KR100571842B1 - 레이저 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

레이저 다이오드 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100571842B1
KR100571842B1 KR1020040079492A KR20040079492A KR100571842B1 KR 100571842 B1 KR100571842 B1 KR 100571842B1 KR 1020040079492 A KR1020040079492 A KR 1020040079492A KR 20040079492 A KR20040079492 A KR 20040079492A KR 100571842 B1 KR100571842 B1 KR 100571842B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
laser diode
ridge
material layer
dielectric material
Prior art date
Application number
KR1020040079492A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060030643A (ko
Inventor
임대호
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020040079492A priority Critical patent/KR100571842B1/ko
Publication of KR20060030643A publication Critical patent/KR20060030643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100571842B1 publication Critical patent/KR100571842B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/36—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising organic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2206—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
    • H01S5/2209—GaInP based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/02—MBE

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

신뢰성이 우수한 단파장의 레이저 다이오드 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 레이저 다이오드는, 기판과, 기판 상에 순차 적층된 하부 클래드층, 활성층 및 상부 클래드층과, 상부 클래드층의 상부에 소정 폭으로 형성된 리지와, 리지의 양측에 위치하도록 상부 클래드층 위에 형성된 전류차단층을 구비하며, 특히 상기 리지의 양측에 배치되도록 상부 클래드층과 전류차단층 사이에 형성된 유전물질층을 더 구비한다. 상기 유전물질층은 복수의 스트립 형상 또는 다수의 도트 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 유전물질층에 의해 1차 모드의 발진을 효과적으로 억제할 수 있어서 단일 모드의 레이저를 용이하게 얻을 수 있다.

Description

레이저 다이오드 및 그 제조방법{Laser diode and method for manufacturing the same}
도 1은 종래의 레이저 다이오드의 일 예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 2는 종래의 레이저 다이오드의 다른 예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 다이오드를 도시한 개략적 단면도이다.
도 4a와 도 4b는 도 3에 도시된 유전물질층의 두 가지 형상을 보여주는 평면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...기판 120...버퍼층
130...하부 클래드층 140...활성층
150...상부 클래드층 152...리지
154...접촉층 156...캡층
160,160'...유전물질층 170...전류차단층
180...전극
본 발명은 레이저 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효율이 높고 신뢰성이 우수한 고출력 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 유도 방출에 의해 발생하는 레이저는 단광성, 지향성 및 고강도의 특성을 가지는 장점으로 인해 여러 산업 분야에서 널리 이용되고 있다. 이러한 레이저에는, 헬륨-네온(He-Ne) 레이저나, 아르곤(Ar)레이저와 같은 기체 레이저와, YAG 레이저나 루비 레이저와 같은 고체 레이저로부터, 소형이며 고주파에서 바이어스 전류를 변조함으로써 변조가 용이한 반도체 레이저에 이르는 다양한 종류가 있다.
상기 반도체 레이저는 P-N 접합을 기본으로 하여 양자 전자의 개념을 포함하는 반도체 소자로서, 반도체 물질로 구성된 박막, 즉 활성층에 전류를 주입하여 인위적으로 전자-정공 재결합을 유도함으로써 재결합에 따르는 감소 에너지에 해당하는 빛을 발진하는 반도체 레이저 다이오드이다.
최근, 반도체 레이저의 성능은, 파장을 결정하는 재료의 개발과, 임계 전류, 발진 효율, 단일 파장, 스펙트럼 선폭 따위의 특성과 신뢰성을 결정하는 소자 구조를 실현하기 위한 에피택셜(Epitaxial) 성징 기술 및 미세 가공 기술의 진보에 의하여 현저한 발전을 거듭하고 있다. 특히, 에피택셜 성장 기술에서는 종래의 액상 에피택시(Liquid Phase Epitaxy : LPE) 방법을 대신하여 유기금속 기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD) 방법 및 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy : MBE) 방법 등에 의하여 원자층 수준의 제어가 가능하게 되었다.
상기 반도체 레이저 다이오드는 He-Ne 기체 레이저 또는 Nd:YAG 레이저와 같은 고체 레이저에 비해서 크기가 작고, 가격 또한 저렴하며, 특히 전류조절을 통해 강도조절이 가능하다는 특징을 가진다. 상기 반도체 레이저 다이오드는 상기와 같은 특징 때문에 컴팩트 디스크 플레이어(CDP)나 광학 메모리, 고속 레이저 프린터등의 정보처리기기 및 광통신용기기로서, 기존의 헬륨-네온등의 기체 레이저등을 대체하여 그 응용범위를 넓혀가고 있다.
한편, 최근에는 광 디스크 메모리, 레이저 빔 프린터, 및 바코드 리이더(barcode reader) 등의 제품 사용 증가로 인하여, 이러한 분야의 단파장 광원으로서 사용되는 GaInP/AlGaInP 레이저 다이오드가 크게 주목받고 있다.
현재까지 가장 많이 사용되고 있는 인덱스-가이드(index-gide) 레이저 SBR(Selectively Buried Ridge) 구조를 형성하기 위해서는 3단계의 MOCVD 성장과정을 거쳐야 한다. 최근에는 상기 3단계의 MOCVD 성장과정을 2단계의 MOCVD 성장과정으로 단축시킴으로써 공정을 보다 단순화한 방법이 개발되었다.
도 1은 종래의 2단계 MOCVD 성장과정에 의해 제조된 레이저 다이오드의 일 예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 1을 참조하면, n-GaAs 기판(10) 상에, n-GaAs 버퍼층(12), n-(Al0.7Ga)0.5InP 클래드층(14), GaInP 활성층(16), p-(Al0.7Ga)InP 클래드층(18), p-GaInP 접촉층(20) 및 p-GaAs 캡층(22)을 제1차 MOCVD 성장법에 의해 순차적으로 형성한다. 이어서, 상기 p-클래드층(18)이 0.2∼0.3㎛ 정도가 남도록 상기 p-캡층 (22), p-접촉층(20) 및 p-클래드층(18)을 선택적으로 식각함으로써 리지를 형성한다. 다음에, 상기 리지의 양측에만 선택적으로, n-GaAs 전류차단층(20)을 제2차 MOCVD 성장법에 의해 형성한다. 이어서, 상기 결과물 상에 크롬과 알루미늄으로 이루어진 전극(26)을 형성한다.
상술한 종래의 2단계 MOCVD 성장과정에 의해 제조된 레이저 다이오드에 있어서, GaAs에서의 전자 확산 거리가 1㎛ 정도가 되기 때문에 n-GaAs로 이루어진 전류차단층(20)에서 역바이어스(reverse bias)가 걸려 전자가 누출되는 현상이 발생된다. 따라서, 도 1에 도시된 구조를 가진 종래의 레이저 다이오드는 고출력의 레이저를 얻기에 부적합한 문제점을 가지고 있다.
도 2에는 상기한 종래의 레이저 다이오드가 가진 문제점을 해소할 수 있는 구조를 가진 레이저 다이오드의 다른 예가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 레이저 다이오드에 있어서, 기판(50), 버퍼층(52), 하부 클래드층(54), 활성층(56) 및 리지 구조를 가진 상부 클래드층(58)의 구성은 전술한 도 1에 도시된 레이저 다이오드와 동일하다. 그리고, 상기 리지의 상부에 접촉층(66), 캡층(68) 및 전극(70)이 형성되는 것도 도 1에 도시된 레이저 다이오드와 동일하다. 다만, 도 2에 도시된 레이저 다이오드는 리지의 양측에 형성되는 전류차단층(65)의 구성에 있어서 도 1에 도시된 레이저 다이오드와 차이가 있다. 즉, 도 2에 도시된 레이저 다이오드에 있어서, 상기 전류차단층(65)은 n-GaAs층(60), p-GaAs층(62) 및 n-GaAs층(64)이 순차적으로 적층된 복층 구조를 가진다. 이러한 구조에 의하면, 상부 클래드층(58)과 전류차단층(65)이 p-n-p-n 접합을 형성하기 때문에, 전 류차단층(65)에 역바이어스가 걸리지 않게 되어 캐리어의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드로부터 레이저가 발진되면 리지 아래의 기본 모드와 리지의 양측으로 퍼지는 1차 모드가 얻어지게 된다. 이와 같이 레이저가 다중 모드를 갖게 되는 경우에는 바람직하지 못하므로, 가능한 한 단일 모드의 레이저를 얻을 수 있도록 1차 모드를 억게할 필요가 있다. 그러나, 도 1과 도 2에 도시된 종래의 레이저 다이오드는 1차 모드의 발진을 억제할 수 있는 구조를 갖고 있지 않아서 모드 제어 기능이 약한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 모드의 제어가 용이하고 캐리어의 누출을 방지할 수 있어서 효율이 높고 신뢰성이 우수한 고출력 단파장의 레이저 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 상기 레이저 다이오드를 제조하는데 특히 적합한 레이저 다이오드의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 다이오드는,
기판과, 상기 기판 상에 순차 적층된 하부 클래드층, 활성층 및 상부 클래드층과, 상기 상부 클래드층의 상부에 소정 폭으로 형성된 리지와, 상기 리지의 양측에 위치하도록 상기 상부 클래드층 위에 형성된 전류차단층을 구비하는 레이저 다이오드에 있어서,
상기 리지의 양측에 배치되도록 상기 상부 클래드층과 상기 전류차단층 사이에 형성된 유전물질층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유전물질층은 복수의 스트립(strip) 형상 또는 다수의 도트(dot) 형상으로 형성된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 유전물질층은 SiO2 또는 SiN으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 유전물질층은 Si로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 Si는 나노 입자 형태로 증착된 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 전류차단층은, 상기 상부 클래드층과 함께 p-n-p-n 접합을 이루도록 복층으로 이루어진 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 전류차단층은, n-물질층, p-물질층 및 n-물질층이 순차 적층되어 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 리지의 정상면 상에 접촉층 및 캡층이 형성될 수 있다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조방법은,
기판 상에 하부 클래드층, 활성층 및 상부 클래드층을 순차적으로 성장시키는 제1차 성장 단계; 상기 상부 클래드층의 상부 양측을 식각하여 그 중앙에 소정 높이로 돌출되는 리지를 형성하는 단계; 상기 리지의 양측에 유전물질층을 형성하는 단계; 및 상기 리지의 양측에 전류차단층을 성장시키는 제2차 성장 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1차 성장 단계와 제2차 성장 단계는 유기금속 기상성장법에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 다이오드를 도시한 개략적 단면도이고, 도 4a와 도 4b는 도 3에 도시된 유전물질층의 두 가지 형상을 보여주는 평면도들이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 다이오드는 n-GaAs로 이루어진 기판(110)을 구비한다. 상기 기판(110) 상에는 하부 클래드층(130)과 활성층(140)과 상부 클래드층(150)이 순차적으로 적층된다. 상기 하부 클래드층(130)은 n-(Al0.7Ga)0.5InP 로 이루어질 수 있으며, 상기 활성층(140)은 GaInP 로 이루어질 수 있고, 상기 상부 클래드층(150)은 p-(Al0.7Ga)InP 로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 기판(110)과 하부 클래드층(130) 사이에는 n-GaAs로 이루어진 버퍼층(120)이 형성될 수 있다.
한편, 상기한 각 층의 소재와 아래에서 기술되는 각 층의 소재는 단지 예시된 것으로서, 레이저 다이오드의 요구되는 특성에 따라 다른 적합한 소재로 대체될 수 있다.
상기 상부 클래드층(150)의 상부에는 상기 활성층(140)으로의 전류 주입을 위한 리지(152)가 소정 폭으로 형성된다. 그리고, 상기 리지(152)의 정상면 상에는 접촉층(154) 및 캡층(156)이 형성될 수 있다. 상기 접촉층(154)은 p-GaInP로 이루어질 수 있으며, 상기 캡층(156)은 p-GaAs로 이루어질 수 있다.
상기 상부 클래드층(150) 위에는 상기 리지(152)의 양측에 위치하도록 전류차단층(170)이 형성된다. 상기 전류차단층(170)은, 상기 상부 클래드층(150)과 함께 p-n-p-n 접합을 이루도록 복층으로 이루어질 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
상기 캡층(156) 및 전류차단층(170)의 상부에는 크롬 및 알루미늄으로 이루어진 전극(180)이 형성된다.
본 발명에 따른 레이저 다이오드는, 상기 리지(152)의 양측에 배치되도록 상기 상부 클래드층(150)과 상기 전류차단층(170) 사이에 형성된 유전물질층(160, 160')을 더 구비한다. 상기 유전물질층(160, 160')은 실리콘 산화물(SiO2)또는 실리콘 질화물(SiN)로 이루어질 수 있다. 그리고, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 유전물질층(160)은 상기 리지(152)와 평행하게 뻗어 있으며 서로 소정 간격을 두고 이격되어 있는 복수의 스트립(strip) 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 유전물질층(160')은 다수의 도트(dot) 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 유전물질층(160, 160')이 이와 같은 형상으로 형성되는 이유는, 후술하는 제조방법에서 설명되는 바와 같이, 상부 클래드층(150)을 부분적으로 노출시켜 이로부터 전류차단층(170)이 성장할 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같은 유전물질층(160, 160')은, 전류차단층(170)을 보충하는 기능과 함 께 발진되는 레이저의 모드 제어 기능을 하게 된다. 즉, 상기 유전물질층(160, 160')은 절연성을 가지므로, 리지(152) 이외의 부분으로부터 전류가 활성층(140)으로 주입되는 것을 보다 확실하게 차단할 수 있게 된다. 그리고, 이러한 유전물질층(160, 160')은 리지(152) 양측으로 퍼지게 되는 1차 모드의 발진을 억제하게 된다. 따라서, 이와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 레이저 다이오드에 의하면, 모드의 제어가 가능하여 리지(152) 아래의 기본 모드만으로 이루어진 단일 모드의 레이저를 보다 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 유전물질층(160, 160')은 Si를 나노 입자 형태로 증착함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 상기 Si 나노 입자의 크기는 4nm ~ 100nm 인 것이 바람직하다. 상기 Si층은 흡수 특성이 우수하기 때문에, 이를 리지(152) 양측에 위치시키면 Si층과 오버랩되는 영역에서의 1차 모드의 발진을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
상기 전류차단층(170)은, n-물질층(172), p-물질층(174) 및 n-물질층(176)이 순차 적층된 복층 구조로 형성된다. 상기 전류차단층(170)을 구성하는 물질로서 도시된 바와 같이 GaAs를 사용할 수 있으나, 이 대신에 다른 물질을 사용할 수도 있다.
이와 같이, 종래의 n-GaAs 만으로 이루어진 전류차단층 대신에 n-GaAs/p-GaAs/n-GaAs로 이루어진 전류차단층(170)을 사용하게 되면, 상부 클래드층(150)과 전류차단층(170)이 함께 p-n-p-n 접합을 형성하기 때문에, 전류차단층(170)에 역바이어스가 걸리지 않게 되어 캐리어의 누출을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
이하에서는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 바람직한 제조방법을 설명하기로 한다.
구체적으로, n-GaAs 기판(110) 상에, n-(Al0.7Ga)0.5InP 상부 클래드층(130), GaInP 활성층(140), p-(Al0.7Ga)InP 상부 클래드층(150)을 제1차 MOCVD 성장법에 의해 순차적으로 형성한다. 이 단계에서, 상기 n-GaAs 기판(110) 상에 n-GaAs 버퍼층(120)을 형성할 수 있으며, 또한 상기 상부 클래드층(150) 위에 p-GaInP 접촉층(154)과 p-GaAs 캡층(156)을 형성할 수 있다.
이어서, 상기 결과물 상에 소정의 식각 마스크를 형성한 후, 이를 이용하여 상부 클래드층(150)이 0.2∼0.3㎛ 정도가 잔류하도록 상기 캡층(156), 접촉층(154) 및 상부 클래드층(150)을 식각함으로써 스트립 형상의 리지(152)를 형성한다.
다음으로, 상기 리지(152)의 양측에 유전물질층(160, 160')을 형성한다. 상기 유전물질층(160, 160')은 상기 리지(152) 양측의 상부 클래드층(150) 상면에 SiO2 또는 SiN을 증착한 후, 이를 복수의 스트립(strip) 형상 또는 다수의 도트(dot) 형상으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 한편, 상기 유전물질층(160, 160')은 Si를 나노 입자 형태로 증착함으로써 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 Si 나노 입자의 크기는 4nm ~ 100nm 인 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 리지(152)의 양측에 n-GaAs 물질층(172), p-GaAs 물질층(174) 및 n-GaAs 물질층(176)을 제2차 MOCVD 성장법에 의해 순차적으로 성장시킴으로써, 복수의 층으로 이루어진 전류차단층(170)을 형성한다. 이 때, 상기 유전물질 층(160, 160')이 스트립 형상 또는 도트 형상으로 형성되어 있어서 상부 클래드층(150)이 부분적으로 노출되어 있으므로, 이로부터 상기 물질층들(172, 174, 176)이 성장할 수 있다. 한편, 상기 전류차단층(170)을 구성하는 물질로서 GaAs 대신에 다른 물질을 사용하여도 무방하다.
다음에, 상기 결과물 상에 크롬과 알루미늄으로 이루어진 전극(170)을 형성함으로써 본 발명에 따른 레이저 다이오드를 완성한다.
이와 같은 본 발명의 제조방법에 의하면, 본 발명에 따른 레이저 다이오드를 간단한 2단계의 MOCVD 성장과정에 의해 제조할 수 있게 된다.
본 발명은 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 도면들과 상세한 설명에서 예시된 각 층의 소재는 전술한 바와 같이 그 특성이 요구되는 조건에 따라 바뀔 수 있으므로 본 발명의 레이저 다이오드는 각 층의 소재에 의해 제한을 받지 않는다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 다이오드에 의하면, 리지의 양측에 형성된 유전물질층에 의해 1차 모드의 발진을 효과적으로 억제할 수 있어서 단일 모드의 레이저를 용이하게 얻을 수 있으며, 전류차단층을 p-n-p-n 접합을 이룰 수 있도록 복층으로 구성함으로써 캐리어의 누출을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 효율이 높고 신뢰성이 우수한 고출력 단파장의 레이저 다이오드의 구현이 용이하다.
그리고, 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조방법에 의하면, 2단계의 MOCVD 성장과정에 의해 레이저 다이오드를 제조할 수 있어서, 그 제조 공정이 간단한 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 순차 적층된 하부 클래드층, 활성층 및 상부 클래드층과, 상기 상부 클래드층의 상부에 소정 폭으로 형성된 리지와, 상기 리지의 양측에 위치하도록 상기 상부 클래드층 위에 형성된 전류차단층을 구비하는 레이저 다이오드에 있어서,
    상기 리지의 양측에 배치되도록 상기 상부 클래드층과 상기 전류차단층 사이에 형성된 유전물질층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유전물질층은 복수의 스트립(strip) 또는 다수의 도트(dot) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유전물질층은 SiO2 또는 SiN으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유전물질층은 Si로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 Si는 나노 입자 형태로 증착된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 Si 나노 입자의 크기는 4nm ~ 100nm 인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전류차단층은, 상기 상부 클래드층과 함께 p-n-p-n 접합을 이루도록 복층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전류차단층은, n-물질층, p-물질층 및 n-물질층이 순차 적층되어 이루 어진 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 리지의 정상면 상에 접촉층 및 캡층이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  10. 기판 상에 하부 클래드층, 활성층 및 상부 클래드층을 순차적으로 성장시키는 제1차 성장 단계;
    상기 상부 클래드층의 상부 양측을 식각하여 그 중앙에 소정 높이로 돌출되는 리지를 형성하는 단계;
    상기 리지의 양측에 유전물질층을 형성하는 단계; 및
    상기 리지의 양측에 전류차단층을 성장시키는 제2차 성장 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1차 성장 단계와 제2차 성장 단계는 유기금속 기상성장법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 유전물질층은 복수의 스트립(strip) 형상 또는 다수의 도트(dot) 형상 으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 유전물질층은 SiO2 또는 SiN을 증착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 유전물질층은 Si를 나노 입자 형태로 증착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제1차 성장 단계와 상기 리지 형성 단계 사이에, 상기 상부 클래드층 상에 접촉층 및 캡층을 순차적으로 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 전류차단층은, n-물질층, p-물질층 및 n-물질층을 제2차 유기금속 기상성장법에 의해 순차적으로 성장시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
KR1020040079492A 2004-10-06 2004-10-06 레이저 다이오드 및 그 제조방법 KR100571842B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040079492A KR100571842B1 (ko) 2004-10-06 2004-10-06 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040079492A KR100571842B1 (ko) 2004-10-06 2004-10-06 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060030643A KR20060030643A (ko) 2006-04-11
KR100571842B1 true KR100571842B1 (ko) 2006-04-17

Family

ID=37140596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040079492A KR100571842B1 (ko) 2004-10-06 2004-10-06 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100571842B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6482593A (en) * 1987-09-24 1989-03-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
JPH05145171A (ja) * 1991-11-19 1993-06-11 Fujitsu Ltd 半導体レーザ
JPH08316563A (ja) * 1995-05-15 1996-11-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
KR970024409A (ko) * 1995-10-26 1997-05-30 김광호 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JP2000091313A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6482593A (en) * 1987-09-24 1989-03-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
JPH05145171A (ja) * 1991-11-19 1993-06-11 Fujitsu Ltd 半導体レーザ
JPH08316563A (ja) * 1995-05-15 1996-11-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
KR970024409A (ko) * 1995-10-26 1997-05-30 김광호 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JP2000091313A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060030643A (ko) 2006-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7709281B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
US4901327A (en) Transverse injection surface emitting laser
US4943970A (en) Surface emitting laser
US4964135A (en) Semiconductor laser
US20040061119A1 (en) Nitride-based semiconductor light-emitting device
JP2003031894A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
EP0915542A2 (en) Semiconductor laser having improved current blocking layers and method of forming the same
KR100571842B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그 제조방법
NL194568C (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderlaser.
US5095489A (en) Semiconductor laser device
EP0284684B1 (en) Inverted channel substrate planar semiconductor laser
JP2004241515A (ja) 窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法
KR100278632B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JP2004048080A (ja) 半導体レーザの製造方法
KR100363240B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
KR100289730B1 (ko) 반도체레이저소자의제조방법
KR100263934B1 (ko) 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법
JP2001094206A (ja) 半導体レーザ及びその製造方法
KR100259005B1 (ko) 반도체 레이져 다이오드
KR100255694B1 (ko) 반도체 레이져 다이오드
KR100255695B1 (ko) 반도체 레이저 소자 및 그의 제조 방법
KR100330591B1 (ko) 반도체레이저다이오드의제조방법
KR100259006B1 (ko) 반도체 레이저소자의 제조방법
Lu et al. Characteristics of monolithically integrated two-wavelength laser diodes with aluminum-free active layers
KR100265801B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment
FPAY Annual fee payment
LAPS Lapse due to unpaid annual fee