KR100584376B1 - 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법 - Google Patents

산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100584376B1
KR100584376B1 KR1020040091243A KR20040091243A KR100584376B1 KR 100584376 B1 KR100584376 B1 KR 100584376B1 KR 1020040091243 A KR1020040091243 A KR 1020040091243A KR 20040091243 A KR20040091243 A KR 20040091243A KR 100584376 B1 KR100584376 B1 KR 100584376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
layers
mask
laser diode
substrate
Prior art date
Application number
KR1020040091243A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060046800A (ko
Inventor
방영철
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040091243A priority Critical patent/KR100584376B1/ko
Priority to US11/180,776 priority patent/US20060098707A1/en
Priority to JP2005325636A priority patent/JP2006140487A/ja
Publication of KR20060046800A publication Critical patent/KR20060046800A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100584376B1 publication Critical patent/KR100584376B1/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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

알루미늄을 함유하는 반도체 재질의 활성층을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법은,(a) 기판 상에 서로 이격된 제1 및 제2 슬릿들을 갖는 제1 마스크를 형성하는 과정과; (b) 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 기판으로부터 상기 제1 및 제2 슬릿들에 의해 한정되는 제1 및 제2 산화 차단층들을 선택 영역 성장시키는 과정과; (d) 상기 제1 및 제2 산화 차단층들 사이에 알루미늄을 함유하는 활성층을 포함한 복수의 층들을 상기 기판 상에 형성하는 과정을 포함한다.
산화 차단층, 레이저 다이오드, 알루미늄 산화, 활성층

Description

산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법{METHOD FOR FABRICATING LASER DIODE WITH OXIDATION BARRIER LAYERS}
도 1은 전형적인 AlGaInAs 릿지 도파로 레이저 다이오드를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화 차단층들을 갖는 릿지 도파로 레이저 다이오드를 나타내는 도면,
도 3 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화 차단층들을 갖는 릿지 도파로 레이저 다이오드의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 레이저 다이오드의 제작 방법에 관한 것으로서, 특히 알루미늄을 함유하는 반도체 재질의 활성층(active layer)을 갖는 레이저 다이오드의 제작시 발생하는 알루미늄 산화(aluminum oxidation) 및 이로 인한 COD(catastropic optical damage)의 발생을 막을 수 있는 방법에 관한 것이다.
공지된 레이저 다이오드들 중의 하나인 릿지 도파로 레이저 다이오드(ridge waveguide laser diode: RWG-LD)는 제조가 용이하고, 단일 모드(single mode) 동작을 하며, 작은 크기의 활성층을 가지므로 외부 도파로와의 결합이 용이하다는 장점이 있다.
릿지 도파로 레이저 다이오드는 공지된 기술로서, 예를 들어 아만(Amann)에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제4,352,187호{Semiconductor laser diode}는 이중 접합 구조(double hetero structure)를 가지며 스트립(strip) 형상의 릿지 도파로를 갖는 릿지 도파로 레이저 다이오드를 개시하고 있다.
도 1은 전형적인 AlGaInAs 릿지 도파로 레이저 다이오드를 나타내는 도면이다. 상기 레이저 다이오드(100)는 InP 기판(substrate, 110) 상에 InP 버퍼층(buffer layer, 120), AlGaInAs 하부 도파로층(lower waveguide layer, 130), 다중양자우물(multiple quantum well: MQW) 구조의 AlGaInAs 활성층(active layer, 140), AlGaInAs 상부 도파로층(upper waveguide layer, 150), p-InP 클래드층(clad layer, 160)을 차례로 적층하여 얻어진다. 상기 활성층(140)은 광을 생성하는 기능을 하며, 상기 하부 및 상부 도파로층(130,150)은 생성된 광을 도파시키는 기능을 하며, 상기 버퍼층(120) 및 클래드층(160)은 상기 광을 상기 활성층(140)과 상기 하부 및 상부 도파로층(130,150) 내에 가두어 두는 기능을 한다.
그러나, 상술한 바와 같은 전형적인 릿지 도파로 레이저 다이오드(100)는 상기 활성층(140)과 상기 하부 및 상부 도파로층(130,150)이 알루미늄(aluminum: Al)을 함유하는 반도체 물질로 이루어지기 때문에, 상기 알루미늄을 함유하는 층들(130,140,150)의 양 단면들(facet, 170,175)에서 알루미늄 산화가 발생하며, 이로 인해 COD가 발생한다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 알루미늄을 함유하는 층들의 계면들에서 발생하는 알루미늄 산화를 막을 수 있는 레이저 다이오드의 제작 방법을 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄을 함유하는 반도체 재질의 활성층을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법은,(a) 기판 상에 서로 이격된 제1 및 제2 슬릿들을 갖는 제1 마스크를 형성하는 과정과; (b) 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 기판으로부터 상기 제1 및 제2 슬릿들에 의해 한정되는 제1 및 제2 산화 차단층들을 선택 영역 성장시키는 과정과; (d) 상기 제1 및 제2 산화 차단층들 사이에 알루미늄을 함유하는 활성층을 포함한 복수의 층들을 상기 기판 상에 형성하는 과정을 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화 차단층들을 갖는 릿지 도파로 레이저 다이오드를 나타내는 도면이다. 상기 레이저 다이오드(200)는 InP 기판 (210) 상에 InP 버퍼층(220), AlGaInAs 하부 도파로층(230), 다중양자우물 구조의 AlGaInAs 활성층(240), AlGaInAs 상부 도파로층(250), p-InP 클래드층(260)을 차례로 적층하고, 상기 버퍼층(220), 하부 및 상부 도파로층(230,250), 활성층(240), 그리고 클래드층(260)의 양 단면들에 InP 재질의 제1 및 제2 산화 차단층들(oxidation barrier layer, 270,280)을 적층하여 얻어진다. 상기 활성층(240)은 광을 생성하는 기능을 하며, 상기 하부 및 상부 도파로층들(230,250)은 생성된 광을 가이드하는 기능을 하며, 상기 버퍼층 및 클래드층(220,260)은 상기 광을 상기 활성층(240)과 상기 하부 및 상부 도파로층들(230,250) 내에 가두어 두는 기능을 하고, 상기 제1 및 제2 산화 차단층들(270,280)은 상기 알루미늄을 함유하는 층들(230,240,250)의 양 단면들이 대기와 접촉하는 것을 차단함으로써 알루미늄 산화를 막는 기능을 한다. 상기 제1 및 제2 산화 차단층들(270,280)은 알루미늄을 함유하지 않는 다른 반도체 재질일 수 있다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화 차단층들을 갖는 릿지 도파로 레이저 다이오드의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상기 제작 방법은 하기하는 (a)~(d) 과정들을 포함한다.
(a) 과정은 기판 상에 서로 이격된 제1 및 제2 슬릿들(slit)을 갖는 제1 마스크를 형성하는 과정이다. 상기 (a) 과정은 하기하는 (a-1) 및 (a-2) 서브 과정들을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, (a-1) 과정은 InP 기판(310) 상에 SiO2 재질의 제 1 마스크층(mask layer, 320)을 적층하는 과정이다.
도 4에 도시된 바와 같이, (a-2) 과정은 포토레지스트(photoresist)를 이용한 사진 식각 공정(photolithography)을 이용하여 상기 제1 마스크층(320)이 300㎛의 간격(상기 레이저 다이오드의 공동 길이(cavity length)에 해당함)으로 서로 이격된 직사각형의 제1 및 제2 슬릿들(322,324)을 갖도록 상기 제1 마스크층(320)을 식각하여 제1 마스크(320')(식각된 상기 마스크층)를 형성하는 과정이다.
도 4에 도시된 구조물을 평면도로 나타낸 도 5를 참조하면, 상기 제1 및 제2 슬릿들(322,324)은 상기 기판(310)의 양단을 잇고 있으며, 각각 기설정된 폭을 갖는 직사각형의 형상을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, (b) 과정은 상기 제1 마스크(320')를 이용하여 상기 기판(310)으로부터 InP 재질의 제1 및 제2 산화 차단층들(330,335)을 선택 영역 성장(selective area growth: SAG)시키는 과정이다.
도 7에 도시된 바와 같이, (c) 과정은 상기 기판(310) 상의 제1 마스크(320')를 제거하고, 상기 제1 및 제2 산화 차단층들(330,335) 상에 SiO2 재질의 제2 마스크(340,345)를 형성하는 과정이다.
도 8에 도시된 바와 같이, (d) 과정은 상기 제1 및 제2 산화 차단층들(330,335) 사이에 InP 버퍼층(410), AlGaInAs 하부 도파로층(420), 다중양자우물 구조의 AlGaInAs 활성층(430), AlGaInAs 상부 도파로층(440) 및 p-InP 클래드층(450)을 상기 기판(310)으로부터 차례로 선택 영역 성장시키는 과정이다.
도 9에 도시된 바와 같이, (e) 과정은 상기 제2 마스크(340,345)를 제거하고, 상기 클래드층(450) 상에 전류 인가를 위한 전극(electrode, 460)을 형성하는 과정이다.
도 10에 도시된 바와 같이, (f) 과정은 도 9에 도시된 구조물을 칩(chip) 단위로 절단(cleaving)하는 과정으로서, 상기 제1 산화 차단층(330)을 폭 방향으로 양분하는 제1 절단선(510)과 상기 제2 산화 차단층(335)을 폭 방향으로 양분하는 제2 절단선(520)을 따라 상기 구조물을 절단한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제작 방법은 알루미늄을 함유한 층들의 양 단면들에 제1 및 제2 산화 차단층들을 적층하여 상기 알루미늄을 함유하는 층들의 양 단면들이 대기와 접촉하는 것을 차단함으로써 알루미늄 산화를 효과적으로 막을 수 있다는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 알루미늄을 함유하는 반도체 재질의 활성층을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법에 있어서,
    (a) 기판 상에 서로 이격된 제1 및 제2 슬릿들을 갖는 제1 마스크를 형성하는 과정과;
    (b) 상기 제1 마스크를 이용하여 상기 기판으로부터 상기 제1 및 제2 슬릿들에 의해 한정되는 제1 및 제2 산화 차단층들을 선택 영역 성장시키는 과정과;
    (d) 상기 제1 및 제2 산화 차단층들 사이에 알루미늄을 함유하는 활성층을 포함한 복수의 층들을 상기 기판 상에 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 및 (d) 과정들 사이에, 상기 제1 및 제2 산화 차단층들 상에 제2 마스크를 형성하는 (c) 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 과정에서 상기 제1 마스크는 제거되고 상기 복수의 층들은 상기 기판으로부터 선택 영역 성장됨을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (a) 과정은,
    (a-1) 기판 상에 제1 마스크층을 적층하는 과정과;
    (a-2) 포토레지스트를 이용한 사진 식각 공정을 이용하여 상기 제1 마스크층이 기설정된 간격으로 서로 이격된 제1 및 제2 슬릿들을 갖도록 상기 제1 마스크층을 식각하여 제1 마스크를 형성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (f) 상기 제1 산화 차단층을 폭 방향으로 양분하는 제1 절단선과 상기 제2 산화 차단층을 폭 방향으로 양분하는 제2 절단선을 따라 상기 (a) 내지 (d) 과정들을 거쳐서 얻어진 구조물을 절단하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 산화 차단층들은 알루미늄을 함유하지 않는 반도체 재질임을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 과정에서 상기 제1 및 제2 산화 차단층들 사이에 배치된 복수의 층들은 광을 생성하기 위한 상기 활성층과, 상기 생성된 광을 가이드하기 위한 하부 및 상부 도파로층들과, 상기 광을 상기 활성층과 상기 하부 및 상부 도파로층들 내에 가두어 두기 위한 버퍼층 및 클래드층을 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    (e) 상기 클래드층 상에 전류 인가를 위한 전극을 형성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    (f) 상기 제1 산화 차단층을 폭 방향으로 양분하는 제1 절단선과 상기 제2 산화 차단층을 폭 방향으로 양분하는 제2 절단선을 따라 상기 (a) 내지 (e) 과정들을 거쳐서 얻어진 구조물을 절단하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법.
KR1020040091243A 2004-11-10 2004-11-10 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법 KR100584376B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040091243A KR100584376B1 (ko) 2004-11-10 2004-11-10 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법
US11/180,776 US20060098707A1 (en) 2004-11-10 2005-07-13 Method for fabricating laser diode with oxidation barrier layers
JP2005325636A JP2006140487A (ja) 2004-11-10 2005-11-10 酸化遮断層を有するレーザーダイオード及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040091243A KR100584376B1 (ko) 2004-11-10 2004-11-10 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060046800A KR20060046800A (ko) 2006-05-18
KR100584376B1 true KR100584376B1 (ko) 2006-05-26

Family

ID=36316284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040091243A KR100584376B1 (ko) 2004-11-10 2004-11-10 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060098707A1 (ko)
JP (1) JP2006140487A (ko)
KR (1) KR100584376B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651477B1 (ko) * 2005-01-19 2006-11-29 삼성전자주식회사 반도체 레이저와 반도체 레이저의 제작 방법
US8866124B2 (en) 2011-02-02 2014-10-21 Sandisk 3D Llc Diodes with native oxide regions for use in memory arrays and methods of forming the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61207091A (ja) 1985-03-11 1986-09-13 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPH0432285A (ja) * 1990-05-29 1992-02-04 Omron Corp 端面出射型半導体発光素子
JPH06112579A (ja) * 1992-09-28 1994-04-22 Sony Corp 半導体レーザ装置とその製造方法
KR950012905A (ko) * 1993-10-26 1995-05-17 김광호 반도체 레이저 다이오드

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4980314A (en) * 1989-06-06 1990-12-25 At&T Bell Laboratories Vapor processing of a substrate
JPH08264454A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Mitsubishi Electric Corp 選択ｍｏｃｖｄ成長法による成膜方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61207091A (ja) 1985-03-11 1986-09-13 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPH0432285A (ja) * 1990-05-29 1992-02-04 Omron Corp 端面出射型半導体発光素子
JPH06112579A (ja) * 1992-09-28 1994-04-22 Sony Corp 半導体レーザ装置とその製造方法
KR950012905A (ko) * 1993-10-26 1995-05-17 김광호 반도체 레이저 다이오드

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060046800A (ko) 2006-05-18
JP2006140487A (ja) 2006-06-01
US20060098707A1 (en) 2006-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100681987B1 (ko) 반도체 장치, 그의 제조 방법 및반도체 장치를 제조하기 위한 기판
US8891578B2 (en) Optical semiconductor device having diffraction grating disposed on both sides of waveguide and its manufacture method
JP4861112B2 (ja) 光半導体装置及びその製造方法
JP2007158195A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JP2008166371A (ja) 光半導体素子及びその製造方法
KR100582114B1 (ko) 반도체 디바이스 제작 방법 및 반도체 광 디바이스
JP5314435B2 (ja) 集積光デバイス及びその製造方法
CN113906640B (zh) 半导体光集成元件及半导体光集成元件的制造方法
KR20080014613A (ko) 반도체 광 소자 및 그 제조 방법
JP5273459B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
KR100584376B1 (ko) 산화 차단층들을 갖는 레이저 다이오드의 제작 방법
KR20060052616A (ko) 반도체 레이저
US6316280B1 (en) Method of manufacturing semiconductor devices separated from a wafer
JP2003060319A (ja) 窒化物系半導体レーザ素子
WO2020255183A1 (ja) 半導体光源素子および光半導体導波路窓構造の製造方法
KR100681294B1 (ko) 반도체 레이저 소자 및 그 제조 방법
JP2009088242A (ja) 光半導体装置およびその製造方法
US6793388B2 (en) Semiconductor laser and fabricating method of the same
JP4534449B2 (ja) Ｍｍｉ型半導体レーザおよびその製造方法
US6387746B2 (en) Method of fabricating semiconductor laser diode
KR100634517B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JP2000101186A (ja) 半導体光素子およびその製造方法
JP5610032B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH07312462A (ja) 面発光レーザダイオードの製造方法，及び面発光レーザダイオード
KR100590567B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그 제조방법

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

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140429

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160428

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee