KR100349663B1

KR100349663B1 - 편광제어 표면방출 레이저 소자 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100349663B1
Application number: KR1019990057254A
Authority: KR
Inventors: 권오균; 유병수; 백종협; 신재헌
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2002-08-22
Also published as: KR20010055919A

Abstract

본 발명은 전류주입 및 열선층을 이용하여 편광을 제어하는 표면방출 레이저 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명의 표면방출 레이저는 반도체기판상에 형성된 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 포함하고, 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층 식각 후 매립 되거나 불순물 이온주입에 의한 절연층, 상기 상부거울층에 형성되며 레이징을 위한 전류를 공급받는 제1상부금속층, 상기 절연층에 의해 상기 제1상부금속층과 격리되고 상기 반도체기판에 대해 서로 수직방향으로 편광을 제어하는 제2상부금속층, 상기 반도체기판의 저면에 형성되어 상기 제1상부금속층과 동시에 레이징 전류를 주입받는 제1하부금속층, 상기 반도체 기판의 저면에 상기 제1하부금속층과 일정 거리를 두고 형성되어 상기 제2상부금속층과 동시에 편광제어 전류를 주입받는 제2하부금속층을 포함하여 이루어진다.

Description

편광제어 표면방출 레이저 소자 및 그의 제조 방법{POLARIZATION CONTROL OF VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 편광(Polarization) 조절이 가능한 표면방출 레이저 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 표면방출 레이저(Surface-Emitting Laser)는 단거리 통신 및 데이터 통신용 광원으로 응용되고 있다. 특히 표면방출 레이저가 갖는 높은 광섬유 커플링(Optical fiber coupling) 효율, 웨이퍼(Wafer) 단위의 제작에 의한 낮은 단가, 이차원 어레이(Array) 특성등으로 인하여 차세대 광통신 및 신호 처리용 광원으로 적용되고 있다.

그런데 표면방출 레이저에서 방출되는 빛이 두 개의 수직인 선형 편광특성을 갖는데, 전류나 횡모드(longitudinal mode) 등에 의하여 두 방향의 편광간에 불안정한 출력 변화특성을 보이고 있다.

그러므로 다른 소자나 광섬유와의 안정된 커플링이나, 편광에 민감한 장치의 광원으로 사용하기 위해서는 안정된 편광특성의 편광제어(Polarization control) 표면방출 레이저가 필수적이다. 그리고 더 나아가 표면방출 레이저의 두 수직한 방향으로 편광 방향을 조절할 수 있으면 하나의 표면방출 레이저로 두개의 기능을 수행할 수 있고 편광에 민감한 장치의 광원으로 사용시 용도에 따라 편광 방향을 조절할 수 있어 유용한 광원특성을 갖는다.

본 발명에서는 편광제어를 위한 전류주입전극에 따라 횡모드 특성의 변화없이 편광 특성을 조절할 수 있는 편광제어 표면방출 레이저를 제안하였다.

이하 첨부도면을 참조하여 종래기술의 표면방출 레이저에서의 편광특성을 제어하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 1 에 도시된 미국특허 5,345,462는, 비대칭 횡공진 구조를 갖는 표면방출 레이저에 대해 제안하고 있는데, 비대칭 횡공진 구조는 반도체기판(13) 상부에 형성된 포토다이오드(15)의 내부에 적층된 상부거울층(12), 활성층(10), 하부거울층 (11)을 한쪽 방향이 길게 된 모양의 비대칭 방향(ABCD)으로 식각하여 횡방향의 공진기가 서로 비대칭이 되도록한 것으로서, 긴 방향(AC)의 편광이 관찰되도록 하여 편광특성을 안정화한 방법이다. 그러나, 레이저 공진기의 횡방향 비대칭성에 의하여 한 방향의 편광만 안정화시키는 방법으로 소자 제작 후 편광 조절이 불가능하다. 여기서 도면부호 '14' 는 오믹콘택(Ohmic contact)을 나타낸다.

그리고 도시되지 않았지만, 상기 방법을 확대한 것으로서, 직사각형 두개가 겹쳐진 십자모양의 형태를 갖도록 하여 상부거울층과 활성층을 식각하므로써 전극을 각각 형성하여 편광방향의 스위칭 방법이 제시되어 있으나, 이것은 활성층에서의 십자형 횡공진 구조에 의하여 결정되는 구조로 TE11 모드의 발진특성을 주로 갖게 되어 TE00 모드의 기본모드 발진이 어렵다.

도 2 에 도시된 미국특허 5,712,188는, 레이저기둥을 기울여 식각하므로써 방출빔이 한 방향으로만 편광특성을 갖도록 한 기울어진 공진 구조의 표면방출 레이저를 나타낸 것으로, 이온빔 식각시 이온빔의 방향에 대하여 기울여서 식각하므로써 활성층(23), 상부거울층(24)이 일정한 각도로 기울어지게 하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 기울어진 방향에 수직한 방향의 편광을 갖는 레이저빔이 방출되도록 하므로, 표면방출 레이저의 편광을 한 방향으로만 안정화할 수 있는 한계가 있다. 도면부호 '21'은 반도체 기판, '22' 는 하부거울층, '25' 는 하부금속층을 나타낸다.

도면에 도시되지 않았지만, 또 다른 방법으로 상부거울층의 위에 Au 와 SiO2를 이용한 편광판을 도입하여 편광방향에 따라 반사율이 다르게하여 편광제어의 표면방출 레이저를 제안하였다. 즉 상부거울층 상에 라인형태의 SiO₂를 형성하고 그 상부에 Au 메탈을 증착하였다. 그 경우 SiO₂와 평행한 방향의 편광모드와 수직한 방향의 편광모드가 공진되는 파장이 약 200nm이상 차이를 나타내었으며, 또한 반사율에 있어서도 SiO₂에 평행한 방향의 편광이 약 9%이상 작게 나타났다. 그러나, 이와 같은 편광판을 이용한 기술은 한 방향 즉, SiO₂라인에 수직한 방향으로만 편광을 제어할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전류를 주입하는 전극에 따라 횡모드 특성의 변화없이 서로 수직한 두 방향의 편광이 발진하도록 조절할 수 있는 표면방출 레이저 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1 은 종래기술에 따른 표면방출 레이저를 나타낸 도면,

도 2 는 종래기술의 다른 예에 따른 표면방출 레이저를 나타낸 도면,

도 3a 는 본 발명의 일실시예에 따른 표면방출 레이저를 나타낸 평면도,

도 3b 는 도 3a의 'Ⅰ-Ⅲ' 선에 따른 단면도,

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저를 나타낸 도면,

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저의 제조 방법을 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

31 : 반도체기판 32 : 하부거울층

33 : 제1클래딩전도층 34 : 활성층

35 : 제2클래딩전도층 36 : 상부거울층(보조 금속거울층)

37 : 절연층 38 : 제1상부금속층

39 : 금속배선 40a : 제1편광제어전극

40b : 제2편광제어전극 41a : 제1하부금속층

41b : 제2하부금속층 100 : 레이저발생부

200 : 편광제어부 300 : 공진활성층

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 표면방출 레이저는 반도체기판상에 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 구비하고, 상기 하부거울층, 공진활성층 및 상기 상부거울층으로 이루어지고 소정 간격을 두고 이격된 레이저발생부와 편광제어부, 상기 레이저발생부와 상기 편광제어부 사이에 매립되거나 불순물이온주입에 의해 상기 레이저발생부와 상기 편광제어부를 절연시키는 절연층, 상기 레이저발생부의 상기 상부거울층에 형성되며 레이징을 위한 전류를 공급받는 제1상부금속층, 상기 절연층에 의해 상기 제1상부금속층과 격리되고 상기 편광제어부의 상기 상부거울층상에 형성되어 상기 반도체기판에 대해 서로 수직방향으로 편광을 제어하는 상기 제2상부금속층, 상기 반도체기판의 저면에 형성되어 상기 제1상부금속층과 동시에 레이징 전류를 주입받는 제1하부금속층, 및 상기 반도체 기판의 저면에 상기 제1하부금속층과 일정 거리를 두고 형성되어 상기 제2상부금속층과 동시에 편광제어 전류를 주입받는 제2하부금속층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저는 반도체기판상에 하부거울층,공진활성층, 상부거울층을 구비하고, 불순물 이온주입으로 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층과 하부거울층내에 형성된 제1절연층, 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층과 제1절연층을 선택적으로 식각하여 메사구조로 매립된 제2절연층, 상기 상부거울층에 형성되며 레이징을 위한 전류를 공급받는 전류주입전극, 상기 공진활성층과 일정간격 거리를 두고 상기 제2절연층에 매립되며 상기 반도체기판에 대해 서로 수직한 방향으로 형성된 열선층, 상기 반도체층을 관통하여 상기 열선층에 편광제어를 위한 열을 공급하는 편광제어전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 그의 제조 방법은 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 포함하는 표면방출 레이저의 제조 방법에 있어서, 반도체기판 상부에 형성된 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층을 선택적으로 식각하여 레이저발생부와 편광제어부를 정의하는 단계, 상기 편광제어부와 레이저발생부를 절연시키기 위한 절연층을 형성하는 단계, 상기 레이저발생부의 상부거울층상에 제1상부금속층을 형성하는 단계, 상기 편광제어부의 상부거울층상에 상기 반도체기판의 방향에 수직한 방향으로 복수개의 제2상부금속층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3a 는 본 발명의 본 발명의 일실시예에 따른 표면방출 레이저의 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 표면방출 레이저의 구조 단면도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 표면방출 레이저는 레이징을 위한 전류를 공급받고 제1상부금속층(38)과 금속배선층(39)을 포함하는 레이저발생부(100)과, 상기 레이저발생부(100)와 일정간격 격리되어 서로 수직한 방향으로 편광을 제어하는 제1,2 편광제어전극(40a,40b)을 포함한 편광제어부(200)로 구성된다. 상기 제1,2 편광제어전극(40a,40b)은 서로 수직한 방향('Ⅰ','Ⅱ')으로 형성된다.

도 3b는 도 3a의 'Ⅰ-Ⅲ' 선에 따른 표면방출 레이저의 구조단면도로서, 반도체기판(31) 상에 적층형성된 하부거울층(32), 제1,2클래딩전도층(33,35)과 활성층(34)을 포함한 공진활성층(300) 및 상부거울층(36)을 포함하고, 상기 상부거울층 (36)을 포함한 공진활성층(300)을 식각한 후 매립되거나 불순물 주입에 의한 절연층 (37)과, 상기 상부거울층(36)상에 형성된 제1상부금속층(38)과 상기 제1상부금속층 (38)을 포함한 절연층(37)에 걸쳐서 형성된 금속배선층(39) 및 상기 반도체기판 (31)의 저면에 형성된 제1하부금속층(41a)으로 구성되어 레이징을 위한 전류를 공급받는 레이저발생부(100)와, 상기 절연층(37)에 의해 상기 레이저발생부(100)와 격리되고 전류를 공급받아 서로 수직방향으로 편광을 제어하는 제2상부금속층(40a)과 제2하부금속층(41b)으로 구성된 편광제어부(200)로 이루어진다.

여기서 상기 제2상부금속층(40a)은 상기 반도체기판(31)의 (110) 방향과 수직방향에 형성되며 제2하부금속층(41b)은 상기 제2상부금속층(41b)에 편광제어를 위한 전류가 공급될 때 발생되는 레이징을 방지하기 위해 반도체기판(31)의 하부에 형성된다. 그리고 상기 제2상부금속층(40a)는 도 3a의 제1편광제어전극과 동일하며 두개의 제2상부금속층(40a)을 형성한다.

또한 상기 하부거울층(32)은 공통으로 포함되며, 도3a에 도시된 것처럼, 상기 제2상부금속층(40a)은 편광을 서로 다른 수직방향으로 조절하도록 두 개로 구성된다.

그리고 상기 절연층(37)은 상기 상부거울층(36)상에 제1상부금속층(38)을 형성한 다음, 상기 제1상부금속층(38)을 마스크로 이용하여 상기 상부거울층(36)을포함한 공진활성층(300)을 선택적인 이온주입법에 의해 형성된다. 혹은 선택적인 식각 후 절연성 물질로 매립한다. 이러한 절연층(37)은 레이징을 위한 전류를 공급받는 상기 제1상부금속층(38)과 편광제어를 위한 전류를 공급받는 제2상부금속층(40a)을 격리시키는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 표면방출 레이저의 동작에 대해 설명하면, 레이징을 위한 전류주입이 제1상부금속층(38)과 제1하부금속층(41a)을 통해 이루어지면, 편광제어를 위한 전류주입은 제2상부금속층(40a)과 제2하부금속층(41b)을 통해 이루어진다.

그리고 제2상부금속층(40a)에 전류를 주입할 시, 레이저발진을 막기위해 제2상부금속층(38) 하측의 상부거울층(36)을 식각하여 레이징을 위한 조건을 어긋나게 하거나, 제2하부금속층(41b)으로 레이저출력을 막는 방법을 사용한다.

또한 제1상부금속층(38)과 제1하부금속층(41a)에 공급되는 전류에 의해 발생되는 레이징동안 반도체기판의 (110)방향의 제2상부금속층(40a)에 대한 전류나 전압의 인가는 동일 방향에서의 레이저의 광학특성에 영향을 주어 편광을 상기 (110)방향으로 고정시켜준다.

한편, 편광제어전류를 (110) 방향에 대해 수직인 (110)으로 바꾸면 편광특성은 다시 수직으로 바뀌게 된다. 따라서 서로 수직 방향에 존재하는 제2상부금속층(40a)에 편광제어전류를 인가함에 따라 인위적으로 편광을 제어할 수 있다.

이처럼 본 발명의 일실시예는 전류주입전극을 통한 레이징동안 편광제어전극의 전류주입을 변조하여 레이징의 편광변조시 변조속도를 높일 수 있으며, 소자에따라 편광이 고정된 것이 아니기 때문에, 외부의 편광제어전극을 조절하여 편광 방향을 서로 수직한 두개의 방향으로 변하게 할 수 있다.

그리고 편광방향 제어를 위해 표면방출 레이저가 두 편광 방향에 따라서 대칭인 것을 비대칭이 되도록 하기 위해 전류주입에 따른 비대칭성을 인위적으로 조정하여 편광 특성을 조정한다. 또한 활성층의 전류흐름은 대칭구조를 갖도록하여 횡모드의 특성변화가 없도록 한다.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저를 나타낸 구조 단면도로서, 열적인 방법에 의해 편광방향을 제어한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 반도체기판(51)상에 적층형성된 하부거울층(52), 제1,2클래드전도층(55,53)과 활성층(54)을 포함한 공진활성층 (56), 상부거울층(57)을 포함하고, 불순물 이온주입으로 상기 상부거울층(57)을 포함한 공진활성층(56), 하부거울층(52)내에 이온주입에의한 제1절연층(58)이 형성된다. 상기 제1절연층(58)은 상기 공진활성층(56)에 일정폭 측면으로 함몰되어 형성되어 제2상부금속층(63)과 제1상부금속층(59)을 절연시킨다.

그리고 상기 절연층(58)을 포함한 공진활성층(56), 상부거울층(57)을 선택적으로 식각하여 폴리이미드(Polyimide)나 반도체와 같은 제2절연층(61)으로 매립되고, 상기 상부거울층(57) 상에 레이징을 위한 전류를 공급받는 제1상부금속층 (59)이 형성된다.

또한 상기 제2절연층(61) 내부에 열공급에 의해 편광을 제어하는 열선층(60)이 형성되며, 상기 제2절연층(61)을 관통하여 상기 열선층(60)에 연결되어 열선층(60)을 이용한 편광을 제어하도록 열이 공급되는 제2상부금속층(63)이

형성된다. 그리고 상기 열선층(62)은 도 3a의 편광제어전극과 같이, 상기 반도체기판(51)의 (110)방향에 서로 수직인 방향(110)으로 형성된다.

여기서 상기 제1상부금속층(59)과 상응하도록 상기 반도체기판(51)의 저면에 하부금속층(64)이 형성되며 이러한 제1상부금속층(59)과 하부금속층(64)은 레이징을 위한 전류를 공급받는 전류주입전극을 형성한다.

이처럼 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저는 절연층에 의해 분리된 편광제어전극을 통한 편광제어는 물론 열선층에 의한 굴절율변화를 이용하여 편광을 제어한다. 편광제어의 효율성을 위하여 열선층(60)을 레이저의 공진활성층(56) 부근에 서로 수직방향으로 배치한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면방출 레이저의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(51) 상에 하부거울층(52), 공진활성층(56) 그리고 상부거울층(57)을 적층형성하고 상기 상부거울층(57)상에 감광막을 도포하고 노광 및 현상 공정을 실시하여 기설정된 폭으로 패터닝하여 이온주입마스크층(65)을 형성한 후, 상기 이온주입마스크층(65)을 이용하여 상기 상부거울층 (57), 공진활성층(56), 하부거울층(52)에 걸쳐서 이온을 주입하여 제1절연층(58)을 형성한다. 이 때 상기 제1절연층(58)은 상기 공진활성층(56)을 포함한 상기 상부거울층 (57)과 하부거울층(52) 사이에 매립되는 모양으로 형성된다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 이온주입마스크층(65)을 제거하고 상기 상부거울층(57) 상부에 금속층을 형성한 후, 상기 금속층상에 감광막을 도포하고 노광 및 현상공정으로 패터닝하여 제1상부금속층(59)을 형성한다. 이 때 상기 공진활성층(56)상에 형성된 제1상부금속층(59)은 전류주입을 위한 전극으로 이용된다.

이어 상기 제1상부금속층(59)을 식각마스크로 이용하여 상기 상부거울층 (57)을 포함한 공진활성층(56)까지만 식각하여 메사(Mesa)구조를 형성한다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 공진활성층(56)을 포함한 일측의 메사구조 표면상에 열선층(60)을 형성한다. 이 때 열선층(60)이 형성되는 부분은 후에 편광제어를 위한 제2상부금속층(63)이 형성되는 영역을 의미한다. 이 때 상기 열선층(60)은 상기 반도체 기판(51)의 (110) 방향에 대해 서로 수직한 방향(110)으로 형성된다.

도 5d 에 도시된 바와 같이, 상기 제1상부금속층(59)을 제외한 메사구조전면에 폴리이미드(Polyimide)나 반도체와 같은 제2절연층(61)을 매립하고 평탄화하여 상기 열선층(60)을 매립한다. 이어 상기 열선층(60)의 일정표면이 노출되도록 제2절연층(61)을 식각하여 콘택홀을 형성하고 상기 콘택홀을 통해 상기 열선층(60)과 전기적으로 연결되는 제2상부금속층(63)을 형성한다. 이 때 상기 제2상부금속층(63)은 열선층(60)을 통해 편광을 제어하는 열이 공급되는 전극의 역할을 수행한다.

그리고 상기 반도체기판(51)의 저면부에 금속층을 증착하고 패터닝하여 각각 상기 제1,2상부금속층(59,63)에 상응하는 하부금속층(64)을 형성한다. 이 때 상기 하부금속층(64)은 제1상부금속층(59)과 동시에 레이징을 위한 전류가 주입되는 전극이고, 제2상부금속층(63)은 편광제어를 위한 전류가 주입되는 전극의 역할을 수행한다. 도면부호 '62' 는 금속배선층을 나타낸다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 표면방출 레이저 및 그의 제조 방법은 반도체 기판의 방향에 수직한 방향으로 편광제어전극과 열선층을 형성하여 횡모드등의 다른 특성변화없이 편광을 조절할 수 있으므로, 용도에 따른 편광방향의 발진 빛을 선택할 수 있는 효과가 있다.

또한 소자의 전류제한 영역 크기를 작게하여 기본 횡모드 발진이 가능하고, 편광을 편광제어전극을 이용하여 조절할 수 있으므로 고속 단일모드의 편광 스위칭이 가능하여 편광판과 함께 고속변조 광원을 획득할 수 있다.

그리고 이러한 편광을 이용한 고속변조는 횡모드의 변화가 없이 편광만 변조하므로 레이저내 운반자의 이동에 의한 주파수처프(frequency chirp)가 없는 초고속 광원으로 활용될 수 있다.

Claims

반도체기판상에 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 구비하는 표면방출 레이저에 있어서,

레이저발진을 위한 전류가 공급되는 전류주입전극;

상기 공진활성층의 방출빔의 편광방향을 두 개의 수직방향으로 조절하는 편광제어전극; 및

상기 전류주입전극과 편광제어전극을 격리시키는 절연층

을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
제 1 항에 있어서,

상기 절연층은 불순물 이온주입법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
제 1 항에 있어서,

상기 편광제어전극은 상기 반도체기판상의 (110)방향으로 서로 수직되게 형성되는 두 개의 편광제어전극을 포함함을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
반도체기판상에 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 구비하는 표면방출 레이저에 있어서,

상기 하부거울층, 공진활성층 및 상기 상부거울층으로 이루어지고 소정 간격을 두고 이격된 레이저발생부와 편광제어부;

상기 레이저발생부와 상기 편광제어부 사이에 매립되거나 불순물이온주입에 의해 상기 레이저발생부와 상기 편광제어부를 절연시키는 절연층;

상기 레이저발생부의 상기 상부거울층에 형성되며 레이징을 위한 전류를 공급받는 제1상부금속층;

상기 절연층에 의해 상기 제1상부금속층과 격리되고 상기 편광제어부의 상기 상부거울층상에 형성되어 상기 반도체기판에 대해 서로 수직방향으로 편광을 제어하는 상기 제2상부금속층;

상기 반도체기판의 저면에 형성되어 상기 제1상부금속층과 동시에 레이징 전류를 주입받는 제1하부금속층; 및

상기 반도체 기판의 저면에 상기 제1하부금속층과 일정 거리를 두고 형성되어 상기 제2상부금속층과 동시에 편광제어 전류를 주입받는 제2하부금속층

을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 포함하는 표면방출 레이저의 제조 방법에 있어서,

반도체기판 상부에 형성된 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층을 선택적으로 식각하여 레이저발생부와 편광제어부를 정의하는 단계;

상기 편광제어부와 레이저발생부를 절연시키기 위한 절연층을 형성하는 단계;

상기 레이저발생부의 상부거울층상에 제1상부금속층을 형성하는 단계; 및

상기 편광제어부의 상부거울층상에 상기 반도체기판의 방향에 수직한 방향으로 복수개의 제2상부금속층을 형성하는 단계

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면방출 레이저의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 반도체기판의 저면에 상기 제1상부금속층과 동일하게 레이징을 위한 전류를 주입받는 제1하부금속층과, 상기 제2상부금속층과 동일하게 편광제어를 위한 전류를 주입받는 제2하부금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면방출 레이저의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제2하부금속층은 상기 제2상부금속층에 편광제어를 위한 전류가 공급될 때 발생되는 레이징을 방지하기 위해 상기 반도체기판의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 표면방출 레이저의 제조 방법.
반도체기판상에 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 구비하는 표면방출레이저에 있어서,

불순물 이온주입으로 상기 상부거울층을 포함한 공진활성층, 하부거울층내에 형성된 제1절연층;

상기 상부거울층을 포함한 공진활성층과 절연층을 선택적으로 식각하여 메사구조로 매립된 제2절연층;

상기 상부거울층에 형성되며 레이징을 위한 전류를 공급받는 전류주입전극;

상기 공진활성층과 일정간격 거리를 두고 상기 제2절연층에 매립되며 상기 반도체기판에 대해 서로 수직한 방향으로 형성된 열선층; 및

상기 제2절연층을 관통하여 상기 열선에 편광제어를 위한 열을 공급하는 편광제어전극

을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
제 8 항에 있어서,

상기 제2절연층은 폴리이미드 및 반도체 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면방출 레이저.
제 8 항에 있어서,

상기 열선층은 상기 반도체기판상의 (110)으로 서로 수직되게 형성된 것을특징으로 하는 표면방출 레이저.
반도체기판상에 형성된 하부거울층, 공진활성층, 상부거울층을 포함하는 표면방출 레이저의 제조 방법에 있어서,

상기 상부거울층을 포함한 공진활성층, 하부거울층내에 이온주입마스크를 이용한 불순물이온주입으로 제1절연층을 형성하는 단계;

상기 상부거울층상에 제1상부금속층을 형성하는 단계;

상기 제1상부금속층을 마스크로 이용하여 상기 상부거울층을 포함한 제1절연층을 상기 공진활성층의 표면까지 식각하는 단계;

상기 결과물의 일측에 열선층을 형성하는 단계;

상기 제1상부금속층의 양측에 제2절연층을 매립하는 단계; 및

상기 제2절연층을 관통하여 상기 열선층과 전기적으로 연결되는 제2상부금속층을 형성하는 단계

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면방출 레이저의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 열선층은 상기 반도체기판의 (110)방향으로 수직되게 형성되는 것을 특징으로 하는 표면방출 레이저의 제조 방법.