KR100279588B1

KR100279588B1 - 고출력 레이저 다이오드 제조방법

Info

Publication number: KR100279588B1
Application number: KR1019930020661A
Authority: KR
Inventors: 서주옥; 윤두협
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR950012834A

Abstract

본 발명은 고출력 레이저 다이오드에 관한 것으로, 일반적인 레이저 다이오드는 광출력면인 미러(Mirror)영역과 씨오디(COD)방지를 위해 설정한 메사사이의 간격이 크기때문에 소오스전류에 대한 광출력값의 증대 특성곡선을 비선형성으로 변화하는 킹크레벨(Kink LEVEL)이 발생하고, 이에따라 소자의 효율이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 단점을 보안하여 기판상에 메사를 형성할시 이중사진식각공정을 이용하여 미러영역과 일차 메사사이의 간격을 짧게 조정하여 전류값에 대한 광출력의 비, 즉 양자효율

Description

고출력 레이저 다이오드 제조방법

제1도의 (a)내지(e)는 일반적인 레이저 다이오드 제조공정도.

제2도는 제1e도의 수직단면도.

제3도의 (a)내지(d)는 본 발명에 있어서, 일차 메사형성공정도.

제4도의 (a)내지(c)는 제3도의 (b)내지(d)의 평면도.

제5도의 (a)는 제1도에 대한 광출력 특성곡선도.

(b)는 제3도에 대한 광출력 특성곡선도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : GaAs기판 20 : 절연막

30, 40 : 감광막

본 발명은 레이저 다이오드 제조방법에 관한 것으로, 특히 이중 사진식각(Photolithography)공정으로 레이저 다이오드구조를 조성하여 소오스 전류값에 대한 광출력의 비, 즉 양자효율을 높임으로서 주어진 전류값에 대한 광출력의 출력값을 더욱 증가시키도록 하는 고출력 레이저 다이오드 제조방법에 관한 것이다.

제1도의 (a)내지(e)는 일반적인 레이저 다이오드 제조공정도로서, 제1도의 (a)에 도시된 바와같이 GaAs기판(1)상에 감광막을 코팅한후 메사(Mesa)형태로 에칭한 다음 상기 감광막에 의해 노출된 GaAs기판(1)를 식각하여 메사형태를 정의한다.

이후 제1도의 (b)와같이 메사(Mesa)를 정의한 GaAs기판(1)위에 액상 에피택셜 (Liqid Phase Epitaxy: LPE)방법으로 전류제한층을 성장시키고, 제1도의 (c)와같이 특정영역으로의 전류제한및 좌우방향으로의 인덱스가이딩(Index Guiding)효과를 얻기위해 상기 전류제한층(2)의 소정부분에 폭 5㎛의 스트라이프(stripe)구조를 형성한다음 제1도의 (d)와같이 상기 전류제한층(2)을 헥사고날(Hexagonal)형태의 2차메사도 정의한다.

이후 제1도의 (e)와같이 메사형태로 정의한 전류제한층(2)위에 이중이종구조(Double Heterostructure)의 에피층(3)을 형성하여 일반적인 레이저 다이오드를 제조하였다.

제2도는 상기의 공정을 통해 제조된 레이저 다이오드의 단면도로서, 제2도의 (a)는 제1도(e)의 A - A'단면도이고, (b)는 B - B'의 단면도이다.

그러나, 상기에서 설명한 일반적인 레이저 다이오드는 광출력특성에 있어서, 제1도의 (a)와같이 광출력면인 미러(Mirror)면과 씨오디(COD)방지를 위해 설정했던 일차메사(Mesa)사이의 거리(d)가 크기때문에 주입된 소오스전류에 대한 광출력값 증대특성곡선을 비선형으로 변화시키는 제5도의 (a)와같은 킹크레벨(Kink Level)이 발생하고, 이는 레이저 다이오드의 고출력화에 있어서 소자효율 저해요소로 작용하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 단점을 해결하기 위하여 광출력면인 미러(Mirror)영역과 일차 메사사이의 간격(d)을 더욱 짧게 조성하여 주입된 전류값에 대한 광출력의 비, 즉 양자효율을 높여 광출력을 높이도록 한 고출력 레이저 다이오드 제조방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과같다.

제3도의 (a)내지 (d)는 본 발명 고출력 레이저 다이오드 제조공정에 있어서 1차메사(Mesa)형성공정도로서, 제3도의 (a)에 도시한 바와같이 GaAs기판(10)상에 3000Å의 두께로 Si₃N₄절연막(20)을 증착한후 그위에 감광막(Photo Resist:PR)(30)을 코팅한다음 상기 감광막(30)을 메사(Mesa)형태로 패터닝한다. 이때 상기 감광막(30)의 패턴은 폭 15㎛, 길이 270㎛인 직사각형 형태로 패터닝된다.

이후 제3도의 (b)와같이 상기 감광막(30)에 의해 노출된 상기 절연막(20)을 식각한후 그 절연막(20)위의 감광막(30)을 아세톤으로 완전히 제거한다. 제4도의 (a)는 제3도의 (b)에 대한 평면도로서, 이에서 보는 바와같이 절연막(30)사이의 간격(d)은 30㎛이다.

계속해서, 제3도의 (c)와같이 상기 절연막(20)패턴위에 2차 감광막(40)을 코팅한다음 그 감광막(40)을 메사형태로 식각하는데, 이때 상기 감광막(40)식각은 절연막(20)사이의 GaAs기판(10)이 10㎛가 노출되도록 식각한다. 제4도의 (b)는 제3도의 (c)에 대한 평면도이다.

이후, 제3도의 (d)와같이 H₂SO₄(황산)계 식각액(Etohant)을 사용하여 상기 절연막(20) 및 감광막(40)에 의해 노출된 GaAs기판(10)를 식각하여 상기 GaAs기판(10)에 메사(Mesa)를 정의한후 GaAs기판(10)위의 절연막(20)과 감광막(40)을 제거하여 일차메사를 형성하게된다.

제4도의 (c)는 제3도의 (d)에 대한 평면도이다.

이후의 공정은 제1도의 (b)내지(e)와 동일한 공정을 통해 고출력 레이저 다이오드를 제조하게된다.

상기에서 설명한 바와같이 본 발명은 이중사진식각(Phtolithography) 공정을 사용하여 메사사이의 간격을 줄임으로써, 제5도의 (b)와같이 킹크레벨(Kink Level)를 없애 소오스전류값에 대한 광출력의 비를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

기판을 메사형태로 형성하는 제 1단계와, 상기 기판위에 전류제한층을 형성하는 제 2단계와, 상기 전류제한층에 스트라이프를 형성한 다음 그 전류제한층을 헥사고날 형태로 형성하는 제 3단계와, 메사형태의 전류제한층위에 이중이종구조의 에피층을 형성하는 제 4단계로 제조하는 레이저 다이오드 제조공정에 있어서, 상기 제 1단계는 기판위에 절연막을 증착하는 단계와, 상기 절연막위에 1차 감광막을 코팅하는 단계와, 상기 감광막을 메사형태로 패터닝하는 단계와, 상기 감광막에 의해 노출된 상기 절연막을 식각한후 감광막을 제거하는 단계와, 상기 절연막위에 2차 감광막을 코팅하는 단계와, 상기 감광막을 메사형태로 패터닝하는 단계와, 감광막과 절연막에 의해 노출된 기판을 식각하는 단계와, 상기 기판위의 절연막과 감광막을 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고출력레이저 다이오드 제조방법.
제1항에 있어서 2차 감광막을 패터닝하는 단계는 기판상의 메사간격이 10㎛가 되도록 패터닝하는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저 다이오드 제조방법.