KR0179018B1 - 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

발광면의 상부에 전류차단층을 형성한 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드에 관한 것으로, 제1도전형의 반도체 기판상에 제1도전형의 버퍼층, 제1도전형의 클래드층, 활성층, 제1도전형과 반대도전형인 제2도전형의 클래드층, 제2도전형의 캡층, 제1도전형의 선택층, 제2도전형의 선택층을 차례로 성장시키는 공정과, 전면에 제1산화막을 도포하고 외곽부분을 남겨서 패턴을 형성한 후 제1산화막을 마스크로 사용하여 제2도전형의 캡층이 노출될 때까지 식각하는 공정과, 전면에 제2산화막을 도포한후 노출된 제2도전형의 캡층상의 외곽부분의 제2산화막을 제거하여 패턴을 형성하는 공정과, 제2산화막 패턴을 이용하여 노출된 제2도전형의 캡층과 소정깊이의 제2도전형의 클래드층을 식각하고 제1산화막 및 제2산화막이 도포되지 않은 부분에 비도프된 AℓGaAs 층, 비도프된 GaAs층을 차례로 재성장시키는 공정과, 남아있는 제1 및 제2산화막을 제거하고 전면에는 제2도전형의 메탈을, 제1도전형의 반도체 기판 하부에는 제1도전형의 메탈을 각각 증착시키는 공정으로 이루어진다.

Description

접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 제조방법

제1도는 종래의 접합다운 리지드 웨이브 가이드(Junction Down Rigid Wave Guide) 레이저 다이오드의 단면도.

제2도(a)~제2도(e)는 본 발명에 따른 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 제조공정도.

제3도(a)는 제2도(b)의 정면도.

제3도(b)는 제2도(c)의 정면도.

제4도(a)는 본 발명에 따른 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 사시도.

제4도(b)는 제4도(a)의 A-A선 단면도.

제4도(c)는 제4도(a)의 B-B선 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : n⁺형 GaAs 반도체 기판 2 : n⁺형 GaAs 버퍼층

3 : n형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 클래드층 4 : 활성층

5 : p형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 클래드층 6 : p⁺형 GaAs 캡층

7 : n형 Aℓ_0.5As 선택층 8 : p형 GaAs 선택층

9,10 : 산화막 11 : 비도프된 Aℓ_0.5Ga_0.5As 층

12 : 비도프된 GaAs 층 13 : p형 메탈

14 : n형 메탈

본 발명은 레이저 다이오드에 관한 것으로, 특히 발광면의 상부에 전류 차단층을 형성한 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드에 관한 것이다.

종래에는, 제1도에 도시한 바와 같이 레이저 다이오드의 중심 부위에는 전류주입영역이 있으며, 그 양단에는 산화막, 예를들어 SiO₂로 된 전류차단층(15)을 마련하여 전류주입영역을 제한하고 히트싱크(Heat Sink)역할을 수행하는 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드를 제조해서 사용하여 왔다.

이러한 레이저 다이오드는 주지한 바와 같이 p형 전극측을 마운트(Mount)에 부착시켜 활성층에서 발생한 열을 용이하게 전달할 수 있도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 기술은 전류차단영역과 전류주입 영역사이에 산화막등의 유전체층을 사용하기 때문에 열팽창 계수의 차이에 의하여 소자의 수명이 단축되는 문제점이 있으며, 또한 발광면부위에는 전류차단층이 없기 때문에 발광면 부위의 발열이 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본발명의 목적은 발광면에의 열화를 감소시키도록 발광면의 상부에 전류차단층을 형성하고 동일 재질의 화합물 반도체층을 사용하여 전류주입 영역을 제한한 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

제2도(a)~(e)는 본발명에 따른 제조공정도로서, 우선 제2도(a)에 도시한 바와 같이 n⁺형 GaAs 반도체 기판(1)상에 MOCVD법으로 n⁺형 GaAs 버퍼층(2), n형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 클래드층(3), 활성층(4), p형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 클래드층(5), p⁺형 GaAs캡층(6), n형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 선택층(7), p형 GaAs 선택층(8)을 차례로 성장시킨 후, 제2도(b)와 같이 그 위에 산화막(9)을 도포하고 외곽부분을 남겨서 패턴을 형성한 다음 습식식각으로 산화막(9)을 마스크로 사용하여 p⁺형 GaAs캡층(6)이 노출될때까지 식각한다. 제3도(a)에 그것의 정밀도를 도시하였다.

그후, 제2도(c)에 도시한 바와같이 전면에 산화막(10)을 재차 도포하고 상술한 노출된 p⁺형 GaAs캡층(6)상의 외곽부분의 산화막(10)을 제거하여 패턴을 형성한다. 제3도(b)에 그것의 정면도를 도시하였다. 그다음, 제2도(d)와 같이 노출된 p⁺형 GaAs캡층(6)과 소정깊이의 p형 Aℓ_0.5Ga_0.5As 클래드층(5)을 식각하고 산화막(9)(10)이 도포되지 않은 부분에 비도프된 Aℓ_0.5Ga_0.5As 층(11), 비도프된 GaAs층(12)을 차례로 재성장시킨다.

그후, 제2도(e)에 도시한 바와 같이 남아있는 산화막(9)(10)을 제거한 다음 전면에는 p형 메탈(13)을, n⁺형 GaAs 반도체 기판(1)의 하부에는 n형 메탈(14)을 증착하면 본 발명에 따른 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드가 형성되게 된다. 이후, n형 전극측을 마운트에 솔더(Solder)로 붙여서 사용하게 된다.

이와 같이 제조된 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드는 전류주입영역을 산화막(9)형성 영역내부의 산화막(10)형성영역으로 제한되어 이 영역하부에서만 전자와 전공의 재결합이 이루어지게 된다. 이러한 재결합에 의한 광이 리지드 웨이브 가이드를 통해 양쪽의 발광면으로 발광하게 된다.

본 발명에서 사용되는 활성층은 GNIN-SCH 또는 양자 웰로 대체하여 사용하여도 좋다. 제4도(a)는 본 발명에 따라 제조된 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 사시도이며, 제4도(b)는 제4도(a)의 A-A선 단면도, 제4도(c)는 제4도(a)의 B-B선 단면도를 각각 나타낸다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 기술에서 전류차단등으로 사용되는 산화막 대신에 동일 재질의 화합물 반도체층을 사용하므로 소자의 수명이 연장될 수 있으며, 또한 발광면 상부에 전류차단층이 마련되므로 발광면에서의 열화를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 더욱이, 접합다운으로 패키지할 경우 더욱 우수한 히트 싱크를 얻을 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 제1도전형의 반도체 기판상에 제1도전형의 버퍼층, 제1도전형의 클래드층, 활성층, 제1도전형과 반대도전형인 제2도전형의 클래드층, 제2도전형의 캡층, 제1도전형의 선택층, 제2도전형의 선택층을 차례로 성장시키는 공정과, 전면에 제1산화막을 도포하고 외곽부분을 남겨서 패턴을 형성한 후 상기 제1산화막을 마스크로 사용하여 상기 제2도전형의 캡층이 노출될때까지 식각하는 공정과, 전면에 제2산화막을 도포한 후 상기 노출된 제2도전형 캡층상의 외곽부분의 상기 제2산화막을 제거하여 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2산화막 패턴을 이용하여 노출된 제2도전형의 캡층과 소정깊이의 상기 제2도전형의 클래드층을 식각하고 상기 제1산화막 및 제2산화막이 도포되지 않은 부분에 비도프된 AℓGaAs 층, 비도프된 GaAs 층을 차례로 재성장시키는 공정과, 남아있는 제1 및 제2산화막을 제거하고 전면에는 제2도전형의 메틸을 상기 제1도전형의 반도체 기판하부에는 제1도전형의 메탈을 각각 증착시키는 공정으로 이루어진 접합다운 리지드 웨이브 가이드 레이저 다이오드의 제조방법.

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