BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterlaserdiode gemäß Patentanspruch 1.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 119 226.8, deren Offenbarungsge- halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.

Es ist bekannt, dass in Halbleiterlaserdioden eine in latera ^¬ le Richtung inhomogene Erwärmung des Resonators zu einem la ^¬ teralen Brechzahlprofil führen kann, das eine Linsenwirkung hervorruft, die die Strahlqualität nachteilig beeinflusst. Dieser Effekt wird als thermische Linse bezeichnet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleiterlaserdiode bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Halbleiterlaserdiode mit den Merkmalen des An ^¬ spruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschie ^¬ dene Weiterbildungen angegeben.

Eine Halbleiterlaserdiode besitzt eine Schichtenfolge, die eine Mehrzahl in einer Wachstumsrichtung übereinander angeordneter Schichten umfasst. Die Halbleiterlaserdiode weist eine erste Facette und eine zweite Facette auf, zwischen de ^¬ nen ein sich in eine longitudinale Richtung erstreckender Resonator gebildet ist. Die Schichtenfolge umfasst eine aktive Schicht, in der ein aktiver Bereich ausgebildet ist. Die

Schichtenfolge umfasst eine in Wachstumsrichtung oberhalb der aktiven Schicht angeordnete verspannte Schicht.

Die oberhalb der aktiven Schicht angeordnete verspannte

Schicht bewirkt bei dieser Halbleiterlaserdiode eine Beein ^¬ flussung des räumlichen Verlaufs des Brechungsindexes in dem Resonator. Hierdurch kann die verspannte Schicht eine in der Halbleiterlaserdiode auftretende thermische Linsenwirkung re- duzieren oder kompensieren. Dadurch kann ein durch diese Halbleiterlaserdiode abgestrahlter Laserstrahl vorteilhafterweise eine hohe Strahlqualität mit geringer Strahldivergenz aufweisen .

Die Schichtenfolge umfasst Wellenleiterschichten. Dabei be- einflusst die verspannte Schicht einen Brechungsindexverlauf in den Wellenleiterschichten, um eine im Betrieb der Halbleiterlaserdiode durch eine inhomogene Temperaturverteilung bewirkte inhomogene Variation des Brechungsindexes in den Wellenleiterschichten zumindest teilweise zu kompensieren. Ein sich in den Wellenleiterschichten durch ungleichmäßige Erwärmung einstellender Brechungsindexgradient bewirkt erfah ^¬ rungsgemäß eine besonders starke thermische Linsenwirkung. Vorteilhafterweise kann eine durch die verspannte Schicht be ^¬ wirkte Beeinflussung des Brechungsindexverlaufs in den Wel ^¬ lenleiterschichten dadurch eine besonders deutliche Verbesse ^¬ rung der Strahlqualität eines durch die Halbleiterlaserdiode abgestrahlten Laserstrahls bewirken.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht in einer zur Wachstumsrichtung senkrechten lateralen Ebene strukturiert. Vorteilhafterweise kann die verspannte Schicht dadurch eine Beeinflussung eines Bre- chungsindexverlaufs in lateraler Richtung bewirken.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht in eine zu der Wachstumsrichtung und der longitudinalen Richtung senkrechte Querrichtung über dem ak- tiven Bereich zentriert. Vorteilhafterweise kann dadurch er ^¬ reicht werden, dass die verspannte Schicht eine zu einer Sym ^¬ metrieachse des Resonators symmetrische Beeinflussung des Brechungsindexes in den Wellenleiterschichten bewirkt. In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht bezüglich einer zu der longitudinalen Richtung parallelen Symmetrieachse symmetrisch ausgebildet. Vorteilhafterweise kann dadurch erreicht werden, dass die verspannte Schicht eine zu der Symmetrieachse symmetrische Beeinflussung des Brechungsindexes in der Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode bewirkt. In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht tensil verspannt.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode weist die verspannte Schicht in eine zu der Wachstumsrichtung und der longitudinalen Richtung senkrechte Querrichtung eine Breite auf, die sich in longitudinale Richtung ändert. Vorteilhaf ^¬ terweise kann dadurch eine thermische Linsenwirkung abge ^¬ schwächt werden, die sich durch ein in longitudinale Richtung veränderliches Temperaturprofil in der Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode ergibt.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode nimmt die Breite der verspannten Schicht in Richtung zur zweiten Facette zu. Vorteilhafterweise kann dadurch eine thermische Lin- senwirkung einer in Richtung zur zweiten Facette zunehmenden Temperatur in der Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode re ^¬ duziert oder kompensiert werden.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht kompressiv verspannt. Dabei weist die ver ^¬ spannte Schicht eine Aussparung auf, die in Wachstumsrichtung über dem aktiven Bereich angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann die verspannte Schicht dadurch eine Beeinflussung des Brechungsindexprofils in der Umgebung des aktiven Bereichs bewirken.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode weist die Aussparung in eine zu der Wachstumsrichtung und der longitudinalen Richtung senkrechte Querrichtung eine Breite auf, die sich in longitudinale Richtung ändert. Vorteilhafterweise kann die verspannte Schicht dadurch einen durch eine in longitudinale Richtung veränderliche Temperatur in der Schich- tenfolge bewirkten Brechungsindexgradienten reduzieren oder kompensieren .

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode nimmt die Breite der Aussparung in Richtung zur zweiten Facette zu. Vorteilhafterweise kann die verspannte Schicht dann eine thermische Linsenwirkung reduzieren oder kompensieren, die sich durch eine in Richtung zur zweiten Facette zunehmende Temperatur in der Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode ergibt.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ändert sich eine in Wachstumsrichtung bemessene Dicke der verspannten Schicht in longitudinale Richtung. Vorteilhafterweise wird es auch dadurch der verspannten Schicht ermöglicht, eine thermische Linsenwirkung zu reduzieren oder zu kompensieren, die sich aus einem in longitudinale Richtung variablen Temperaturprofil in der Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode ergibt .

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode reicht die verspannte Schicht in longitudinale Richtung bis an die erste Facette und/oder bis an die zweite Facette heran. Vorteilhaf ^¬ terweise kann die verspannte Schicht dadurch einen Brechungs- indexverlauf in der Schichtenfolge bis an die erste Facette und/oder bis an die zweite Facette beeinflussen.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode reicht die verspannte Schicht in longitudinale Richtung nicht bis an die erste Facette und/oder nicht bis an die zweite Facette heran. Vorteilhafterweise kann die Halbleiterlaserdiode dadurch ein ^¬ fach herstellbar sein. Außerdem können durch eine Beabstan- dung der verspannten Schicht von der ersten Facette und/oder der zweiten Facette nachteilige Beeinflussungen der ersten Facette und/oder der zweiten Facette durch die verspannte Schicht vorteilhafterweise vermieden werden. In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist die verspannte Schicht in Wachstumsrichtung oberhalb einer Metal ^¬ lisierungsschicht angeordnet. Vorteilhafterweise kann die verspannte Schicht dadurch besonders einfach aufgebracht wer- den. Außerdem wird es dadurch ermöglicht, unterhalb der ver ^¬ spannten Schicht einen elektrischen Pumpstrom in die Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode einzuleiten.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode ist in Wachstumsrichtung oberhalb der verspannten Schicht eine Metallisierungsschicht angeordnet. Die oberhalb der verspannten Schicht angeordnete Metallisierungsschicht kann eine elektri ^¬ sche Kontaktierung der Halbleiterlaserdiode erlauben. Die verspannte Schicht kann beispielsweise zwischen mehreren Me- tallisierungsschichten eingebettet sein.

In einer Ausführungsform der Halbleiterlaserdiode weist die verspannte Schicht ein elektrisch leitendes Material auf. Vorteilhafterweise beeinträchtigt die verspannte Schicht dadurch eine elektrische Kontaktierbarkeit der Halbleiterla ^¬ serdiode nicht.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Schichtenfolge einer Halbleiterlaserdiode;

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf die Schichtenfolge der Halbleiterlaserdiode; Figuren 3, 4 und 5 Brechungsindexverläufe an unterschiedli ^¬ chen Positionen in einem in der Schichtenfolge ausgebildeten Resonator; Fig. 6 eine Aufsicht auf eine verspannte Schicht der Schich ^¬ tenfolge gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figuren 7 und 8 durch die verspannte Schicht bewirkte Bre ^¬ chungsindexverläufe in dem in der Schichtenfolge ausgebilde- ten Resonator;

Fig. 9 eine Aufsicht auf die verspannte Schicht gemäß einer zweiten Ausführungsform; Fig. 10 eine Aufsicht auf die verspannte Schicht gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 11 eine Aufsicht auf die verspannte Schicht gemäß einer vierten Ausführungsform;

Fig. 12 eine Aufsicht auf die verspannte Schicht gemäß einer fünften Ausführungsform;

Fig. 13 eine Aufsicht auf die verspannte Schicht gemäß einer sechsten Ausführungsform;

Fig. 14 eine geschnittene Seitenansicht der Schichtenfolge gemäß einer siebten Ausführungsform; Fig. 15 eine geschnittene Seitenansicht der Schichtenfolge gemäß einer achten Ausführungsform; und

Fig. 16 eine geschnittene Seitenansicht der Schichtenfolge gemäß einer neunten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht ei ^¬ ner Halbleiterlaserdiode 10. Die Halbleiterlaserdiode kann beispielsweise eine Hochleistungslaserdiode für Faserkoppel- anwendungen sein, insbesondere beispielsweise eine Halb ^¬ leiterlaserdiode, die zum Pumpen eines Faserlasers verwendet werden kann. Die Halbleiterlaserdiode 10 umfasst eine Schichtenfolge 200, die über einem Substrat 210 angeordnet ist. Die Schichtenfol ^¬ ge 200 umfasst eine Mehrzahl von Schichten, die in einer Wachstumsrichtung 13 übereinander angeordnet sind. Die Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 umfasst eine Anzahl von Epitaxieschichten 220, die epitaktisch auf das Substrat 210 aufgewachsen worden sind. Im in Fig. 1 schematisch gezeigten Beispiel umfassen die Epitaxieschichten 220 eine näher am Substrat 210 angeordnete erste Halbleiter- schicht 230 und eine weiter vom Substrat 210 entfernte zweite Halbleiterschicht 250. Die erste Halbleiterschicht 230 und die zweite Halbleiterschicht 250 können jeweils durch eine Mehrzahl von Teilschichten gebildet sein und beispielsweise Wellenleiter- und/oder Mantelschichten umfassen. Zwischen der ersten Halbleiterschicht 230 und der zweiten Halbleiterschicht 250 ist eine aktive Schicht 240 angeordnet, die eben ^¬ falls als Halbleiterschicht ausgebildet ist. Auch die aktive Schicht 240 kann durch eine Mehrzahl von Teilschichten gebildet sein.

In Wachstumsrichtung 13 oberhalb der zweiten Halbleiterschicht 250 ist eine Halbleiterdeckschicht 260 angeordnet. Die Halbleiterdeckschicht 260 ist in einer zur Wachstumsrich ^¬ tung 13 senkrechten Ebene strukturiert, erstreckt sich in der zur Wachstumsrichtung 13 senkrechten Ebene also nur über einen Teil der zweiten Halbleiterschicht 250. In eine zur

Wachstumsrichtung 13 senkrechte Querrichtung 11 weist die Halbleiterdeckschicht 260 eine begrenzte Breite auf. Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10. Die Halb ^¬ leiterlaserdiode 10 weist eine Spiegelfacette 110 auf, die parallel zur Wachstumsrichtung 13 und parallel zur Querrich- tung 11 orientiert ist. Außerdem weist die Halbleiterlaserdi ^¬ ode 10 eine zu der Spiegelfacette 110 parallele Auskoppelfa ^¬ cette 120 auf, die der Spiegelfacette 110 gegenüberliegt. Im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 wird an der Auskoppelfa- cette 120 ein Laserstrahl abgestrahlt.

Es ist möglich, anstelle der Spiegelfacette 110 auch an die ^¬ ser Seite der Halbleiterlaserdiode 10 eine Auskoppelfacette vorzusehen, so dass Laserstrahlung an beiden Facetten der Halbleiterlaserdiode 10 ausgekoppelt werden kann. In jedem Fall weist die Halbleiterlaserdiode eine erste Facette und eine der ersten Facette gegenüberliegende zweite Facette auf.

In Wachstumsrichtung 13 unterhalb der Halbleiterdeckschicht 260 wird in der ersten Halbleiterschicht 230, der aktiven

Schicht 240 und der zweiten Halbleiterschicht 250 der Schich ^¬ tenfolge 200 ein Resonator 100 ausgebildet. Der Resonator 100 erstreckt sich entlang einer zur Querrichtung 11 und zur Wachstumsrichtung 13 senkrechten longitudinalen Richtung 12, die senkrecht zu der Spiegelfacette 110 und zu der Auskoppel ^¬ facette 120 orientiert ist, zwischen der Spiegelfacette 110 und der Auskoppelfacette 120. In Querrichtung 11 weist der Resonator 100 eine begrenzte Breite auf, die im Wesentlichen durch die Breite der Halbleiterdeckschicht 260 in Querrich- tung 11 vorgegeben ist.

Fig. 1 zeigt, dass die Schichtenfolge 200 weiter eine Passi ^¬ vierungsschicht 270 umfasst, die in Wachstumsrichtung 13 oberhalb der nicht durch die Halbleiterdeckschicht 260 be- deckten Abschnitte der zweiten Halbleiterschicht 250 angeord ^¬ net ist. Die Passivierungsschicht 270 kann sich auch ab ^¬ schnittsweise über die Halbleiterdeckschicht 260 erstrecken, weist im Bereich der Halbleiterdeckschicht 260 jedoch eine Öffnung auf. Die Passivierungsschicht 270 ist elektrisch iso- lierend. Die Passivierungsschicht 270 kann entfallen.

In Wachstumsrichtung 13 oberhalb der Passivierungsschicht 270 ist eine Metallisierungsschicht 280 angeordnet, die im Be- reich der Öffnung der Passivierungsschicht 270 elektrisch leitend mit der Halbleiterdeckschicht 260 verbunden ist.

Die Metallisierungsschicht 280 ermöglicht eine Stromeinlei- tung in die Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10, wodurch im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 in der aktiven Schicht 240 in Wachstumsrichtung 13 unterhalb der Halbleiterdeckschicht 260 ein aktiver Bereich 245 ausgebildet wird. Der aktive Bereich 245 weist in Querrichtung 11 eine begrenzte Breite auf, die im Wesentlichen durch die Breite der Halb ^¬ leiterdeckschicht 260 in Querrichtung 11 festgelegt ist. Die Breite des aktiven Bereichs 245 in Querrichtung 11 kann beispielsweise zwischen 30 ym und 300 ym liegen. In diesem Fall bildet die Halbleiterlaserdiode 10 einen Breitstreifenlaser.

Im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 erwärmt sich die

Schichtenfolge 200. Eine Erwärmung tritt dabei insbesondere im Bereich des Resonators 100 auf. Eine besonders starke Er ^¬ wärmung kann sich im Bereich der Auskoppelfacette 120 erge- ben. Hierdurch kann sich im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 in der Schichtenfolge 200 eine inhomogene Temperaturver ^¬ teilung einstellen. Dabei kann die Temperatur insbesondere beispielsweise entgegen der longitudinalen Richtung 12 von der Auskoppelfacette 120 zu der Spiegelfacette 110 und in und entgegen der Querrichtung 11 von der Mitte des Resonators 100 zu den seitlich neben dem Resonator 100 angeordneten Abschnitten der Schichtenfolge 200 abnehmen.

Diese inhomogene Temperaturverteilung in der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 kann im Bereich des Resona ^¬ tors 100 eine inhomogene Variation des Brechungsindexes in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 bewirken. Dies kann durch eine Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes verur ^¬ sacht werden.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen ersten Brechungsindexverlauf 401 im Bereich des Resonators 100 an einer in Fig. 2 eingezeichneten ersten longitudinalen Position 101, die nahe an der Spiegelfacette 110 liegt. Auf einer horizon ^¬ talen Achse ist in Fig. 3 die Querrichtung 11 dargestellt, wobei die ungefähren seitlichen Grenzen des Resonators 100 schematisch markiert sind. Auf einer vertikalen Achse der Fig. 3 ist ein Brechungsindex 400 aufgetragen. Der erste Bre ^¬ chungsindexverlauf 401 zeigt den räumlichen Verlauf des Bre ^¬ chungsindexes 400 an, der sich in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 einstellt. Der ers- te Brechungsindexverlauf 401 kann auch als Brechungsindexpro ^¬ fil bezeichnet werden. Erkennbar ist, dass der Brechungsindex 400 im Bereich der Mitte des Resonators 100 einen Wert auf ^¬ weist, der sich vom Wert des Brechungsindexes 400 nahe der in Querrichtung 11 seitlichen Grenzen des Resonators 100 unter- scheidet. Im dargestellten Beispiel ist der Brechungsindex 400 in der Mitte des Resonators 100 höher als an den Seiten des Resonators 100.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen zweiten Brechungsindexverlauf 402, der sich im Betrieb der Halbleiterla ^¬ serdiode 10 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 an einer zwei ^¬ ten longitudinalen Position 102 einstellt, die etwa mittig zwischen der Spiegelfacette 110 und der Auskoppelfacette 120 angeordnet ist. Wiederum sind auf einer horizontalen Achse die Querrichtung 11 und auf einer vertikalen Achse der Brechungsindex 400 aufgetragen. Auch beim zweiten Brechungsindexverlauf 402 weist der Brechungsindex 400 in der Mitte des Resonators 100 einen anderen, im Beispiel höheren, Wert auf als in den Seitenbereichen des Resonators 100. Dabei ist der Wert des Brechungsindex 400 in der Mitte des Resonators 100 beim zweiten Brechungsindexverlauf 402 größer als beim ersten Brechungsindexverlauf 401. Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen dritten Brechungsindexverlauf 403, der sich im Betrieb der Halbleiterla ^¬ serdiode 10 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 an einer dritten longitudinalen Position 103 einstellt, die nahe der Auskoppelfacette 120 der Halb ^¬ leiterlaserdiode 10 angeordnet ist. Auch in Fig. 5 ist auf einer horizontalen Achse die Querrichtung 11 und auf einer vertikalen Achse der Brechungsindex 400 aufgetragen. Auch bei dem dritten Brechungsindexverlauf 403 unterscheidet sich der Brechungsindex 400 in der Mitte des Resonators 100 von den Werten nahe den Seiten des Resonators 100. Dabei weist der Brechungsindex 400 bei dem dritten Brechungsindexverlauf 403 in der Mitte des Resonators 100 einen noch größeren Wert auf als bei dem zweiten Brechungsindexverlauf 402.

Somit ist der Brechungsindex 400 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 im Bereich des Resona ^¬ tors 100 im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 in Querrich- tung 11 variabel. Zusätzlich ist der Wert des Brechungsindex 400 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 im Bereich des Resonators 100 auch in longitudinale Richtung 12 variabel. Die Variation des Brechungsindex 400 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 kann eine thermische Linsenwirkung zur Folge haben und dadurch eine Strahlqualität des an der Auskoppelfacette 120 aus dem Resonator 100 der Halbleiterlaserdiode 10 ausgekoppelten Laserstrahls negativ beeinflussen.

Fig. 1 zeigt, dass die Schichtenfolge 200 der Halbleiterla ^¬ serdiode 10 eine in Wachstumsrichtung 13 oberhalb der aktiven Schicht 240 angeordnete verspannte Schicht 300 umfasst. Die verspannte Schicht 300 ist dazu vorgesehen, den Brechungsin ^¬ dexverlauf in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 zu beeinflussen, um eine im Betrieb der Halbleiterlaserdiode 10 durch eine inhomogene Temperaturverteilung bewirkte inhomogene Va ^¬ riation des Brechungsindexes 400 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 zumindest teilweise zu kompensieren. Die Beein ^¬ flussung des Brechungsindexverlaufs durch die verspannte Schicht 300 kann über den photoelastischen Effekt bewirkt sein. Hierzu ist die verspannte Schicht 300 gegenüber dem Substrat 210 und den Epitaxieschichten 220 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 verspannt.

Die verspannte Schicht 300 ist in einer zu der Wachstumsrich- tung 13 senkrechten lateralen Ebene 14 strukturiert. Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 gemäß ei ^¬ ner ersten Ausführungsform. Die verspannte Schicht 300 ist in diesem Beispiel tensil verspannt. Die verspannte Schicht 300 ist in der lateralen Ebene 14 derart strukturiert, dass die verspannte Schicht 300 nur über einem Teilbereich der aktiven Schicht 240 angeordnet ist. Dabei ist die verspannte Schicht 300 in Querrichtung 11 über dem aktiven Bereich 245

zentriert. Die verspannte Schicht 300 ist bezüglich einer zu der longitudinalen Richtung 12 parallelen Symmetrieachse 310 symmetrisch ausgebildet.

Die strukturierte verspannte Schicht 300 weist in Querrich ^¬ tung 11 eine Breite 320 auf. Die Breite 320 der verspannten Schicht 300 ändert sich entlang der longitudinalen Richtung 12. Im in Fig. 6 gezeigten Beispiel nimmt die Breite 320 der verspannten Schicht 300 in longitudinale Richtung 12 von der Spiegelfacette 110 in Richtung zur Auskoppelfacette 120 zu. Dabei ist die Breite 320 der verspannten Schicht 300 nahe der Spiegelfacette 110 geringer als eine Breite des Resonators 100 in Querrichtung 11, während die Breite 320 der verspannten Schicht 300 nahe der Auskoppelfacette 120 größer als die Breite des Resonators 100 in Querrichtung 11 ist. Im in Fig. 6 gezeigten Beispiel wächst die Breite 320 der verspannten Schicht 300 entlang der longitudinalen Richtung 12 stärker als linear.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Bre ^¬ chungsindexverlaufs 404, der sich durch den Einfluss der ver ^¬ spannten Schicht 300 an der ersten longitudinalen Position 101 des Resonators 100 in den Wellenleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 ein ^¬ stellt. Wie in Figuren 3 bis 5 ist auf einer horizontalen Achse die Querrichtung 11 und auf einer vertikalen Achse der Brechungsindex 400 aufgetragen. Die verspannte Schicht 300 bewirkt eine Änderung des Brechungsindex 400 in den Halb ^¬ leiterschichten 230, 240, 250 entlang der Querrichtung 11. Dabei ist der Brechungsindex 400 im dargestellten Beispiel in der Mitte des Resonators 100 niedriger als in Seitenbereichen des Resonators 100. Der durch die verspannte Schicht 300 be ^¬ wirkte vierte Brechungsindexverlauf 404 ist somit dem durch die inhomogene Erwärmung bewirkten ersten Brechungsindexverlauf 401 der Fig. 3 entgegengerichtet und dazu geeignet, die- sen zumindest teilweise zu kompensieren.

Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung einen fünften Brechungsindexverlauf 405, der sich durch den Einfluss der ver ^¬ spannten Schicht 300 an der dritten longitudinalen Position 103 des Resonators 100 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10 ergibt. Wiederum ist auf einer horizontalen Achse die Querrichtung 11 und auf einer vertikalen Achse der Brechungsindex 400 aufgetragen. Auch der fünfte Brechungsindexverlauf 405 weist in Richtung zur Mitte des Resonators 100 eine Abnahme des Brechungsindexes 400 auf. Dabei weist die Absenkung des Brechungsindexes 400 beim fünften Brechungsindexverlauf 405 in Querrichtung 11 aber eine größere Breite auf als beim vierten Brechungsindexverlauf 404. Dies rührt daher, dass die verspannte Schicht 300 an der dritten Position 103 eine grö ^¬ ßere Breite 320 aufweist als an der ersten Position 101. Der fünfte Brechungsindexverlauf 405 ist dadurch geeignet, den durch die inhomogene Erwärmung bewirkten dritten Brechungsindexverlauf 403 zumindest teilweise zu kompensieren.

Fig. 9 zeigt eine schematische Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Auch in dieser Ausführungsform ist die verspannte Schicht 300 in der la ^¬ teralen Ebene 14 derart strukturiert, dass die verspannte Schicht 300 in Querrichtung 11 über dem aktiven Bereich 245 zentriert ist. Auch in der in Fig. 9 gezeigten zweiten Ausführungsform der verspannten Schicht 300 ist diese bezüglich der zur longitudinalen Richtung 12 parallelen Symmetrieachse 310 symmetrisch ausgebildet.

In der in Fig. 9 gezeigten zweiten Ausführungsform der ver- spannten Schicht 300 ist diese kompressiv verspannt. Dabei weist die verspannte Schicht 300 eine Aussparung 330 auf, die in Wachstumsrichtung 13 über dem aktiven Bereich 245 angeordnet und in Querrichtung 11 über dem aktiven Bereich 245 zentriert ist. Die die Aussparung 330 aufweisende kompressiv verspannte Schicht 300 der in Fig. 9 gezeigten zweiten Aus ^¬ führungsform bewirkt eine Beeinflussung des Brechungsindexes 400 in den Wellenleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 der Halbleiterlaserdiode 10, die im Wesentlichen der Beeinflussung des Brechungsindex 400 entspricht, die durch die in Fig. 6 gezeigte erste Ausführungsform der verspannten Schicht 300 bewirkt wird.

Die Aussparung 330 weist in Querrichtung 11 eine Breite 340 auf. Die Breite 340 der Aussparung 330 ändert sich in lon- gitudinale Richtung 12. Dabei nimmt die Breite 340 der Aus ^¬ sparung 330 in longitudinale Richtung 12 von der Spiegelfa ^¬ cette 110 zur Auskoppelfacette 120 zu. Im in Fig. 9 gezeigten Beispiel wächst die Breite 340 der Aussparung 330 in longitu ^¬ dinale Richtung 12 stärker als linear. Es wäre aber auch mög- lieh, dass die Breite 340 der Aussparung 330 in longitudinale Richtung 12 linear oder weniger als linear zunimmt. Ebenfalls denkbar ist, die verspannte Schicht 300 so auszubilden, dass die Breite 340 der Aussparung 330 von der Spiegelfacette 110 zur Auskoppelfacette 120 konstant ist oder abnimmt.

Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 der Halbleiterlaserdiode 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. In der in Fig. 10 gezeigten dritten Ausführungsform ist die verspannte Schicht 300 tensil verspannt und ähnlich wie in der in Fig. 6 gezeigten ersten

Ausführungsform ausgebildet. Allerdings ist in der in Fig. 10 gezeigten dritten Ausführungsform die Breite 320 der verspannten Schicht 300 in longitudinale Richtung 12 konstant. Dabei ist die Breite 320 der verspannten Schicht 300 geringer als die in Querrichtung 11 bemessene Breite des Resonators 100. Fig. 11 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 gemäß einer vierten Ausführungs ^¬ form. In der vierten Ausführungsform ist die verspannte

Schicht 300 ausgebildet wie in der in Fig. 10 gezeigten drit ^¬ ten Ausführungsform, wobei allerdings die Breite 320 der ver- spannten Schicht 300 größer ist als die in Querrichtung 11 bemessene Breite des Resonators 100.

Die in Figuren 10 und 11 gezeigten Ausführungsformen der verspannten Schicht 300 sind dazu ausgebildet, eine durch eine inhomogene Temperaturverteilung bewirkte Variation des Brechungsindexes 400 in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 der Schichtenfolge 200 in Querrichtung 11 zumindest teilweise zu kompensieren. Die Breite 320 der verspannten Schicht 300 ist dabei, anhängig vom Arbeitspunkt der Halbleiterlaserdiode 10, so angepasst, dass sich eine optimale Kompensation des durch eine inhomogene Temperaturverteilung bedingten Brechungsindexverlaufs ergibt.

Fig. 12 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 gemäß einer fünften Ausführungs ^¬ form. In der fünften Ausführungsform ist die verspannte

Schicht 300 ausgebildet wie in der in Fig. 6 gezeigten ersten Ausführungsform. Allerdings wächst die Breite 320 der ver ^¬ spannten Schicht 300 bei der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform in longitudinale Richtung 12 linear. Es ist auch möglich, die verspannte Schicht 300 so auszubilden, dass die Breite 320 in longitudinale Richtung 12 weniger als line ^¬ ar wächst. In der in Fig. 6 gezeigten ersten Ausführungsform und der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform erstreckt sich die verspannte Schicht 300 in longitudinale Richtung 12 bis an die Spiegelfacette 110 und bis an die Auskoppelfacette 120. Fig. 13 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf die verspannte Schicht 300 gemäß einer sechsten Ausführungs ^¬ form. Die sechste Ausführungsform der verspannten Schicht 300 entspricht der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass die verspannte Schicht 300 in der in Fig. 13 gezeigten sechsten Ausführungsform nicht bis an die Spiegelfacette 110 und nicht bis an die Auskoppelfacette 120 heranreicht. In einer weiteren Ausführungsform kann die verspannte Schicht 300 entweder nur an die Spiegelfacette 110 oder nur an die Auskoppelfacette 120 heranreichen, während sie an die jeweils andere Facette 120, 110 nicht heranreicht.

Fig. 14 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der Halbleiterlaserdiode 10 mit der verspannten Schicht 300 gemäß einer siebten Ausführungsform. Der Schnitt verläuft dabei parallel zur longitudinalen Richtung 12 und zur Wachstumsrichtung 13 durch den Resonator 100 und die verspannte Schicht 300.

Die verspannte Schicht 300 ist in Wachstumsrichtung 13 in die Metallisierungsschicht 280 eingebettet. Dies bedeutet, dass Teile der Metallisierungsschicht 280 in Wachstumsrichtung 13 unterhalb der verspannten Schicht 300 und Teile der Metalli- sierungsschicht 280 in Wachstumsrichtung 13 oberhalb der ver ^¬ spannten Schicht 300 angeordnet sind. Die Metallisierungs ^¬ schicht 280 kann hierzu mehrere Teilschichten umfassen, die in Wachstumsrichtung 13 teilweise unterhalb und teilweise oberhalb der verspannten Schicht 300 angeordnet sind.

In alternativen Ausführungsformen kann die verspannte Schicht 300 in Wachstumsrichtung 13 allerdings auch vollständig un ^¬ terhalb der Metallisierungsschicht 280 oder vollständig über ^¬ halb der Metallisierungsschicht 280 angeordnet sein.

Die verspannte Schicht 300 weist eine in Wachstumsrichtung 13 bemessene Dicke 350 auf. In der in Fig. 14 gezeigten siebten Ausführungsform ist die Dicke 350 der verspannten Schicht 300 in longitudinaler Richtung 12 konstant.

Fig. 15 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der Halbleiterlaserdiode 10 mit der verspannten Schicht 300 gemäß einer achten Ausführungsform. Die achte Ausführungsform der verspannten Schicht 300 ist ausgebildet wie die in Fig. 14 gezeigte siebte Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass die in Wachstumsrichtung 13 bemessene Dicke 350 der verspann- ten Schicht 300 bei der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform in longitudinale Richtung 12 veränderlich ist. Dabei wächst die Dicke 350 in longitudinale Richtung 12 von der Spiegelfacette 110 in Richtung zur Auskoppelfacette 120.

Hierdurch ist die verspannte Schicht 300 in der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform ausgebildet, eine Brechungsindexvariation zumindest teilweise zu kompensieren, die sich aus einer in longitudinale Richtung 12 variablen Temperatur in dem Resonator 100 der Halbleiterlaserdiode 10 ergibt. Fig. 16 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der Halbleiterlaserdiode 10 mit der verspannten Schicht 300 gemäß einer neunten Ausführungsform. In der neunten Ausführungsform ist die verspannte Schicht 300 ausgebildet wie in der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform, mit dem Un- terschied, dass die in Wachstumsrichtung 13 bemessene Dicke 350 der verspannten Schicht 300 bei der in Fig. 16 gezeigten neunten Ausführungsform in longitudinale Richtung 12 von der Spiegelfacette 110 zu der Auskoppelfacette 120 abnimmt. Auch hierdurch ist die verspannte Schicht 300 ausgebildet, einen in den Halbleiterschichten 230, 240, 250 sich ausbildenden Brechungsindexverlauf zumindest teilweise zu kompensieren, der durch eine in longitudinale Richtung 12 veränderliche Temperatur in dem Resonator 100 der Halbleiterlaserdiode 10 verursacht wird.

Ein weiterer Unterschied zwischen der in Fig. 16 gezeigten neunten Ausführungsform und der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform besteht darin, dass die verspannte Schicht 300 in der in Fig. 16 gezeigten neunten Ausführungsform nicht bis an die Spiegelfacette 110 und nicht bis an die Auskoppel ^¬ facette 120 heranreicht. Jede der in Figuren 14, 15 und 16 gezeigten Ausführungsformen der verspannten Schicht 300 kann mit jeder der in Figuren 6, 9, 10, 11, 12 und 13 gezeigten Ausführungsformen der verspannten Schicht 300 kombiniert werden. Es ist zweckmäßig, dass die verspannte Schicht 300 ein elektrisch leitendes Material aufweist. In diesem Fall wird eine Stromeinleitung in den aktiven Bereich 245 durch die verspannte Schicht 300 nicht oder nur in geringem Maße beein ^¬ trächtigt. Die verspannte Schicht 300 kann aber auch ein elektrisch isolierendes Material aufweisen. Beispielsweise kann die verspannte Schicht 300 ein Dielektrikum wie SiN oder SiO oder ein Metall wie Au oder Ti aufweisen. Falls die verspannte Schicht 300 ein Metall aufweist, so kann dieses auch oxidiert sein. Die verspannte Schicht 300 kann aber auch eine epitaktisch abgeschiedene Schicht aufweisen. Ebenfalls mög ^¬ lich ist, dass die verspannte Schicht 300 Benzocyclobuten (BCB) , ein organisches Material oder ein Polyimid aufweist. Die verspannte Schicht 300 kann auch andere Materialien auf ^¬ weisen. Die verspannte Schicht 300 kann auch eine Kombination mehrerer Materialien aufweisen, die beispielsweise als

Schichtstapel ausgebildet sein können. Die verspannte Schicht 300 kann beispielsweise durch epitaktisches Wachstum, durch Sputtern oder durch Bedampfen aufgebracht werden. Die Verspannung der verspannten Schicht 300 kann beispielsweise durch Abscheiden der verspannten Schicht bei erhöhter Temperatur entstehen.

Die verspannte Schicht 300 kann mehrere Teilschichten umfas- sen, die in Wachstumsrichtung 13 übereinander und/oder in der lateralen Ebene 14 nebeneinander angeordnet sind. Die einzel ^¬ nen Teilschichten können dabei unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Verspannungen aufweisen. Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei ^¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Halbleiterlaserdiode

11 Querrichtung

12 longitudinale Richtung

13 Wachstumsrichtung

14 laterale Ebene

100 Resonator

101 erste Position

102 zweite Position

103 dritte Position

110 Spiegelfacette

120 Auskoppelfacette

200 Schichtenfolge

210 Substrat

220 Epitaxieschichten

230 erste Halbleiterschicht

240 aktive Schicht

245 aktiver Bereich

250 zweite Halbleiterschicht

260 Halbleiterdeckschicht

270 PassivierungsSchicht

280 Metallisierungsschicht

300 verspannte Schicht

310 Symmetrieachse

320 Breite der verspannten Schicht 330 Aussparung

340 Breite der Aussparung

350 Dicke

400 Brechungsindex

401 erster Brechungsindexverlauf

402 zweiter Brechungsindexverlauf 403 dritter Brechungsindexverlauf vierter Brechungsindexverlauf fünfter Brechungsindexverlauf