Integriert-optische Laser/Modulator-Strahlungsquelle

Innerhalb der letzten Jahre ist es gelungen, Halbleiter-DFB- Laser mit externen Modulatoren monolithisch zu modulierbaren Strahlungsquellen zu integrieren. Derartige Strukturen sind insbesondere für Weitstreckenverkehrssysteme mit hohen Daten¬ raten bei einer Wellenlänge von 1,55 μm geeignet, da sich die bei modulierten Lasern auftretende dynamische LinienaufWei¬ tung (Chirp) bei Verwendung externer Modulatoren umgehen läßt. Multi-Potentialtopf-Modulatoren nutzen die Verschiebung der exzitonischen Absorptionsbandkante zu längeren Wellenlän¬ gen hin, die bei Anlegen eines externen elektrischen Feldes senkrecht zu den Schichtebenen auftritt (Quantum-Confined-

Stark-Effekt) . Besonders stark ausgeprägt ist dieser Elektro- absorptionseffekt in verspannten Potentialtδpfen. Gleichzei¬ tig lassen sich in Lasern mit verspannten Potentialtöpfen ebenso deutlich bessere Betriebseigenschaften erreichen. Bei Verwendung des Materialsystems InGaAlAs/InP kann gegenüber dem Materialsystem InGaAsP/InP die größere Leitungsbanddis¬ kontinuität ΔEc « 0,5 eV anstelle von « 0,2 eV ausgenutzt werden, was zu einer höheren Gewinnsteilheit und geringeren Gewinnsättigung im Laser und zu stärkeren Elektroabsorptions- effekten im Modulator führt.

Bisherige integriert-optische Laser/Modulator-Strahlungsquel- len werden entweder in einem aufwendigen Mehrfach-Epitaxie¬ verfahren mit MOCVD unter Verwendung phosphorhaltiger Schich- ten in den Materialsystemen InGaAsP/InP, InGaAlAs/InP herge¬ stellt und/oder müssen über Ätzprozesse strukturiert werden. Derartige Strahlungsquellen sind z.B. in A. Ramdane et al. : „Very simple approach for high Performance DFB laser- electroabsorption modular monolithic Integration", Electro- nies Letters, Vol. 30, No. 23 (1994), S. 1980 bis 1981, in

T. Makino et al. : „Wide temperature-ränge singlemode Operati¬ on of MQW gain-coupled DFB lasers", Electronics Letters,

Vol. 30, No. 23 (1994), S. 1948 bis 1950 und in T. Ido et al. : „Strained InGaAs/InAlAs MQW Electro-Absorption Modu¬ lators with Large Bandwidth and Low Driving Voltage", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 6, No. 10 (1994), S. 1207 bis 1210 beschrieben wobei die bei Ramdane et al. beschriebe¬ ne Strahlungsquelle eine die Merkmale deε Oberbegriffs des Patentanspruchs l aufweisende Quelle ist.

Bei der bei Ramdane et al. beschriebenen Strahlungsquelle ist die epitaktisch erzeugte und damit einkristalline Gitter¬ schicht unmittelbar auf einer flachseitigen Oberfläche einer die laseraktive Schicht enthaltenden Kernschicht des Schicht¬ wellenleiters aufgebracht und von einer epitaktisch erzeugten und damit ebenfalls einkristallinen Mantelschicht mit einem im Vergleich zu einem Brechungsindex der Kernschicht kleine¬ ren Brechungsindex deε Schichtwellenleiters überwachsen. Auf der von der Kernschicht abgekehrten flachseitigen Oberfläche dieser Mantelschicht ist die ebenfalls epitaktisch erzeugte und damit einkristalline Kontaktschicht des Laserabschnitts aufgewachsen. Insofern ist diese Strahlungsquelle einkri¬ stallin.

Diese bekannten Strahlungsquellen sind im Materialsystem In¬ GaAlAs/InP nicht mit einer Feststoffquellen-MBE realisierbar, da hier durch die Nichtherstellbarkeit von bei diesen Quellen verwendeten InP-Schichten keine Anwachsschichten für einen weiteren Epitaxieschritt verfügbar sind und naßchemisches se¬ lektives Ätzen sehr erschwert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine integriert¬ optische Laser/Modulator-Strahlungsquelle anzugeben, die we¬ sentlich einfacher und mit geringerem Anteil an Ausschuß her¬ stellbar ist als bisherige integriert-optische Laser/Modula¬ tor-Strahlungsquellen und die insbesondere im Materialsystem InGaAlAs/InP mit Feststoffquellen-MBE herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Strahlungsquelle nach dem Ober¬ begriff des Patentanspruchs 1 gelöst, welche die im kenn¬ zeichnenden Teil dieses Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf¬ weist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge¬ mäßen Strahlungsquelle gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Bei der erfindungsgemäßen Laser/Modulator-Strahlungsquelle werden identische Potentialtopfschichten als aktive Schichten gemeinsam für den Laserabschnitt und den Modulatorabschnitt verwendet. Die für die Gewinnkopplung vorgesehene Gitter¬ schicht im Laserabschnitt ist als letzte Epitaxieschicht oder als nichtkristalline Schicht im Anschluß an eine einfache Epitaxie aufgebracht und strukturiert. Im Modulatorabschnitt ist die Gitterschicht vollständig entfernt oder als planare unstrukturierte Schicht belassen. Auf die Gitterschicht ist im Laserabschnitt und ggf. im Modulatorabschnitt eine Kon¬ taktschicht, vorzugsweise aus Metall, aufgebracht. Die der Gitterperiode des Gitters entsprechende Bragg-Wellenlänge ist geringfügig zur langwelligen Seite der exzitonischen Absorp¬ tionsbandkante der Potentialtopfschichten verschoben und liegt im spannungslosen Zustand des Modulatorabschnitts im transparenten Bereich des Absorptionsspektrums. Der Laserab- schnitt und Modulatorabschnitt sind durch ein elektrisch iso¬ lierendes Material enthaltendes Gebiet elektrisch voneinander isoliert. Das Gebiet ist zwischen dem Laserabschnitt und dem Modulatorabschnitt vorzugsweise in der Mantelschicht des Schichtwellenleiters, auf deren Oberfläche die Gitterschicht aufgebracht ist, angeordnet. Das Gebiet kann eine Protoneni¬ solation aufweisen oder beispielsweise so erzeugt werden, daß in der Mantelschicht eine Aussparung erzeugt und diese Aus¬ sparung mit elektrisch isolierendem Material, beispielsweise undotiertes Halbleitermaterial wie Silizium, gefüllt wird.

Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle ist bei allen optoelek¬ tronischen Komponenten anwendbar.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein den Aufbau des erfindungs- gemäßen Laserabschnitts aber keinen Modulator aufweisender integriert-optischer Halbleiterlaser für sich allein aus der DE 43 38 606 C2 (GR 93 P 8056 DE) bekannt ist.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 schematisch in einem in einer längsaxialen Richtung z, in der und/oder entgegengesetzt zu der sich eine vom Laserabschnitt erzeugte und im Schichtwellenlei¬ ter geführte Strahlung ausbreitet, geführten Längs¬ schnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen integriert-optischen Laser/Modulator-Strahlungsquelle mit einem Beispiel eines Laserabschnitts und eines Modulatorabschnitts, wobei die Gitterschicht im Modu¬ latorabschnitt entfernt ist,

Figur 2 in der gleichen Längsschnittdarstellung wie in Figur 1 eine Modifikation des Ausführungsbeispiels nach Fi¬ gur 1, die sich vom Beispiel nach Figur 1 lediglich darin unterscheidet, daß der Modulatorabschnitt die unstrukturiert belassene Gitterschicht des Laserab- Schnitts aufweist,

Figur 3 in der gleichen Längsschnittdarstellung wie in Figur 1 ausschnitthaft ein Ausführungsbeispiel des Laserab¬ schnitts der erfindungsgemäßen Laser/Modulator- Strahlungsquelle, das sich von den anderen Ausfüh¬ rungsbeispielen darin unterscheidet, daß die Gitter¬ schicht durch eine Zwischenschicht vom Schichtwellen¬ leiter getrennt ist,

Figuren 4 und 5 in dergleichen Längsschnittdarstellung wie in Figur 1 ausschnitthaft je ein anderes Ausführungsbei- spiel des Laserabschnitts der erfindungsgemäßen La-

ser/Modulator-Strahlungsquelle, die sich von den an¬ deren Ausführungsbeispielen in der Strukturierung der Gitterschicht unterscheiden und Figur 6 ein Profil des Realteils des Brechungsindexes für ei- ne beispielhafte SchichtStruktur der erfindungsgemä¬ ßen Strahlungsquelle,

In den Figuren bedeuten x und y zur horizontalen längsaxialen Richtung z und zueinander senkrechte Richtungen. Die Richtung x ist wie die Richtung z parallel zur Zeichenebene aber senk¬ recht zur horizontalen aber zur Zeichenebene senkrechten Ebe¬ ne der Schichten. Die Richtung y ist parallel zur Ebene der Schichten und senkrecht zur Zeichenebene und zeigt die Quer- richtung der Strahlungsquelle an.

Die erfindungsgemäße Laser/Modulator-Strahlungsquelle wird beispielhaft für das Materialsystem InGaAlAs/InP beschrieben.

Gemäß den Figuren 1 und 2 sind bei der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle auf dem gemeinsamen Schichtwellenleiter 20 der Laserabschnitt A und der Modulatorabschnitt B ausgebil¬ det.

Der gemeinsame Schichtwellenleiter 20 weist eine Kernschicht 21 eines vorgebbaren Brechungsindexes auf, die eine aus vor¬ zugsweise mehreren Potentialtopfschichten 7i bestehende la¬ seraktive Schicht 7 enthält.

Die Kernschicht 21 ist zwischen zwei jeweils ein- oder mehr- lagigen Mantelschichten 4 und 9 bzw. 10 mit jeweils einem zum Brechungsindex der Kernschicht 21 kleineren Brechungsindex des Schichtwellenleiters 20 angeordnet.

Die Kernschicht 21 besteht beispielsweise aus zwei jeweils ein- oder mehrlagigen Schichten 8 und 6 des für die Kern¬ schicht vorgesehenen Brechungsindexes, zwischen denen die la¬ seraktive Schicht 7 angeordnet ist.

Die laseraktive Schicht 7 dient im Laserabschnitt A bekann¬ termaßen zur Erzeugung von Strahlung, die im wesentlichen in der Kernschicht 21 des Schichtwellenleiters 20 in der längsa- xialen Richtung z und/oder der zu dieser Richtung z entgegen¬ gesetzten Richtung -z geführt wird und die im Modulatorab¬ schnitt B moduliert werden kann.

Die Potentialtopfschichten 7i der laseraktiven Schicht 7 sind vorzugsweise verspannt, können aber auch unverspannt sein.

Der Schichtwellenleiter 20 ist mit einer seiner flachseitigen Oberflächen 40 und 90, beispielsweise der Oberfläche 90 auf der Oberfläche 100 eines beispielsweise aus einem Halblei- tereinkristall bestehenden Substrats 10 aufgebracht.

Dabei kann wie in den Figuren 1, 2, 4 und 5 die Kernschicht 21 des Schichtwelleneleiters 20 unmittelbar an die Oberfläche 100 des Substrats 10 grenzen. In diesem Fall bildet das Substrat 10 selbst eine der beiden die Kernschicht 21 ein¬ schließenden Mantelschichten 4 und 10 des Schichtwellenlei¬ ters 20.

Die Kernschicht 21 kann alternativ dazu wie in den Figuren 3 und 6 zwischen zwei Mantelschichten 4 und 9 angeordnet sein und mit einer dieser Mantelschichten 4 und 9, beispielsweise der Mantelschicht 9, unmittelbar an die Oberfläche 100 des Substrats 10 grenzen.

Auf der von der Kernschicht 21 abgekehrten flachseitigen

Oberfläche 40 der auf der vom Substrat 10 abgekehrten Seite der Kernschicht 21 angeordneten und stets vorhandenen Mantel- schicht 4 des Schichtwelleneleiters ist erfindungsgemäß zu¬ mindest im Laserabschnitt A die Gitterschicht 3 aufgebracht.

Die Mantelschicht 4 ist auf ihrer vom Substrat 10 und der Kernschicht 21 abgekehrten flachseitigen Oberfläche 40 vor-

zugsweise derart strukturiert, daß diese Schicht 4 auf dieser Oberfläche 40 eine in der längsaxialen Richtung z und im Be¬ reich des Laserabschnitts A und Modulatorabschnitts B verlau¬ fende Rippe vorgebbarer Breite in der Richtung y aufweist, durch welche die im Schichtwellenleiter 20 in der längsaxia¬ len Richtung z und/oder -z geführte Strahlung seitlich be¬ grenzt wird.

Die Gitterschicht 3 ist im Laserabschnitt A zur Modenselekti- on mit einer periodischen Strukturierung 5 mit einer Gitter¬ periode a versehen, wobei die in der längsaxialen Richtung z und/oder -z gemessene Gitterperiode a so bemessenen ist, daß eine Bragg-Wellenlänge einer im Laserabschnitt A durch die laseraktive Schicht 7 erzeugten optischen Strahlung gegenüber einer Absorptionsbandkante der Potentialtöpfe 7i positiv ver¬ stimmt ist.

Die Gitterperiode a der periodischen Struktur ist im Laserab¬ schnitt A vorzugsweise geringfügig, d.h. 10 bis 40 nm, zur langwelligen Seite der exzitonischen Absorptionsbandkante der Potentialtopfschichten 7i der laseraktiven Schicht 7 des Schichtwellenleiters 20 verschoben.

Die periodische Strukturierung 5 der Gitterschicht 3 kann beispielsweise dadurch gebildet sein, daß die Gitterschicht 3 in der längsaxialen Richtung z und/oder -z eine periodisch variierende Dicke d aufweist, die die Modulation des effekti¬ ven Gewinns des Schichtwellenleiters 20 realisiert.

Das Material der Gitterschicht 3 kann vorteilhafterweise wahlweise aus einkristallinem oder nichteinkristallinem Mate¬ rial bestehen. Die Verwendung von nichteinkristallinem Mate¬ rial hat den Vorteil, daß die Gitterschicht 3 anders als epi- taktisch aufgebracht werden kann.

Bei den Beispielen nach den Figuren 1 bis 4 ist speziell für den Fall nichtkristallinen Materials der Gitterschicht 3 eine

periodische Strukturierung 5 verwendet, bei der die Gitter¬ schicht 3 periodisch jeweils in einem Teil, beispielsweise einer Hälfte jeder Gitterperiode a vollständig entfernt und im anderen Teil dieser Periode a stehengelassen ist. Die Git- terschicht 3 weist in diesem Fall Lücken 51 auf wie sie bei¬ spielsweise aus den Figuren 1 bis 4 hervorgehen.

Überdies ist es bei den Beispielen nach den Figuren 1 bis 4 so eingerichtet, daß die periodische Strukturierung 5 der Gitterschicht 3 durch eine periodisch sprunghaft schwankende Dicke d der Gitterschicht 3 definiert ist.

Statt dessen oder zusätzlich kann die Gitterschicht 3 eine wie in Figur 5 dargestellte periodische Strukturierung 5 auf- weisen, die durch eine periodisch stufenlos wellenförmig schwankende Dicke d der Gitterschicht 3 definiert ist.

Die Gitterschicht 3 kann, wie in den Figuren 1 bis 5 angedeu¬ tet, einlagig, aber auch mehrlagig ausgebildet sein.

Entsprechend den Beispielen nach den Figuren 1, 2, 4 und 5 kann die Gitterschicht 3 unmittelbar auf der flachseitigen Oberfläche 40 der Mantelschicht 4 des Schichtwellenleiters aufgebracht sein. Unter Umständen kann es von Vorteil sein, die Gitterschicht 3 nicht direkt auf der Oberfläche 40, son¬ dern wie beim Beispiel nach Figur 3 durch eine Zwischen¬ schicht 43 mit einer im Vergleich zur Brechzahl der Mantel- schicht 4 größeren Brechzahl von der Oberfläche 40 der Man¬ telschicht 4 getrennt auf dieser Oberfläche 40 aufzubringen.

Die Gitterschicht 3 kann aus absorbierend wirkendem oder feldverdrängend wirkendem Material bestehen.

Auf der Gitterschicht 3 ist erfindungsgemäß die Kontakt- schicht 2a des Laserabschnitts A aufgebracht. Die Kontakt¬ schicht 2a ist vorzugsweise unmittelbar auf der Gitterschicht 3 aufgebracht und besteht vorteilhafterweise aus nichteinkri-

stallinem Material, das vorteilhafterweise anders als epitak¬ tisch aufgebracht werden kann.

Falls die Gitterschicht 3 aus insbesondere stark absorbierend wirkendem Material ist, besteht die Kontaktschicht 2a aus feldverdrängend wirkendem Material. Falls die Gitterschicht 3 aus feldverdrängend wirkendem Material ist, besteht die Kon¬ taktschicht 2a aus einem Material, das zu einer wesentlichen Dämpfung der geführten Welle führt. In der längsaxialen Aus- breitungsrichtung der im Schichtwellenleiter 20 geführten Strahlung wechseln sich absorbierend wirkendes und feldver¬ drängend wirkendes Material ab, wodurch eine Modulation der Wellenleiterdämpfung zustandekommt. Die Kontaktschicht 2a be¬ steht am zweckmäßigsten aus Metall.

Auf der Kontaktschicht 2a kann eine einen Kontakt bildende Metallisierung la aufgebracht sein.

Als stark absorbierend wirkende Materialien kommen z.B. Ti- tan, Nickel, Chrom oder Platin in Betracht. Besteht die Git¬ terschicht 3 aus einem dieser Materialien, besteht die Kon¬ taktschicht 2a aus feldverdrängend wirkendem Material, bei¬ spielsweise aus einem Metall wie Gold oder Silber.

Als feldverdrängend wirkendes Material kommt entweder ein Me¬ tall wie beispielsweise Gold oder Silber in Betracht oder ein Dielektrikum, wie beispielsweise Aluminium- oder Siliziu¬ moxid.

Der Vorteil der Verwendung von Metall auch für die Gitter¬ schicht 3 besteht darin, daß es zusätzlich als Kontaktmateri¬ al wirkt und somit direkt zur Kontaktierung des Modulatorab¬ schnitts B verwendet werden kann. In diesem Fall kann wie beim Beispiel nach Figur 2 die Gitterschicht 3 im Modulator- abschnitt B verbleiben. Die Gitterschicht 3 kann im Modula¬ torabschnitt B ganzflächig unstrukturiert belassen werden.

Sie dient dann zur besseren Kontaktierung und beeinflußt die Wellenführung.

Besteht dagegen die Gitterschicht 3 aus einem Dielektrikum, muß die elektrische Kontaktierung im Laserabschnitt A in Lük- ken der Gitterschicht 3 bis zum Schichtwellenleiter 20 hin- ^• durchgeführt werden. Bei den Beispielen nach den Figuren l bis 4 sind solche Lücken z.B. durch die in der längsaxialen Richtung z periodisch auftretenden Lücken 51 der Gitter- schicht 3 gegeben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist in den in der z- Richtung periodisch auftretenden Lücken 51 der Gitterschicht 3 auch die Mantelschicht 4 des Schichtwellenleiters 20 bis zu einer vorgebbaren Tiefe t entfernt.

Besteht die Gitterschicht 3 aus einem Dielektrikum, muß zur Kontaktierung des Modulatorabschnitts B die Gitterschicht 3 in diesem Abschnitt B entfernt werden, beispielsweise ganz- flächig, wie es das Beispiel nach Figur 1 zeigt. Beim Bei¬ spiel nach Figur 1 ist im Modulatorabschnitt B eine Kontakt- schicht 2b unmittelbar auf der flachseitigen Oberfläche 40 der Mantelschicht 4 oder ggf. auf der Zwischenschicht 43 auf¬ gebracht.

Die Kontaktschicht 2b des Modulatorabschnitts B besteht vor¬ zugsweise aus nichteinkristallinem Material. Vorteilhafter¬ weise besteht die Kontaktschicht 2b des Modulatorabschnitts B aus dem gleichen Material wie die Kontaktschicht 2a des La- serabschnitts A. Sie kann dann gleichzeitig und in ein und demselben Herstellungsschritt mit der Kontaktschicht 2a des Laserabschnitts A erzeugt werden und eine Metallisierung lb aufweisen, die gleich der Metallisierung la der Kontakt- schicht 2a des Laserabschnitts A ist.

Bei Verwendung von feldverdrängendem Material für die Gitter¬ schicht 3 besteht die Kontaktschicht 2 aus einem Material,

das eine insbesondere starke Absorption bewirkt, beispiels¬ weise aus Titan, Nickel, Chrom und/oder Platin. Bei Verwen¬ dung eines der genannten Metalle wird gleichzeitig ein elek¬ trischer Kontakt hergestellt.

Alternativ dazu kann die Gitterschicht 3 aus einkristallinem Material bestehen. Vorteilhafterweise wird in diesem Fall die Gitterschicht 3 epitaktisch als oberste Halbleiterschicht des Halbleitereinkristalls absorbierend ausgebildet. Diese Git- terschicht 3 in Form der obersten Halbleiterschicht wird z.B. durch reaktives oder naßchemisches Ätzen strukturiert. Diese einkristalline Gitterschicht 3 kann ebenfalls niederohmig kontaktiert sein.

Im Fall der absorbierenden Gitterschicht 3 muß die Kontakt- schicht 2a des Laserabschnitts A aus einem feldverdrängend wirkenden Material bestehen, um die Modulation der optischen Verluste sicherzustellen.

Bei Verwendung einer einkristallinen Gitterschicht 3 kann al¬ ternativ zu feldverdrängend wirkenden Materialien für die Kontaktschicht 2a des Laserabschnitts A aufgrund einer geome¬ trischen periodischen Strukturierung 5 nach Figur 4 bei Ge¬ brauch einer absorbierenden Kontaktschicht 2a aus Ti- tan/Platin und einer Metallisierung la aus Gold eine Modense¬ lektion des längsaxialen modalen Gewinns erzielt werden. In diesem Fall führt die geometrische periodische Strukturierung 5 nach Figur 4 der kristallinen Gitterschicht 3 zu einer pe¬ riodischen Modulation der Wellenleiterdämpfung. Die Gitter- schicht 3 kann in diesem Fall sowohl absorbierend als auch nichtabsorbierend sein. Der Effekt der Feldverdrängung ist, wie in den vorherigen Ausführungsformen beschrieben, hier nicht maßgeblich an der Modenselektion beteiligt.

In allen Fällen kann auf der vorhandenen Kontaktschicht 2a, 2b eine Metallisierung lb aufgebracht sein.

Der Laserabschnitt A und Modulatorabschnitt B sind durch ein dazwischenligendes, elektrisch isolierendes Material enthal¬ tendes Gebiet 95 elektrisch voneinander isoliert. Dieses Ge¬ biet 95 befindet sich vorzugsweise in der Mantelschicht 4 des Schichtwellenleiters 20. Das Gebiet 95 kann eine Protoneniso¬ lation aufweisen oder beispielsweise so erzeugt werden, daß in der Mantelschicht eine Aussparung erzeugt und diese Aus¬ sparung mit elektrisch isolierendem Material, beispielsweise undotiertes Halbleitermaterial wie Silizium, gefüllt wird.

Zur Modulation der im Laserabschnitt A erzeugten Laserstrah¬ lung wird die feldstärkeabhängige Elektroabsorption in den verspannten Potentialtopfschichten 7i der laseraktiven Schicht 7 ausgenutzt. Durch die Verstimmung der Gitterperiode a derart, daß die zugehörige Bragg-Wellenlänge zu langen Wel¬ lenlängen hin verschoben wird, verschiebt sich die Emissions¬ wellenlänge der vom Laserabschnitt A erzeugten Laserstrahlung für den spannungslosen Zustand des Modulatorabschnitts B in dessen transparenten Bereich des Absorptionsspektrums, so daß die Strahlungsquelle eingeschaltet ist. Durch die exzitoni- sehe Verschiebung der Absorptionsbandkante bei angelegtem ex¬ ternen elektrischen Feld wirkt der Modulatorabschnitt B ab¬ sorbierend und die Strahlungsquelle ist ausgeschaltet.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle werden sämtliche Schichten 9, 8, 7, 6 und 4 des Schichtwel¬ lenleiters 20 epitaktisch aufgewachsen und nach dieser Epita¬ xie wird die Gitterschicht 3 entweder als Einzelschicht oder als Schichtenfolge aufgebracht, wobei das oder die verwende- ten Materialen aufgrund ihrer Eigenschaften, insbesondere aufgrund ihres komplexen Brechungsindexes, in Zusammenwirkung mit dem Schichtwellenleiter 20 entweder stark dämpfend auf die im Wellenleiter 20 geführte Welle bzw. Strahlung wirken oder aufgrund ihrer feldverdrängenden Wirkung nur eine ge- ringfügige Dämpfung verursachen.

Die aufgebrachte Gitterschicht 3 kann beispielsweise mittels Abhebetechnik (Lift-off-Technik) , mittels eines nachchemi¬ schen Ätzverfahrens oder eines Trockenätzverfahrens in ihrer Dicke d moduliert werden. Je nach Material, einkristallin oder nichteinkristallin, wird die Gitterschicht epitaktisch oder nichtepitaktisch, beispielsweise durch Bedampfen, aufge¬ bracht.

Nach der Strukturierung und ggf. partiellen Wegnahme der Git- terschicht 3 wird eine Kontaktschicht 2 aufgebracht, die im Laserabschnitt A die Kontaktschicht 2a und im Modulatorab¬ schnitt B die Kontaktschicht 2b bildet und je nach Material wie die Gitterschicht 3 aufgebracht wird. Die aufgebrachte Kontaktschicht 2 wird mit der Metallisierung 1 versehen, die im Laserabschnitt A die Metallisierung la und im Modulatorab¬ schnitt B die Metallisierung lb bildet. Der Modulatorab¬ schnitt B weist danach die gleichen Schichten wie der Laser¬ abschnitt A auf, wobei im Modulatorabschnitt B die Gitter¬ schicht 3 vorhanden sein oder fehlen kann.

Für die elektrische Isolation des Laserabschnitts A gegen den Modulatorabschnitt B werden die einen Kontakt bildende Metal¬ lisierung 1 und die Kontaktschicht 2 nach dem Aufbringen mit einem Abhebeverfahren oder durch Ätzen so strukturiert, daß daraus die einzelnen Kontaktschichten 2a und 2b und die ein¬ zelnen Metallisierungen la und lb entstehen. Das elektrisch isolierende Gebiet 95 kann beispielsweise durch eine Pro¬ tonenisolation in der Mantelschicht 4 des Schichtwellenlei¬ ters 20 erzeugt werden. Die Protonenisolation kann selbstju- stierend sein. Die Isolation kann alternativ auch bis in eine Tiefe erfolgen, welche die Potentialtopfschichten 7 ebenfalls einschließt .

Die Kontaktierung des Lasersektion A erfolgt in Flußpolung, die Kontaktierung des Modulatorabschnitts B in Sperrpolung.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 kann die Strukturierung 5 der Gitterschicht 3 vorteihafterweise allein im Halbleiter erfolgen, was den Herstellungsprozeß wesentlich vereinfacht, da keine Metallisierungen mitstrukturiert werden müssen. Die Kontaktmetallisierung wird nach der Strukturierung in einem Arbeitsgang für den Laserabschnitt A und den Modulatorab¬ schnitt B gemeinsam aufgebracht.

Allen Ausführungsformen der erfindungsgmäßen Laser/Modulator- Strahlungsquelle ist gemeinsam, daß zur Herstellung des ge¬ samten Bauelements, also des Laserabschnitts A und des Modu¬ latorabschnitts B nur ein gemeinsamer Epitaxieschritt und keine epitaktische Gitterüberwachsung notwendig ist. Da die Strukturierung der Gitterschicht 3 nach der Epitaxie erfolgt, können die Dicken und Zusammensetzungen der Epitaxieschichten vor der Dimensionierung der Gitterperiode a bestimmt werden. Die Eigenschaften der Epitaxieschichten, wie Photolumineszenz und effektiver Brechungsindex, sowie das Elektroabsorptions- verhalten der tiefen Schichten 7i im Modulatorabschnitt B können somit nach der Epitaxie überprüft werden und die Di¬ mensionierung der Gitterperiode a kann darauf abgestimmt wer¬ den.

Zur Herstellung der lateralen Wellenführung eignen sich alle bisher angewandeten Strukturen, wie beispielsweise Rippenwel¬ lenleiter-Laser/Modulatoren (MCRW, BCRW) , CSP-Bauformen oder, bei Mehrfachepitaxie, vergrabene HeteroStrukturen (BH) .

Zur Vermeidung von Endflächenreflexionen kann in den genann- ten Ausführungsformen eine Endfläche 120 des Modulatorab¬ schnitts B mit einer Antireflexbeschichtung 12 versehen wer¬ den, die beispielsweise aus Siliziumoxid oder Aluminiumoxid bestehen kann.

In der Figur 6 ist in einem Diagramm für das der Realteil des effektiven Brechungsindexes in Abhängigkeit von der Position in der Richtung x für ein besonders vorteilhaftes Ausfüh-

rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laser/Modulator- Strahlungsquelle nach Figur 3 dargestellt.

Aufbauend auf das auf der vom Schichtwellenleiter 20 abge- kehrten Seite mit einer n-Metallisierung 11, beispielsweise aus AuGe, versehene Substrat 10 aus beispielsweise n- dotiertem InP umfaßt der Schichtwellenleiter 20 neben der stets vorhandenen Mantelschicht 4 und der Kernschicht 21 mit Schichten 6 und 8 aus beispielsweise aus dotiertem InGaAlAs noch die als Confinementschicht wirkende andere Mantelschicht 9 aus beispielsweise n-dotiertem InAlAs.

Die Potentialtopfschichten 7i der zwischen den Schichten 6 und 8 der Kernschicht 21 angeordneten laseraktiven Schicht 7 bestehen beispielsweise aus eigenleitendem InGaAs der Wellen¬ länge 1,52 μm bei einer Gitterperiode a von 1,55 μm.

Die zwischen der anderen Mantelschicht 9 und der laseraktiven Schicht 7 befindliche Schicht 8 der Kernschicht 21 ist n- dotiert und die zwischen der einen Mantelschicht 4 und der laseraktiven Schicht 7 befindliche Schicht 6 der Kernschicht 21 ist p-dotiert.

Die eine Mantelschicht 4 besteht aus beispielsweise p- dotiertem InAlAs bei Feststoffquellen-MBE oder p-dotiertem InP bei MOVPE. Die Zwischenschicht 43 besteht aus beispiels¬ weise p-dotiertem InGaAlAs.

Die in ihrer Dicke d modulierte Gitterschicht 3 besteht aus absorbierend wirkendem InGaAs. Als Kontaktmetall der Kontakt- schicht 2 ist beispielsweise Titan/Platin, als Metallisierung beispielsweise 1 Gold verwendet .