KR100668328B1

KR100668328B1 - 양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100668328B1
Application number: KR1020050012419A
Authority: KR
Inventors: 이은경; 최병룡
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2007-01-12
Also published as: KR20060091509A; US20080227230A1; JP2006229194A; US20060227837A1

Abstract

양자점 수직공진형 표면방출 레이저(Quantum Dot VCSEL) 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 기판, 상기 기판 위에 마련된 하부 브래그반사기(DBR)미러, 상기 하부 브래그반사기(DBR)미러 위에 마련된 전자수송층, 상기 전자수송층 위에 마련된 것으로 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들로 형성된 발광층, 상기 발광층 위에 마련된 정공수송층 및 상기 정공수송층 위에 마련된 상부 브래그반사기(DBR)미러를 포함하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법{Quantum dot vertical cavity surface emitting laser and fabrication method of the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 개략적 단면도이다.

도 2는 코어-쉘 구조의 양자점의 일례를 보여주는 개략적 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 발광파장특성 을 개략적으로 보여주는 그래프이다.

도 4는 CdSe-코어/ZnS-쉘 구조의 양자점들로 형성된 발광층을 포함하는 양자점 디바이스(양자점으로 제작된 소자로, DBR을 포함하지 않음)의 발광파장특성을 측정한 결과그래프이다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법을 보여주는 공정흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:기판 20:하부 브래그반사기(DBR)미러

20a:SiO₂층 20b:TiO₂층

25:전자수송층 30:발광층

30a:Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점

35:정공수송층 40:상부 브래그반사기(DBR)미러

40a:TiO₂층 40b:SiO₂층

본 발명은 양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광효율이 높고 파장특성이 우수하며, 그 제조방법이 용이한 양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법에 관한 것이다.

양자점은 잘 분리된 에너지 간격을 가질 수 있고 3 차원적으로 캐리어(carrier)를 가둘 수 있어서, 광소자로 구현할 경우 양자 우물(quantum well) 구조에 비해 열적 안정성이 훨씬 우수하다. 양자점을 형성하는 방법으로서 현재 가장 활발히 연구되고 있는 것은 자발 형성 양자점(self-assembled quantum dot) 성장 방법이다.

자발 형성 양자점 성장 방법은 기판 혹은 버퍼층(buffer layer) 상에 그보다 큰 격자 상수를 가지는 물질을 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)나 MBE(molecular beam epitaxy)와 같은 기상증착법으로 증착하는 것이다. 이 때 격자 상수가 큰 물질은 초기의 2 ∼ 5 ML(monolayer : 원자층) 정도까지는 얇은 2 차원적인 결정막으로 성장되지만, 그보다 두껍게 증착되면 응력 에너지(stress energy)를 완화시키기 위해 자발적으로 3 차원의 입체적인 결정으로 성장한다. 이렇게 성장된 입체적인 결정의 크기는 20 ∼ 60 nm 정도가 되므로 양자점으로 사용할 수 있으며, 이 방법은 격자 불일치가 3 ∼ 7 % 정도의 물질계에서 주로 사용되고 있다.

양자점을 형성한 후에는 그 양자점을 소자로 사용하기 위해, 양자점 층의 상부에 기판 혹은 버퍼층과 동일한 물질을 성장시켜 양자점의 캐리어를 가두도록 하며, 이 물질을 덮개층(capping layer)이라고 한다. 최근에 이러한 방식으로 형성된 자발 형성 양자점 기술이 양자점 레이저, 증폭기, 광 스위칭 등의 광소자에 응용되고 있다.

양자점 발광 파장의 반치폭(Full Width Half Maximum)은 양자점의 균일성을 나타내는 척도로서, 반치폭이 작을수록 양자점이 균일한 것으로 간주되어 양자점 층을 소자로 직접 적용할 때 중요한 기준으로 작용한다. 하지만 양자점 광소자를 이용하는 경우, 양자 우물 구조에 비하여 파장의 제어가 어렵고, 특히 양자점의 크기분포가 불균일하여 파장의 반치폭이 큰 것이 문제점으로 대두되고 있다.

미국특허 US 6,782,021 B2는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저(VCSEL)의 구조를 개시한다. 그러나, 이와 같은 구조를 가지는 VCSEL 소자에서, 양자점층은 결정성장법, 즉 에피텍셜 성장법에 의해 형성되어야 하기 때문에, 격자불일치(lattice mismatch) 등의 문제를 고려하여 DBR재료 및 기판재료를 제한적으로 선택하여야 한다. 특히, 상기 DBR을 이루는 물질층의 굴절률 차이가 작기 때문에 그 적층수가 많아지게 되어, VCSEL 소자의 부피가 커지게 된다. 따라서, 이러한 구조의 VCSEL 소자에 있어서, 그 제조공정이 복잡하고 제조비용이 커질 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 발광효율이 높고 파장특성이 우수하며, 그 제조방법이 용이한 양자점 수직공진형 표면방출 레이저 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저는,

기판;

상기 기판 위에 마련된 하부 브래그반사기(DBR)미러;

상기 하부 브래그반사기(DBR)미러 위에 마련된 전자수송층;

상기 전자수송층 위에 마련된 것으로 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들로 형성된 발광층;

상기 발광층 위에 마련된 정공수송층; 및

상기 정공수송층 위에 마련된 상부 브래그반사기(DBR)미러;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법은,

기판을 준비하는 단계;

상기 기판 위에 하부 브래그반사기(DBR)미러를 형성하는 단계;

상기 하부 브래그반사기(DBR)미러 위에 전자수송층을 형성하는 단계;

상기 전자수송층 위에 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들을 도포하여 발광층을 형성하는 단계;

상기 발광층 위에 정공수송층을 형성하는 단계; 및

상기 정공수송층 위에 상부 브래그반사기(DBR)미러를 형성하는 단계;를 포함한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 발광효율이 높고 파장특성이 우수한 양자점 수직공진형 표면방출 레이저를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저(Quantum dot vertical cavity surface emitting laser;QD-VCSEL) 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이 저의 개략적 단면도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 QD-VCSEL(Quantum dot vertical cavity surface emitting laser) 소자는 기판(10) 위에 순차적으로 적층된 하부 브래그반사기(DBR)미러(20), 전자수송층(25), 발광층(30), 정공수송층(35) 및 상부 브래그반사기(DBR)미러(40)를 포함한다.

상기 기판(10)은 반도체기판 뿐만 아니라, 유리기판 및 사파이어기판 등을 모두 포함할 수 있으며, 기판(10)의 재료가 특별히 제한되지 않는다.

상기 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(25)은 음극(cathode)으로부터 공급되는 전자를 발광층(30)으로 수송하는 역할을 하며, 일반적으로 Alq3 또는 TAZ 물질로 형성된다는 것이 널리 알려져 있다.

상기 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(35)은 양극(anode)으로부터 주입된 정공을 발광층(30)으로 수송하는 역할을 하며, 일반적으로 α-NPD 또는 TPD등의 물질로 형성된다는 것이 널리 알려져 있다.

상기 발광층(EML: Emitting Layer)(30)은 음극과 양극으로부터 공급된 전자와 정공의 재결합이 이루어지면서 발광이 일어나는 영역이다. 본 발명에서, 상기 발광층(30)은 나노입자(nano-particle)형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(Quantum Dot)(30a)들로 형성된 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 양자점(30a)은 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 입자를 말하며, 이러한 양자점(30a)의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있다. 이와 같은 나노입자 형태의 양자점(30a)들은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 화학적 습식방법 은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법으로, 화학적 습식방법에 의한 양자점(30a)의 합성방법은 이미 공지된 기술이다. 이러한 화학적 습식방법은 결정이 성장될 때 유기용매가 자연스럽게 양자점 결정 표면에 배위되어 분산제 역할을 하게 함으로써 결정의 성장을 조절하게 되므로, MOCVD나 MBE와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노입자의 크기와 형태의 균일도를 조절할 수 있는 장점을 갖는다.

이와 같은 양자점 발광층(30)은 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 또는 스프레이코팅 등과 같은 비교적 간단한 박막형성법에 의해 형성될 수 있다. 이 때, 양자점(30a)의 크기(size)에 따라 여러가지 발광색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 QD-VCSEL 소자의 제조공정시 양자점(30a)의 크기를 제어함으로써, 양자점 크기 효과(quantum size effect)에 따른 다양한 파장의 광, 즉 전 가시광영역 및 청색에서 자외선영역까지의 광을 용이하게 얻을 수 있다.

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(30a)은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함한다. 바람직하게, 상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(30a)은 코어-쉘 구조를 가질 수 있으며, 도 2는 이러한 코어-쉘(core-shell) 구조의 양자점의 일례를 보여주는 개략적 단면도이다. 여기에서, 상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고, 상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함한다. 여기에서, 상기 쉘 물질의 에너지 밴드갭은 코어 물질의 에너지 밴드갭 보다 더 크다.

상기 상하부 브래그반사기(DBR:Distributed Bragg Reflector)미러(20, 40)는 높은 굴절률의 물질층과 낮은 굴절률의 물질층이 각각 1/4파장 두께를 가지고 교대로 적층된 구조를 가진다는 것이 일반적으로 널리 알려져 있다. 종래 양자점 광소자를 이용하는 경우, 양자 우물 구조에 비하여 파장의 제어가 어렵고, 특히 양자점의 크기분포가 불균일하여 파장의 반치폭이 큰 것이 문제점으로 대두되었다. 그러나, 본 발명에 따른 VCSEL 소자는 양자점 발광층(30) 상하부에 DBR미러(20, 40)를 구비하고 있기 때문에, 이러한 구조의 VCSEL 소자로부터 고강도(high intensity)를 가지면서도 반치폭(Full Width Half Maximum)이 좁은(narrow) 발광파장을 얻을 수 있다. 여기에서, 상기 상하부 DBR미러(20, 40)를 이루는 물질층의 형성재료는 특별히 제한되지 않으며, 특히, 상호 굴절률 차이가 큰 물질층을 선택할 수 있다. 서로 굴절률 차이가 큰 두 물질층을 여러층으로 쌓는다면 반사율이 거의 1이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 DBR미러(20)는 SiO₂층(20a)과 TiO₂층(20b)을 포함한 적어도 한쌍의 물질층을 포함한다. 마찬가지로 상부 DBR미러(40)는 TiO₂층(20a)과 SiO₂층(20b)을 포함한 적어도 한쌍의 물질층을 포함한다.

종래 에피텍셜 성장된 양자점층을 구비한 VCSEL 소자에 있어서는, 에피텍셜 성장을 위해 양자점층과의 격자불일치(lattice mismatch) 등의 문제가 고려되어야 했기 때문에 기판재료 및 DBR재료가 제한적으로 선택되어야 했다. 따라서, 종래에는 굴절률 차이가 작은 DBR재료가 선택되어야 했고, 이러한 DBR층은 많은 적층물을 포함하여 부피가 커진다는 문제점이 있었다. 또한, 기판재료가 웨이퍼에 한정되어 VCSEL 소자의 크기가 웨이퍼 크기로 제한되는 한계가 있었다. 본 발명에 따른 QD-VCSEL 소자에 의하면, 이러한 종래 기술의 한계가 극복될 수 있다. 나노입자(nano-particle)형태의 양자점(30a)들을 포함하는 발광층(30)은 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 또는 스프레이코팅 등과 같은 비교적 간단한 박막형성법에 의해 형성되기 때문에, 종래 VCSEL 소자와는 달리, 기판재료 및 DBR미러 재료가 제한되지 않는다. 따라서, 다양한 재료의 기판 및 DBR미러가 선택될 수 있다. 따라서, DBR미러의 형성에 있어서, 굴절률 차이가 큰 두 물질층, 예를 들어 TiO₂ 및 SiO₂을 선택하여 교대로 형성함으로써 종래보다 그 적층수를 줄일 수 있다. 이와 같은 구조의 VCSEL 소자에서 유리기판 등을 기판재료로 선택하면, 대면적의 VCSEL 소자가 제조될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 발광파장특성을 개략적으로 보여주는 그래프이다. 여기에서, 종래 VCSEL 소자의 발광파장(a)이 본 발명에 따른 QD-VCSEL 소자의 발광파장(b)과 함께 도시되어 비교되었다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 기판(10)을 준비하여, 상기 기판(10) 위에 하부 브래그반사기(DBR)미러(20)를 형성한다. 여기에서, 하부 DBR미러(20)는 통상 알려진 박막증착방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자빔증착(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 증착법에 의해 형성될 수 있다.

마찬가지로, 상기 하부 DBR미러(20)를 이루는 물질층의 형성재료는 특별히 제한되지 않으며, 특히, 상호 굴절률 차이가 큰 물질층을 선택할 수 있다. 서로 굴절률 차이가 큰 두 물질층을 여러층으로 쌓는다면 반사율이 거의 1이 될 수 있다. 따라서, 높은 굴절률의 물질층과 낮은 굴절률의 물질층을 선택하여 각각 1/4파장 두께로 교대로 적층시킨다. 예를 들어, 상기 하부 DBR미러(20)는 SiO₂층(20a)과 TiO₂층(20b)을 포함한 적어도 한쌍의 물질층을 포함한다.

도 5c를 참조하면, 상기 하부 DBR미러 위에 전자수송층(25)을 형성한다. 상기 전자수송층(25)은 일반적으로 Alq3 또는 TAZ 물질로 형성된다는 것이 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5d를 참조하면, 상기 전자수송층(25) 위에 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(30a)들을 도포하여 발광층(30)을 형성한다. 여기에서, 상기 양자점(30a)은 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 입자를 말하며, 이러한 양자점(30a)의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있다. 이와 같은 나노 입자 형태의 양자점(30a)들은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법으로, 화학적 습식방법에 의한 양자점(30a)의 합성방법은 이미 공지된 기술이다. 이러한 화학적 습식방법은 결정이 성장될 때 유기용매가 자연스럽게 양자점 결정 표면에 배위되어 분산제 역할을 하게 함으로써 결정의 성장을 조절하게 되므로, MOCVD나 MBE와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노입자의 크기와 형태의 균일도를 조절할 수 있는 장점을 갖는다. 예를 들어, 나노입자를 합성하는 화학적 방법 중의 하나로 최근에 주목받는 것이 콜로이드(colloid) 방법이다. 콜로이드(colloid) 방법은 수 나노미터(nanometer) 크기의 나노입자에 각각의 나노입자들이 반데르발스힘(van der waals force)에 의해 응집(aggregation)되는 것을 막기 위한 계면활성제(surfactant)를 나노입자의 표면에 화학적으로 캡핑(capping)시킨 후, 이를 용매에 녹여 나노입자 콜로이드용액을 만드는 방법이다.

양자점(30a)들을 도포하여 발광층을 형성하는 단계:는 스핀코팅, 딥코핑, 프린팅 및 스프레이코팅으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 양자점(30a)들을 분산제와 함께 폴리머 재질의 용액에 분산시켜서 얻은 용액(CdSe/Poly-3(hexylthiophene) Blend) 등이 코팅액으로 이용될 수 있다. 상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(30a)은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함한다. 바람직하게, 상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점(30a)은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 여기에서, 상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고, 상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하되, 상기 쉘 물질의 에너지 밴드갭은 코어 물질의 에너지 밴드갭 보다 더 크다.

도 5e를 참조하면, 상기 발광층(30) 위에 정공수송층(35)을 형성한다. 상기 정공수송층(35)은 일반적으로 α-NPD 또는 TPD등의 물질로 형성된다는 것이 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5f를 참조하면, 상기 정공수송층(35) 위에 상부 DBR미러(40)를 형성한다. 여기에서, 상부 DBR미러(40)는 통상 알려진 박막증착방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자빔증착(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 증착법에 의해 형성될 수 있다. 상기 상부 DBR미러(40)를 이루는 물질층의 형성재료는 특별히 제한되지 않으며, 특히, 상호 굴절률 차이가 큰 물질층을 선택할 수 있다. 따라서, 높은 굴절률의 물질층과 낮은 굴절률의 물질층을 선택하여 각각 1/4파장 두께로 교대로 적층시킨다. 예를 들어, 상기 상부 DBR미러(40)는 TiO₂층(40a)과 SiO₂층(40b)을 포함한 적어도 한쌍의 물질층을 포함한다. 상기와 같은 공정과정을 통하여 발광효율이 높고 파장특성이 우수한 양자점 수직공진형 표면방출 레이저(VCSEL)를 얻을 수 있다. 특히 이와 같은 구조의 QD-VCSEL 소자는 제조공정이 용이할 뿐만 아니라 제조단가가 낮다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 발광효율이 높고 파장특성이 우수한 양자점 수직공진형 표면방출 레이저(VCSEL)를 얻을 수 있다. 상기 VCSEL 소자의 제조공정시 양자점의 크기를 제어함으로써, 양자점 크기 효과(quantum size effect)에 따른 다양한 파장의 광, 즉 전 가시광영역 및 청색에서 자외선영역까지의 광을 용이하게 얻을 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 VCSEL 소자는 양자점 발광층 상하부에 DBR미러를 구비하고 있기 때문에, 이러한 구조의 VCSEL 소자로부터 고강도(high intensity)를 가지면서도 반치폭(Full Width Half Maximum)이 좁은(narrow) 발광파장을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 VCSEL 소자에서, 양자점 발광층은 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 또는 스프레이코팅 등과 같은 비교적 간단한 박막형성법에 의해 형성될 수 있기 때문에, 제조공정이 용이할 뿐만 아니라 제조단가가 낮으며, 또한, 기판재료 및 DBR재료에 있어서도 선택의 폭이 크다. 따라서, DBR미러의 형성에 있어서, 굴절률 차이가 큰 두 물질층, 예를 들어 TiO₂ 및 SiO₂을 선택하여 교대로 형성함으로써 종래보다 그 적층수를 줄일 수 있다. 이와 같은 구조의 VCSEL 소자에서 유리기판 등을 기판재료로 선택하면, 대면적의 VCSEL 소자가 제조될 수 있다.

이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims

기판;

상기 기판 위에 마련된 하부 브래그반사기(DBR)미러;

상기 하부 브래그반사기(DBR)미러 위에 마련된 전자수송층;

상기 전자수송층 위에 마련된 것으로 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들로 형성된 발광층;

상기 발광층 위에 마련된 정공수송층; 및

상기 정공수송층 위에 마련된 상부 브래그반사기(DBR)미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저.
제 1 항에 있어서,

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저.
제 1항 또는 2 항에 있어서,

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점은 코어-쉘 구조를 가지며,

상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지 는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고,

상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하되,

상기 쉘 물질의 에너지 밴드갭이 코어 물질의 에너지 밴드갭 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 양자점의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저.
기판을 준비하는 단계;

상기 기판 위에 하부 브래그반사기(DBR)미러를 형성하는 단계;

상기 하부 브래그반사기(DBR)미러 위에 전자수송층을 형성하는 단계;

상기 전자수송층 위에 나노입자형태의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들을 도포하여 발광층을 형성하는 단계;

상기 발광층 위에 정공수송층을 형성하는 단계; 및

상기 정공수송층 위에 상부 브래그반사기(DBR)미러를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점들을 도포하여 발광층을 형성하는 단계:는 스핀코팅, 딥코핑, 프린팅 및 스프레이코팅으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 양자점은 코어-쉘 구조를 가지며,

상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고,

상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하되,

상기 쉘 물질의 에너지 밴드갭이 코어 물질의 에너지 밴드갭 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 양자점의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 양자점 수직공진형 표면방출 레이저의 제조방법.