Многолучевой полупроводниковый инжекционный излучатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУ Е ПАТЕНТНОЕ(ГОСПАТЕНТ СССР) ГОСУДАРСТВЕ ВЕДОМСТВО С ИЯ рг) ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТ ьству К ЗВТОРСКОМ ский институт "ПоеоСА; Капсамун В.В.;илов В.ГПак ГТ.89, кл. Н 0183/18,Н 018 3/17, 198РОВОДНИКОУЧДтЕЛЬзаписи и во спроиз(21) 4952418/25(72) Давыдова Е.ИШишкин ВВагнер НА Кобякова М.ШФил(54) МНОГОЛУЧЕВОЙ ПОЛУПВЫЙ ИНЖЕКЦИОННЫЙ ИЗЛ(57) Использование: в системах ведения информации, измерительнои, медицинскои технике, системах связи Сущность: на поверхности эпитаксиальной структуры многопучевого полупроводникового инжекционного излучателя выполнены по крайней мере три полосковых омических контакта и разделительные области в виде канавок с соответствующими шириной и удалением краев канавок от центров данных полосковых омических контактов, причем разделительная облааь между полосковыми омическими контактами сформирована в виде разьединенных канавок 2 ил.Изобретение относится к многолучевымисточникам кагерентного излучения на основе монолитного полупроводникового лазерного элемента с несколькимигенерирующими областями. Такой источникизлучения может быть использован в системах записи, считывания, измерительной,медицинской технике, системах связи.Целью изобретения является увеличение надежности излучателя, его ресурса,улучшение оптических и электрических параметров излучателя, в частности снижениепороговых токов, увеличение эффективности, повышение спектральной однородности, расширение техническихвозможностей применения,На фиг,1 приведена поверхность многолучевого полупроводникового излучателя,на которой выполнены полосковые омические контакты и разделительные области;на фиг.2 - поперечное сечение элементаизлучателя.Полосковым излучающим областям. 1многолучевого полупроводникового инжекционного излучателя 2 соответствуют металлизированные полоски 3 на поверхностиизлучателя 2, рядом с которыми расположены разделительные области 4; При наличиитрех полосок между ними необходимо выполнять разделительные области, состоящие из двух частей. Припаиваниепроволочек 5 методом термокомпрессиипроизводят в точках 6.Структура элемента излучателя состоитиз следующих слоев. На подложке 6 выращена гетероэпитаксиальная структура, состоящая из буферного слоя 7, первогоэмиттера 8, активного слоя 9, второго эмиттера 10, контактного. слоя 11, полосковыхомических контактов 12, расширенных контактных покрытий 13, барьерных покрытийи разделительных областей 14.Необходимым условием работоспосоности данного прибора является то, чтобыразделительные области волновода не должны ухудшать свойства оптического волновода канала генерации, Для этогоразделительные области должны отстоятьот центра полосковых омических контактовна величину, превышающую размеры оптического волновода и расстояние распространения дефектов от краев разделительнойобласти. В предложенной конструкции лазерного элемента с несколькими излучающими областями при проведениитермокомпрессии предотвращено возникновение дислокаций в области генерации,Это обеспечено тем, что область термокомпрессии, расположенная между полосковыми омическими контактами, ограничена канавками разделительной области с заданными шириной, глубиной и такой конфигурации, что дефекты дислокационного типа, вводимые механическими и тепловыми на пряжениями при термокомпрессионномприсоединении проволочных выводов к внутреннему каналу генерации, практически все выходят на стенки канавок, не пересекая каналов генерации. Для этого 10 необходимо, чтобы глубина канавок превышала глубину расположения оптического волновода для предотвращения проникновения дислокаций напряжения в область оптического волновода.15 Наиболее сложно выполнить разделительную область между двумя полосковыми контактами, размещенными на расстоянии порядка 100 мкм и менее, имеющих электрическую развязку каналов генерации с не зависимой накачкой при выполненииоперации присоединения проволочных контактов методом термокомпрессии. Для этого предложено выполнение разделительной области из двух частей, окружающих пло щадку для термокомпрессии и электрическиразделяющих каналы генерации.Для создания трехлучевого полупроводникового инжекционного излучателя в двойной гетероструктуре Ао,з 40 аобзА 3 - 30 Ао,оббао,94 Аз - А 1 о,мбао,б 6 Аз с эпитаксиальным контактным слоем р-ОаАз методом ионно-химического травления через фоторезистивную маску вытравлены три отстоящих друг от друга на 100 мкм параллельно 35 расположенные мезаполоски шириной 6мкм каждая, причем глубина травления выбрана с таким расчетом, чтобы толщина рэмиттера вне мезы была равной 0,6 мкм.Вокруг мез нанесен изолирующий и погло щающий слои, а на вершины мезаполосковые омические контакты. После этого на всей поверхности выполнен расширенный контакт и далее осаждены локальные подушки из гальванического золота для термо компрессии золотых проволочек. При этомобеспечена индивидуальная накачка каждого из трех мезаполосковых лазеров. Заключительный этап формирования структуры со стороны эпитаксиальных слоев - ионно-хи мическое травление разделительных канавок сложной формы (см, фиг.1) на глубину 1,1 мкм ниже активной области с общей контролируемой глубиной канавки 2,5+0,1 мкм при ее ширине 5 М,З мкм, Расстояние 55 от канавки до полоски составляло 10 +1мкм. Изготовление лазерной структуры завершалось обычным способом; утоньшали пластину, напыляли омический контакт к подложке и-ОаАз и вжигали. После разде1829853 ления пластины на трехмезаполосковые элементы размером 300 х 600 мкм лазерный элемент напаивали к медному теплоотводу мезаполосками вверх, после чего осуществляли термокомпрессирование золотых вы водов диаметром 30 мкм к золотым подушкам, При подаче тока через крайние контакты осуществляли индивидуальную накачку боковых маломощных лазеров (каналы генерации А и С), а через внутренний 10 контакт накачку более мощного центрального лазера (канал В). Измерение параметров излучателей при комнатной и повышенной температу рах, а также их ресурсные испытания дали следующие результаты, Сопротивление между контактами было выше 500 Ом, что обеспечивало независимую индивидуальную накачку всех трех каналов генерации, 20 Получены. следующие пороговые токи и эффективность: поканалуА:1 пор и 38 мА; ф 35;по каналу В: 1 пор и 43 мА; д = 37; 25 по каналу С: Ьор и 37 мА; д = 35 чателя, разделительная область выполнена в виде канавок шириной не более 1/20 30 расстояния между центрами соседних полосковых омических контактов глубиной, превышающей глубину расположения оптического волновода, ближайшего к поверхности с омическими контактами, при этом края канавок удалены от центров полосковых омических.контактов на расстояние не менее 1(10 расстояния между центрами соседних полосковых омических контактов, причем между полосковыми контактами разделительная область сформирована в виде разъединенных канавок. Формула изобретения МНОГОЛУЧ ЕВОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИНЖЕКЦИОННЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, включающий гетероэпитаксиальную структуру с активным слоем и оптическими волноводами, на одной из поверхностей которой выполнено не менее трех полосковых омических контактов и разделительные области, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности излучателя, его ресурса, улучшения электрических и оптических параметров излучателя, расширения технических возможностей применения излуТочность измерений до 10, Воспроиэводимость результатов от образца к образцу весьма велика; практически совпадает с точностью измерений, 10, Полученная достаточно хорошая спектральная однородность (до 10)ь 15) обеспечивает практически близкие по своим оптико-физическим характеристикам каналы генерации, что очень важно в применении.При изготовлении излучателей данной конструкции было .получено уменьшение разброса по длине волны излучения, увеличение ресурса работы в 2-3 раза, снижение пороговых токов на 30-40, увеличение интенсивности на 10-20 при высокой воспроизводимости от прибора к прибору, Это позволяетиспользовать их в системах оптической записи и воспроизведения информации. При этом увеличена эффективность оптической системы в устройствах оптической записи, упрощена оптическая система, уменьшено количество входящих в нее элементов ее габариты, Дополнительно многолучевой полупроводниковый инжекционный излучатель позволяет на число лучей увеличить темп записи и воспроизведения информации,1829853 Составитель М,КобякоТехред М.Моргентал Корректор Л. Ливрин едактор О.Стенина Заказ .9 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента5, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10