【００６４】
図１７および１８と関連して説明される端面発光型半導体レーザチップの実施例において、比Ｖ／Ｂは、取り出し側面３の方向において、コンタクトストリップの幅Ｂおよびコンタクトストリップ２からの電流バリア４の間隔の同時の変化の場合に、拡大される。
【００６５】
本願で説明された端面発光型半導体レーザチップの、図１９〜２６に関連して説明される実施例では、コンタクトストリップ２と電流バリア４との間の間隔は、非連続的に変化している。ここでは、図２２〜２４において示されているように、電流バリア４が複数の電流バリアから構成されてもよい。これは、コンタクトストリップ２に沿って延在している。ここで、個々の電流バリアの重畳を有する実施形態および重畳を有していない実施形態が可能である。非連続の経過を備えた電流バリアは、これが特に容易に製造可能である、という利点を提供する。従って例えば、電流バリアのエッチングの際の、結晶方向に依存するエッチングレートの場合に、問題が回避される。さらに、例えば図１０に関連して説明されたような、構造に対する許容誤差の保持の検査が容易になる。
【００６６】
図２７に関連して、端面発光型半導体レーザチップの実施例が記載されている。ここでは、電流バリア４とコンタクトストリップ２との間の間隔は、取り出し側面３の近傍において拡大されている。取り出し側面３の近傍において、比Ｖ／Ｂは例えば≧１．２である。これに対して、半導体レーザチップの残りの領域において比Ｖ／Ｂは１よりも小さい。このようにして、共振器の大きい部分にわたって、半導体レーザチップの効率にとって最適な比Ｖ／Ｂ＜１が使用される（図４Ａも参照）。これに対して、取り出し側面３の近傍においてのみ、比較的大きい比Ｖ／Ｂが選択される。これによって、熱レンズ効果が上述のように低減される。
【００６７】
低減されたビーム拡散を実現するために、半導体レーザチップ１の取り出し側面３での温度プロファイルを均一にし、これによってネガティブな熱レンズ効果を弱める方法は、コンタクトストリップ２を構造化することである。図２８〜３１は、コンタクトストリップ２を構造化する方法を示している。これらは、図５〜２７において示された実施例の各実施例と組み合わされる。すなわち、図５〜図２７におけるコンタクトストリップは、図２８〜３１に示されたコンタクトストリップと交換可能である。このような方法によって、水平方向において特に強く低減されたビーム拡散を有する半導体レーザチップが生じる。
【００６８】
図２８は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップ１のコンタクトストリップ２を、概略的な平面図で示している。コンタクトストリップ２は、半導体レーザチップ１の上面１ａおよび／または下面１ｂに存在する。コンタクトストリップ２は次のように構造化されている。すなわち、アクティブゾーン１４内への電荷担体注入が、半導体レーザチップ１の取り出し側面３が位置している半導体レーザチップ１の側面に向かって低減するように構造化されている。
【００６９】
半導体レーザチップ１の上面および／または下面での構造化された電流印加によって、これと同じように構造化された、半導体レーザチップ１内でのオーム損失出力密度の構造化された分布を介して、半導体レーザチップ１の共振器における熱レンズに所期のように影響を与えることができる。共振器はここで、取り出し側面３および、取り出し側面３に対向している、半導体レーザチップ１の面によって構成される。コンタクトストリップ２を縦方向（すなわち、コンタクトストリップ２の長手方向中央軸２３に沿った方向）において構造化すること、および／またはラテラル方向（すなわち、コンタクトストリップ２の長手方向中央軸２３に対して横向きないし垂直の方向）において構造化することが特に有利であると判明している。すなわち驚くべきことに、次のことが明らかになった。すなわち、このような場合に、温度分布が均一にされ、これが、熱レンズによるフェーズフロントのゆがみを阻止することが明らかになった。これによって、エミッター内で生成されたレーザビームの、水平方向における拡散が低減する。コンタクトストリップ２は、低電荷担体注入領域２２並びに高電荷担体注入領域２１に分けられる。低電荷担体注入領域２２によって、アクティブゾーン１４内にほぼ電流は印加されない、または電流は印加されない。これに対して高電荷担体注入領域２１において、電流は、構造化されていない場合と類似したように、アクティブゾーン１４内に印加される。
【００７０】
電流印加の構造化はここで以下のように行われる：
コンタクトストリップひいては電荷担体注入の構造化の方法では、相応に構造化されたパッシブ化層が半導体レーザチップ１上に次のように被着される。すなわち、パッシブ化層が高電荷担体注入領域２１においてのみ除去され、これによってここで、コンタクトが、コンタクトストリップ２の材料（通常は金属）と半導体レーザチップ１の半導体材料１との間に生じるように、被着される。
【００７１】
さらに、構造化を、半導体レーザチップ１の上方の半導体層の構造化された除去によって、コンタクトストリップ２の金属層を取り付ける前に、およびこれによって半導体材料とコンタクトストリップ２の金属との間のコンタクト抵抗の構造化によって、生成することができる。
【００７２】
さらに、コンタクトストリップ２と半導体レーザチップ１の半導体材料との間でコンタクト抵抗を変えるために、異種原子の構造化されたインプラントまたは合金化（Einlegierung）を行うことができる。コンタクト抵抗を変えることに対して択一的に、またはコンタクト抵抗を変えることに対して付加的に、インプラントまたは合金化によって、半導体材料の導電性をコンタクトストリップ２の下方において変えることができる。このようにしても、コンタクトストリップ２を高電荷担体注入領域と低電荷担体注入領域に構造化することができる。
【００７３】
コンタクトストリップひいては電荷担体注入を構造化ずるための別の方法は、例えばｐ型ドーピングされたコンタクト層１５上に、コンタクトストリップ２を析出する前に、ｎ型ドーピングされた半導体層を被着することである。次にこれが除去される。このようにして、次のような箇所が構成される。ここではｎ型ドーピングされた層がさらに存在しており、遮断ｐｎダイオードの作動時には、これは電流の流れを効果的に阻止する。ｎ型ドーピング層が除去されている場所でのみ、電流が注入される。この領域は、高電荷担体注入領域２１を構成する。
【００７４】
同じように、ｐ型ドーピングされた半導体層は、ｎ型ドーピングされたコンタクト層１５上に被着される。これによって、ｐ型ドーピングされた層の構造化された除去後、同じ作用が生じる。
【００７５】
電荷担体注入を構造化するための別の方法は、量子井戸混合によって、アクティブゾーン１４内での電荷担体再結合ひいてはアクティブゾーン１４内での損失熱の生成をその箇所で阻止することである。量子井戸混合の構造化された実行によって、このようにして、高電荷担体注入領域と低電荷担体注入領域とがアクティブゾーン１４内で生成される。
【００７６】
コンタクトストリップひいては電荷担体注入を構造化する別の方法は、コンタクトストリップ２を局地的に、種々異なる材料または別の材料から構成することである。これは種々異なる電気的な移行抵抗を、材料と半導体レーザチップのコンタクト層１５との間の境界面に有する。これによっても、構造化された電荷担体注入および高電荷担体注入領域２１と低電荷担体注入領域２２とにおける分割が実現される。この方法は、同時に、コンタクトストリップ２の熱電導性の変化、従って半導体レーザチップ１からの熱搬出の変化を回避する。生成されたレーザ光の均一化を妨げ得る熱レンズの空間的な変調がこれによって回避される。例えばコンタクト層１５はここで、ｐ型ドーピングされたＧａＡｓから構成される。高電流注入の領域ではコンタクトストリップはここでＣｒ/Ｐｔ/Ａｕから構成される。ここでＣｒは、低コンタクト抵抗にとって重要な金属である。低電流注入の領域においては例えばアルミニウムが使用される。
【００７７】
図２８の実施例においては、電荷担体注入は、取り出し側面３の近傍において、縦方向で、コンタクトストリップ２の長手方向中央軸２３に対して横方向に変化する。このようにして、取り出し側面３での温度上昇が減少し、半導体レーザチップ１において温度分布が補償される。
【００７８】
図２９は、ここで説明される端面発光型半導体レーザのコンタクトストリップ２を示している。この実施例では、電荷担体注入が横方向、すなわち長手軸２３に対して平行に変化する。構造化はここで有利には、取り出し側面３の近傍においてのみ行われる。コンタクトストリップ２の残りの長さにわたって構造化は行われない。この構造化によって、アクティブゾーン内に印加される電流の電流密度は、半導体レーザチップの共振器の中央において、取り出し側面３で局地的に最小化される。構造化は、高電荷担体注入領域２１およびストリップ状の、低電荷担体注入領域２２から成る。ここでコンタクトストリップ２の中央において特に低い電流が注入され、高電荷担体注入領域２１の面積割合はここで特に小さい。すなわち、全面積の相対的な割合ないしは隣接する低電荷担体注入領域に対する比は、ここで特に小さい。
【００７９】
図３０は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップ１のコンタクトストリップ２を示している。この実施例では、電流密度はアクティブゾーン１４において、取り出し側面３近傍での縦方向および横方向でのコンタクトストリップ２の構造化によって与えられる。これは、構造化されていない領域から、構造化された領域への軟らかい移行を備えている。この場合には、高電荷担体注入領域２１は取り出し側面３の方向において先細る。また、低電荷担体注入領域２２はこの方向において幅広くなる。
【００８０】
図３１は、ここで説明された端面発光型半導体レーザチップ１のコンタクトストリップ２を示している。この実施例では、図２８と図３０の実施例からのコンタクトストリップ２の構造化方法が組み合わされている。このようにして、アクティブゾーン１４内に注入される電流密度のさらに強い変化が得られる。
【００８１】
図３２と関連して、コンタクトストリップ２のハーフトーン構造化を説明する。図３２において矩形は、低電荷担体注入領域２２を封じ込めている。すなわち中央では、注入された電流密度が、取り出し側面３に向かって並びに中央軸２３に向かって低減する。ここで構造化はここで、上述の構造化方法によって与えられる。すなわち、例えば低注入領域２２においてパッシブ化層が設けられる。
【００８２】
図３３Ａおよび３３Ｂは、半導体レーザチップ１の部分の概略的な断面図に基づいた、電荷担体注入の構造化のための別の方法を示している。コンタクトストリップ２の構造化はここでトンネルコンタクトを介して行われる。非常に高くドーピングされたｐｎ接合部は殊に遮断方向において、トンネルコンタクトを形成する。このようなトンネルコンタクトは相応の構成のもとでオーム抵抗であってよい。すなわちこのトンネルコンタクトはここで線形の電流電圧特性曲線を有する。
【００８３】
図３３Ａでは、高ｐ型ドーピングされたトンネル層１１ａが、半導体レーザチップ１のｐ型コンタクト層１１上に被着されていることが示されている。高ｐ型ドーピングされたトンネルコンタクト層１１ａには、高ｎ型ドーピングされたトンネルコンタクト層１１ｂが続く。トンネルコンタクト層は有利には少なくとも、後にコンタクトストリップ２が存在すべき箇所で、全面に、ｐ型コンタクト層１１上に被着され、そのエピタキシー後に、部分的に除去される。
【００８４】
コンタクトストリップ２の金属とｎ型ないしはｐ型ドーピングされた半導体との間の、種々異なる電気的コンタクト抵抗によって、トンネル層を有している領域およびトンネル層を有していない領域において、それぞれ１つの異なる電荷担体注入が生じる。すなわちこのようにして低電荷担体注入領域２２も、高電荷担体注入領域２１も形成される。
【００８５】
金属とｐ型ドーピングされた半導体との間の悪いコンタクトおよび、金属とｎ型ドーピングされた半導体との間の良好なコンタクトのもとでは、トンネル層の領域において、アクティブゾーン内に高い電流密度が生じ、トンネル層が無い領域では低い電流密度が生じる。他方では、金属とｎ型ドーピングされた領域との間の悪いコンタクトおよび、金属とｐ型ドーピングされた領域との間の良好なコンタクトのもとでは低い電流密度、すなわち低い電荷担体注入領域２２がトンネル層の領域において生じ、トンネル層が除去された箇所では、高い電流密度が生じる。
【００８６】
構造化するための同じ方法は、半導体レーザチップ１のｎ側でも行われる。これは図３３Ｂに関連して説明される。ここではｎ型コンタクト層１５上に高いｎ型ドーピングされたトンネル層１５ａが被着されており、このｎ型ドーピングされたトンネル層１５ａ上に高いｐ型ドーピングされたトンネル層１５ｂが被着されている。ｐ型ドーピングされた領域に対する金属の悪いコンタクトおよびｎ型ドーピングされた領域に対する金属の良好なコンタクトのもとでは、トンネル層が残されている箇所ではアクティブゾーン内への低い電流密度が生じ、これに対してトンネル層が除去され、金属とｎ型ドーピングされたコンタクト層１５との間にコンタクトが生じる箇所では、高い電流密度が生じる。さらに、ｎ型ドーピングされた領域に対する金属の悪いコンタクトおよびｐ型ドーピングされた領域に対する金属の良好なコンタクトのもとでは、高い電流密度が、トンネル層の領域において生じ、ｎ型コンタクトに対する金属が形成されている箇所では、低い電流密度が生じる。
【００８７】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７０６２７８９．２号および第１０２００８０１４０９３．７号の優先権を主張するものであり、その開示内容は引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【００８８】
なお、本発明は実施例に基づいたこれまでの説明によって限定されるものではない。むしろ本発明は、あらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしてもあてはまる。
【図１】
0005737945.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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