半导体激光器

文档序号:1340810 发布日期:2020-07-17 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 半导体激光器 (Semiconductor laser device ) 是由 斯文·格哈德 艾尔弗雷德·莱尔 克莱门斯·菲尔海利希 安德烈亚斯·莱夫勒 克里斯托夫·艾克勒 于 2016-09-27 设计创作,主要内容包括:半导体激光器(1)包括半导体层序列(2),所述半导体层序列具有n型传导的n型区域(21)、p型传导的p型区域(23)和位于其之间的用于产生激光辐射的有源区(22)。为了注入电流,直接在p型区域(23)处存在由透明导电氧化物构成的对于激光辐射可穿透的p型接触层(3)。直接在p型接触层(3)处安置有导电的且金属的p型接触结构(4)。p型接触层(3)是外罩层的一部分,使得激光辐射在半导体激光器(1)运行时常规地进入到p型接触层(3)中。半导体层序列(2)的两个棱面(25)形成用于激光辐射的谐振器端面。在直接在棱面(25)中的至少一个棱面处的至少一个电流保护区域(5)中,禁止到p型区域(23)中的电流注入。电流保护区域在垂直于所属的棱面(25)的方向上的扩展为至少0.5μm和最高100μm,并且附加地为用于激光辐射的谐振器长度的最高20%。(The semiconductor laser (1) comprises a semiconductor layer sequence (2) having an n-type region (21) of n-type conductivity, a p-type region (23) of p-type conductivity and an active region (22) located therebetween for generating laser radiation. For injecting the current, a p-type contact layer (3) which is transparent to laser radiation and is composed of a transparent conductive oxide is present directly at the p-type region (23). An electrically conductive and metallic p-contact structure (4) is arranged directly on the p-contact layer (3). The p-type contact layer (3) is part of the outer cladding layer, so that the laser radiation enters the p-type contact layer (3) during operation of the semiconductor laser (1) as usual. The two facets (25) of the semiconductor layer sequence (2) form resonator facets for laser radiation. In at least one current protection region (5) directly at least one of the facets (25), current injection into the p-type region (23) is inhibited. The extent of the current protection region in a direction perpendicular to the associated edge surface (25) is at least 0.5 [ mu ] m and at most 100 [ mu ] m, and additionally at most 20% of the resonator length for the laser radiation.)

半导体激光器

本发明专利申请是申请日为2016年9月27日、申请号为201680056018.0、发明名称为“半导体激光器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

提出一种半导体激光器。

本申请要求德国专利申请10 2015 116 335.7的优先权,其公开内容通过参考并入本文。

发明内容

要实现的目的在于:提出一种半导体激光器,所述半导体激光器具有高的效率和大的输出功率。

所述目的还通过具有独立权利要求的特征的半导体激光器来实现。优选的改进形式是从属权利要求的主题。

根据至少一个实施方式,半导体激光器包括半导体层序列。半导体层序列包含n型传导的n型区域。同样地,半导体层序列具有p型传导的p型区域。在n型区域和p型区域之间存在有源区。有源区构建用于基于电致发光产生激光辐射。换言之,沿着或相反于半导体层序列的生长方向,n型区域、有源区和p型区域彼此相随,优选直接彼此相随。

半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。半导体材料例如为氮化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamN,或为磷化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamP,或也为砷化物化合物半导体材料,如AlnIn1-n-mGamAs,其中分别有0≤n≤1,0≤m≤1并且n+m≤1。在此,半导体层序列能够具有掺杂物以及附加的组成部分。然而,为了简单性仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分,即Al、As、Ga、In、N或P,即使这些主要组成部分能够部分地由少量的其他物质替代和/或补充时也如此。

根据至少一个实施方式,激光辐射具有如下最大强度的波长,所述波长位于近紫外光谱范围中。近紫外光谱范围尤其表示在200nm和420nm之间或在320nm和420nm之间的波长,其中包括边界值。替选地,半导体激光器设计用于:发射可见的激光辐射,例如蓝色的激光辐射或红色的激光辐射。蓝光优选涉及至少420nm和/或最高490nm的主波长。尤其将在600nm和700nm之间的主波长理解为红光,其中包括边界值。还可行的是:激光辐射为近红外辐射,即为最大强度的波长例如在700nm和1600nm之间的辐射,其中包括边界值。同样地,能够产生在490nm和600nm之间的绿色或黄色光谱范围中的激光辐射。

根据至少一个实施方式,半导体激光器具有p型接触层。p型接触层优选直接处于p型区域处。此外,p型接触层设置用于将电流直接注入到p型区域中。

根据至少一个实施方式,p型接触层由对于激光辐射可穿透的材料制造。尤其优选地,p型接触层由选自透明导电氧化物、简称TCO类别的材料制造。TCO,英文为transparentconductive oxides是透明的、导电的材料,通常为金属氧化物,即例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡、简称ITO。除了二元的金属氧化物,例如ZnO、SnO2或In2O3以外,三元的金属氧化物,例如Zn2SnO4、CdSnO3、ZnSnO3、MgIn2O4、GaInO3、Zn2In2O5或In4Sn3O12或不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO族。此外,TCO不强制符合化学计量的组分并且也能够是p型掺杂的或n型掺杂的。

根据至少一个实施方式,半导体激光器包括p型接触结构。p型接触结构优选直接处于p型接触层处。经由p型接触结构对p型接触层通电。因此,p型接触结构是导电的。

根据至少一个实施方式,p型接触结构由金属或由金属合金形成。在此,p型接触结构能够由多个子层组成。优选地,p型接触结构包括下述金属中的一种或多种或由下述金属中的一种或多种构成、混匀或以子层构成:Au、Ag、Ni、Sn、Pd、Pt、Rh、Ti。

根据至少一个实施方式,p型接触层是半导体激光器的外罩层的一部分。换言之,p型接触层构建用于在半导体激光器之内引导激光辐射。外罩层尤其表示:所述层对于激光辐射具有比波导层更低的光学折射率,外罩层邻接于所述波导层。换言之,外罩层用于:在有源区中经由全反射引导激光辐射。因此,p型接触层的折射率低于有源区中的对于激光辐射的有效折射率。

根据至少一个实施方式,半导体层序列具有两个或多于两个的棱面。棱面优选形成用于谐振器的端面,在所述谐振器中产生并且引导激光辐射。在此,特别地,棱面中的一个高反射地覆层成,使得所述棱面对于激光辐射的反射率优选为至90%或95%或99%或99.8%。另一棱面优选构建用于从半导体激光器中耦合输出激光辐射,所述棱面例如具有最高50%或70%或85%的对于激光辐射的相对小的反射率。换言之,两个棱面对于激光辐射构成两个谐振器端面,谐振器在所述谐振器端面之间伸展,其中所述棱面优选处于半导体层序列的彼此相对置的端部。

根据至少一个实施方式,半导体激光器具有电流保护区域。电流保护区域直接处于棱面中的至少一个上。优选地,在激光辐射所到达的每个棱面处存在电流保护区域。在至少一个电流保护区域中,禁止将电流注入到p型区域中。例如,在电流保护区域中的电流注入与p型区域的其余区域相比下降至少10倍或100倍或500倍。因为p型区域在平行于有源区的方向上优选具有仅小的电导率,因此能够防止直接在棱面处对有源区通电。

根据至少一个实施方式,电流保护区域在垂直于所属的棱面的方向上具有大于0的扩展,特别地,扩展为至少0.5μm或5μm或10μm。替选地或附加地,电流保护区域的扩展为最高100μm或30μm或20μm。还可行的是:电流保护区域的扩展为用于激光辐射的谐振器的长度的最高20%或10%或5%或2%。

在至少一个实施方式中,半导体激光器包括半导体层序列。半导体层序列包括n型传导的n型区域、p型传导的p型区域和设置在其之间的用于产生激光辐射的有源区。为了电流注入,直接在p型区域处存在对于激光辐射可穿透的p型接触层。直接在p型接触层处安置有导电的且金属的p型接触结构。在此,p型接触层是用于引导激光辐射的外罩层的一部分。半导体层序列的两个棱面形成用于激光辐射的谐振器端面。在直接处于两个棱面中的至少一个处的至少一个电流保护区域中,禁止将电流注入到p型区域中。电流保护区域在垂直于所属的棱面的方向上的扩展为至少0.5μm和最高100μm并且附加地为用于激光辐射的谐振器长度的最高20%。

在基于激光器的应用、例如用于投影、照明或材料加工的应用的相对强增长的市场中,常用的激光二极管在其最大输出功率、效率和寿命方面到达极限。在此处描述的半导体激光器中,通过透明的p型接触层能够在工作电压小的同时以小的光学损失实现有效的波引导。同样地,由于电流保护区域,降低因棱面处的光学损失引起的自发故障率,也称作为Catastrophic Optical Damage(灾变性光学损伤)或简称COD。此外,半导体层序列的p型区域能够更薄地构成,因为p型接触层是所属的外罩层的一部分。由此,能够降低工作电压。

根据至少一个实施方式,p型接触层和/或p型接触结构在平行于有源区的方向上与棱面和/或谐振器端面中的至少一个、或优选全部平接。

根据至少一个实施方式,在半导体激光器运行中,激光辐射常规地进入到p型接触层中。换言之,p型接触层是用于在半导体激光器中引导波的系统的一部分。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中在p型接触层和p型区域之间存在电绝缘层。绝缘层是电绝缘的或也是导电差的,使得绝缘层的电导率于是最高为p型接触层的电导率的10分之一或100分之一或1000分之一。绝缘层例如由陶瓷材料、玻璃、电介质、氮化物和/或氧化物形成。例如,绝缘层包括如下材料中的一种或多种或由其构成:Al2O3、SiO2、TiO2、Ta2O5、HfO2、Si3N4、AlN、SiC、类金刚石的碳、英文Diamond-Like-Carbon或简称DLC。绝缘层优选借助于原子层沉积、简称ALD制造。替选地可行的是:绝缘层经由溅射、化学气相沉积或蒸镀制造。

根据至少一个实施方式,绝缘层在整个电流保护区域中具有恒定的厚度。换言之,于是不设定绝缘层的有针对性的厚度变化。

根据至少一个实施方式,绝缘层的厚度为p型接触层的厚度的最高75%或50%或20%或5%。替选地或附加地,绝缘层的厚度为至少20nm或50nm或100nm和/或最高1μm或500nm或100nm。替选地,绝缘层能够刚好与p型接触层一样厚。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中,p型区域直接在p型接触层处改性。通过改性,在该电流保护区域中防止或强烈降低到p型区域中的电流注入。例如,在电流保护区域中在p型区域处产生粗化部或者降低半导体层序列的晶体质量和/或半导体层序列的p型导电性。这例如能够通过半导体层序列的后侧溅射、刻蚀或通过等离子破坏来实现。换言之,通过改性来提高p型接触层和p型区域之间的接触电阻。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中,p型接触层直接在p型区域处改性。通过p型接触层的改性,在该电流保护区域中减少到p型区域中的电流注入。例如,在用于p型接触层的透明导电氧化物的情况下,通过适当的热处理结合选择性的覆盖,能够设定朝p型区域的接触电阻和/或导电性。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中移除、优选完全地移除p型接触层和p型接触结构。在该电流保护区域中,优选也不通过半导体激光器的其他部件取代p型接触层和p型接触结构。例如,在电流保护区域处,在p型接触层和/或p型接触结构的位置处形成凹部或空腔。

根据至少一个实施方式,在电流保护区域中移除p型接触层并且在电流保护区域中存在至少一个附加层。一个或多个附加层是电绝缘的并且优选直接施加在p型区域处。此外,至少一个附加层具有大于p型区域和/或p型接触层的比热导率。附加层能够由与绝缘层相同的材料形成。就此而言,关于用于附加层的材料参考针对绝缘层的实施方案。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中,p型区域具有比在半导体层序列的剩余地带中更大的厚度。优选在电流保护区域中不存在p型接触层。例如,p型区域在电流保护区域之外通过刻蚀移除并且随后用p型接触层填充。在此可行的是:p型接触层在远离有源区的方向上与p型区域平接,至少在电流保护区域和半导体层序列的剩余地带之间的边界处平接。

根据至少一个实施方式,在电流保护区域中仅部分地移除p型接触层。于是,尤其在电流保护区域中存在通过p型接触层逐渐变化的折射率。在电流保护区域中在p型接触层中对于激光辐射的有效折射率在此优选在朝所属的棱面的方向上和/或在远离有源区的方向上下降。由此,能够降低在电流保护区域处在棱面处的光学损失。

根据至少一个实施方式,p型接触层直接在所属的棱面处完全移除。完全移除p型接触层的所述区域在垂直于所述棱面的方向上的扩展优选为至少0.5μm或2μm或5μm,并且替选地或附加地,为所属的电流保护区域的扩展的最高70%或50%或20%,在至少部分地移除p型接触层的区域的所述情况下也如此。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中部分地移除p型接触层,并且用对于激光辐射透明的并且电绝缘的或导电差的保护材料填充如下地带,从所述地带中移除p型接触层。导电差能够表示:保护材料的电导率于是最高为p型接触层的电导率的10分之一或100分之一或1000分之一。保护材料能够由与绝缘层相同的材料形成。p型接触层整体上连同保护材料一起优选形成具有彼此相对置的、平面平行的限界面且具有恒定的、保持相同的厚度的层。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域中,p型接触层的材料和混合材料混匀。在此,混合材料是电绝缘的并且优选对于激光辐射是透明的。混合材料的份额朝相关的棱面和/或在远离有源区的方向上在此逐渐地或阶梯状地增大。

根据至少一个实施方式,p型接触层的侧面完全由保护材料、由绝缘层的材料和/或由p型接触结构的材料覆盖。侧面在此优选平行于或近似平行于所属的棱面定向。

根据至少一个实施方式,沿朝棱面和平行于有源区的方向,p型接触层、p型接触结构和附加层彼此相随、尤其直接地彼此相随。在此,根据p型区域和p型接触结构之间的接触电阻,电流保护区域要么仅仅通过具有附加层的区域、要么通过具有附加层和p型接触结构的区域形成。

根据至少一个实施方式,附加层不仅在电流保护区域中、而且也在所属的棱面上施加。附加层能够为层堆,经由所述层堆设定所属的棱面的反射率。例如,附加层构成为抗反射层或高反射镜。附加层能够具有对于激光辐射折射率交替地高和低的层的序列。

根据至少一个实施方式,在至少一个电流保护区域附近,附加层施加到p型接触层上。在该情况下,附加层能够与p型接触结构直接接触。电流保护区域尤其仅是如下区域,在所述区域中附加层与p型区域直接接触。

根据至少一个实施方式,在电流保护区域中,附加层部分地或完全地由p型接触结构覆盖。特别地,于是,p型接触结构能够与所属的棱面平接。

根据至少一个实施方式,附加层的厚度等于p型接触层的厚度。替选地可行的是:附加层具有等于p型接触层和p型接触结构的总厚度的厚度。此外可行的是:附加层的厚度大于p型接触层的厚度,但是小于p型接触结构的厚度。

根据至少一个实施方式,附加层在平行于有源区的方向上与p型接触层和/或p型接触结构间隔开。于是,在平行于有源区的方向上,能够在附加层和p型接触层和/或p型接触结构之间构成空腔。

附图说明

在下文中,参照附图根据实施例详细阐述在此描述的半导体激光器。在此,相同的附图标记在各个附图中说明相同的元件。然而,在此不示出合乎比例的关系,更确切地说,为了更好的理解能够夸大地示出个别元件。

附图示出:

图1至18示出在此描述的半导体激光器的实施例的示意剖面图,和

图19示出半导体激光器的变形的示意剖面图。

具体实施方式

在图1中示出半导体激光器1的一个实施例。在衬底7上存在半导体层序列2。半导体层序列2具有n型传导的n型区域21、有源区22和p型传导的p型区域23。n型区域21、有源区22和p型区域23沿远离衬底7的方向直接彼此相随。

一方面从衬底7和/或n型区域21起以及从p型接触层3和p型接触结构4起的方向将电流注入到半导体层序列2中。P型接触结构4由至少一种金属形成。特别地,经由p型接触结构4能够在外部电接触半导体激光器1,例如经由焊接或经由键合线。p型接触层3为透明导电层,所述透明导电层尤其由ITO、In2O3、SnO2或ZnO或它们的组合构成。

p型接触层3是半导体激光器1的外罩层的一部分。据此,在有源区22中产生的激光辐射的有限的强度常规地仍存在p型接触层3中。例如,波导基本上限制于有源区22,并且用于引导波的外罩层一方面通过n型区域21并且另一方面通过p型区域23连同p型接触层3一起形成。

在平行于有源区22的方向上,通过棱面25对半导体层序列2限界。在棱面25处反射或耦合输出所产生的激光辐射。与之相应地,在棱面25处优选施加有高反射的或抗反射的层,这未示出。在全部实施例中,优选还在半导体层序列2处存在各一个未示出的钝化层。

在棱面25附近,在电流保护区域5中,直接在p型区域23上并且在p型接触层3之下存在绝缘层6。通过绝缘层6禁止将电流从p型接触层3直接在棱面25处注入到p型区域23中。在远离棱面25的方向上,电流保护区域5优选具有5μm至40μm或10μm至20μm的扩展。

如也在全部其他实施例中那样,p型区域23连同p型接触层3一起具有足够的厚度,以便使激光辐射避开金属的进而相对强吸收的p型接触结构4。换言之,与p型接触层3本身中的强度相反,接触结构4处的强度I是可忽略的。例如,优选保持相同厚度的p型接触层3的厚度为至少5nm或50nm或100nm和/或最高1μm或0.5μm或250nm,例如在100nm和250nm之间,其中包括边界值。通过将p型接触层3用作为外罩层的一部分可行的是:将剩余的p型区域23相对薄地构成。由此,降低半导体激光器1的正向偏压是可能的。

在其余的实施例中,分别未示出强度I的变化和衬底7。然而,与之相关,优选在其余的实施例中,只要没有另外示出,结合图1阐述的相同的内容就是适用的。

在图2的实施例中,电流保护区域5通过p型区域23的局部的改性部61形成。例如,经由p型区域23的后侧溅射、刻蚀或等离子破坏,局部地提高半导体层序列2和p型接触层3之间的接触电阻,使得在电流保护区域5中不将电流或基本上不将电流注入到半导体层序列2中。

在图3的实施例中,在电流保护区域5中,在p型接触层3本身中形成改性部62。例如,在改性部62中,p型接触层3经受热处理,尤其退火,使得朝p型区域的接触电阻提高,或者使得相对于p型接触层3的剩余区域,在改性部62中降低电导率。

在图1至3的实施例中,p型接触层3和p型接触结构4分别与半导体层序列2处的棱面25平接。相反地,在图4的实施例中,p型接触结构4和p型接触层3完全从电流保护区域5中移除。

在图5的实施例中,在电流保护区域5中施加附加层63。附加层63优选由具有相对低的折射率的对于激光辐射透射的材料制成。同样可行的是:附加层63具有与接触结构3的折射率相差最高0.2或0.1或0.05的折射率。通过附加层,在棱面25的区域中对激光辐射进行波引导是可能的。

附加层63能够具有大于p型接触层3的厚度的厚度。替选地可行的是:附加层63的厚度等于或也小于p型接触层3的厚度。例如,附加层63由导电差的材料形成,如Al2O3、SiO2、TiO2、Ta2O5、HfO2、Si3N4或AlN。

替选地可行的是:附加层63由不导电的、但是良好导热的材料形成,以便确保棱面25附近的区域热接合到良好导热的p型接触结构4上。于是,用于附加层63的材料尤其是类金刚石的碳,SiC或AlN。用于附加层63的材料的比热导率在该情况下优选为至少10W/m·K或50W/m·K或100W/m·K。

在参见图6的下一实施例中,p型区域23是结构化的。在电流保护区域5之外降低p型区域23的厚度。因此,在p型区域23中在电流保护区域5之外形成凹部。所述凹部的深度优选为至少10nm或50nm或100nm和/或最高1μm或0.5μm或250nm。所述凹部完全地或部分地由p型接触层3填充。

根据图6,p型接触层3在远离有源区22的方向上与p型区域23在电流保护区域5中平接。替选地,p型接触层3在该凹部中也能够具有更小的或更大的厚度进而由p型区域23超出或相反。

根据图7,p型接触层3在电流保护区域5中连续地朝棱面25延伸。由此,能够实现对激光辐射的折射率朝棱面25的逐渐的过渡,由此能够降低光学损失。直接处于棱面25处的区域优选完全没有p型接触层3。与示出不同,p型接触层3能够朝棱面25不仅线性地、而且也弯曲地延伸。

通过p型接触层3的内部的结构化也可行的是:沿远离有源区22的方向,电流保护区域5中的折射率下降。这例如通过p型接触层3中的凹部是可行的,所述凹部的体积份额沿远离有源区22的方向增大。

在图8的实施例中,从p型接触层3中移除的区域通过保护材料64填充,使得整体上又得到具有保持相同的恒定的层厚度的层,所述层达到棱面25。对于保护材料64,能够使用与用于绝缘层6相同的材料,所述绝缘层又能够由与附加层63相同的材料形成。

在图9的实施例中,p型接触层3的材料与混合材料65混匀成电流保护区域5。在此,混合材料65的份额沿朝棱面25的方向单调地且逐渐地增大。例如,In、Sn、N、O和/或Zn的份额沿朝棱面25的方向改变,特别地,ITO的组分能够变化。

在图10的实施例中,p型接触层3的侧面34完全地由p型接触结构4覆盖。因此,p型接触结构4在横截面中观察L形地构成。例如,在产生棱面25时或在其他加工步骤中,由此可行的是:金属的p型接触结构4保护p型接触层3。可选地,又存在附加层63,在远离p型接触层3的方向上,所述附加层直接连接到p型接触结构4上。

在图11的实施例中,附加层33不仅在p型接触层3的延长部中、而且在棱面25上安置。在此,附加层63对于在有源区22中产生的激光辐射优选构成为抗反射层或构成为高反射层。在此,附加层63在棱面25处的厚度能够等于在p型区域23处、在p型接触层3的延长部中的厚度。同样地,在横截面中观察L形的附加层63的不同的腿部处的厚度能够彼此不同。同样可行的是:与在图11中示出不同,棱面25仅部分地由附加层63覆盖。此外,附加层63与在图11中示出不同能够部分地覆盖p型接触结构4。

在图12的实施例中,附加层23在远离有源区的方向上与p型接触层3平接。p型接触层3和p型接触结构4在垂直于棱面25的方向上彼此齐平地终止。附加层63的相应的设计也能够存在于图5、10或11中。

根据如在图13中示出的实施例,p型接触层3在朝棱面25的方向上超出p型接触结构4。附加层63在此连同p型接触结构4一起完全地覆盖p型接触层3。在将附加层63施加在p型接触层3上的区域中,附加层63优选具有比p型接触层3更小的厚度。

与在图13中不同,附加层63在远离有源区22的方向上在p型接触层3之上在图14中相对厚地构成,尤其比p型接触层3本身更厚。

与图14中的视图不同,同样在图5和10至13中分别可行的是:附加层63不完全伸展至棱面25处。同样的内容关于图15至17也是适用的。

在图15的实施例中,附加层63部分地由p型接触结构4包覆,所述附加层完全地覆盖p型接触层3的侧面34。与示出的不同,p型接触结构4的侧向限界面不仅能够平行于棱面25、而且也能够倾斜于棱面25或也倒圆伸展地构成。

与图15不同,根据图16,p型接触结构4完全地覆盖附加层63。

在如在图17中示出的实施例中,在p型接触层3和附加层63之间、在平行于有源区22的方向上存在中间空间,尤其空腔。p型接触结构4和p型接触层3在朝棱面25的方向上阶梯形地伸展。

在图18中,详细地示出半导体层序列2的结构。这种结构优选也存在于全部其他实施例中。n型区域21在远离衬底7的方向上由n型外罩层21a和n型波导21b组成。在p型区域23中,在远离有源区22的方向上存在p型波导23a、23c,p型外罩层23d以及p型半导体接触层23e。整个p型区域优选基于相同的材料体系。可选地,p型波导划分成两个子层23a、23c,在所述子层之间能够存在电子势垒层23b。

电绝缘的或导电差的附加层63根据图18部分地覆盖金属的p型接触结构4。

在全部实施例中可行的是:绝缘层6、附加层63和/或保护材料64由多个子层组成,其中所述子层优选分别直接彼此相随。此外,实施例能够彼此组合,例如结合图7能够分别存在附加层63,即例如在图10至17中示出。在全部实施例中也可行的是:棱面25部分地或完全地由附加层63覆盖或也由保护材料64和/或绝缘层6覆盖。

半导体激光器1尤其具有各两个彼此相对置的且彼此平行定向的棱面25。棱面25尤其优选地分别设有电流保护区域5,其中这两个棱面能够通过相同类型的电流保护区域5形成,或者其中如结合图1至18示出的不同的电流保护区域5也能够彼此组合到唯一的半导体激光器1中。

在图19中示出半导体激光器的变形。在此,不存在透明的p型接触层,使得p型区域23相对厚,这能够引起串联电阻和/或正向偏压的提高进而引起限制效率。与之相对,图1至18的半导体激光器1由于通过p型接触层3取代外罩层具有改进的串联电阻。同样地,棱面25的稳定性提高,因为不直接在棱面25处进行载流子复合。通过取消棱面25的通电,也避免在棱面25之上出现漏电。此外,防止棱面25通过金属污染,因为能够从棱面区域中去除全部金属。此外,通过高导热材料从棱面25的区域中进行改进的散热,例如通过与棱面25平接的p型接触结构4。

在此描述的发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说,本发明包括任意新特征以及特征的任意组合,这尤其包含权利要求中的特征的任意组合,即使所述特征或所述组合本身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。

根据本公开的实施例,还公开了以下附记:

1.一种半导体激光器(1),所述半导体激光器具有:

-半导体层序列(2),所述半导体层序列包括n型传导的n型区域(21)、p型传导的p型区域(23)和位于其之间的用于产生激光辐射的有源区(22),

-由透明导电氧化物构成的对于所述激光辐射能穿透的p型接触层(3),所述p型接触层用于将电流直接注入到所述p型区域(23)中,和

-导电的且金属的p型接触结构(4),所述p型接触结构直接处于所述p型接触层(3)处,

其中

-所述p型接触层(3)是用于引导所述激光辐射的外罩层的一部分,使得所述激光辐射在所述半导体激光器(1)运行时常规地进入到所述p型接触层(3)中,

-所述半导体层序列(2)具有两个棱面(25),所述棱面形成用于所述激光辐射的谐振器端面,

-在直接在所述棱面(25)中的至少一个棱面处的至少一个电流保护区域(5)中,禁止到所述p型区域(23)中的电流注入,并且

-所述电流保护区域(5)在垂直于所属的所述棱面(25)的方向上的扩展为至少0.5μm和最高100μm,并且附加地为用于所述激光辐射的谐振器长度的最高20%。

2.根据上一项附记所述的半导体激光器(1),

其中所述p型接触层(3)和所述p型接触结构(4)在平行于所述有源区(22)的方向上与所述棱面(25)中的至少一个棱面平接。

3.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,在所述p型接触层(3)和所述p型区域(23)之间存在电的绝缘层(6),其中所述绝缘层(6)具有最高为1μm的恒定的厚度。

4.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述p型区域(23)直接在所述p型接触层(3)处改性,使得在所述电流保护区域(5)中,防止到所述p型区域(23)中的电流注入,或者使其降低至少10倍。

5.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述p型接触层(3)直接在所述p型区域(23)处改性,使得在所述电流保护区域(5)中,防止到所述p型区域(23)中的电流注入,或者使其降低至少10倍。

6.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,移除所述p型接触层(3)和/或所述p型接触结构(4)。

7.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,移除所述p型接触层(5),并且在所述电流保护区域(5)中,至少一个附加层(63)直接施加在所述p型区域(23)上,其中所述附加层(63)是电绝缘的。

8.根据上一项附记所述的半导体激光器(1),

其中所述附加层(63)具有比所述p型区域(23)更高的比热导率。

9.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述p型区域(23)具有比在剩余地带中更大的厚度,并且所述p型接触层(3)从所述电流保护区域(5)中移除,

其中所述p型接触层(3)在远离所述有源区(22)的方向上与处于所述电流保护区域(5)中的所述p型区域(23)平接。

10.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,仅部分地移除所述p型接触层(3),使得在所述电流保护区域(5)中,所述p型接触层(3)中对于所述激光辐射的有效折射率在朝所属的所述棱面(25)的方向上和/或在远离所述有源区(22)的方向上下降,

其中直接在所属的所述棱面(25)处完全地移除所述p型接触层(3)。

11.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,部分地移除所述p型接触层(3),并且用对于所述激光辐射透明的并且电绝缘的保护材料(64)填充如下地带:从所述地带中移除了所述p型接触层(3)。

12.根据上述附记中任一项所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述p型接触层(3)的材料与透明的且电绝缘的混合材料(65)混匀,

其中所述混合材料(65)的份额在朝相关的所述棱面(25)的方向上和/或在远离所述有源区(22)的方向上逐渐地或阶梯状地增大。

13.至少根据附记7所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,完全地移除所述p型接触层(3),其中所述p型接触结构(4)完全地覆盖所述p型接触层(3)的侧面(34),

其中在所述电流保护区域(5)中附加地施加有所述附加层(63),使得在平行于所述有源区(22)的方向上,所述p型接触层(3)、所述p型接触结构(4)和所述附加层(63)依次相随。

14.至少根据附记7所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述附加层(63)不仅在所述电流保护区域(5)中、而且也在所属的所述棱面(25)上施加。

15.至少根据附记7所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)附近,所述附加层(63)施加到所述p型接触层(3)上,并且与所述p型接触结构(4)直接接触。

16.至少根据附记7所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,所述附加层(63)部分地或完全地由所述p型接触结构(4)覆盖,

其中所述附加层(63)的厚度等于所述p型接触层(3)的厚度。

17.至少根据附记7所述的半导体激光器(1),

其中在至少一个电流保护区域(5)中,在平行于所述有源区(22)的方向上,所述附加层(63)与所述p型接触层(3)间隔开。

附图标记列表

1 半导体激光器

2 半导体层序列

21 n型区域

22 有源区

23 p型区域

25 棱面

3 透明的p型接触层

34 p型接触层的侧面

4 金属的p型接触结构

5 电流保护区域

6 绝缘层

61 p型区域的改性部

62 p型接触层的改性部

63 附加层

64 保护材料

65 混合材料

7 用于半导体层序列的衬底

I 激光辐射的强度

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