KR100224881B1 - Vertical cavity surface emitting laser - Google Patents

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Abstract

표면광 레이저가 개시되어 있다. 이 개시된 표면광 레이저는 기판과; 기판 상에 일 반도체형의 반도체물질층과, 산화물질층이 교번 적층되어 형성되며 그 상부에 제1콘택면과 제1적층면을 가지는 제1절연층과, 제1적층면 상에 제1절연층과 같은 반도체형의 두 반도체물질층이 적층 형성된 제1전도층을 구비하는 제1반사기층과; 제1콘택면 상에 형성된 제1전극층과; 제1전도층 상에 형성되고 레이저 광을 생성하는 활성층과; 활성층 상에 제1반사기층과 다른 반도체형의 두 반도체물질층이 교번 적층되어 형성되고 그 상부에 제2콘택면과 제2적층면을 가지는 제2전도층과, 제2적층면 상에 제2전도층과 같은 반도체형의 반도체물질층과 산화물질층이 적층 형성된 제2절연층을 구비하는 제2반사기층과; 제2콘택면 상에 형성된 제2전극층과; 제1콘택면과 제1전극층 사이 및/또는 제2콘택면과 제2전극층 사이에 형성되어 결정결함의 보완 및 산화를 방지하는 버퍼층과; 이 버퍼층 상에 형성되며 제1전극층 및/또는 제2전극층을 통해 주입된 전류를 확산시키는 캡층을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.Surface light lasers are disclosed. This disclosed surface light laser comprises a substrate; A semiconductor material layer of one semiconductor type, an oxide layer is formed by alternately stacking a substrate, and a first insulating layer having a first contact surface and a first stacked surface thereon, and a first insulating layer on the first stacked surface. A first reflector layer having a first conductive layer formed by laminating two semiconductor material layers, such as a layer; A first electrode layer formed on the first contact surface; An active layer formed on the first conductive layer and generating laser light; A second conductive layer formed by alternately stacking two semiconductor material layers of a different semiconductor type from the first reflector layer on the active layer, and a second conductive layer having a second contact surface and a second stacked surface thereon; A second reflector layer having a second insulating layer formed by laminating a semiconductor type semiconductor material layer such as a conductive layer and an oxide layer; A second electrode layer formed on the second contact surface; A buffer layer formed between the first contact surface and the first electrode layer and / or between the second contact surface and the second electrode layer to prevent supplementation and oxidation of crystal defects; And a cap layer formed on the buffer layer to diffuse current injected through the first electrode layer and / or the second electrode layer.

Description

표면광 레이저{Vertical cavity surface emitting laser}Surface cavity laser

본 발명은 표면광 레이저(VCSEL:vertical cavity surface emitting laser)에 관한 것으로서, 상세하게는 전류주입이 용이하고, 단파장 광을 출사할 수 있도록 그 구조가 개선된 표면광 레이저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and more particularly, to a surface light laser whose structure is improved to facilitate current injection and to emit short wavelength light.

일반적으로 표면광 레이저는 모서리 발광레이저와는 달리 반도체물질층의 적층방향으로 원형에 가까운 가우시안빔을 출사하므로, 출사광의 형상 보정을 위한 광학계가 불필요하다. 그리고, 그 크기를 작게 할 수 있으므로, 하나의 반도체 웨이퍼 상에 복수개의 표면광 레이저가 집적 가능하다. 따라서 이차원 배열이 용이하다. 이러한 이점으로 인해, VCSEL은 전자계산기, 음향 영상기기, 레이저 프린터, 레이저 스캐너, 의료장비 및 통신분야등 광응용 분야에서 널리 응용될 수 있다.In general, unlike the edge-emitting laser, the surface light laser emits a Gaussian beam close to a circular shape in the stacking direction of the semiconductor material layer, so that an optical system for shape correction of the emitted light is unnecessary. And since the size can be made small, a plurality of surface light lasers can be integrated on one semiconductor wafer. Therefore, two-dimensional array is easy. Due to these advantages, the VCSEL can be widely applied in optical applications such as electronic calculators, acoustic imaging devices, laser printers, laser scanners, medical equipment, and communication fields.

제1도는 종래 표면광 레이저를 도시한 것이다.1 shows a conventional surface light laser.

이 표면광 레이저는 기판(12)과, 이 기판(12) 위에 순차로 형성된 제1반사기층(13), 활성층(14), 제2반사기층(16) 및 상부전극층(17) 그리고, 상기 기판(12)의 하부면에 부착된 하부전극층(11)으로 이루어져 있다.The surface light laser includes a substrate 12, a first reflector layer 13, an active layer 14, a second reflector layer 16 and an upper electrode layer 17 sequentially formed on the substrate 12, and the substrate. And a lower electrode layer 11 attached to the lower surface of the 12.

상기 기판(12)은 n형 불순물을 함유하는 반도체물질 예를 들면, n형 Ga`As~등으로 이루어져 있다. 상기 제1반사기층(13)은 상기 기판(12) 상에 형성되어 있으며, 상기 기판(12)과 같은 형의 불순물 예를 들면, n형 Al_x `Ga_1-x `As~와 Al`As~가 교대로 20 내지 30층 적층되어 이루어진다. 이 제1반사기층(13)은 전체적으로 대략 99.9% 이상의 높은 반사율을 가지며, 상기 활성층(14)에서 레이징 된 광중 일부 광을 투과시킨다. 상기 제2반사기층(16)은 상기 제1반사기층(13)과 반대형의 불순물을 함유하는 같은 종류의 불순물 반도체 물질로 되어 있다. 즉, 활성층(14) 상에 p형 Al_x `Ga_1-x `As~와 Al`As~가 교대로 적층되어 이루어진다. 이 제2반사기층(16)은 상기 활성층(14)에서 레이징 된 광이 출사될 수 있도록 상기 제1반사기층(13) 보다는 반사율이 낮은 대략 99.6%의 반사율을 가진다. 또한, 상기 제1반사기층(13) 및 제2반사기층(16)은 각각 외부전원과 접속된 상기 하부전극층(11)과 상부전극층(17)을 통해 인가되는 전압에 의하여 상기 활성층(14) 쪽으로 전자와 정공의 흐름을 유도한다. 상기 활성층(14)은 전자와 정공의 재결합으로 인한 에너지 천이에 의하여 광을 발생시킨다.The substrate 12 is made of a semiconductor material containing n-type impurities, for example, n-type Ga` As. The first reflector layer 13 is formed on the substrate 12, and impurities of the same type as the substrate 12, for example, n-type Al_x `Ga_1-x` As ~ and Al`As ~ 20 to 30 layers are alternately stacked. The first reflector layer 13 has a high reflectance of approximately 99.9% or more as a whole, and transmits some of the light that is lasered in the active layer 14. The second reflector layer 16 is made of the same kind of impurity semiconductor material containing impurities of the opposite type to the first reflector layer 13. That is, p-type Al_x `Ga_1-x` As ~ and Al`As ~ are alternately stacked on the active layer 14. The second reflector layer 16 has a reflectance of approximately 99.6%, which is lower than that of the first reflector layer 13, so that the light emitted from the active layer 14 can be emitted. In addition, the first reflector layer 13 and the second reflector layer 16 respectively face the active layer 14 by a voltage applied through the lower electrode layer 11 and the upper electrode layer 17 connected to an external power source. Induce the flow of electrons and holes. The active layer 14 generates light by energy transition due to recombination of electrons and holes.

상기 상부전극층(17)에는 상기 제2반사기층(16)을 투과하는 출사광이 통과할 수 있도록 윈도우(18)가 형성되어 있다. 이 상부전극층(17)은 외부 전원과의 전기전달이 용이하도록 높은 전기전도도를 가지는 금속으로 되어있다. 상기 상부전극층(17)과 상기 하부전극층(11) 사이에 전원이 인가되어 상기 표면광 레이저의 내부로 전류가 흐르게 된다.The upper electrode layer 17 is provided with a window 18 so that the outgoing light passing through the second reflector layer 16 can pass therethrough. The upper electrode layer 17 is made of a metal having high electrical conductivity to facilitate electrical transfer with an external power source. Power is applied between the upper electrode layer 17 and the lower electrode layer 11 so that a current flows into the surface light laser.

상기 윈도우(18)에서 출사되는 광출력을 향상시키기 위하여 상기 윈도우(18)의 저면을 제외한 상기 제1반사기층(13)과 활성층(14) 내부에 이온주입 또는 양성자 주입에 의하여 전류제한층(15)이 형성되어 있다. 이 전류제한층(15)은 표면광 레이저 내의 전류의 흐름을 제한하여 상기 활성층(14)에서 레이징되어 상기 윈도우(18)로 출사되는 광의 출력을 향상시킨다.In order to improve the light output emitted from the window 18, the current limiting layer 15 is formed by ion implantation or proton injection into the first reflector layer 13 and the active layer 14 except the bottom of the window 18. ) Is formed. The current limiting layer 15 restricts the flow of current in the surface light laser to improve the output of light that is lasered in the active layer 14 and exits the window 18.

여기서, 상기한 표면광 레이저의 발진파장은 활성층의 에너지 밴드갭에 의한 파장과 제2반사기층(16)으로 이루어지는 공진기 두께에 의해 결정되며 에너지 밴드갭이 증가할수록 발진파장은 짧아진다. 기록매체의 기록밀도를 높이기 위해서는 사용 광원의 단파장화가 요구되며 단파장 레이저를 상온에서 효율적으로 발진시키기 위해서는 높은 반사율과 넓은 파장대역을 지니는 반사기층을 형성하는 것이 중요하다. 반사율과 파장대역은 반사기층을 형성하는 두 물질층의 굴절률 차에 비례한다.Here, the oscillation wavelength of the surface light laser is determined by the wavelength due to the energy band gap of the active layer and the thickness of the resonator composed of the second reflector layer 16. The oscillation wavelength becomes shorter as the energy band gap increases. In order to increase the recording density of the recording medium, short wavelength of the used light source is required, and in order to oscillate the short wavelength laser efficiently at room temperature, it is important to form a reflector layer having a high reflectance and a wide wavelength band. The reflectance and the wavelength band are proportional to the refractive index difference between the two material layers forming the reflector layer.

따라서, 단파장 예컨대 650nm 파장영역의 레이저를 생성하기 위한 조건으로 Al_x `Ga_1-x `As~와 Al`As~사이의 굴절률 차가 증가시킬 필요가 있다. 이를 위해 상기 두 물질층을 20 내지 30쌍 적층한 채로 상기 Al_x `Ga_1-x `As~의 조성비를 변경함에 의해 굴절률 차를 증가시키는 경우는 상기 저항의 증가에 따른 열적문제가 발생된다.Therefore, it is necessary to increase the refractive index difference between Al_x'Ga_1-x'As and Al'As as a condition for generating a laser of short wavelength, for example, a wavelength region of 650 nm. To this end, if the refractive index difference is increased by changing the composition ratio of Al_x `Ga_1-x` As ~ with 20 to 30 pairs of the two material layers stacked, a thermal problem occurs due to the increase of the resistance.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 각 반사기층의 두 물질층 사이의 굴절률 차를 증가시킴과 아울러 두 물질층의 적층수를 대폭 줄임에 의해 단파장 광을 생성 출사할 수 있도록 된 표면광 레이저를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and increases the refractive index difference between the two material layers of each reflector layer, and reduces the number of stacked layers of the two material layers so that short wavelength light can be generated and emitted. It is an object of the present invention to provide a surface light laser.

도 1은 종래의 표면광 레이저의 개략적인 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional surface light laser.

도 2는 본 발명에 따른 표면광 레이저의 개략적인 구성을 보인 단면도.2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a surface light laser according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

20...기판 30...제1반사기층 31...제1절연층20 ... substrate 30 ... first reflector layer 31 ... first insulating layer

35...제1전도층 36...제1콘택면 37...적층면35 first conductive layer 36 first contact surface 37 laminated surface

38...제1버퍼층 39...제1캡층 40...활성층38 first buffer layer 39 first cap layer 40 active layer

50...전류제한층 60...제2반사기층 61...제2절연층50 ... current limiting layer 60 ... second reflector layer 61 ... second insulating layer

65...제2전도층 66...제2콘택면 67...제2적층면65 second conductive layer 66 second contact surface 67 second laminated surface

68...제2버퍼층 69...제2캡층 70...제1전극층68. Second buffer layer 69 ... Second cap layer 70 ... First electrode layer

80...제2전극층80 second electrode layer

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판과; 상기 기판 상에 일 반도체형의 반도체물질층과, 산화물질층이 교번 적층되어 형성되며 그 상부에 제1콘택면과 제1적층면을 가지는 제1절연층과, 상기 제1적층면 상에 상기 제1절연층과 같은 반도체형의 두 반도체물질층이 적층 형성된 제1전도층을 구비하는 제1반사기층과; 상기 제1콘택면 상에 형성된 제1전극층과; 상기 제1전도층 상에 형성되고 레이저 광을 생성하는 활성층과; 상기 활성층 상에 상기 제1반사기층과 다른 반도체형의 두 반도체물질층이 교번 적층되어 형성되고 그 상부에 제2콘택면과 제2적층면을 가지는 제2전도층과, 상기 제2적층면 상에 상기 제2전도층과 같은 반도체형의 반도체물질층과 산화물질층이 적층 형성된 제2절연층을 구비하는 제2반사기층과; 상기 제2콘택면 상에 형성된 제2전극층;을 포함한 표면광 레이저에 있어서,The present invention, in order to achieve the object as described above; A semiconductor material layer of one semiconductor type and an oxide layer are alternately stacked on the substrate, and a first insulating layer having a first contact surface and a first stacked surface thereon and the first stacked surface on the substrate. A first reflector layer having a first conductive layer formed by laminating two semiconductor material layers of the same semiconductor type as the first insulating layer; A first electrode layer formed on the first contact surface; An active layer formed on the first conductive layer and generating laser light; A second conductive layer formed by alternately stacking two semiconductor material layers of a different semiconductor type from the first reflector layer and having a second contact surface and a second stacked surface on the active layer, and on the second laminated surface A second reflector layer having a second insulating layer formed by laminating a semiconductor type semiconductor material layer such as the second conductive layer and an oxide layer; In the surface light laser including; the second electrode layer formed on the second contact surface,

상기 제1콘택면과 상기 제1전극층 사이 및/또는 상기 제2콘택면과 상기 제2전극층 사이에 형성되어, 결정결함의 보완 및 산화를 방지하는 버퍼층과; 상기 버퍼층 상에 형성되어, 상기 제1전극층 및/또는 제2전극층을 통해 주입된 전류를 확산시키는 캡층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A buffer layer formed between the first contact surface and the first electrode layer and / or between the second contact surface and the second electrode layer to prevent supplementation and oxidation of crystal defects; And a cap layer formed on the buffer layer to diffuse current injected through the first electrode layer and / or the second electrode layer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표면광 레이저를 상세히 설명한다.Hereinafter, a surface light laser according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 표면광 레이저의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 표면광 레이저는 기판(20)과, 제1 및 제2반사기층(30)(60)과, 상기 제1 및 제2반사기층(30)(60) 사이에 위치되며 레이저 광을 생성하는 활성층(40)과, 상기 제1 및 제2반사기층(30)(60)에 전류를 각각 공급하는 제1 및 제2전극층(70)(80)을 포함한다.2 is a cross-sectional view of a surface light laser according to an embodiment of the present invention. As shown, the surface light laser is positioned between the substrate 20, the first and second reflector layers 30 and 60, and the first and second reflector layers 30 and 60, and the laser light. And an active layer 40 for generating a first electrode, and first and second electrode layers 70 and 80 for supplying current to the first and second reflector layers 30 and 60, respectively.

상기 기판(20)은 불순물을 함유하는 반도체물질 예를 들면, n형으로 도핑된 Ga`As~ 등을 사용한다.The substrate 20 uses a semiconductor material containing impurities, such as Ga`As ~ doped with n-type.

상기 제1반사기층(30)은 상기 기판(20) 상에 순차로 적층된 제1절연층(31)과, 제1전도층(35)을 포함한다. 상기 제1절연층(31)은 상기 기판(20)과 같은 형의 반도체물질과 산화물질이 교번 적층되어 형성된다. 즉, 상기 제1절연층(31)은 상호 교번 적층된 반도체물질층(32)과 산화물질층(33)으로 Al_x `Ga_1-x `As~와 Al_2 O_3를 각각 포함한다. 여기서, Al_2 O_3 산화물질층(33)은 AlAs의 산화에 의해 형성되며, 통상의 AlAs 반도체물질을 채용한 경우에 비해 그 굴절률이 대략 절반이상으로 떨어진다. 따라서, 상기 제1반사기층(30)의 일부로 상기한 Al_x `Ga_1-x `As~와 Al_2 O_3를 교번 적층하는 경우, 그 페어수를 대폭 줄임에도 불구하고, 대략 99.9% 이상의 고반사율을 얻을 수 있다. 상기 제1절연층(31)은 그 상부면에 있어서, 상기 제1전도층(35)과, 활성층(40) 및 제2반사기층(60)이 적층되는 제1적층면(37)과, 그 제1적층면(37)의 주변에 위치되고 제1전극층(70)이 형성되는 제1콘택면(36)을 가진다. 상기 제1콘택면(36)은 실질적으로 상기 제1전도층(35)의 주변부를 식각공정 예컨대, 드라이 식각공정을 통해, 제거함에 의해 형성된다. 그러므로, 상기 식각공정시 상기 제1콘택면(36)은 기계적인 손상을 입게된다. 또한, 상기 제1전극층(70)의 형성시까지 지연되는 시간동안 상기 제1콘택면(36)의 표면에 산화가 진행되어 접촉저항이 크게 떨어진다. 이와 같은 점들을 감안하여, 상기 제1콘택면(36)과 상기 제1전극층(70) 사이에 제1버퍼층(38)과, 제1캡층(39)을 형성한다. 상기 제1버퍼층(38)은 상기 제1콘택면(36) 상에 2차 에피텍시성장법에 의해 형성되며, 상기 제1콘택면(36)의 기계적 결함을 보완하는 완충역할 및 산화되는 것을 방지하는 층이다. 상기 제1캡층(39)은 상기 제1버퍼층(38) 상에 위치되며, 상기 제1전극층을 통해 주입되는 전류가 쉽게 확산되도록 된 층으로 예컨대, ∼10^19/cm3이상의 높은 도핑레벨로 도핑된다. 따라서, 상기 제1콘택면의 기계적 손상 및 산화를 방지할 수 있다.The first reflector layer 30 includes a first insulating layer 31 and a first conductive layer 35 sequentially stacked on the substrate 20. The first insulating layer 31 is formed by alternately stacking a semiconductor material of the same type as the substrate 20 and an oxide material. That is, the first insulating layer 31 includes Al_x `Ga_1-x` As ~ and Al_2 O_3 as alternating semiconductor material layers 32 and oxide layers 33, respectively. Here, the Al_2 O_3 oxide layer 33 is formed by oxidation of AlAs, and its refractive index drops to about half or more as compared with the case of employing a conventional AlAs semiconductor material. Therefore, when the Al_x `Ga_1-x` As ~ and Al_2 O_3 are alternately stacked as part of the first reflector layer 30, a high reflectance of about 99.9% or more can be obtained despite the drastically reduced pair number. have. The first insulating layer 31 has a first stacked surface 37 on which the first conductive layer 35, the active layer 40, and the second reflector layer 60 are stacked. The first contact surface 36 is positioned around the first stacked surface 37 and on which the first electrode layer 70 is formed. The first contact surface 36 is formed by substantially removing the peripheral portion of the first conductive layer 35 through an etching process, for example, a dry etching process. Therefore, the first contact surface 36 is mechanically damaged during the etching process. In addition, since the oxidation progresses on the surface of the first contact surface 36 for a time delayed until the formation of the first electrode layer 70, the contact resistance is greatly decreased. In view of such points, a first buffer layer 38 and a first cap layer 39 are formed between the first contact surface 36 and the first electrode layer 70. The first buffer layer 38 is formed on the first contact surface 36 by a second epitaxial growth method, and serves to buffer and oxidize a mechanical defect of the first contact surface 36. Layer to prevent. The first cap layer 39 in the first buffer layer 38 is in a position on, the current injected through the first electrode to be easily diffused layer, for example, ~10 ^ 19 / cm 3 or more higher doping level Doped. Therefore, mechanical damage and oxidation of the first contact surface can be prevented.

상기 제1전도층(35)은 상기 제1절연층(31) 제1적층면(37) 상에 굴절률이 서로 다른 두 반도체 물질 예컨대, Al_x Ga_1-x As와 AlAs를 교번 적층함에 의해 형성된다. 상기 제1전도층(35)은 상기 제1절연층(31)이 큰 굴절률 차이를 야기하여 높은 반사율을 유지하는 반면, 전기적으로 절연되어 전극층의 통전되지 않는 점을 보완하기 위해 구비된 층이다. 이 제1전도층(35)에는 상기 제1전극층(70)을 통해 주입된 전류를 통해 전류를 공급받는다. 상기 제1전극층(70)에 인가된 전압에 의해 전류가 상기 제1전도층(35)을 경유하여, 활성층(40)으로 향하도록 상기 제1전극층(70)이 형성되는 상기 제1절연층(31)은 전기가 흐르는 Al_x Ga_1-x As층으로 되어 있다.The first conductive layer 35 is formed by alternately stacking two semiconductor materials having different refractive indices, eg, Al_x Ga_1-x As and AlAs, on the first insulating layer 31 and the first stacked surface 37. The first conductive layer 35 is a layer provided to compensate for the fact that the first insulating layer 31 causes a large difference in refractive index to maintain a high reflectance, while being electrically insulated so that the electrode layer is not energized. The first conductive layer 35 is supplied with current through the current injected through the first electrode layer 70. The first insulating layer in which the first electrode layer 70 is formed such that a current is directed to the active layer 40 via the first conductive layer 35 by the voltage applied to the first electrode layer 70 ( 31 is an Al_x Ga_1-x As layer through which electricity flows.

상기 활성층(40)은 상기 제1반사기층(30)의 제1전도층(35) 상에 적층된다. 이 활성층(40)은 전자와 정공의 재결합에 의한 에너지 천이에 의하여 광을 발생시키는 영역으로 단일 또는 다중 양자-우물 구조 또는 초격자(superlattice) 구조를 가진다.The active layer 40 is stacked on the first conductive layer 35 of the first reflector layer 30. The active layer 40 generates light by energy transition by recombination of electrons and holes, and has a single or multiple quantum-well structure or a superlattice structure.

상기 제2반사기층(60)은 상기 활성층(40) 상에 적층 형성되며, 제2전도층(65)과 제2절연층(61)을 포함한다. 이 제2반사기층(60)은 상기 제1반사기층(30)과 다른 형의 반도체물질층 예컨대, p형 Al_x Ga_1-x As층과 AlAs층으로 이루어진다. 상기 제2전도층(65)은 상기 활성층(40) 상에 적층 형성된 층으로, 그 구조에 있어서, 제1전도층(35)과 동일하다. 즉, Al_x Ga_1-x As층, AlAs층이 복수 페어수만큼 교번 적층되어 형성되며, 후술하는 제2전극층(80)에 인가되는 전원이 상기 활성층(40)으로 통전되도록 된 층이다. 이 제2전도층(65)은 그 상부에 상기 제2전극층(80)이 결합되는 제2콘택면(66)과, 상기 제2절연층(61)이 적층되는 제2적층면(67)을 가진다. 상기 제2콘택면(66)에는 제2전극층(80)이 적층된다. 이때, 상기 제2콘택면(66)은 상기 제1콘택면(66)과 마찬가지로 식각공정에 의해 형성되므로, 식각에 의한 기계적 손상을 입게된다. 또한, 상기 제2전극층(80)의 증착시까지 지연되는 시간에 의해 산화되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 제2콘택면(66) 상에 제2버퍼층(68)과, 제2캡층(69)을 형성한 후 상기 제2전극층(80)을 증착한다. 상기 제2버퍼층(68)과 제2캡층(69) 각각은 실질적으로 상기 제1버퍼층(38) 및 제2캡층 각각과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.The second reflector layer 60 is stacked on the active layer 40 and includes a second conductive layer 65 and a second insulating layer 61. The second reflector layer 60 is formed of a semiconductor material layer of a different type from the first reflector layer 30, for example, a p-type Al_x Ga_1-x As layer and an AlAs layer. The second conductive layer 65 is a layer formed on the active layer 40 and has the same structure as the first conductive layer 35. That is, the Al_x Ga_1-x As layer and the AlAs layer are formed by alternately stacking a plurality of pairs, and the power applied to the second electrode layer 80 described later is energized to the active layer 40. The second conductive layer 65 has a second contact surface 66 on which the second electrode layer 80 is coupled and a second stacked surface 67 on which the second insulating layer 61 is stacked. Have The second electrode layer 80 is stacked on the second contact surface 66. In this case, since the second contact surface 66 is formed by an etching process similarly to the first contact surface 66, mechanical damage by etching is caused. In addition, there is a problem of being oxidized by a time delayed until the deposition of the second electrode layer 80. Therefore, after forming the second buffer layer 68 and the second cap layer 69 on the second contact surface 66, the second electrode layer 80 is deposited. Since each of the second buffer layer 68 and the second cap layer 69 is substantially the same as each of the first buffer layer 38 and the second cap layer, a detailed description thereof will be omitted.

상기 제2절연층(61)은 상기 제2반사기층(60)의 페어수를 줄이기 위해 구비된 층으로 실질적으로 상기 제1절연층(31)과 같은 반도체물질로 이루어지므로, 그 자세한 설명은 생략한다.The second insulating layer 61 is a layer provided to reduce the number of pairs of the second reflector layer 60 and is substantially made of the same semiconductor material as the first insulating layer 31, and thus a detailed description thereof will be omitted. do.

여기서, 상기 제1반사기층(30)은 n형 반도체물질로 그리고, 상기 제2반사기층(60)은 p형 반도체물질을 예로 들어 설명하였지만, 서로 반대형의 반도체물질로 바뀌어도 무방하다.Here, the first reflector layer 30 is described as an n-type semiconductor material, and the second reflector layer 60 is described as an example of a p-type semiconductor material, but may be changed to semiconductor materials of opposite types to each other.

상기 제1전극층(70)과 제2전극층(80) 각각에 인가되는 전류가 최단경로로 통전됨에 의해 상기 제2반사기층(60)을 투과하여 출사되는 레이저광의 모드특성 열화를 방지하기 위한 수단으로 전류제한층(50)을 더 포함하는 것이 바람직하다.As a means for preventing the deterioration of the mode characteristic of the laser beam transmitted through the second reflector layer 60 by the current applied to each of the first electrode layer 70 and the second electrode layer 80 is supplied through the shortest path. It is preferable to further include a current limiting layer (50).

상기 전류제한층(50)은 상기 활성층(40)의 중앙부를 제외한 일부 영역과, 상기 제1 및 제2전도층(65)의 상기 활성층(40)과 마주하는 일부 영역에 이온주입 또는 양성자 주입에 의해 형성된다.The current limiting layer 50 may be used for ion implantation or proton implantation in a portion of the active layer 40 except for the center portion and a portion of the first and second conductive layers 65 facing the active layer 40. Is formed by.

이와 같이 구비된 표면광 레이저는 제1반사기층(30) 및 제2반사기층(60) 각각에 굴절률 차이가 큰 두 물질층이 교번 적층되어 이루어진 제1 및 제2절연층(31)(61)을 포함하므로, 고반사율을 얻기 위한 페어수를 대폭 줄일 수 있어서, 적층 페어수에 의해 발생되던 저항 증가 및 열적문제를 해소할 수 있다. 또한, 전류제한층(50)의 형성에 의해 활성층(40)의 중앙부에서 레이저 광이 생성됨으로, 모드 특성이 개선된 레이저광을 얻을 수 있다.In the surface light laser provided as described above, first and second insulating layers 31 and 61 in which two material layers having a large refractive index difference are alternately stacked on each of the first reflector layer 30 and the second reflector layer 60. Since the number of pairs for obtaining high reflectance can be greatly reduced, the increase in resistance and thermal problems caused by the stacked pairs can be solved. In addition, since the laser light is generated in the center portion of the active layer 40 by the formation of the current limiting layer 50, it is possible to obtain a laser light with improved mode characteristics.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술이 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the claims.

Claims (5)

기판과;A substrate; 상기 기판 상에 일 반도체형의 반도체물질층과, 산화물질층이 교번 적층되어 형성되며 그 상부에 제1콘택면과 제1적층면을 가지는 제1절연층과, 상기 제1적층면 상에 상기 제1절연층과 같은 반도체형의 두 반도체물질층이 적층 형성된 제1전도층을 구비하는 제1반사기층과;A semiconductor material layer of one semiconductor type and an oxide layer are alternately stacked on the substrate, and a first insulating layer having a first contact surface and a first stacked surface thereon and the first stacked surface on the substrate. A first reflector layer having a first conductive layer formed by laminating two semiconductor material layers of the same semiconductor type as the first insulating layer; 상기 제1콘택면 상에 형성된 제1전극층과;A first electrode layer formed on the first contact surface; 상기 제1전도층 상에 형성되고 레이저 광을 생성하는 활성층과;An active layer formed on the first conductive layer and generating laser light; 상기 활성층 상에 상기 제1반사기층과 다른 반도체형의 두 반도체물질층이 교번 적층되어 형성되고 그 상부에 제2콘택면과 제2적층면을 가지는 제2전도층과, 상기 제2적층면 상에 상기 제2전도층과 같은 반도체형의 반도체물질층과 산화물질층이 적층 형성된 제2절연층을 구비하는 제2반사기층과;A second conductive layer formed by alternately stacking two semiconductor material layers of a different semiconductor type from the first reflector layer and having a second contact surface and a second stacked surface on the active layer, and on the second laminated surface A second reflector layer having a second insulating layer formed by laminating a semiconductor type semiconductor material layer such as the second conductive layer and an oxide layer; 상기 제2콘택면 상에 형성된 제2전극층;을 포함한 표면광 레이저에 있어서,In the surface light laser including; the second electrode layer formed on the second contact surface, 상기 제1콘택면과 상기 제1전극층 사이 및/또는 상기 제2콘택면과 상기 제2전극층 사이에 형성되어, 결정결함의 보완 및 산화를 방지하는 버퍼층과;A buffer layer formed between the first contact surface and the first electrode layer and / or between the second contact surface and the second electrode layer to prevent supplementation and oxidation of crystal defects; 상기 버퍼층 상에 형성되어, 상기 제1전극층 및/또는 제2전극층을 통해 주입된 전류를 확산시키는 캡층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.And a cap layer formed on the buffer layer to diffuse current injected through the first electrode layer and / or the second electrode layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캡층은 대략 ∼10^19/cm3이상의 도핑레벨로 도핑된 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.And the capping layer is doped with a doping level of approximately ~ 10 ^ 19 / cm 3 or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 활성층의 중앙부를 제외한 일부 영역과, 상기 제1 및 제2전도층의 상기 활성층과 마주하는 일부 영역에 이온주입 또는 양성자 주입에 의해 형성된 전류제한층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.And a current limiting layer formed by ion implantation or proton implantation in a partial region except the central portion of the active layer and a partial region facing the active layer of the first and second conductive layers. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1절연층은 상호 교번 적층된 반도체물질층과 산화물질층으로 Al_x Ga_1-x As와 Al_2 O_3를 각각 포함하고,The first insulating layer includes Al_x Ga_1-x As and Al_2 O_3 as alternating semiconductor material layers and oxide layers, respectively, 상기 제1전도층은 상호 교번 적층된 두 반도체물질층으로 Al_x Ga_1-x As와 Al As를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.The first conductive layer is a surface light laser, characterized in that each of the two semiconductor material layers stacked alternately comprising Al_x Ga_1-x As and Al As. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제2전도층은 상호 교번 적층된 두 반도체물질층으로 Al_x Ga_1-x As와 Al As를 각각 포함하고,The second conductive layer is two semiconductor material layers stacked alternately with Al_x Ga_1-x As and Al As, respectively. 상기 제2절연층은 상호 교번 적층된 반도체물질층과 산화물질층으로 Al_x Ga_1-x As와 Al_2 O_3를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.And the second insulating layer comprises Al_x Ga_1-x As and Al_2 O_3 as alternating semiconductor material layers and oxide layers, respectively.
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