(57)【要約】  活性層（３）を有する半導体層列（２）を備える半導体レーザーダイオード（１００）が提示される。活性層は主要延在面を有しており、かつ動作中に活性領域（５）において光（８）を生成し、光取り出し面（６）を介して放射するように構成されており、活性領域（５）は、光取り出し面（６）に対向する側の背面（７）から光取り出し面（６）へ、長手方向（９３）に沿って主要延在面において延在し、半導体層列（２）は表面領域（２０）を有しており、表面領域上に直接的に接触して第１のクラッド層（４）が被着されており、第１のクラッド層（４）は、半導体層列（２）とは異なる材料系からの透明材料を有しており、第１のクラッド層（４）は構造化されており、第１の構造を有している。
2020524407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層（３）を有する半導体層列（２）を備える半導体レーザーダイオード（１００）であって、
前記活性層は主要延在面を有しており、かつ動作中に活性領域（５）において光（８）を生成し、光取り出し面（６）を介して放射するように構成されており、
前記活性領域（５）は、前記光取り出し面（６）に対向する側の背面（７）から前記光取り出し面（６）へ、長手方向（９３）に沿って前記主要延在面において延在し、
前記半導体層列（２）は表面領域（２０）を有しており、前記表面領域上に、直接的に接触して第１のクラッド層（４）が被着されており、
前記第１のクラッド層（４）は、前記半導体層列（２）とは異なる材料系からの透明材料を有しており、
前記第１のクラッド層（４）は構造化されており、第１の構造を有している、
半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項２】
前記半導体レーザーダイオード（１００）の動作中、前記活性領域（５）において生成された前記光（８）は、前記第１のクラッド層（４）に達する、請求項１記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項３】
前記第１のクラッド層（４）は、透明導電性酸化物を有している、請求項１または２記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項４】
前記第１のクラッド層（４）は、少なくとも２つの異なる透明導電性酸化物を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項５】
前記少なくとも２つの異なる透明導電性酸化物は、交互の積層体において前記表面領域（２０）上に被着されている、請求項４記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項６】
前記表面領域（２０）は、少なくとも１つの第１の表面部分領域（２４１）と、前記第１の表面部分領域に直接的に接する、少なくとも１つの第２の表面部分領域（２４２）を有しており、
前記第１のクラッド層（４）は前記第２の表面部分領域（２４２）において、開口部または間隙によって形成された空隙を有しており、
前記空隙内に金属材料が被着されており、
前記金属材料は、前記空隙において、前記半導体層列（２）の前記表面領域（２０）まで達しており、前記半導体層列（２）と直接的に接触している、請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項７】
前記第１のクラッド層（４）の少なくとも１つの領域（４１，４２）上に金属材料が被着されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項８】
前記金属材料は、金属コンタクト層（１４）および／またはボンディング層（１５）によって形成されている、請求項６または７記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項９】
前記金属コンタクト層（１４）は構造化されており、第２の構造を有しており、前記第１および第２の構造は相違している、請求項６から８までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１０】
前記半導体層列（２）は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料をベースにしている、請求項１から９までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１１】
前記表面領域（２０）は、少なくとも１つの第１の表面部分領域（２４１）と、前記第１の表面部分領域に直接的に接している少なくとも１つの第２の表面部分領域（２４２）を有しており、
前記第１のクラッド層（４）は、
前記第１の表面部分領域（２４１）において第１の厚さを有しており、前記第２の表面部分領域（２４２）において第２の厚さを有しており、前記第１の厚さは前記第２の厚さを上回り、
かつ／または
前記第１の表面部分領域（２４１）において第１の材料を有しており、前記第２の表面部分領域（２４２）において第２の材料を有しており、前記第１の材料と前記第２の材料は相違している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１２】
前記第１のクラッド層（４）は前記第２の表面部分領域（２４２）において、開口部または間隙によって形成された空隙を有している、請求項１１記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１３】
前記第１のクラッド層（４）は複数の第１の領域（４１）を有しており、前記複数の第１の領域の間に、空隙として形成された第２の領域（４２）が存在している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１４】
前記第１のクラッド層（４）は、長手方向または横方向に延在するストリップとして形成されている複数の領域（４１，４２）を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１５】
前記第１のクラッド層（４）は、アイランド状に形成されている複数の領域（４１，４２）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【請求項１６】
前記半導体層列（２）は、ウェブ上面（１０）および前記ウェブ上面に接しているウェブ側面（１１）を備えたウェブ導波路構造（９）を有しており、前記表面領域（２０）は前記ウェブ上面（１０）によって形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の半導体レーザーダイオード（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体レーザーダイオードが提示される。
【０００２】
本特許出願は、ドイツ特許出願１０  ２０１７  １１３  ３８９．５の優先権を主張し、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
端面放射型レーザーダイオードにおいて、光生成層は、クラッド層の間に配置されている。クラッド層は、自身の屈折率によって、積層方向において導波を生じさせ、これによってレーザーモードの形成に寄与する。それによってモードガイドに対して付加的に、良好な電気抵抗が得られるので、クラッド層は通常、ダイオードのドープされた半導体材料から成る。しかし、窒化物化合物半導体材料ベースのレーザーダイオードのクラッド層に使用される、ＡｌＧａＮ等の材料は、高濃度のｐ型ドーピングを伴って製造するのは困難であり、したがって良好な導電性を伴って製造するのは困難を必ず伴うので、常に、導電性と光吸収の妥協点が見つけられなければならない。
【０００４】
さらに、高出力レーザーダイオードは通常、複数の長手方向およびラテラル方向のレーザーモードを導くので、取り出しファセットでの光強度は、レーザー内のすべての発振レーザーモードの総計によって生じる。しかし、これによって、特にラテラル方向の強度分布が不均一になる可能性がある。これは結果として、強度の過度の上昇ひいてはそのような場所でのファセットの過負荷を生じさせる可能性がある。これによって、ファセットの損傷およびレーザーの破壊が生じる可能性がある。このような問題を回避するために、絶縁層を有する、半導体材料の電気的な接続のために設けられた接触材料の部分を、半導体材料から絶縁し、これを特定の領域においてのみ開放することが従来技術において既知である。このようにして、開放された場所でのみ電流が半導体材料に印加され、この電流は半導体材料の横方向の導電性を介してのみ分配可能である。その結果、開放部から遠く離れた領域には、開放部のすぐ下の領域よりも少ない電流しか流れない。これによってモードのダイナミクスが制御できるが、このような措置の設計の自由度と、同時に、得られる効果の大きさも格段に制限されてしまう。
【０００５】
特定の実施形態の少なくとも１つの課題は、半導体レーザーダイオードを提供することである。
【０００６】
上述の課題は、独立請求項に記載されている構成要件によって解決される。構成要件の有利な実施形態および発展形態は、従属請求項において示され、さらに以降の説明および図面から明らかになる。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザーダイオードは、レーザーダイオードの動作中に活性領域において光を生成するために設けられ、構成されている少なくとも１つの活性層を有している。活性層は特に、複数の半導体層を有する半導体層列の一部であり、半導体層列の層の配列方向に垂直な主要延在面を有していてもよい。半導体レーザーダイオードの動作中に活性層、特に活性領域において生成された光は、光取り出し面を介して放射可能である。
【０００８】
例えば、活性層は厳密に１つの活性領域を有し得る。活性領域は少なくとも部分的に、導電層と半導体層列との接触面によって、すなわち少なくとも部分的に、それを介して半導体層列、ひいては活性層への電流印加が行われる面によって画定され得る。さらに、活性領域は付加的に少なくとも部分的に、ウェブ導波路構造によって、すなわち、半導体層列の半導体材料における細長い、高くなった部分の形態で形成されたウェブによって画定されてもよい。
【０００９】
別の実施形態では、半導体レーザーダイオードの製造方法において、活性層が製造され、これは、半導体レーザーダイオードの動作中に光、特に赤外から紫外スペクトルまでの光を生成するように構成され、設けられている。特に、半導体層列は、活性層を伴って製造可能である。上述および後述の実施例および特徴は、半導体レーザーダイオードにも、半導体レーザーダイオードの製造方法にも同様に当てはまる。
【００１０】
別の実施形態では、半導体レーザーダイオードは、光取り出し面に対して付加的に、光取り出し面に対向する側の背面を有している。いわゆるファセットとも称される光取り出し面および背面は、特に半導体レーザーダイオードの側面、特に少なくとも部分的に半導体層列の側面であってもよい。光取り出し面と背面上に、適切な光学的なコーティング、特に反射性または部分反射性の層または層列が被着されていてもよく、これらは活性層において生成された光に対する光学的な共振器を形成することができる。活性領域は、ここでおよび以降において長手方向と称される方向に沿った背面と光取り出し面の間に延在していてもよい。長手方向は、特に、活性層の主要延在面に対して平行であってもよい。層の上下の配列方向、すなわち活性層の主要延在面に対して垂直な方向は、ここでおよび以降において鉛直方向と称される。長手方向に対して垂直な方向および鉛直方向に対して垂直な方向はここでおよび以降において横方向またはラテラル方向と称される。したがって、長手方向および横方向／ラテラル方向は、活性層の主要延在面に対して平行な面にまたがっていてもよい。
【００１１】
半導体層列は、特にエピタキシャル層列として、すなわちエピタキシャル成長した半導体層列として構成されていてもよい。さらに、活性層を含む複数の半導体層を相次いで成長させることができ、ここで半導体層はそれぞれ化合物半導体材料系をベースにしている。
【００１２】
例えば、半導体層列はＩｎＡｌＧａＮをベースにして構成されていてもよい。ＩｎＡｌＧａＮベースの半導体層列は、特に、エピタキシャルに製造された半導体層列が通常、少なくとも１つの個々の層を含んでいる、異なる個々の層から成る層列を有するものを含み、これは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮからの材料を有しており、ここで０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。特に、活性層はこのような材料をベースにしていてもよい。ＩｎＡｌＧａＮをベースにした少なくとも１つの活性層を有する半導体層列は、例えば、有利には、紫外から緑色またはさらには黄色の波長範囲の電磁ビームを放出することができる。
【００１３】
択一的または付加的に、半導体層列はＩｎＡｌＧａＰをベースにしていてもよい。すなわち、半導体層列は異なる個別層を有することができ、そのうちの少なくとも１つの個別層、例えば活性層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰからの材料を有しており、ここで０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。ＩｎＡｌＧａＰをベースにした少なくとも１つの活性層を有する半導体層列は、例えば、有利には、緑色から赤色の波長範囲の１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁ビームを放出することができる。
【００１４】
択一的または付加的に、半導体層列は、別のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系、例えばＩｎＡｌＧａＡｓベースの材料、またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料系も有していてもよい。特に、ＩｎＡｌＧａＡｓベースの材料を有する発光半導体チップの活性層は、赤色から赤外の波長範囲の１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁ビームを放出するのに適していてもよい。
【００１５】
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ等の第２族元素からの少なくとも１つの元素、およびＯ、Ｓ、Ｓｅ等の第６族元素からの元素を有していてもよい。例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料には、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、ＣｄＳ、ＺｎＣｄＳ、ＭｇＢｅＯが含まれる。
【００１６】
活性層、特に活性層を備える半導体層列は、基板上に被着されていてもよい。基板は半導体材料、例えば上述した化合物半導体材料系または別の材料を含んでいてもよい。特に、基板はサファイア、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅおよび／または例えばＳｉＮまたはＡｌＮ等のセラミック材料を含んでいてもよい、またはそのような材料から成っていてもよい。例えば、基板は、その上で半導体層列が成長する成長基板として形成されていてもよい。活性層、特に活性層を備える半導体層列は、エピタキシャル方法によって、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）または分子線エピタキシー（ＭＢＥ）を用いて成長基板上に成長し、さらに電気的なコンタクトが設けられる。さらに、成長プロセス後に成長基板を除去することも可能である。このような場合には、半導体層列を、例えば成長後に、担体基板として形成されている基板上に移すことができる。
【００１７】
活性層は、例えば、光生成のために従来のｐｎ接合部、二重ヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）または多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。半導体層列は、活性層に加えて、別の機能層および機能領域を含んでいてもよく、これは例えば、ｐドープまたはｎドープされた電荷キャリア輸送層、すなわち電子または正孔輸送層、高濃度にｐまたはｎドープされた半導体コンタクト層、ドープされていないまたはｐドープまたはｎドープされた閉じ込め層、クラッド層または導波路層、バリア層、平坦化層、バッファ層、保護層および／または電極ならびにそれらの組み合わせである。さらに、付加的な層、例えばバッファ層、バリア層および／または保護層を、半導体層列の成長方向に対して垂直に、例えば半導体層列の周り、すなわち例えば半導体層列の側面に配置することもできる。
【００１８】
さらに、半導体レーザーダイオードは、第１のクラッド層が直接的に被着されている表面領域を有している。半導体レーザーダイオードの表面領域は、特に半導体層列の表面領域である。換言すれば、半導体層列は、半導体層列が片側で、特に鉛直方向において終わる表面を有している。このような表面の少なくとも一部は、その上に第１のクラッド層が直接的に接触して被着されている表面領域を形成する。したがって、第１のクラッド面は、半導体層列の表面領域と直接的に接触して配置され、別の中間材料無く、直接的に、半導体層列の半導体材料に接している。
【００１９】
別の実施形態では、半導体層列は、ウェブ導波路構造を有している。ウェブ導波路構造は、例えば、半導体層列の、基板とは反対側の面に形成されていてもよい。ウェブ導波路構造は、ウェブ上面およびそれに接するウェブ側面を有していてもよく、特に、半導体層列の、基板とは反対側の面から半導体材料の一部を除去することによって生成され得る。ウェブ導波路構造は長手方向に延在し、ラテラル方向においては、両側がウェブ側面によって制限され、鉛直方向においては、活性層とは反対側の面で、ウェブ上面によって制限されている。ウェブ側面ならびにウェブ導波路構造が接している、半導体層列の残りの上面は、例えば不動態化材料によって覆われていてもよい。半導体材料から不動態化材料への移行によるウェブ導波路構造のウェブ側面での屈折率変化によって、活性層において生成される光のいわゆる屈折率ガイド（Ｉｎｄｅｘｆｕｅｈｒｕｎｇ）が生じ、これは活性領域の形成を促進し得る。第１のクラッド層が直接的に接触する半導体層列の表面領域は、部分的な、または特に有利には全体的なウェブ上面によって形成されてもよい。これに対して択一的に、半導体レーザーダイオードが、ウェブ導波路構造を有していない、いわゆるワイドストリップレーザーダイオードとして形成されていてもよい。このような場合には、第１のクラッド層が直接的に接触する表面領域は、特に、半導体層列の、基板に対向する側の上面の一部によって形成され得る。上面の残りの部分は不動態化材料によって覆われていてもよい。
【００２０】
別の実施形態では、その上に第１のクラッド層が被着されている表面領域は、半導体層列の半導体コンタクト層によって形成されている。半導体コンタクト層は、高濃度ドープされた半導体層によって形成されていてもよく、これは、接している導電性材料に対して僅かな電気的な接触抵抗を形成する。ｐ側に第１のクラッド層が配置されている場合、半導体コンタクト層は、特に、ｐ＋ドープ半導体層であってもよい。
【００２１】
別の実施形態では、第１のクラッド層は、半導体層列とは異なる材料系のからの透明材料を有している。これは特に、第１のクラッド層が、そこから半導体層列の半導体層が形成される化合物半導体材料系からのいかなる材料も有していないことを意味し得る。さらに、第１のクラッド層は、半導体層列を製造するために使用されるエピタキシャル方法とは異なる製造方法によって表面領域上に被着されてもよい。例えば、第１のクラッド層を製造するための製造方法は、非エピタキシャル方法であり得る。第１のクラッド層は、例えば、蒸着、スパッタリングまたは化学気相成長を用いて製造可能である。
【００２２】
「透明」とはここでおよび以降において、例えば、赤外光、可視光、および／または紫外光の範囲にある１つまたは複数のスペクトル成分を含む電磁ビームに対して少なくとも透過性である、一連の層でもあり得る層である。本明細書に記載されている半導体レーザーダイオードに関連して、特に半導体レーザーダイオードの動作中に生成されるこのような光に対して、透明層は完全にまたは少なくとも部分的に透過性であり得る。第１のクラッド層が透明な材料を有しているということは、活性領域において、半導体レーザーダイオードの動作中に生成される光が、第１のクラッド層に達するという結果を有する。特に有利には、活性領域において生成される光は、形成されているレーザーモードプロファイルによって、鉛直方向において、最大の強度プロファイルを有し、ここで半導体層列と第１のクラッド層との間の境界面での強度は１％以上、または５％以上、または１０％以上の値まで低下し得る。
【００２３】
第１のクラッド層に対して付加的に、半導体レーザーダイオードは、活性層の、第１のクラッド層に対向して位置する面に第２のクラッド層を有していてもよい。第２のクラッド層は、特に、半導体層列の一部、すなわち１つまたは複数の半導体層によって形成されてもよい。結果的に異なる材料系からの材料を含む第１のクラッド層および第２のクラッド層は、それぞれ活性層の屈折率よりも低い屈折率を有している。これによって、鉛直方向において、活性層において動作中に生成される光の導波を実現することができる。ここで第１のクラッド層の屈折率と第２のクラッド層の屈折率は同じであっても、異なっていてもよい。付加的に、活性層は、半導体層によって形成され得る第１の導波路層と第２の導波路層の間に配置されていてもよい。このような場合、導波路層は、活性層とともに第１のクラッド層と第２のクラッド層の間に配置されており、ここで第１の導波路層は、活性層の、第１のクラッド層の方を向いている面に配置されており、第２の導波路層は、活性層の、第１のクラッド層とは反対側の面に配置されている。各導波路層の屈折率は、有利には、活性層の屈折率よりも低く、かつ各面に配置されているクラッド層の屈折率より高くてもよい。鉛直方向における、このような段階的な屈折率プロファイルによって導波を改善することができる。さらに、活性層と第１のクラッド層の間に、少なくとも部分的にクラッド層として機能するが、単独では、第１のクラッド層なしで十分な導波を保証するのに十分な厚さではないクラッド部分層の形態の半導体層が設けられていてもよい。
【００２４】
別の実施形態では、第１のクラッド層は酸化物を有している。特に、第１のクラッド層は、透明導電性酸化物を有していてもよい。透明導電性酸化物（「ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ」、ＴＣＯ）は、透明な導電性材料であり、通常、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウムスズ、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムおよび酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の金属酸化物である。例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３等の二元金属酸素化合物の他に、例えばＺｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５またはＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２または異なる透明導電性酸化物の混合物等の三元金属酸素化合物もＴＣＯのグループに含まれる。さらに、ＴＣＯは、必ずしも化学量論的組成に相応するのではなく、ｐドープまたはｎドープされていてもよい。さらに第１のクラッド層は、少なくとも２つの異なるＴＣＯを有し得る。例えば、異なるＴＣＯが、交互の積層体において表面領域上に被着されていてもよい。さらに第１のクラッド層は、異なるＴＣＯが配置されている、ラテラル方向におよび／または長手方向に相互に接する領域を有することができる。
【００２５】
別の実施形態では、第１のクラッド層は構造化されており、第１の構造を有している。これは、通常、半導体層によって形成されるクラッド層の場合のように、第１のクラッド層が均一で連続的な層として形成されてないことを意味する。むしろ、第１のクラッド層は、厚さおよび／または材料の点で相違する、互いにラテラル方向および／または長手方向に接する領域を有している。第１のクラッド層の厚さは、１つまたは複数の領域において、値０を有していてもよい。換言すれば、第１のクラッド層は、第１のクラッド層の材料を含まない少なくとも１つの空隙を備えた第１の構造を有することができる。ここでおよび以降において説明する構造の特徴は、個別にまたは複数で存在していてもよい。
【００２６】
例えば、表面領域は、少なくとも１つの第１の表面部分領域および第１の表面部分領域に直接的に接する少なくとも１つの第２の表面部分領域を有していてもよく、第１のクラッド層は、第１の表面部分領域において第１の厚さを有しており、第２の表面部分領域において第２の厚さを有していてもよく、ここで第１の厚さは第２の厚さを上回る。したがって、第１のクラッド層は、相互に凹部および／または高い領域を有することができ、ここで第１のクラッド層の領域の厚さ、高さおよび深さ等のパラメータは、特に記載がない限り鉛直方向で測定されると理解される。択一的または付加的に、第１のクラッド層は、第１の表面部分領域において第１の材料を有していてもよく、第２の表面部分領域において付加的または択一的に第２の材料を有していてもよく、ここで両方とも特にＴＣＯであってもよい第１の材料と第２の材料は相違している。ここで、第１のクラッド層は、半導体層列の表面領域の第１の表面部分領域上に第１の材料だけを有していてもよく、また第１のクラッド層は、第１の表面部分領域に接している第２の表面部分領域上に、第１の材料とは異なる第２の材料だけを有していてもよい。さらに、第１のクラッド層は、第１の表面部分領域上に第１の材料だけを有していてもよく、また第１のクラッド層は、第１の表面部分領域に接している第２の表面部分領域上に、第１の材料における少なくとも１つの凹部領域を有していてもよく、ここには第２の材料が配置されている。
【００２７】
さらに、第１のクラッド層は、例えば、第２の表面部分領域内に配置され、開口部または間隙によって形成された少なくとも１つの空隙を有することができる。開口部は特に、鉛直方向に対して垂直な面において完全に、第１のクラッド層の材料によって包囲されている孔によって、第１のクラッド層の材料内に形成されていてもよく、これは鉛直方向において完全に第１のクラッド層を貫通する。間隙は、例えば、第１のクラッド層の材料によって形成された２つまたは２つより多くの領域を長手方向および／またはラテラル方向において完全に相互に分離するトレンチによって形成されてもよい。これに相応して、第１のクラッド層は、その間に空隙が存在する複数の領域を有し得る。第１のクラッド層の材料によって形成され、１つまたは複数の間隙によって互いに分離されている領域は、例えば、長手方向および／または横方向に延在するストリップとして、かつ／またはアイランド状に形成されていてもよい。
【００２８】
別の実施形態では、第１のクラッド層の少なくとも１つの領域上に金属材料が被着されている。金属材料は、特に、半導体層列の表面を、その上に第１のクラッド層が被着されている表面領域と電気的に接続するために設けられ、構成されていてもよい。これに相応して、電気的な接続を、第１のクラッド層を用いて金属材料を介して行うことができる。さらに、クラッド層は、金属材料が被着されている少なくとも１つの空隙を有することができる。この場合、金属材料は、特に有利には、半導体層列の表面領域まで達し、半導体層列と直接的に接触していてもよい。これに相応に、表面領域の電気的な接続は、第１のクラッド層の空隙において直接的に行われてもよい。この場合、金属材料は、第１のクラッド層の材料と比較して、半導体層列の表面領域に対する異なる接触抵抗および／または異なる導電性を有しており、そのため、第１のクラッド層および金属材料の材料および構造の選択によって、半導体層列の表面領域への電流印加を所望のように調整することができる。さらに、金属材料は、動作中に半導体層列において生成される光に対する吸収を有し得る。
【００２９】
別の実施形態では、金属材料はボンディング層を有するか、またはボンディング層によって形成される。ボンディング層は、第１のクラッド層上に被着されていてもよく、半導体レーザーダイオードの外部の電気的な接続のために設けられていてもよい。例えば、ボンディング層は、ヒートシンクまたは他の担体上の半導体レーザーダイオードのはんだ付けを可能にすることができる。これに対して択一的に、ボンディング層は、ボンディングワイヤを介して接触するように、かつ電気的に接続されるように設けられ、構成されていてもよい。ボンディング層は、特に、第１のクラッド層の少なくとも部分領域、または全体に直接的に接触することができる。
【００３０】
別の実施形態では、金属材料は、ボンディング層に対して付加的に、第１のクラッド層上に被着され得る金属コンタクト層を有している。金属コンタクト層は、特に、半導体層列とボンディング層との間に配置されていてもよい。さらに、金属コンタクト層は構造化されていてもよく、第２の構造を有することができる。第２の構造は、第１のクラッド層の第１の構造と同じまたは類似であってもよい。さらに、金属コンタクト層は、第１のコンタクト層の材料と合同に被着されていてもよい。さらに、第１の構造と第２の構造が相違していてもよい。
【００３１】
本明細書で説明する半導体レーザーダイオードでは、活性領域でのモード動作は、第１のクラッド層の記載したラテラル方向および／または長手方向の構造化によって所期のように制御可能である。その上に被着されている金属材料と組み合わせて、この作用をさらに良く調整することができ、これによってモード動作をラテラル方向および長手方向で所期のように、かつ極めて広い範囲で正確に制御することができる。ここでは、ウェブ導波路構造の有無にかかわらず、半導体レーザーダイオードにおいて、個々のレーザーモードが所期のように選択され、増幅または抑制されるように制御可能である。誘電体層で半導体上面を部分的に覆う等の従来の措置の代わりに、これは、本明細書において記載される半導体レーザーダイオードにおいては、異なる吸収および導電性で領域を所期のように調整することによって可能である。これによって、得られる作用はより大きくなり、さらにより正確に制御可能になる。さらに、直接的な構造化に基づく吸収の制御性の向上によって、設計の自由度が高まり、かつプロセスの安定性が高まる。
【００３２】
別の利点、有利な実施形態および発展形態は、以降で、図で説明されている実施例と併せて明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１Ａから図１Ｅは、ある実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図３】図３Ａから図３Ｈは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図４】図４Ａから図４Ｃは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図７】図７Ａから図７Ｄは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図８】図８Ａから図８Ｈは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【図９】図９Ａから図９Ｅは、別の実施例に即した半導体レーザーダイオードの概略図である。
【００３４】
実施例および図面において、同じ、同様、または同じ作用を有する要素には、それぞれ同じ参照番号が付けられている。図示された要素とそれらの比率は縮尺どおりと見なされるべきではなく、むしろより良く示すためおよび／またはより良い理解のために、層、構成部分、構成要素および領域等の個々の要素は誇張されて大きく示されている場合がある。
【００３５】
図１Ａから１Ｅには、半導体レーザーダイオード１００の実施例が示されている。図１Ａは、ラテラル方向９１および鉛直方向９２に対して平行な断面を有する断面図を示しており、図１Ｃは、鉛直方向９２および長手方向９３に平行な断面を有する断面図を示している。図１Ｂおよび図１Ｄは、それぞれ図１Ａの一部を示しており、図１Ｅは、半導体レーザーダイオード１００のウェブ上面１０の平面図を示しており、ここではその上に被着されているボンディング層１５は示されていない。以下の説明は、同様に図１Ａから図１Ｅに関している。
【００３６】
半導体レーザーダイオード１００は基板１を有しており、基板は、例えば、その上に半導体層列２がエピタキシャル成長する成長基板である。これに対して択一的に、基板１は、成長基板上に成長した半導体層列２が成長後にその上に移される担体基板であってもよい。例えば、基板１は、ＧａＮを有しているか、またはＧａＮから成り、その上に、ＩｎＡｌＧａＮ化合物半導体材料をベースにした半導体層列２が成長する。これは、以降において説明する、半導体層列２の半導体層がそれぞれ、ＩｎＡｌＧａＮ化合物半導体材料系からの半導体材料を有していることを意味する。さらに、特に、一般的な部分において説明したような他の材料も、基板１および半導体層列２に対して可能である。さらに、半導体レーザーダイオード１００に基板がないことも可能である。このような場合には、半導体層列２は成長基板上で成長し、成長基板はその後除去される。さらに、半導体層列２は、成長基板の分離後に補助基板上に再結合されてもよい。有利にはこれはｐ−ｄｏｗｎ技術で、有利には高熱伝導性基板上で行われ得る。可能な基板材料は、特に、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウム、サファイア、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ：ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ）および銅の複合材料であり得る。
【００３７】
半導体層列２は、半導体層列２の一部であり、動作中に光８を、特にレーザー閾値を超えたときにレーザー光を生成し、光取り出し面６を介して放射するのに適している活性層３を有している。図１Ａおよび１Ｃに示されているように、ここでおよび以降において、断面が光取り出し面６に平行な断面図において半導体層列２の層の主要延在方向に対して平行に延びる方向は、横方向またはラテラル方向９１と称される。半導体層列２の層の上下の配列方向ならびに基板１上の半導体層列２の層の配列方向は、ここでおよび以降において、鉛直方向９２と称される。それに沿って光８が放射される方向に相応する、ラテラル方向９１および鉛直方向９２に対して垂直に形成されている方向は、ここでおよび以降において長手方向９３と称される。
【００３８】
半導体層列２の、基板１とは反対側の面で、第１のクラッド層４が表面領域２０上に被着されている。さらに、半導体層列２に電気的に接触するため、特に半導体層列２の、基板１とは反対側の面から電流を印加するために設けられているボンディング層１５の形態で金属材料が被着されている。ボンディング層１５は、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌから選択され得る合金または積層体の形態の１つまたは複数の材料を有し得る。例えば、ボンディング層１５は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層体によって形成されてもよい。半導体レーザーダイオード１００は、半導体層列２の別の面の電気的な接触のために、別の電極層を有していてもよく、これは見やすくするために示されていない。
【００３９】
半導体層列２は、活性層３に対して付加的に、別の半導体層を有していてもよい。単なる例として、高濃度ドープ半導体コンタクト層２１、およびその下の、その間に活性層が配置される第１および第２の導波路層２２、２３ならびに活性層３の、第１のクラッド層４とは反対側の面上の第２のクラッド層２４が示されている。半導体コンタクト層２１は、特にボンディング層１５に対して良好な電気的な接触を形成するのに役立つ。さらに、択一的または付加的に、クラッド層、導波路層、バリア層、電流拡散層および／または電流制限層等の別の半導体層が存在していてもよく、これらはそれぞれ図の簡略化のために図示されていない。例えば、第１の導波路層２２の上、すなわち半導体コンタクト層２１と第１の導波路層２２との間に、クラッド部分層、すなわち屈折率に関してクラッド層として形成されているが、単独でクラッド層として、活性層３上の半導体層列２の領域において作用するには薄すぎる半導体層を配置することができる。このような場合には、クラッド部分層と第１のクラッド層４は、活性層３上の半導体層列２の領域において、ともにクラッド層として作用する。さらに、半導体層列２が半導体コンタクト層２１を有していないこともあり得る。したがって第１の導波路層２２または場合によってはクラッド部分層は、直接的に第１のクラッド層４に接する。
【００４０】
半導体層列２の、基板１とは反対側の上面は、第１のクラッド層４が半導体層列２と接触する表面領域２０を除いて、不動態化材料１９によって覆われている。不動態化材料は例えば、電気絶縁性酸化物、窒化物または酸窒化物、例えば二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ロジウム、酸化ニオブおよび／または二酸化チタンを有する、またはこれらであり得る。さらに、Ａｌ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、ＺｎおよびＺｒから選択される１つまたは複数の材料を有する他の酸化物、窒化物および酸窒化物も可能である。
【００４１】
さらに、半導体層列２と基板１の側面を形成する光取り出し面６およびこれに対向する側の背面７上に反射層または部分反射層または層列を被着することができ、これらは同様に見やすくするために示されておらず、長手方向９３において延在する、半導体層列２内の光学的な共振器を形成するために設けられ、構成されている。
【００４２】
半導体層列２の、基板１とは反対側の上面において、図示の実施例では、ウェブ導波路構造９が、半導体層列２の、基板１とは反対側の面から半導体材料の一部を除去することによって形成されている。ウェブ導波路構造９は、長手方向９３において延在し、基板１とは反対側の面でウェブ上面１０を有しており、これは、表面領域２０を形成し、この上に直接的に接触して第１のクラッド層４が被着されている。さらにウェブ導波路構造９は、ラテラル方向９１において、両側を、ウェブ側面１１によって制限されている。ウェブ側面１１は、それらの隣に配置された上側領域と同様に不動態化材料１９によって覆われている。半導体材料から不動態化材料１９への移行によるウェブ側面１１での屈折率変化によって、活性層３において生成された光のいわゆる屈折率ガイドが生起され、これは電流印加とともに活性領域５の形成に寄与することができる。活性領域は、生成された光がガイドされ、レーザー動作において増幅される、半導体層列２における領域を示している。図１Ａに示されているように、ウェブ導波路構造９は、半導体材料を完全に除去することによって、ラテラル方向において両側でウェブの隣に形成される。これに対して択一的に、いわゆる「三脚」が形成されてもよく、ここではラテラル方向においてウェブの隣で、２つの溝に沿ってのみ半導体材料が除去されている。ここではこれらの溝は特に光取り出し面６から背面７まで延在する。
【００４３】
さらに、「埋め込み型ヘテロ構造」という用語で知られている構造も可能である。
【００４４】
半導体レーザーダイオード１００の上面に、外部の電気的な接続のために設けられたボンディング層１５は、図示の実施例では、大面積に被着されている。例えば、ボンディング層１５は、半導体レーザーダイオード１００が、ヒートシンクまたは別の外部の担体上にはんだ付け可能であるように設けられ、構成されていてもよい。それにもかかわらず、不動態化材料１９によって、ボンディング層１５によって、このためだけに設けられた表面領域２０だけが電気的に接触されることが可能である。半導体層列２の、第１のクラッド層４の方を向いている面は、特にｐドープされていてもよく、したがって、半導体レーザーダイオード１００のいわゆるｐ−ｄｏｗｎ実装が、ボンディング層１５を用いたこのようなはんだ付けによって実現され得る。
【００４５】
第１のクラッド層４は、直接的に接触して、表面領域２０上に被着されており、第１の構造の形態で構造化されている。さらに、第１のクラッド層４は、相違している第１の領域４１と第２の領域４２を有している。第１の領域４１は、表面領域２０の第１の表面部分領域２４１に配置されており、第２の領域４２は、表面領域２０の第２の表面部分領域２４２上に配置されている。図１Ａおよび図１Ｅから見て取れるように、図示の実施例では、第１のクラッド層４の第１の領域４１は、長手方向に延在するストリップの形態で形成されており、これらはトレンチの形態の空隙として形成された第２の領域４２によって互いに分離されている。これに対して択一的に空隙は例えば、ラテラル方向９１および長手方向９３に対して平行な面において、第１のクラッド層４の材料によって、ひいては第１の領域４１によって完全に囲まれている開口部として形成されていてもよい。
【００４６】
第１のクラッド層４、特に第１の領域４１は、半導体層列２とは異なる材料系からの透明材料を有している。したがって、半導体層列がＩｎＡｌＧａＮ材料をベースにしている上記の場合には、第１のクラッド層４は、ＩｎＡｌＧａＮ材料系からの材料を含んでいない。特に、第１のクラッド層は一般的に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料系およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料系からの材料を含んでいないことがある。効果的なクラッド層として作用するために、第１のクラッド層４の透明材料は、活性層３の屈折率よりも低い屈折率を有している。図示の実施例のように、活性層と第１のクラッド層４の間にさらに第１の導波路層２２が配置されている場合、第１の導波路層２２は有利には、活性層３の屈折率と第１のクラッド層４の屈折率の間にある屈折率を有している。上述したように、半導体層列２は第１の導波路層２２上にさらにクラッド部分層を有することがあり、したがってこのような場合には、導波は部分的にクラッド部分層を通り、部分的に第１のクラッド層４を通って行われる。さらに、第１のクラッド層４の材料は導電性であるので、表面領域２０は第１の表面部分領域２４１において、第１のクラッド層４の領域４１を介して電気的に接触される。特に、クラッド層４は、ＴＣＯ、有利には例えばＩＴＯを有している。
【００４７】
ＩＴＯは一般的に、５０％以上９９％以下の割合の酸化インジウム（ＩＩＩ）（Ιｎ２Ｏ３）と１％以上５０％以下の酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を有する混合酸化物である。有利には、Ιｎ２Ｏ３の割合は８０％以上、より有利には９０％以上であり、ＳｎＯ２の割合は２０％未満、より有利には１０％未満である。ＳｎＯ２成分は、Ιｎ２Ｏ３結晶格子内にノイズ箇所を生成し、これによって主にＩＴＯ層の導電性が引き起こされる。ＩＴＯに対して択一的に、例えば、純粋な酸化スズ、純粋な酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムまたは一般的な部分で上述した他の材料も可能である。
【００４８】
第２の領域４２では、ボンディング層１５によって形成された金属材料が、第１のクラッド層４を通って、半導体層列２の表面領域２０まで突出し、表面領域２０は第２の表面部分領域２４２において、ボンディング層１５によって直接的に電気的に接触接続される。
【００４９】
活性層３上の半導体層の厚さも、例えば数１０ｎｍであり得る第１のクラッド層４の厚さも、動作中に活性層３において生成された光８の一部が第１のクラッド層４に達するように形成されている。特に、活性層３において生成された光８は、鉛直方向において最大の強度プロファイルを有することができ、ここで半導体層列２と第１のクラッド層４、特に第１のクラッド層４の第１の領域４１との間の境界面での強度は、１％以上または５％以上または１０％以上の値まで低下され得る。
【００５０】
第１のクラッド層４の記載された構造によって、第１のクラッド層は、光学的特性および電気的特性が異なる第１の領域４１と第２の領域４２を有する。第１の領域４１における第１のクラッド層４の材料は透明であり、したがってレーザーモードの侵入を可能にするが、第１のクラッド層４の第２の領域４２は、これが、記載された実施例において、ボンディング層１５の金属材料で満たされていることによって光吸収性である。これによって、ラテラル方向のレーザーモードが影響を受ける可能性がある。さらに、ボンディング層１５は例えば第２の表面部分領域２４２におけるＴｉ層によって半導体層列２に隣接し得る。Ｔｉは、上述のようにＩｎＡｌＧａＮをベースとし、例えばｐ＋−ＧａＮであり得る半導体コンタクト層２１に対する、ＩＴＯよりも高い接触抵抗を有しているので、表面領域２０への局部的な電流印加を制御することができる。さらに、表面領域２０に接する、第１のクラッド層４とボンディング層１５の異なる材料は、半導体層列２の局部的な冷却に作用する。このような作用によって、活性層３において生成される光のモード動作の付加的な制御手法が得られる。単なる例として、図１Ｂには、典型的なラテラル方向モードプロファイルが概略的に示されている。したがって、特に第１のクラッド層４ならびにウェブ導波路構造９によって引き起こされる上述の作用によって、活性層３において、図１Ａに示された活性領域５が形成され、ここで半導体レーザーダイオード１００の動作中にレーザー光の生成が行われる。図１Ｂに示された、ラテラル方向レーザーモードプロファイルから見て取れるように、モード動作は、いわゆる「ホットスポット」が発生しないように制御され、その結果、信頼性と効率を改善することができる。
【００５１】
図２Ａおよび図２Ｂには、別の実施例の一部が示されており、ここでは半導体レーザーダイオード１００は、図１Ａから図１Ｅに示された実施例と比較して、ウェブ導波路構造のない、いわゆるワイドストリップレーザーダイオードとして形成されている。構造化された第１のクラッド層４が被着されている表面領域２０はここで、不動態化材料１９によって覆われていない、半導体層列２の上側の部分によって規定されている。これらの実施例にも、上述の説明が相応に当てはまる。
【００５２】
以降の図において、半導体レーザーダイオード１００の変更および発展形態が、図１Ｂおよび図１Ｄもしくは図１Ｅの図に相応する部分および平面図に基づいて示されている。さらなる図が、ウェブ導波路構造９を備えた半導体レーザーダイオードを示している場合でも、説明した特徴は、ウェブ導波路構造のない半導体レーザーダイオードにも当てはまる。
【００５３】
図３Ａから図３Ｈには、表面領域２０上の第１のクラッド層４の様々な第１の構造の実施例が、第１および第２の領域４１、４２の概略図に基づいて示されている。図示の例は網羅的なものではなく、いくつかの有利な変形を示しているにすぎない。第１および第２の領域４１、４２の示された分布に対して択一的に、これらを互いに組み合わせることも、第１および第２の領域４１、４２の配置を逆にすることもできる。さらに、図３Ａから図３Ｈに関連して説明された第１のクラッド層４の構造は、残りの実施例にも当てはまる。
【００５４】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃでは、図１Ａから図１Ｅの実施例において既に示されているように、トレンチとして形成された第２の領域４２によって互いに分離された、長手方向に延在しているストリップとしてウェブ状に形成された第１の領域４１が示されている。第１の領域はここで、表面領域２０の縁部にまで達していても、縁部から間隔を空けて配置されていてもよい。さらに、第１の領域４１は、ラテラル方向において、同じ幅を有していても、異なる幅を有していてもよい。
【００５５】
図３Ａにはさらに、第１の領域４１の、表面領域２０の縁部に対する間隔９４、９５および相互の間隔９６、ならびにラテラル方向におけるストリップの幅９７が記入されている。以降で示す値は、他の図に示されている、第１のクラッド層４の第１の構造にも当てはまる。ファセットまでの第１の領域４１の間隔９４は、２μｍ以上または５μｍ以上、または特に有利には１０μｍ以上ならびに２００μｍ以下、または特に有利には５０μｍ以下であり、表面領域２０の側面に対する間隔９５の有利な値は、したがってウェブ導波路構造の場合、ウェブ側面に対する間隔の有利な値は、０μｍ以上かつ１００μｍ以下または５μｍ以下、または特に有利には３μｍ以下である。直接的に隣接する第１のコンタクト領域２４１のラテラル方向の間隔９６の有利な値は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下である。ラテラル方向の幅９７の有利な値は、５μｍ以上かつ３０μｍ以下である。表面領域２０の典型的な寸法は、ウェブ導波路構造の場合、すなわちウェブ上面の場合、長手方向の長さに対しては、２００μｍ以上または有利には４００μｍ以上または特に有利には６００μｍ以上かつ５ｍｍ以下または有利には３ｍｍ以下または特に有利には２ｍｍ以下の範囲にあってもよく、さらにラテラル方向の幅に対しては、１μｍ以上かつ３００μｍ以下の範囲にあってもよい。
【００５６】
図３Ｄには、第１の領域４１のラテラル方向の幅が変化する構成が示されており、すなわち図示のように、例えばファセットから長手方向に中央に向かって減少している。これによって、ファセットの近くでのモード分布と共振器の中心でのモード分布を互いに独立して調整することができる。択一的に、例えば、ファセットから中央へ向かって、第１の領域４１の幅が広くなることも可能である。
【００５７】
図１Ａから図３Ｄに示されている、１つ、２つまたは３つの第１の領域４１を有する変形に対して択一的に、例えば、より多くの第１の領域４１が存在していてもよく、これは例えば長手方向に延在しているストリップの形態（図３Ｅ）、アイランドの形態（図３Ｆ）または狭い幅または広い幅で、ラテラル方向に延在しているストリップの形態（図３Ｇおよび図３Ｈ）で存在していてもよい。
【００５８】
第１のクラッド層４における空隙として形成されている、上で示した第２の領域４２の代わりに、第１のクラッド層４が、それぞれ材料を含み、鉛直方向における異なる厚さを有している少なくとも１つの第１および少なくとも１つの第２の領域４１、４２も有していてもよく、したがって第１のクラッド層４は隆起部および凹部として形成された第１および第２の領域４１、４２を有し得る。図４Ａから図４Ｃには、図１Ａから図１Ｅの実施例に相応する実施例が示されており、ここでは第２の領域４２は、第１の領域４１よりも薄い第１のクラッド層４の材料を有している。例えばボンディング層１５のような金属材料で第１のクラッド層４をオーバーモールドすることによって、活性層３において生成された光の、第１および第２の領域４１、４２における吸収の局部的な強さ、ひいては相応する吸収構造へのレーザーモードの結合も調整することができる。したがって、長手方向に変化する構造を有する図３Ｇおよび図３Ｈに示された構造の場合、例えば、ＤＦＢ（ＤＦＢ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ（分布帰還型））レーザーに対する結合係数を調整することも可能である。
【００５９】
図５Ａおよび図５Ｂには、半導体レーザーダイオード１００に対する実施例が示されており、ここでは第１のクラッド層４は、第１および第２の領域４１、４２を有しており、これらは、これらの領域４１、４２を形成する材料に関して異なっている。したがって、第１の表面部分領域２４１において第１の材料を被着し、第２の表面部分領域２４２において第２の材料を被着することができ、これらは相違している。図５Ａに示されているように、先行する実施例において空隙として形成された第２の領域４２が別の材料で満たされていてもよい。同様に、図５Ｂに示されているように、凹部として形成されている領域が、別の材料で満たされていてもよい。異なる材料は特に、例えば、異なるＴＣＯまたは異なってドープされたＴＣＯであってもよい。換言すれば、先行する実施例において露出されているまたは凹んでいる、第１のクラッド層４の領域は、例えば、異なる組成またはドーピングを有するＴＣＯで満たされていてもよい。これによって、第１のクラッド層４の電気的特性と光学的特性の両方が表面領域２０にわたって変調される。領域４１、４２の配置に応じて、それによって生起される異なる吸収係数は、異なる次数のラテラル方向モードおよび／または長手方向モードに対する領域４１、４２の配置に応じて異なる減衰をもたらす。金属材料の代わりにＴＣＯで充填することによって、局部的な吸収をより正確に制御することができる。さらに、異なる領域４１、４２の異なる接触抵抗を介した電流印加の変調を実現することができる。
【００６０】
図６Ａおよび図６Ｂに示されているように、１つ、複数またはすべての第１の領域４１ならびに択一的にまたは付加的に第２の領域４２も、異なるＴＣＯの形態の異なる材料を、例えばＩｎ２Ｏ３層およびＳｎＯ２層をともなって、交互の積層体において有し得る。図６Ａに示されているように、例えば、すべての第１の領域４１がこのような積層体によって形成されていてもよい。図６Ｂに示されているように、幾つかの第１の領域４１だけがこのような積層体によって形成され、１つまたは複数の別の第１の領域４１がＴＣＯによってのみ形成されていてもよい。
【００６１】
図７Ａから図９Ｅには、半導体レーザーダイオード１００に対する別の実施例が示されており、ここでは第１のクラッド層４上および／または空隙によって形成されている第１のクラッド層の領域内に被着されている金属材料は、ボンディング層１５に対して付加的に被着されている金属コンタクト層１４を有している。図７Ａに示されているように、例えば、空隙によって形成されている、第１のクラッド層４の第２の領域４２では、金属コンタクト層１４は直接的に表面部分領域２４２上に被着されており、これは、第１のクラッド層４の材料と比較して、例えばより低いまたは等しい電気的な接触抵抗を有しており、そのため、これらの領域での高い光吸収と組み合わせて、良好な電流印加が実現可能である。例えば、これに加えて電気的なコンタクト層１４は、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｈから選択された１つまたは複数の材料を有しているか、またはこの材料から成っていてもよい。さらに、電気的なコンタクト層１４は、第１のクラッド層４の材料よりも高い電気的な接触抵抗を有する材料を有するか、またはこの材料から成っていてもよく、高い光吸収と組み合わせた不良な電流印加をこのような領域において得ることができる。例えば、この目的のために、電気的なコンタクト層１４は、Ｎｉ、Ｔｉ、ＴｉＷＮ、Ａｇから選択された１つまたは複数の材料を有するか、またはこの材料から成っていてもよい。類似の作用は、例えば、図５の実施例に相応する、第１の領域４１におけるＩＴＯ、第２の領域４２におけるＺｎＯによる変更においても得られる。第１のクラッド層４の材料とボンディング層１５の材料の間の接触抵抗を改善するために、択一的または付加的に、図７Ｂから図７Ｄに示されているように、金属コンタクト層１４を第１のクラッド層４の材料の上に被着してもよい。この場合、金属コンタクト層１４は、有利には、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＣｒおよびＲｈから選択された１つまたは複数の材料を有するか、またはこの材料から成っていてもよい。金属コンタクト層１４は、例えば、図７Ｂに示されているように、コンタクト層１４が第１の領域４１上にのみ配置されるように、第１のクラッド層４の材料上に被着され、これによって構造化されてもよい。図７Ｃに示されているように、第１のクラッド層４、特に第１の領域４１はコンタクト層１４によって完全にまたは部分的に覆われていても、囲まれていてもよく、これによって、さらに低い直列抵抗を得ることができる。図７Ｄに示されているように、コンタクト層１４が所期のように第１のクラッド層４のいくつかの特定の領域４１上にのみ被着される場合、これによって電流印加をさらに細かく調整することができる。
【００６２】
図８Ａから図８Ｈには、第１のクラッド層４の第２の領域４２上、すなわち第２のクラッド層４の空隙内、または材料および／または厚さに関して第１の領域４１とは異なる領域上のコンタクト層１４の配置の変形に対する実施例が示されている。ここで、幾何学形状的な設計は、図３Ａから図３Ｈに関連して説明された配置に相応する。これに対して択一的に、第１のクラッド層４の第１の領域４１上のコンタクト層１４の相応する配置も可能である。
【００６３】
さらに、コンタクト層１４は、図９Ａから図９Ｅに示されているように、第１のクラッド層４の第１の構造とは異なる第２の構造も有していてもよい。
【００６４】
図示の実施例において、１つの透明材料または２つの異なる透明材料のみを有する第１のクラッド層が記載されていても、２つよりも多くの異なる材料が相応する構造化された領域内に存在していてもよい。したがって、先行する実施例に関連して説明された特徴は、２つよりも多くの異なる材料を有する第１のクラッド層にも同様に当てはまる。
【００６５】
図示の実施例、特に説明された各特徴は、図に示された各組み合わせに限定されない。むしろ、図示の実施例ならびにこれらの個々の特徴は、すべての組み合わせの可能性が明記されていなくても、互いに組み合わせることができる。さらに、図に記載されている実施例は、択一的または付加的に、一般的な部分の記載にしたがった別の特徴を有することができる。
【００６６】
本発明は、これらの実施例に基づく説明によって、これに限定されない。むしろ、本発明は、あらゆる新たな特徴ならびに特徴の組み合わせを含み、これは特に、特許請求の範囲の特徴のあらゆる組み合わせを含む。これは、これらの特徴またはこのような組み合わせ自体が特許請求の範囲または実施例において明示的に述べられていない場合にも当てはまる。
【符号の説明】
【００６７】
１  基板
２  半導体層列
３  活性層
４  第１のクラッド層
５  活性領域
６  光取り出し面
７  背面
８  光
９  ウェブ導波路構造
１０  ウェブ上面
１１  ウェブ側面
１４  コンタクト層
１５  ボンディング層
１９  不動態化材料
２０  表面領域
２１  半導体コンタクト層
２２，２３  導波路層
２４  第２のクラッド層
４１  第１の領域
４２  第２の領域
９１  ラテラル方向
９２  鉛直方向
９３  長手方向
９４，９５，９６  間隔
９７  幅
１００  半導体レーザーダイオード
２４１  第１の表面部分領域
２４２  第２の表面部分領域
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【国際調査報告】
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