KR100596380B1 - Semiconductor laser device and method for manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor laser device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100596380B1 KR100596380B1 KR1020020079735A KR20020079735A KR100596380B1 KR 100596380 B1 KR100596380 B1 KR 100596380B1 KR 1020020079735 A KR1020020079735 A KR 1020020079735A KR 20020079735 A KR20020079735 A KR 20020079735A KR 100596380 B1 KR100596380 B1 KR 100596380B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- sch
- waveguide
- passive waveguide
- substrate
- Prior art date
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
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3409—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers special GRINSCH structures
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
-
- 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
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34346—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers
- H01S5/34373—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers based on InGa(Al)AsP
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
광학적 손실을 최소화할 수 있는 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 반도체 레이저 소자는, 기판, 상기 기판상의 소정 부분에 형성되는 능동 도파로, 상기 능동 도파로 일측에 능동 도파로와 맞닿도록 형성되면서, 코어층을 포함하는 수동 도파로, 및 상기 능동 도파로 및 수동 도파로 상부에 형성되는 클래드층을 포함하며, 상기 수동 도파로의 코어층 상하에는 상기 코어층과 서로 다른 조성을 갖는 SCH(separated confinement heterostructure)층이 더 형성된다.Disclosed are a semiconductor laser device capable of minimizing optical loss and a method of manufacturing the same. The disclosed semiconductor laser device includes a substrate, an active waveguide formed in a predetermined portion on the substrate, a passive waveguide including a core layer, and a passive waveguide including a core layer while being formed to abut one side of the active waveguide. A cladding layer formed on the upper portion of the passive waveguide may further include a separated confinement heterostructure (SCH) layer having a different composition from that of the core layer.
광도파로, 광결합 계수, 광결합 효율, SCHOptical waveguide, optical coupling coefficient, optical coupling efficiency, SCH
Description
도 1은 종래의 능동 도파로 및 수동 도파로가 집적된 반도체 레이저 소자를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor laser device in which a conventional active waveguide and a passive waveguide are integrated.
도 2는 종래의 수동형 도파로의 형성 순서에 따른 굴절률을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the refractive index of the conventional passive waveguide formation procedure.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 레이저의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 레이저의 수동 도파로에서 성장 방향에 따른 굴절율을 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing the refractive index according to the growth direction in the passive waveguide of the semiconductor laser according to the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 반도체 레이저 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.5A to 5D are cross-sectional views of respective processes for explaining a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 수동 도파로에 구속된 광학적 필드 분포를 보여주는 그래프이다. 6 is a graph showing an optical field distribution confined to a passive waveguide according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
100 : 기판 115,125 : 능동형 도파로의 SCH층100: substrate 115,125: SCH layer of the active waveguide
120 : 광활성층 130 : 제 1 클래드층120: photoactive layer 130: first clad layer
140,150 : 수동형도파로의 SCH층 145 : 코어층140,150: SCH layer of the passive waveguide 145: core layer
155 : 제 2 클래드층 160 : 제 3 클래드층155: second cladding layer 160: third cladding layer
본 발명은 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광도파로의 광학적 손실을 감소시킬 수 있는 능동 도파로와 수동 도파로가 집적된 반도체 레이저 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
다양한 기능의 광소자를 제작하기 위하여, 현재에는 레이저 다이오드, 광 검출기 및 광 변조기등을 하나의 기판상에 집적시키는 기술이 개발되고 있으며, 이러한 소자들의 집적시 가장 중요한 변수는 각각의 고유한 특성을 유지하는 것이다.In order to manufacture various functional optical devices, a technology for integrating a laser diode, a photo detector, and an optical modulator on a single substrate is currently being developed, and the most important variable in the integration of these devices is to maintain their unique characteristics. It is.
이러한 특성 변화를 최소화하기 위하여, 집적되는 서로 다른 두 소자 사이의 광도파로 부분의 유효 굴절율(effective refractive index)을 거의 일치시켜줌으로써, 두 소자 계면에서의 광학적인 산란 손실 및 반사율을 최소화시키고, 도파시 발생할 수 있는 광학적 손실을 최소화시키고 있다.In order to minimize this change in characteristics, the effective refractive index of the part of the optical waveguide between two different devices to be integrated is almost matched, thereby minimizing optical scattering loss and reflectance at the two device interfaces, and Minimizing optical losses that may occur.
또한, 레이저 다이오드(능동 도파로)의 경우, 광학적 필드(optical field)와 운반자(carrier)의 구속(confinement)을 서로 다른 영역에서 발생하도록 하고, 동시에 광학적 구속 효과(optical confinement effect)를 증대시키기 위하여 서로 다른 밴드갭과 굴절율을 갖는 반도체 물질들을 활성화층의 양쪽에 적층하는 SCH(separated confinement heterostructure) 구조를 채택하여 높은 양자 효율을 얻을 수 있다. In addition, in the case of laser diodes (active waveguides), optical field and carrier confinement occur in different regions, and at the same time, to increase optical confinement effect. High quantum efficiency can be obtained by adopting a separated confinement heterostructure (SCH) structure in which semiconductor materials having different bandgaps and refractive indices are stacked on both sides of the active layer.
도 1은 종래의 능동 도파로 및 수동 도파로가 집적된 반도체 레이저 소자를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor laser device in which a conventional active waveguide and a passive waveguide are integrated.
반도체 레이저 소자는 n형의 InP 기판(10)상에 능동 도파로(x)와 수동 도파로(y)가 수평상에 놓여지도록 형성된다. 이때, 능동 도파로(x)와 수동 도파로(y)는 서로 맞닿아 있다. The semiconductor laser device is formed such that the active waveguide x and the passive waveguide y are horizontally placed on the n-
능동 도파로(x)는 높은 양자 효율을 가질 수 있도록 제 1 SCH층(15), 광활성층(20) 및 제 2 SCH층(25)을 포함한다. 이때, 제 1 SCH층(15), 광활성층(20), 제 2 SCH층(25)은 모두 InGaAsP층일 수 있고, 제 1 및 제 2 SCH층(15,25)은 광활성층(20)에 비하여 밴드갭이 크다. The active waveguide x includes the
수동 도파로(y)는 코어층(40)을 포함한다. 코어층(40)은 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP일 수 있다.Passive waveguide y includes a
능동 도파로(x) 상부에는 제 1 클래드층(30), 예를 들어 p형의 InP층이 형성되고, 수동 도파로(y) 상부에는 제 2 클래드층(45) 예를 들어, 불순물이 도핑되지 않은 InP 또는 반절연 InP층 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 클래드층(30,45) 상부에 제 3 클래드층(50)이 덮여 있다. 이때, 실질적으로 광을 도파하는 도파층(SCH층, 광활성층, 및 코어층등)은 도파하는 광이 투과될 수 있도록 단일 조성의 InGaAsP 물질로 형성되고 있다. The
여기서, 도 2는 종래의 수동형 도파로의 형성 순서에 따른 굴절률을 나타낸 그래프로서, 기판(10)과 제 2 클래드층(45)의 굴절율에 비하여 코어층(40)의 굴절이 상대적으로 크다.2 is a graph illustrating refractive indexes according to the conventional passive waveguide formation order, and the refractive index of the
그러나, 종래의 반도체 레이저 소자는 수동 도파로의 코어층(40)이 단일 물질로 형성됨으로 인하여, 비록, 집적된 두 소자(능동 도파로 및 수동 도파로)의 유효 굴절율을 일치시키도록 설계하였다 하더라도 만족할만한 광 결합 계수(optical confinement factor)를 갖지 못한다. 이로 인하여, 광 도파시, 도파로 상부에 존재하는 클래드층과 중첩되어, 광학적 손실이 발생된다. However, in the conventional semiconductor laser device, since the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광학적 손실을 최소화할 수 있는 반도체 레이저 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of minimizing optical loss.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 반도체 레이저 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the semiconductor laser device.
상기한 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일견지에 따른 반도체 레이저 소자는, 기판, 상기 기판상의 소정 부분에 형성되는 능동 도파로, 상기 능동 도파로 일측에 능동 도파로와 맞닿도록 형성되면서, 코어층을 포함하는 수동 도파로, 및 상기 능동 도파로 및 수동 도파로 상부에 형성되는 클래드층을 포함하며, 상기 수동 도파로의 코어층 상하에는 상기 코어층과 서로 다른 조성을 갖는 SCH(separated confinement heterostructure)층이 더 형성된다.In order to achieve the above technical problem to be achieved, the semiconductor laser device according to one aspect of the present invention is a substrate, an active waveguide formed in a predetermined portion on the substrate, the active waveguide is formed to be in contact with the active waveguide on one side. And a passive waveguide including a core layer, and a cladding layer formed on the active waveguide and the passive waveguide, and above and below the core layer of the passive waveguide, a separated confinement heterostructure (SCH) layer having a different composition from that of the core layer. This is further formed.
상기 코어층 상하의 SCH층은 상기 코어층에 비하여 상대적으로 큰 밴드갭을 가지면서, 상대적으로 낮은 굴절율을 갖음이 바람직하다.The SCH layer above and below the core layer has a relatively large band gap and has a relatively low refractive index than the core layer.
이때, 상기 코어층과, 상기 코어층 상하의 SCH층은 InGaAsP 물질로 형성되 되, 그 조성비가 서로 상이할 수 있다.In this case, the core layer and the SCH layer above and below the core layer may be formed of an InGaAsP material, and the composition ratio thereof may be different from each other.
상기 능동 도파로는, 상기 기판상에 형성되는 제 1 SCH층, 상기 제 1 SCH층 상부에 형성되는 광활성층, 및 상기 광활성층 상부에 형성되는 제 2 SCH층을 포함한다.The active waveguide includes a first SCH layer formed on the substrate, a photoactive layer formed on the first SCH layer, and a second SCH layer formed on the photoactive layer.
상기 클래드층은, 상기 능동 도파로 상부에 형성되는 제 1 클래드층과, 상기 수동 도파로 상부에 형성되는 제 2 클래드층과, 상기 제 1 및 제 2 클래드층 상부에 형성되는 제 3 클래드층을 포함한다.The cladding layer includes a first cladding layer formed on the active waveguide, a second cladding layer formed on the passive waveguide, and a third cladding layer formed on the first and second cladding layers. .
또한, 본 발명의 다른 견지에 따른 반도체 레이저의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 기판상에 능동 도파로용 제 1 SCH층, 광활성층, 제 2 SCH층 및 제 1 클래드층을 순차적으로 적층한다. 그후, 상기 제 1 클래드층, 제 2 SCH층, 광활성층, 제 1 SCH층 및 InP 기판의 일부를 식각하여, 수동 도파로 영역을 한정한다. 상기 기판의 수동 도파로 영역 상에 수동 도파로용 제 1 SCH층, 코어층, 제 2 SCH층 및 제 2 클래드층을 형성한다. 그리고나서, 상기 제 1 및 제 2 클래드층 상부에 제 3 클래드층을 형성한다. In addition, a method of manufacturing a semiconductor laser according to another aspect of the present invention is as follows. First, the first SCH layer, the photoactive layer, the second SCH layer and the first clad layer for the active waveguide are sequentially stacked on the substrate. Thereafter, a portion of the first clad layer, the second SCH layer, the photoactive layer, the first SCH layer, and the InP substrate are etched to define a passive waveguide region. A first SCH layer, a core layer, a second SCH layer, and a second clad layer for the passive waveguide are formed on the passive waveguide region of the substrate. Then, a third cladding layer is formed on the first and second cladding layers.
이때, 상기 제 1 클래드층, 제 2 SCH층, 광활성층, 제 1 SCH층 및 InP 기판의 일부를 식각하여, 수동 도파로 영역을 한정하는 단계는, 상기 제 1 클래드층 상부에 수동 도파로 영역이 노출되도록 절연 마스크막을 형성하는 단계와, 상기 절연 마스크를 마스크로 이용하여 상기 제 1 클래드층, 제 2 SCH층, 광활성층, 제 1 SCH층 및 InP 기판의 일부를 식각하는 단계를 포함하며, 상기 절연 마스크는 상기 제 2 클래드층을 형성하는 단계와, 상기 제 3 클래드층을 형성하는 단계 사이에 제거 될 수 있다.At this time, the step of etching the first cladding layer, the second SCH layer, the photoactive layer, the first SCH layer and a portion of the InP substrate to define a passive waveguide region, the passive waveguide region is exposed on the first cladding layer. Forming an insulating mask film so as to etch and etching a portion of the first cladding layer, the second SCH layer, the photoactive layer, the first SCH layer, and the InP substrate using the insulating mask as a mask; The mask may be removed between forming the second clad layer and forming the third clad layer.
(실시예)(Example)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제 3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer or semiconductor substrate, a layer may exist in direct contact with the other layer or semiconductor substrate, or a third layer therebetween. Can be done.
첨부한 도면 도 3은 본 발명에 따른 반도체 레이저의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 레이저의 수동 도파로에서 성장 방향에 따른 굴절율을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 반도체 레이저 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 수동 도파로에 구속된 광학적 필드 분포를 보여주는 그래프이다. Figure 3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser according to the present invention, Figure 4 is a graph showing the refractive index according to the growth direction in the passive waveguide of the semiconductor laser according to the present invention. 5A to 5D are cross-sectional views of respective processes for explaining a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, and FIG. 6 is a graph showing an optical field distribution constrained by a passive waveguide according to the present invention.
본 발명에 따른 반도체 레이저(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110)과, 기판(110)상에 형성되는 능동 도파로(100a) 및 수동 도파로(100b)를 포함한다. 이때, 능동 도파로(100a) 및 수동 도파로(100b)는 수평 상태에서 서로 맞닿도록 배 치되고, 능동 도파로(100a) 및 수동 도파로(100b) 상부에는 클래드층(130,155,160)이 배치된다. 기판(110)은 n형의 InP 기판일 수 있다. As shown in FIG. 3, the
여기서, 능동 도파로(100a)는 제 1 SCH층(115), 광활성층(120) 및 제 2 SCH층(125)을 포함한다. 이때, 제 1 SCH층(115), 광활성층(120), 제 2 SCH층(125)은 모두 InGaAsP층일 수 있고, 제 1 및 제 2 SCH층(115,125)은 광활성층(120)에 비하여 밴드갭이 큰 물질이 이용됨이 바람직하다.Here, the
한편, 수동 도파로(100b)는 능동 도파로(100a) 일측에 배치되며, 제 1 SCH층(140), 코어층(145) 및 제 2 SCH층(150)을 포함한다. 수동 도파로(100b)용 제 1 SCH층(140), 코어층(145) 및 제 2 SCH층(150)은 모두 InGaAsP일 수 있으며, 제 1 및 제 2 SCH층(140,150)은 코어층(145)에 비하여 상대적으로 큰 밴드갭을 가지면서 상대적으로 작은 굴절율을 가지도록, InGaAsP의 조성이 코어층(145)과 상이할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 반도체 레이저 소자에서 수동 도파로 부분의 굴절율을 보여주는 그래프로서, 기판(110)에서 코어층(145)으로 갈수록 굴절율이 증가하다가 다시 제 2 클래드층(155)으로 갈수록 굴절율이 감소된다. 즉, 코어층(145)의 굴절율이 가장 높고, 그 상하 부분으로 갈수록 굴절율이 점진적으로 감소된다. 4 is a graph showing the refractive index of the passive waveguide portion in the semiconductor laser device of the present invention. The refractive index increases from the
한편, 능동 도파로(100a) 상부에는 제 1 클래드층(130), 예를 들어 p형의 InP층이 형성되고, 수동 도파로(100b) 상부에는 제 2 클래드층(155), 예를 들어, 불순물이 도핑되지 않은 InP층 또는 반절연 InP층이 형성된다. 또한, 제 1 및 제 2 클래드층(130,155) 상부에는 제 3 클래드층(160)이 덮혀진다. 제 3 클래드층(160) 은 p형의 InP층일 수 있다. Meanwhile, a
이와같은 구조를 갖는 반도체 레이저 소자는 수동 도파로의 코어층 상하에 코어층에 비하여 밴드갭이 크며 굴절율이 낮은 SCH층(140,150)을 형성하므로써, 능동 도파로와 수동 도파로 사이의 광 결합 계수를 증가시킬 수 있다. 이에따라, 전체적인 광 특성이 개선된다. The semiconductor laser device having such a structure can increase the optical coupling coefficient between the active waveguide and the passive waveguide by forming the SCH layers 140 and 150 having a larger band gap and lower refractive index than the core layer above and below the core layer of the passive waveguide. have. As a result, the overall optical properties are improved.
이러한 반도체 레이저(100)의 제조방법을 도 5a 내지 도 5d를 통하여 설명하도록 한다. A method of manufacturing the
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 능동 도파로 영역 및 수동 도파로 영역이 한정된 n형의 InP 기판(110) 상에 능동 도파로용 제 1 SCH층(115), 광활성층(120) 및 제 2 SCH층(125)을 순차적으로 적층한다. 능동 도파로용 광활성층(120)으로는 예를 들어 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP(u-InGaAsP) 또는 InGaAsP/In(Ga)(As)P MQW(multi quantum well)이 이용될 수 있으며, 능동 도파로용 제 1 및 제 2 SCH층(115,125)은 광활성층(120)보다 밴드갭이 큰 InGaAsP층을 이용할 수 있다. 제 2 SCH층(125) 상부에 제 1 클래드층(130)을 형성한다. 제 1 클래드층(130)은 p형의 InP층이 이용될 수 있고, 이러한 제 클래드층(130)은 MOCVD 방식에 의하여 1차적으로 결정 성장된다. First, as shown in FIG. 5A, the
도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 클래드층(130) 상부에 수동 도파로 영역이 노출될 수 있도록 마스크층(135)을 형성한다. 마스크층(135)으로는 예를 들어 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막과 같은 절연막이 이용될 수 있다. 마스크층(135)을 이용하여, 노출된 클래드층(130), 제 2 SCH층(125), 광활성층(120), 제 1 SCH층(115) 및 기판(110)의 소정 부분을 식각하여, 수동 도파로 영역(A)을 한정한다. 이때, 기판(110)의 식각량은 능동 도파로의 광활성층(120) 구조에 따라 유동적으로 변화될 수 있다. As shown in FIG. 5B, a
도 5c에 도시된 바와 같이, 수동 도파로 영역(A) 상부에 수동 도파로용 제 1 SCH층(140), 코어층(145), 제 2 SCH층(150) 순차적으로 성장한다. 그후, 제 2 SCH층(150) 상부에 제 2 클래드층(155)을 2차적으로 결정 성장한다. 여기서, 수동 도파로용 제 1 SCH층(140), 코어층(145) 및 제 2 SCH층(150)은 모두 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP층이 이용될 수 있고, 그 조성은 상술한 바와 같이 상이할 수 있다. 또한, 제 2 클래드층(155)은 불순물이 도핑되지 않은 InP층일 수 있다. As shown in FIG. 5C, the
다음, 도 5d에서와 같이, 마스크층(135)을 공지의 방식으로 제거한다음, 결과물 상부에 3차 결정성장에 의하여 p형의 InP로 된 제 3 클래드층(160)을 형성하여, 반도체 레이저 소자를 완성한다(도 3 참조).Next, as shown in FIG. 5D, the
여기서, 도 6은 본 발명에 따른 수동 도파로에 구속된 광학적 필드 분포를 보여주는 그래프이다. 그래프에서 점선은 종래기술에 따른 광학적 필드의 분포이고, 실선은 본 발명에 따른 광학적 필드 분포를 나타낸다. 아울러, 본 그래프는 수동 도파로의 광결합계수를 측정하여, 수동형 도파로의 중앙을 기준으로 하여 광필드를 나타낸 것이다. 상기 그래프를 살펴보면, 종래에 비하여, 본 실시예에 따른 광학적 필드의 분포가 더 넓게 분포되며, 이에따라 더 많은 양의 광을 구속할 수 있다. 따라서, 광결합 효율이 개선된다. 6 is a graph showing an optical field distribution confined to a passive waveguide according to the present invention. The dotted line in the graph is the distribution of the optical field according to the prior art, and the solid line represents the optical field distribution according to the present invention. In addition, the graph shows the optical field based on the center of the passive waveguide by measuring the optical coupling coefficient of the passive waveguide. Looking at the graph, compared to the prior art, the distribution of the optical field according to this embodiment is more widely distributed, thereby constraining a greater amount of light. Thus, the optical coupling efficiency is improved.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 수동 도파로 구조에서, 코어층 상하에 코어층과 다른 조성을 갖는 SCH층을 개재한다. 이에따라, 광 특성을 저하시키지 않으면서, 훨씬 높은 광 결합 효율을 얻을 수 있다. As described in detail above, according to the present invention, in the passive waveguide structure, an SCH layer having a composition different from that of the core layer is interposed above and below the core layer. Accordingly, much higher optical coupling efficiency can be obtained without degrading the optical characteristics.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020079735A KR100596380B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020079735A KR100596380B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040052017A KR20040052017A (en) | 2004-06-19 |
KR100596380B1 true KR100596380B1 (en) | 2006-07-03 |
Family
ID=37345792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020079735A KR100596380B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100596380B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59165485A (en) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | Connecting waveguide passage for optical integrated circuit |
JPH0563232A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Superluminescent diode |
JPH0927658A (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Nec Corp | Semiconductor optical integrated circuit and manufacture thereof |
US5862168A (en) * | 1996-05-15 | 1999-01-19 | Alcatel Alsthom | Monolithic integrated optical semiconductor component |
-
2002
- 2002-12-13 KR KR1020020079735A patent/KR100596380B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59165485A (en) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Nec Corp | Connecting waveguide passage for optical integrated circuit |
JPH0563232A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Superluminescent diode |
JPH0927658A (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Nec Corp | Semiconductor optical integrated circuit and manufacture thereof |
US5862168A (en) * | 1996-05-15 | 1999-01-19 | Alcatel Alsthom | Monolithic integrated optical semiconductor component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040052017A (en) | 2004-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7060518B2 (en) | Semiconductor optical device and the fabrication method | |
US6162655A (en) | Method of fabricating an expanded beam optical waveguide device | |
JP2982619B2 (en) | Semiconductor optical waveguide integrated photodetector | |
US7072557B2 (en) | InP-based photonic integrated circuits with Al-containing waveguide cores and InP-based array waveguide gratings (AWGs) and avalanche photodiodes (APDs) and other optical components containing an InAlGaAs waveguide core | |
US7288794B2 (en) | Integrated optical device | |
EP0702435A1 (en) | Method for making a reflective digitally tunable laser | |
KR100648392B1 (en) | Al spikes in InP-based layer as a barrier for blocking Zinc diffusion in InP-based structures | |
US6167070A (en) | Optical semiconductor device and method of fabricating the same | |
US6798552B2 (en) | Semiconductor light modulator | |
KR100582114B1 (en) | A method of fabricating a semiconductor device and a semiconductor optical device | |
EP1416598A2 (en) | Semiconductor light emitting device in which high-power light output can be obtained with a simple structure | |
KR100413527B1 (en) | Method for fabricating monolithic integrated semiconductor photonic devices | |
US20080159347A1 (en) | Method and apparatus for a low parasitic capacitance butt-joined passive waveguide connected to an active structure | |
US20050185689A1 (en) | Optoelectronic device having a Discrete Bragg Reflector and an electro-absorption modulator | |
KR100596380B1 (en) | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same | |
JPS6132804A (en) | Photodetective element united with optical waveguide and its manufacture | |
EP1193771B1 (en) | Method for fabricating an optical semiconductor device | |
US20030062517A1 (en) | Semiconductor device with current confinement structure | |
US5956360A (en) | Uncooled lasers with reduced low bias capacitance effect | |
US7627009B2 (en) | Light-emitting device on n-type InP substrate heavily doped with sulfur | |
CN114899698A (en) | Laser and method for manufacturing the same | |
EP1339108A1 (en) | Semiconductor device with current confinement structure | |
JPS641073B2 (en) | ||
KR19980015365A (en) | Semiconductor optical filter having wavelength selectivity and method for fabricating the same | |
Hou et al. | Semiconductor optical amplifier monolithically integrated with an electroabsorption modulator and dual-waveguide spot-size converters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110609 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |