KR0162297B1 - 레이저 다이오드의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헤테로다인 배리어 블로킹 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 있어서 전장의 일측 종단부가 확산되는 것을 방지하고, 비점수차의 값을 대폭적으로 줄이는 수단에 관한 것으로, P-N접합의 P측과 N측 양쪽에 전류 주입 제한 영역을 두어 전장이 같히게 함으로써 전장의 일측이 확산되는 것을 방지하고, 이로인하여 더욱 낮은 발진 개시치와 높은 효율을 얻을 수 있게되며, 양측의 클래드층에서 광 가이드을 층을 삽입하게 함으로써 굴절률 차이가 생기게 하고 이에의해 비 점수차의 값을 한층 줄일 수 있게 하였다.
Description
제1도 및 2도는 일반적인 인덱스 가이드형 레이저 다이오드의 종단면도.
제3도는 본 발명에 의해 제조된 레이저 다이오드의 종단면도.
제4도는 본 발명 레이저 다이오드의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : n-GaAs기판 22 : 홈
23 : n-GaAs버퍼층 24 : n-GaInP버퍼층
25 : n-(AlGa)InP클래드층 26 : n-(AlGa)InP광가이드층
27 : n-(AlGa)InP클래드층 28 : GaInP활성층
29 : p-(AlGa)InP클래드층 30 : p-GaAs에칭정지층
31 : p-(AlGa)InP광가이드층 32 : p(AlGa)InP클래드층
33 : p-GaInP 버퍼층 34 : p+-GaAs캡층
본 발명은 헤테로다인 배리어 블로킹(HETERO BARRIER BLOCKING)반도체 레이저 다이오드의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전장의 일측 종단부가 확산되는 것을 방지하고, 비점수차의 값을 대폭적으로 줄이는데 적당하도록한 레이저 다이오드의 제조 방법에 관한 것이다.
제1도 및 제2도는 일반적인 인덱스 가이드형 레이저 다이오드의 종단면도로서 이들의 제조 공정을 설명하면, 먼저 제1도에서와 같이, GaAs 기판(1)위에 그 기판(1)로부터의 디펙트(DEFFECT)의 전달을 막기의 한 n-GaAs 버퍼층(2)이 성장되고, 그 위에 n-AlGaInP 클래드(CLAD)층(3), InGaP 활성층(4), p-AlGaInP 클래드층(5)이 순차형성되고, 이후 포토 공정을 통해 메사 스트라이프(MESA STRIPR)가 형성되며, 그 위에 CBL 층(6)과 캡층(7)이 형성된다.
한편, 제2도에 있어서, GaAs 기판(11)위에 n-GaAs 버퍼층(12), n-AlGaInP 클래드층(13), InGaP 활성층(14), p-AlGaInP 클래드층(15)이 순차형성된 후, p-AlGaInP 클래드층(15)의 중간까지 화학 에칭법으로 메사 스트라이프가 형성되며, 그 위에 p-GaAs층(16)이 형성되는 과정으로 제조공정이 완료되는데, 이와 같이 제조된 종래 레이저 다이오드의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 제1도에 있어서, 여기서는 전류 주입영역과 그 외부 사이의 유효 굴절률 차이를 두게하여 횡방향으로의 광 가이드(GUID)를 두게할 수 있어 효율을 높일 수 있으며 전류 주입영역은 n-GaAs 버퍼층(2)에서의 역 바이어스된 P-N접합으로 제한할 수 있었다.
또한 전류 주입 영역의 제한은 제2도에서와 같이, p-AlGaInP 층(13)과 GaAs기판(11)사이의 높은 에너지 갭 차이를 이용하여 제작할 수 도 있었다.
그리고 제2도의 레이저 다이오드는 InGaP클래드층(14)과 GaAs기판(11)의 에너지대 간격보다 p-AlGaInP클래드층(15)과 GaAs기판(11)사이의 에너지대 간격이 더 넓은 관계로 InGaP클래드층(14)과 GaAs기판(11)의 접합부위로 전류주입 영역이 제한되게 되는 원리를 이용한 것이다.
그러나 이와같은 종래의 가시광 레이저 다이오드는 비점수차의 값이 10μm이하로는 줄일 수 없는 한계성을 갖고, 전장이 P측 또는 N측으로 확산되어 더 이상 문턱 전류치를 낮출 수 없는 결함이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 결함을 해결하기 위하여 전장의 일측이 확산되는 것은 방지하고 비점수차의 값을 대폭적으로 줄일 수 있게 창안한 것으로 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 가시공 헤테로 배리어 블록킹 반도체 레이저 다이오드의 종단면도이고, 제4도의 (a) 내지 (e)는 본 발명 레이저 다이오드의 제조 공정도로서 이들을 참조로 본 발명의 레이저 다이오드 제조 방법 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, (a)에서와같이, n-GaAs기판(21)위에 SiO₂막을 PECVD법으로 증착하고, 사진 식각(PHOTOLITOGRATHY)법을 이용하여 폭 10μm의 스트라이프(STRIPE)를 낸 후, 1HCI: 1H2O2:9H2O용액을 사용하여 길이 0.6μm의 채널형홈(GROOVE)(22)를 형성한다.
이후, (b)에서와 같이, MOCVD법을 이용하여 홈(22)내에 0.5μm 두께의 n-GaAs 제 1 버퍼층(23), 0.5μm 두께의 n-GaInP 제 2 버퍼층(24), 0.5μm두께의n-(AlxGa1-x)gIn1-yP 클래드층(25), 0.15μm두께의 n-(AlxGa1-x)yIn1-yP 광 가이드층(26)을 순차적으로 형성시키되, 상기 각 층(23-26)은 n-GaAs기판(21)에 대해 평탄면을 이루어 선택적 성장되며, 이렇게 성장된 웨이퍼를 꺼내 도브 테일(DOVE TAIL)외부의 물질을 제거하고 묽은 염산에 살짝 담구어 산화막을 제거한 후, 다시 2차 성장에 들어 간다.
2차성장에 있어서, 먼저 (c)에서와 같이, 0.5μm두께의 n-(AlxGa1-x)0.5In0.5P 제 1 클래드층(27), 0.06-0.08 μm두께의 GaInP 활성층(28), 0.5μm두께의 p-(AlxGa1-x)0.5In0.5P 제 2 클래드층(29), 30Å 두께의 p-GaAs에칭 정지층(30), 0.15μm두께의 p-(AlxGa1-x)0.5In0.5P 광가이드층(31), 0.5μm 두께의 p-(AlxGa1-x)0.5In0.5P 클래드층(32), 0.5μm 두께의 p-Ga0.5In0.5P 버퍼층(33)을 순차 형성한다.
이어서, (d)에서와 같이 웨이퍼를 리액터(REACTOR)에서 꺼낸 후, 상기의 사진 석판법을 이용하여 10μm 폭의 메사 스트라이프를 상기 p-GaAs에칭 정지층(30)까지 HCI계에 담구어 에칭 한다.
이후, (e)에서와 같이, 상기의 에칭면 위에 P+(혹은 n+)-GaAs캡층(34)을 3차 성장하여 레이저 다이오드 소자의 제조 공정을 완료하게 되는데, 여기서 x＞x′이다.
결국, 이와같이 제조된 본 발명의 HBB(Hetero Barrier Blocking)가시광 반도체 레이저 소자에 있어서는 InGaP활성층(28)과 GaAs기판(21)의 에너지대 간격보다 AlGaInP클래드층(29)과 GaAs기판(21)과의 에너지대 간격이 더 큰것을 감안하여 그 InGaP활성층(28)과 GaAs기판(21)과의 접합 측으로만 전류 주입 영역이 국한되게 한 것이며, 전자-정공간의 재 결합이 일어나는 영역의 외부 상,하에 광 가이드를 두어 굴절률 차이(Effective Refractive Index Change)가 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 P-N접합의 P측과 N측 양쪽에 전류 주입 제한 영역을 두어 전장이 갇히게 함으로써 전장의 일측이 확산되는 것을 방지할 수 있으며, 이로인하여 더욱 낮은 발진 개시치와 높은 효율을 얻을 수 있고, 또한 양측의 클래드층에서 광 가이드을 층을 삽입하게 함으로써 굴절률 차이가 생기게 하고 이에의해 비 점수차의 값을 한층 줄일 수 있는 이점이 있다.
Claims (1)
- 기판(21)위에 SiO₂막을 증착하고, 스트라이프를 낸 후, 상기 기판(21) 내부에 채널형 홈(22)를 형성하고, 상기 홈(22)내에 소정의 두께의 제 1 버퍼층(23), 제 2 버퍼층(24), 클래드층(25), 광 가이드층(26)을 순차적으로 형성시켜 기판과 평탄하게 한 후, 2차성장 과정으로 들어가 소정 두께의 제 1 클래드층(27), 활성층(28), 클래드층(29), 에칭 정지층(30), 광 가이드층(31), 제 3 클래드층(32), 버퍼층(33)을 순차 형성하고, 상기 버퍼층(33)으로부터 소정폭의 메사 스트라이프를 상기 에칭 정지층(30)까지 에칭 한다음 그 에칭면 위에 캡층(34)을 3차 성장하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910011196A KR0162297B1 (ko) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 레이저 다이오드의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019910011196A KR0162297B1 (ko) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 레이저 다이오드의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR930003471A KR930003471A (ko) | 1993-02-24 |
| KR0162297B1 true KR0162297B1 (ko) | 1999-02-01 |
Family
ID=19316667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019910011196A KR0162297B1 (ko) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 레이저 다이오드의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0162297B1 (ko) |
-
1991
- 1991-07-02 KR KR1019910011196A patent/KR0162297B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| KR930003471A (ko) | 1993-02-24 |
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