KR100363240B1 - Semiconductor laser diode and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor laser diode and its manufacturing method is provided to improve reliability of a laser device by enabling operation of the laser device in a low current value. CONSTITUTION: The laser diode includes a substrate(51) having an electrode(66) at the bottom portion thereof, a laser emitting layer formed on the substrate, a current blocking layer formed on the laser emitting layer with a mesa structure ridge formed at the center portion thereof, and a cap layer formed on the current blocking layer. The current blocking layer consists of the first current blocking layer(62) of the p-type material and the second current blocking layer(63) of undoped material, so as to form a double stack layer. The mesa structure ridge consists of an upper clad layer(57), a spike blocking layer(58), and a cap layer(59). The current blocking layer is formed by a chemical composition material having low conductivity and high resistivity.

Description

반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법Semiconductor laser diode and manufacturing method thereof

본 발명은 광디스크, 레이저 프린터 등의 광원으로 사용되는 반도체 레이저 다이오드에 관한 것으로서, 특히 낮은 전류값에서도 동작이 가능하고, 680nm이하의 파장을 가지는 가시광을 방출시키며, 레이저 소자의 신뢰성을 한충 향상시킨 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser diode used as a light source for optical discs, laser printers, and the like, and is particularly capable of operating at low current values, emitting visible light having a wavelength of 680 nm or less, and greatly improving the reliability of laser devices. A laser diode and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 메사 구조의 반도체 레이저 다이오드 제조기술로는 소정 패턴의 마스크(보통 SiO2마스크)를 이용한 선택적 에칭(etching)에 의해 리지(ridge)를 형성하고, 전류차단층을 형성하는 기술이 적용되어 왔다. 또한, 전면 에피택시(epitaxy)에 의해 다층 성장으로 VSIS(V-channelled Substrate Inner Stripe) 구조의 반도체 레이저 다이오드를 제조하는 기술이 사용되기도 했다.In general, a technique for manufacturing a semiconductor laser diode having a mesa structure includes forming a ridge by selective etching using a mask having a predetermined pattern (usually a SiO 2 mask) and forming a current blocking layer. come. In addition, a technique for fabricating a semiconductor laser diode having a V-channeled Substrate Inner Stripe (VSIS) structure by multi-layer growth by front epitaxy has been used.

그런데, 종래의 이와 같은 기술들에 있어서, SiO2마스크를 이용한 선택적 에피택시 이후, SiO2마스크 하부의 층에 스트레스(stress)로 인한 결정결함이 생겨 결국, 완성품 소자의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 그와 같은 문제는 SBR(Selectively Buried Ridge) 구조의 반도체 레이저 다이오드에 있어서도 예외는 아닌 것으로 나타나고 있다.However, in such conventional techniques, after selective epitaxy using a SiO 2 mask, crystal defects are generated due to stress in the layer under the SiO 2 mask, resulting in a problem that the reliability of the finished device is deteriorated. . In addition, such a problem has been shown to be no exception even for a semiconductor laser diode of an SBR (Selectively Buried Ridge) structure.

한편, InGaP/InGaAIP 계의 적색 레이저 라이오드는 GaAs와 격자정합이 되는 III-V족 반도체중 밴드 갭이 가장 큰 물질계로 레이저 다이오드 제작 시 발진 파장 630∼700nm로 적색광을 방출한다. 600nm밴드 대의 적색 레이저 다이오드는 고밀도 광기록 장치의 광원, 레이저빔 프린터, 레이저 포인터, POS(Point of Sales) 시스템 및 의료기기, 그리고 최근에 개발된 플라스틱 파이버(plastic fiber) 통신용 레이저 다이오드 등의 응용 가능성으로 인해 주목받고 있는 차세대 반도체 레이저 다이오드라고 할 수 있다.Meanwhile, the InGaP / InGaAIP-based red laser diode emits red light with an oscillation wavelength of 630 to 700 nm when the laser diode is fabricated because it has the largest band gap among the III-V semiconductors lattice matched with GaAs. The red laser diodes in the 600 nm band can be applied to light sources of high density optical recording devices, laser beam printers, laser pointers, point-of-sales systems and medical devices, and recently developed laser diodes for plastic fiber communication. It can be said to be the next generation semiconductor laser diode attracting attention.

첨부 도면의 제1도∼제4도는 종래 SBR 구조의 반도체 레이저 다이오드의 제조과정을 나타낸 것으로서, 제1도는 1차성장 후의 단면구조도, 제2도는 선택적 식각에 의해 메사형 리지 스트라이프를 형성한 상태도, 제3도는 2차성장에 의해 전류차단층을 형성한 상태도, 제4도는 3차성장 후의 단면구조도이다.1 to 4 of the accompanying drawings show a conventional SBR structured semiconductor laser diode manufacturing process, FIG. 1 is a cross-sectional structure diagram after the first growth, and FIG. 2 is a mesa ridge stripe formed by selective etching. 3 is a state diagram in which a current blocking layer is formed by secondary growth, and FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram after tertiary growth.

종래 SBR 구조의 반도체 레이저 다이오드는 통상 3단계 성장에 의해 제조가 이루어진다. 이에 관해 각 단계별로 좀 더 상세히 설명해 보기로 한다.The semiconductor laser diode of the conventional SBR structure is usually manufactured by three-step growth. I will explain this in more detail in each step.

먼저, 제1도에서와 같이 n-GaAs기판(11)이 마련되고, 그 상면에 n-GaAs버퍼층(12), n-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P클래드층(13), 도핑 되지 않은 In0.5Ga0.5P활성층(14), P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제1클래드층(15), InGaP에칭 방지층(16), p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(17), InGaP스파이크(spike) 방지층(18) 및 p-GaAs캡층(19)을 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:유기금속기상성장)법에 의해 순차적으로 적층 성장하게 된다.First, as shown in FIG. 1, an n-GaAs substrate 11 is provided, and an n-GaAs buffer layer 12, n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer 13, and doped on the upper surface thereof are not doped. In 0.5 Ga 0.5 P active layer 14, P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding layer 15, InGaP etching prevention layer 16, p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P The second cladding layer 17, the InGaP spike prevention layer 18, and the p-GaAs cap layer 19 are sequentially grown by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition).

그런 후, 제2도에서와 같이 소정 패턴의 SiO2마스크(20)를 상기 p-GaAs캡층(19) 위에 부착하고, 상기 InGaP에칭방지층(16)까지 선택적으로 에칭을 한다. 그러면, 상기 P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(17)의 양쪽부위는 에칭에 의해 제거되고, 중심부에는 소정의 폭과 높이를 가지는 메사형 리지 스트라이프(21)가 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 2, a SiO 2 mask 20 having a predetermined pattern is attached on the p-GaAs cap layer 19, and selectively etched up to the InGaP anti-etching layer 16. FIG. Then, both portions of the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P second cladding layer 17 are removed by etching, and a mesa ridge stripe 21 having a predetermined width and height is formed in the center portion. do.

한편, 리지 스트라이프(21)의 형성이 완료된 후, 제3도와 같이, 상기 마스크(20)를 이용한 선택적 에피택셜(epitaxial) 성장에 의해 n-GaAs전류차단층(22)이 형성된다. 그런 다음, 제4도에서와 같이, 상기 마스크(20)를 제거하고, p-GaAs캡층(23)을 성장한다. 사실상 이 단계까지가 반도체 레이저 다이오드의 제조과정이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 이후 상기 p-GaAs캡층(23)의 상면 및 n-GaAs기판(11)의 저면에 p전극(24) 및 n전극(25)을 각각 마련하여 소자를 완성하게 된다.On the other hand, after the formation of the ridge stripe 21, as shown in Figure 3, the n-GaAs current blocking layer 22 is formed by selective epitaxial growth using the mask 20. Then, as in FIG. 4, the mask 20 is removed and the p-GaAs cap layer 23 is grown. In fact, up to this step, it can be seen that the manufacturing process of the semiconductor laser diode is completed, and then the p electrode 24 and the n electrode 25 on the upper surface of the p-GaAs cap layer 23 and the bottom surface of the n-GaAs substrate 11. ) To complete each device.

그런데, 이와 같은 종래 방법에 의해 제조된 반도체 레이저 다이오드는 리지 스트라이프(21)를 통해 레이저가 발진될 경우 n-GaAs전류차단층(22)의 굴절률이 P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(17)보다 크게 되고, In0.5Ga0.5P활성층(14)의 에너지대역 금지대폭보다도 n-GaAs전류차단충(22)의 금지대폭이 작은 상태로써 레이저 광에 대해 n-GaAs전류차단층(22)은 흡수체가 된다. 따라서, 광흡수에 따른 광손실에 의해 레이저의 임계전류(threshold current)값 및 효율이 저하된다. 이를 해결하기 위해 리지 스트라이프(21)의 폭을 좁게 할 경우, 결과적으로 n-GaAs전류차단층(22)의 광흡수가 증대되어 낮은 전류값에서의 동작이 어렵게 되는 문제가 있다. 또한, n-GaAs전류차단층(22)이 InGaP에칭 방지층(16), p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(17) 및 버퍼역할을 하는 InGaP스파이크방지층(18)의 상면과 측면에 형성되어 있으므로 p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(17)의 아연(Zn) 활성화율이 저하되고, P형 캐리어(carrier)의 농도가 증대되지 않는다. 따라서, 레이저 소자의 직렬저항값이 커져 소자의 신뢰성이 저하되는 한편 수명이 단축되는 문제가 야기된다.However, in the semiconductor laser diode manufactured by the conventional method, the refractive index of the n-GaAs current blocking layer 22 is P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P when the laser is oscillated through the ridge stripe 21. The n-GaAs current is larger than the second cladding layer 17 and the n-GaAs current blocking insect 22 has a larger prohibition band than the energy band prohibition band of the In 0.5 Ga 0.5 P active layer 14. The blocking layer 22 becomes an absorber. Therefore, the threshold current value and the efficiency of the laser decrease due to the light loss due to light absorption. In order to solve this problem, if the width of the ridge stripe 21 is narrowed, there is a problem that the light absorption of the n-GaAs current blocking layer 22 is increased, making it difficult to operate at a low current value. In addition, the n-GaAs current blocking layer 22 of the InGaP etching prevention layer 16, the p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P second cladding layer 17 and the InGaP spike prevention layer 18 serving as a buffer. Since it is formed on the upper and side surfaces, the zinc (Zn) activation rate of the p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P second cladding layer 17 decreases, and the concentration of P-type carriers does not increase. Therefore, the series resistance of the laser device is increased, resulting in a problem that the reliability of the device is lowered and the life is shortened.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 낮은 전류값에서도 동작이 가능하며, 레이저 소자의 신뢰성을 한층 향상시킨 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor laser diode capable of operating at a low current value and further improving the reliability of a laser device and a method of manufacturing the same.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드는, 그 저면에 전극이 마련되는 기판과, 상기 기판의 상부에 형성되는 것으로 레이저를 발진시키는 레이저 발진층과, 상기 레이저 발진층의 상부에 형성되는 것으로 그 중앙부에는 메사구조의 리지가 형성되어 있으며 전류를 차단하는 전류차단층과, 상기 전류차단층의 상부에 형성되는 캡층을 구비하는 반도체 레이저 다이오드에 있어서,In order to achieve the above object, a semiconductor laser diode according to the present invention includes a substrate on which an electrode is provided on a bottom surface thereof, a laser oscillation layer for oscillating a laser formed on an upper portion of the substrate, and an upper portion of the laser oscillation layer. In the center portion of the semiconductor laser diode having a mesa structure of the ridge is formed, the current blocking layer for blocking the current, and the cap layer formed on top of the current blocking layer,

상기 전류차단층은 2중의 적층구조를 가지며, 전도성이 낮은 고저항값의 조성물로 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.The current blocking layer has a double layered structure, and is characterized by being formed of a high resistance value composition having low conductivity.

또한, 이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 반도체 레이저 다이오드의 제조방법은,Moreover, the manufacturing method of the semiconductor laser diode of this invention which has such a structure is,

기판상에 n-버퍼층, n-클래드층, 활성충, p-제1클래드층, 에칭 방지층, P-제2클래드층, 스파이크방지충 및 p-제1캡층을 순차적으로 적층성 장하는 단계;Sequentially stacking an n-buffer layer, an n-clad layer, an active layer, a p-first cladding layer, an anti-etching layer, a P-second cladding layer, an anti-spiking buffer and a p-first cap layer on the substrate;

상기 p-제1캡층 상에 소정 패턴의 마스크를 부착하고, 선택적 식각에 의해 리지 스트라이프를 형성하는 단계;Attaching a mask of a predetermined pattern on the p-first cap layer and forming a ridge stripe by selective etching;

상기 마스크를 이용하여 상기 에칭방지층의 상면 및 리지스트라이프의 측면에 걸쳐 제1,제2전류차단층을 선택적으로 성장하는 단계: 및Selectively growing first and second current blocking layers over the top surface of the anti-etching layer and the side surfaces of the ridge stripe using the mask: and

상기 마스크를 제거하고, 상기 제2전류차단충 및 p-제1캡층 상에 p-제2캡층을 성장하는 단계를 포함한다.Removing the mask and growing a p-second cap layer on the second current cut-off and the p-first cap layer.

그리고, 더 나아가 상기 p-제2캡층의 상면 및 n-기판의 저면에 전극을 각각 형성하는 단계를 더 포함한다.Further, the method may further include forming electrodes on the top surface of the p-second cap layer and the bottom surface of the n- substrate, respectively.

이와 같이, 본 발명의 소자는 전류차단층이 전도성이 낮은 고저항값의 조성물로 2중구조으로 되어 있어 리지 스트라이프 면에 대한 전류차단충의 광흡수를 없애고 누수전류를 제거할 수 있으므로 충분한 전류협착의 효과를 얻음으로써 동작전류를 낮추고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the device of the present invention has a double resistance structure of a high resistance value composition having low conductivity, which eliminates light absorption of the current blocking insect on the ridge stripe surface and eliminates leakage current, thereby ensuring sufficient current confinement. The effect is that the operating current is lowered and the reliability can be improved.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제5도∼제8도는 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드의 제조과정을 단계별로 나타낸 것으로서, 제5도는 1차성장 후의 단면구조도, 제6도는 선택적 식각에 의해 메사형 리지 스프라이프를 형성한 상태도, 제7도는 2차성장에 의해 전류차단충을 형성한 상태도, 제8도는 3차성장에 의해 캡층을 형성한 후의 단면구조도이다. 이를 각 단계별로 좀 더 상세히 설명해 보기로 한다.5 to 8 show the manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the present invention step by step, FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram after the first growth, and FIG. 6 is a mesa-ridge ridge formed by selective etching. FIG. 7 is a state diagram in which a current blocking insect is formed by secondary growth, and FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram after forming a cap layer by tertiary growth. Let's explain this in more detail in each step.

먼저, 제5도에서와 같이 n-GaAs기판(51)이 마련되고, 그 상부에 n-GaAs버퍼층(52), n-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P클래드충(53), 도핑 되지 않은 In0.5Ga0.5P활성층(54), P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제1클래드충(55), InGaP 에칭방지층(56), p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(57), InGaP스파이 크방지층(58) 및 p-GaAs캡층(59)을 순차적으로 1차 적충 성장하게 된다. 여기서, 이와 같은 성장은 MOCVD법, LPE(Liquid Phase Epitaxy)법 또는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)법 등을 사용하여 이루어진다. -1차성장이 완료된 후, 제6도에서와 같이 소정 패턴의 SiO2마스크(60)를 상기 p-GaAs캡충(59) 상면에 부착하고, 상기 InGaP에칭방지층(56)까지 선택적으로 에칭을 한다. 그러면, 상기 P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층(57)의 양쪽 부위는 에칭에 의해 제거되고, 중심부에는 소정의 폭과 높이를 가지는 메사형 리지 스트라이프(61)가 형성된다.First, as shown in FIG. 5, an n-GaAs substrate 51 is provided, and an n-GaAs buffer layer 52, n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad insect 53, and doped on top thereof In 0.5 Ga 0.5 P active layer 54, P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding 55, InGaP etching prevention layer 56, p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P The second cladding layer 57, the InGaP spike prevention layer 58, and the p-GaAs cap layer 59 are sequentially grown first. Here, such growth is performed using MOCVD, Liquid Phase Epitaxy (LPE), Molecular Beam Epitaxy (MBE), or the like. After completion of -first growth, a SiO 2 mask 60 having a predetermined pattern is attached to the upper surface of the p-GaAs capping 59 as shown in FIG. 6, and selectively etched up to the InGaP anti-etching layer 56. . Then, both portions of the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P second cladding layer 57 are removed by etching, and a mesa ridge stripe 61 having a predetermined width and height is formed in the center portion. do.

리지 스트라이프(61)의 형성이 완료된 후, 제7도에서와 같이, 상기 마스크(60)를 이용한 선택적 성장에 의해 P-In0.5Al0.5P제1전류차단층(62)이 형성된다. 여기서, 이 P-In0.5Al0.5P제1전류차단층(62)은 MOCVD법에 의해 0.I㎛ 정도의 두께로 성장시키며, 소정 챔버(chamber) 내에서 약 600℃의 온도로 30분∼1시간 정도 가열냉각(annealing)시킨다. 이때, 웨이퍼(wafer) 표면의 열적 손상을 방지하기 위하여 챔버 내에 수소(H2)와 포스핀(PH3) 가스를 주입시킨다 이와 같이 P-In0.5Al0.5P제1 전류차단층(62)의 형성이 완료된 후, 충분한 전류협착의 효과를 얻기 위해 P-In0.5Al0.5P제1전류차단층(62) 위에 도핑되지 않은 In0.5Al0.5P제2전류차단층(63)을 다시 성장시킨다. 이와 같이 2중의 전류차단충을 형성시킴으로써 전자의 포획중심의 농도가 중대되고, 실제적으로 캐리어의 보상에 의해 도전성이 낮은 고저항값의 전류차단층이 된다.After the formation of the ridge stripe 61, as shown in FIG. 7, the P-In 0.5 Al 0.5 P first current blocking layer 62 is formed by selective growth using the mask 60. Here, the P-In 0.5 Al 0.5 P first current blocking layer 62 is grown to a thickness of about 0.1 μm by MOCVD, and is held for 30 minutes at a temperature of about 600 ° C. in a predetermined chamber. Heat-anneal for 1 hour. At this time, hydrogen (H 2 ) and phosphine (PH 3 ) gas are injected into the chamber to prevent thermal damage to the wafer surface. As such, P-In 0.5 Al 0.5 P of the first current blocking layer 62 is formed. After formation is completed, the undoped In 0.5 Al 0.5 P second current blocking layer 63 is grown again on the P-In 0.5 Al 0.5 P first current blocking layer 62 to obtain the effect of sufficient current confinement. By forming a double current blocking insect in this manner, the concentration of the electron trapping center is significant, and the carrier is compensated by a carrier to form a high resistance current blocking layer having low conductivity.

이것은 또한 P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드충(57)의 Zn의 활성화율을 높이고 소자의 직렬저항을 낮추어 동작특성을 향상시키며, 궁극적으로 반도체 레이저 다이오드의 수명을 연장시키게 된다.It also increases the activation rate of Zn of the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P second cladding 57 and lowers the series resistance of the device, improving the operating characteristics and ultimately extending the life of the semiconductor laser diode. do.

한편, In0.5Al0.5P제2전류차단층(63)의 형성 후, 제8도에서와 같이 상기 마스크(60)를 제거하고, p-GaAs캡층(64)을 성장한다 사실상 이 단계 까지가 본 발명의반도체 레이저 다이오드의 제조과정이 완료된 것으로 볼 수 있으며, 이후 상기 p-GaAs캡층(64)의 상면 및 n-GaAs기판(51)의 저면에 p전극(65) 및 n전극(66)을 각각 마련하여 소자를 완성하게 된다.On the other hand, after the formation of the In 0.5 Al 0.5 P second current blocking layer 63, the mask 60 is removed and the p-GaAs cap layer 64 is grown as shown in FIG. 8. It can be seen that the manufacturing process of the semiconductor laser diode of the present invention is completed, and then the p electrode 65 and the n electrode 66 are respectively disposed on the top surface of the p-GaAs cap layer 64 and the bottom surface of the n-GaAs substrate 51. It is prepared to complete the device.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드는 전류차단충이 전도성이 낮은 고저항값의 조성물로 2중구조으로 되어 있어 리지 스트라이프 면에 대한 전류차단충의 광흡수를 없애고 누수전류를 제거할 수 있으므로 충분한 전류협착의 효과를 얻음으로써 소자의 동작전류를 낮추고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the semiconductor laser diode according to the present invention has a double-resistance composition of a high resistance value having low conductivity, and thus can eliminate light absorption of the current cutoff on the ridge stripe surface and eliminate leakage current. By obtaining the effect of sufficient current narrowing, there is an advantage of lowering the operating current of the device and improving reliability.

제1도는 종래 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 1차성장 후의 단면구조도.1 is a cross-sectional structure diagram after primary growth in the manufacture of a semiconductor laser diode by a conventional method of manufacturing a semiconductor laser diode.

제2도는 종래 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 메사형 리지 스트라이프를 형성한 상태도.2 is a state diagram in which a mesa ridge stripe is formed in the manufacture of a semiconductor laser diode by a conventional method of manufacturing a semiconductor laser diode.

제3도는 종래 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 전류차단층을 형성한 상태도.3 is a state diagram in which a current blocking layer is formed in the manufacture of a semiconductor laser diode by a conventional method of manufacturing a semiconductor laser diode.

제4도는 종래 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 소자 완성후의 단면구조도.4 is a cross-sectional view of the structure of a semiconductor laser diode after the completion of the device in the manufacturing method of the conventional semiconductor laser diode.

제5도는 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 1차성장 후의 단면구조도.5 is a cross-sectional structure diagram after primary growth in the manufacture of a semiconductor laser diode by the method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention.

제6도는 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 메사형 리지 스트라이프를 형성한 상태도.6 is a state diagram in which a mesa ridge stripe is formed in the manufacture of a semiconductor laser diode by the method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention.

제7도는 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 제1,제2전류차단층을 형성한 상태도.7 is a state diagram in which a first and a second current blocking layer are formed in the manufacture of a semiconductor laser diode by the method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention.

제8도는 본 발명에 따른 반도체 레이저 다이오드의 제조방법에 의한 반도체 레이저 다이오드의 제조에 있어서, 소자 완성후의 단면구조도.8 is a cross-sectional view of the structure of a semiconductor laser diode after the completion of the device in the semiconductor laser diode manufacturing method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11,51...n-GaAs기판 12,52...n-GaAs버퍼충11,51 ... n-GaAs substrate 12,52 ... n-GaAs buffer

1 3 , 5 3 . . . n - I n0 . 5( G a0 . 3A l0 . 7)0 . 5P 클 래 드 층1 3, 5 3. . . n-I n 0. 5 (G a 0. 3 A l 0. 7) 0. 5 P Clad Floor

1 4 , 5 4 . . . I n0 . 5G a0 . 5P 활 성 층 ( u n d o p e d )1 4, 5 4. . . I n 0. 5 G a 0. 5 P active layer (undoped)

15,55...p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제1클래드층 16,56...p-InGaP에칭방지층15,55 ... p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P First cladding layer 16,56 ... p-InGaP etching prevention layer

17, 57...p-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P제2클래드층 18,58...InGaP스파이 크방지층17, 57 ... p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P Second cladding layer 18,58 ... InGaP spike prevention layer

19,59...p-GaAs캡층 20,60. SiO2마스크19,59 ... p-GaAs cap layer 20,60. SiO2 mask

21,61...리지 스트라이프 22...n-GaAs전류차단층Ridge stripe 22 ... n-GaAs current blocking layer

23...p-GaAs캡층 24,65...p전극23 ... p-GaAs cap layer 24,65 ... pelectrode

25,66...n전극 62....p-In0.5Al0.5P제1전류차단층25,66 ... n-electrode 62 .... p-In0.5Al0.5Pfirst current blocking layer

63...In0.5Al0.5P제2전류차단층63 ... In 0.5 Al 0.5 P 2nd current blocking layer

Claims (5)

그 저면에 전극이 마련되는 기판과, 상기 기판의 상부에 형성되는 것으로 레이저를 발진시키는 레이저 발진층과, 상기 레이저 발진층의 상부에 형성되는 것으로 그 중앙부에는 메사구조의 리지가 형성되어 있으며 전류를 차단하는 전류차단층과, 상기 전류차단층의 상부에 형성되는 캡층을 구비하는 반도체 레이저 다이오드에 있어서,A substrate having an electrode on the bottom thereof, a laser oscillation layer which is formed on the substrate, and a laser oscillation layer that oscillates the laser, and an upper portion of the laser oscillation layer. In the semiconductor laser diode having a current blocking layer to block and a cap layer formed on the current blocking layer, 상기 전류차단층은 p형 제1 전류 차단층 및 도핑되지 않은 제2 전류 차단층으로 구성된 2중의 적층구조를 가지며, 전도성이 낮은 고저항값의 조성물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,The current blocking layer has a double stacked structure consisting of a p-type first current blocking layer and an undoped second current blocking layer, and is formed of a high resistance composition having low conductivity. 상기 메사 구조의 리지는 상부 클레드층, 스파이크 방지층 및 캡층으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드.The ridge of the mesa structure is a semiconductor laser diode, characterized in that consisting of an upper clad layer, a spike prevention layer and a cap layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 전류 차단층은 In0.5Al0.5P의 화학적 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드.The first and the second current blocking layer is a semiconductor laser diode, characterized in that the chemical composition of In 0.5 Al 0.5 P. 기판상에 n-버퍼층, n-클래드충, 활성충, p-제1클래드층, 에칭 방지층, p-제2클래드층, 스파이크방지층 및 p-제1캡층을 순차적으로 적층 성장하는 단계;Sequentially stacking an n-buffer layer, an n-cladding layer, an active layer, a p-first cladding layer, an anti-etching layer, a p-second cladding layer, an anti-spiking layer, and a p-first capping layer on the substrate; 상기 p-제1캡층 상에 소정 패턴의 마스크를 부착하고, 선택적 식각에 의해 리지 스트라이프를 형성하는 단계;Attaching a mask of a predetermined pattern on the p-first cap layer and forming a ridge stripe by selective etching; 상기 마스크를 이용하여 상기 에칭방지층의 상면 및 리지 스트라이프의 측면에 걸쳐 p형의 제1 전류 차단층과 도핑되지 않은 제2 전류 차단층을 선택적으로 성장하는 단계; 및Selectively growing a p-type first current blocking layer and an undoped second current blocking layer over the upper surface of the anti-etching layer and the side of the ridge stripe using the mask; And 상기 마스크를 제거하고, 상기 제2전류차단충 및 p-제1캡층 상에 p-제2캡층을 성장하는 단계를 포함하되,Removing the mask and growing a p-second cap layer on the second current cut-off and p-first cap layer, 상기 제1 전류 차단층을 형성하는 과정에 웨이퍼 표면의 열적손상을 방지하기 위하여 챔버내에 수소(H2)와 포스핀(PH3) 가스를 주입시키는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor laser diode, characterized in that the hydrogen (H 2 ) and phosphine (PH 3 ) gas is injected into the chamber to prevent thermal damage to the surface of the wafer in the process of forming the first current blocking layer. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 p-제2캡층의 성장단계 이후, p-제2캡층의 상면 및 n-기판의 저면에 전극을 각각 형성하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 제조방법.After the growth step of the p- second cap layer, the method of manufacturing a semiconductor laser diode, characterized in that further comprising the step of forming an electrode on the upper surface of the p- second cap layer and the bottom of the n- substrate, respectively. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1전류차단층은 MOCVD법에 의해 0.0㎛ 정도의 두께로 성장시키며, 소정 챔버 내에서 약 600℃의 온도로 30분∼1시간 정도 가열냉각시키는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드의 제조방법.The first current blocking layer is grown to a thickness of about 0.0㎛ by MOCVD method, and the method of manufacturing a semiconductor laser diode characterized in that the heat is cooled for about 30 minutes to 1 hour at a temperature of about 600 ℃ in a predetermined chamber.
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