KR100750508B1 - 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드는 InP 기판 상에 형성되는 제1 클래드층; 상기 제1 클래드층 상에 형성되는 제1 격자정합층; 상기 제1 격자정합층 상에 형성되며, 교번 성장법에 따라 성장한 In(Ga, Al)As 양자점 또는 In(Ga, Al, P)As 양자점으로 이루어진 양자점층을 하나이상 포함하는 활성층; 상기 활성층상에 형성되는 제2 격자정합층; 상기 제2 격자정합층 상에 형성되는 제2 클래드층; 및 상기 제2 클래드층 상에 형성되는 오믹콘택층을 포함한다.
이에 따라, 교번 성장법으로 형성된 양자점을 활성층으로 이용함으로써, 양자점의 균일도가 좋아 발광 피크의 반치 폭이 좁고 발광 피크의 세기가 현저히 증가할 수 있어, 소자 특성을 향상시킬 수 있다.
교번 성장법, 양자점, 레이저 다이오드

Description

양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법{Quantum Dot Laser Diode and Manufacturing Method Thereof}
도 1a는 본 발명에 따른 양자점을 이용한 레이저 다이오드의 제조 순서를 나타내는 블록도이고, 도 1b는 도 1a의 단계 (S140)를 구체화한 세부 블록도이다
도 2a 내지 도 2g는 도 1a 및 도 1b의 양자점 레이저 다이오드의 제조 순서에 따른 단계별 측단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따라 제조된 교번 성장 방법을 이용한 양자점 시료(AQD)의 단면 TEM사진이고, 도 3b는 종래 방법에 따라 제작된 양자점 시료(CQD)의 단면 TEM사진이다.
도 4는 본 발명의 교번 성장 방법에 따라 제조된 양자점 시료(AQD)의 상온 발광 특성에 따라 도시한 그래프ⓐ와, 종래 기술에 따라 제조된 양자점 시료(CQD)의 상온 발광 특성을 도시한 그래프ⓑ를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 양자점 시료의 여기 세기에 따른 상온 발광 특성을 파장에 따라 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
200: 양자점 레이저 다이오드 210: 기판
220: 제1 클래드층 230: 제1 격자정합층
231: 제2 격자정합층 240: 활성층
245: 양자점 250: 제2 클래드층
260: 오믹 콘택층
본 발명은 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 교번 성장 방법을 이용하여 형성한 양자점을 활성층으로 이용하는 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 별도의 리소그래피 공정을 진행하지 않고 격자부정합의 응력이완 과정을 이용하여 자발 형성 양자점을 성장시키는 스트란스키-크라스타노브 성장 방법(Stranski-Krastanow growth method)에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 더 나아가서는 스트란스키-크라스타노브 성장 방법에 의해 형성된 자발 형성 양자점을 레이저 다이오드 등의 광소자에 응용하는 연구가 다각도에서 진행되고 있다.
예를 들면, 자발 형성 양자점을 1.3㎛ 과 1.55㎛의 파장영역을 이용하는 광통신 분야에 응용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이때, 1.3㎛ 파장 영역에는 In(Ga)As 양자점을 이용할 수 있다. 상기 In(Ga)As 양자점은 GaAs 기판 상에 자발 형성 방법을 이용하여 쉽게 성장시킬 수 있다. 이처럼, 자발 형성 방법으로 성장된 In(Ga)As 양자점을 활성층으로 이용한 레이저 다이오드를 비롯한 광소자에 대한 연구 결과가 많이 발표되고 있다.
그런데, In(Ga)As 양자점을 1.55㎛ 파장 영역에 이용하기 위하여, GaAs 기판 상에 In(Ga)As 양자점을 형성할 경우 In(Ga)As 양자점 크기 및 주변 물질의 응력에 의한 영향 때문에 1.55㎛ 파장영역을 구현하는데 한계가 있었다. 따라서, 1.55㎛ 파장 영역에 이용하는 In(Ga)As 양자점을 InP 기판 상에 형성하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, InP 기판을 이용할 경우 상기 GaAs 기판을 이용하는 경우보다 양자점을 형성하는 물질층과 격자 부정합이 작고 주변 물질과의 반응현상 때문에 자발 형성 방법으로 양질의 양자점을 형성하는데 많은 어려움이 있다. 더욱이, InP 기판 상에 형성되는 In(Ga)As 양자점은 그 모양이 비대칭적이거나, 균일도가 좋지 않아 발광 피크의 반치폭(FWHM, full-width at half-maximum)이 매우 넓고 발광 피크의 세기가 약하여 광소자의 활성층으로 이용하는 경우, 광소자의 효율을 떨어뜨릴 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은 교번 성장 방법을 이용하여 양자점을 제조함으로써, 균일도가 향상되어 발광 피 크의 반치 폭이 개선되고 발광세기가 증가하여 결과적으로 소자특성이 개선된 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 양자점 레이저 다이오드는, InP 기판 상에 형성되는 제1 클래드층; 상기 제1 클래드층 상에 형성되는 제1 격자정합층; 상기 제1 격자정합층 상에 형성되며, 교번 성장법에 따라 성장한 In(Ga, Al)As 양자점 또는 In(Ga, Al, P)As 양자점으로 이루어진 양자점층을 하나이상 포함하는 활성층; 상기 활성층상에 형성되는 제2 격자정합층; 상기 제2 격자정합층 상에 형성되는 제2 클래드층; 및 상기 제2 클래드층 상에 형성되는 오믹콘택층을 포함한다.
바람직하게, 상기 양자점층을 복수 개 형성하는 경우 상기 양자점층 간에 형성되는 장벽층을 더 포함한다. 상기 In(Ga, Al)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성한다. 상기 In(Ga, Al, P)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질 층인 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성한다.
상기 교번 증착시 사용되는 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층, 또는 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층의 두께는 각각 1 모노레이어(monolayer)에서 10 모노레이어 범위이다. 상기 교번 증착시 사용되는 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층, 또는 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층의 교번 증착 주기는 10 내지 100주기이다.
상기 제1 격자 정합층, 상기 제2 격자 정합층 및 상기 장벽층은 InAl(Ga)As, In(Ga,Al,As)P 또는 이들의 조합으로 구성된 이종 접합 구조(SCH-structure)이다. 상기 이종 접합 구조는 웨이브가이드형태가 스핀 인덱스(Spin Index, SPIN) 구조이고, 상기 SPIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점(quantum Dot in a quantum WELL, DWELL)을 대칭적으로 둘러싸거나, 또는 상기 SPIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 비대칭적으로 둘러싼다.
상기 이종 접합 구조는 웨이브가이드형태가 그레이디드 인덱스(Graded Index, GRIN) 구조이고, 상기 GRIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 대칭적으로 둘러싸거나, 또는 상기 GRIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 비대칭적으로 둘러싼다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 양자점 레이저 다이오드 제조 방법은 InP 기판상에 제1 클래드층을 형성하는 단계; 상기 제1 클래드층 상에 제1 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제1 격자정합층 상에, 교번 성장법을 이용하여 성장한 In(Ga, Al)As 양자점 또는 In(Ga, Al, P)As 양자점으로 이루어진 양자점층을 하나이상 포함하는 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층상에 제2 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제2 격자정합층 상에 제2 클래드층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 클래드층 상에 오믹콘택층을 형성하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 본 양자점 레이저 다이오드 제조 방법은 상기 활성층을 형성하는 단계에서 상기 양자점층이 복수 개 적층되는 경우, 상기 양자점층 간에 장벽층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 상기 In(Ga, Al)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과, InAl(Ga)As 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성한다. 상기 In(Ga, Al, P)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과, In(Ga,Al,As)P 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성한다. 상기 교번 증착 단계에서는, 유기금속화학증착법(MOCVD), 분자선증착법MBE) 및 화학선 증착법(CBE) 중 어느 하나의 방법을 이용한다.
본 발명은 본 출원인에 의해 "교번 성장법을 통해 형성한 양자점 형성 방법" 이라는 제목으로 출원된 특허 출원 제2005-85194호와 관련된 발명으로, 본 출원 명세서에서는 상기 기출원 명세서에 기재된 양자점 형성 방법의 일부를 참조한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 양자점을 이용한 레이저 다이오드의 제조 순서를 나타내는 블록도이고, 도 1b는 도 1a의 단계 (S140)를 구체화한 세부 블록도이고, 도 2a 내지 도 2g는 도 1a 및 도 1b의 양자점 레이저 다이오드의 제조 순서에 따른 단계별 측단면도이다.
도 1a 및 도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드(200)를 제조하기 위해서는, 우선, 기판(210)을 준비한다(S110). 기판(210)은 InP 기판을 이용하며, InP 기판(210)을 준비하는 단계에서는 P 또는 비소(As) 분위기에서 열처리를 수행한다. InP 기판(210) 상에는 방출되는 광을 구속하여 광 손실을 방지하기 위한 층으로, 제1 클래드층(220)이 형성된다(S120). 제1 클래드층(220)은 n-(p-)InAl(Ga)As 또는 n-(p-)In(Ga, As)P로 형성할 수 있다. 제1 클래드층(220)은 후술할 제2 클래드층(250)과 그 타입을 반대로 형성하는 것으로, 예를 들면, 제1 클래드층(220)을 n-InAl(Ga)As로 형성하면, 제2 클래드층(250)은 p-InAl(Ga)As로 형성한다.
도 1a 및 도 2b를 참조하면, 제1 클래드층(220)상에는 제1 격자 정합층(230)이 형성된다(S130). 제1 격자 정합층(230)은 InAlGaAs, In(Ga, al, As)P 또는 이들을 격자 정합한 이종 접합 구조(SCH-structure)층으로, 장벽층 역할을 수행할 수 있다. 제1 격자 정합층(230), 즉, SCH 구조는 웨이브가이드형태를 스핀 인덱스(Spin Index, SPIN) 구조 또는 그레이디드 인덱스(Graded Index, GRIN) 구조로 형성할 수 있다.
여기서, 제1 격자 정합층(230)은 SPIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 후술할 양자점(quantum Dot in a quantum WELL, DWELL)을 대칭적으로 둘러싸거나, 또는 SPIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 양자점을 비대칭적으로 둘러쌀 수 있다. 또한, 제1 격자 정합층(230)은 GRIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 양자점을 대칭적으로 둘러싸거나, GRIN SCH 구조 내에 양자 우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 비대칭적으로 둘러쌀 수 있다.
그 다음, 제1 격자 정합층(230) 상에는 복수의 양자점(245)을 포함하는 하나의 양자점층으로 이루어진 활성층(240)이 형성된다(S140). 활성층(240)을 제조하기 위해, 세부 블럭도 도 1b 및 도 2c를 참조하면, 제1 격자 정합층(230) 상에, 격자 부정합이 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층(241)을 증착한다(S141). 그리고, In(Ga)As 물질층(241) 상에는 In(Al, Ga)As 물질층(242)을 증착한다(S142). 도 2c에 도시된 바와 같이, In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)을 교대로 반복 증착한 다음, 원하는 증착 주기 만큼 증착되었는지를 판단한다(S143). (S143) 단계에서, 원하는 주기만큼 증착되지 않은 것으로 판단되면, In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)을 원하는 증착 주기가 될 때까지 반복하여 교번 증착한다.
이때, In(Ga)As 물질층(241) 및 InAl(Ga)As 물질층(242)은 유기금속화학증착법(MOCVD), 분자선증착법(MBE) 또는 화학선 증착법(CBE) 중 하나의 방법을 이용하여 증착한다. 교번 증착시, In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)의 두께는 각각 1 모노레이어(Monolayer)에서 10 모노레이어로 형성하며, 교번 증착시 In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)의 교번 주기는 10 내지 100 주기 로 수행한다. 도 2c에서는 설명의 편의상 In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)의 교번 주기의 일부를 생략 표시한다.
한편, 원하는 주기만큼 증착된 것으로 판단되면, 다음 단계 (S144)를 수행한다. (S144)단계는, 도 2d를 참조한다. 도 2d에 교번 증착된 In(Ga)As 물질 층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)은 In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242) 사이의 격자 부정합에 의해 일어나는 자발 형성과, In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242)에 의한 상분리(phase separation) 현상을 동시에 이용한다. 상기 자발 형성과 상기 상분리 현상을 좀더 구체적으로 설명하면, 자발 형성은 In(Ga)As 물질층(241)과 InAl(Ga)As 물질층(242) 사이의 격자 부정합에 의해 축적된 스트레인(strain) 에너지에 의해 일어나는 것으로, 이에 의해 초기 In(Ga, Al)As 양자점이 형성된다. 초기 In(Ga, Al)As 양자점이 형성되고 나면, 초기 In(Ga, Al)As 양자점 주변에서 Ⅲ족 물질의 성장 거동에 의한 상 분리 현상이 일어나서 초기 In(Ga, Al)As 양자점에 영향을 주게 된다. 다시 말해, Ⅲ족 물질(즉 In, Ga, Al)의 확산 거리, 속도 등과 같은 물질 자체의 성장 거동이 다르기 때문에 나타나는 상분리 현상이 초기 In(Ga, Al)As 양자점에 영향을 주면서 최종적인 In(Ga, Al)As 양자점(245)이 형성되는 것이다.
양자점(245)이 형성된 다음, 도 1a 및 도 2e를 참조하면, 활성층(240) 상에는 제2 격자 정합층(231)이 형성된다(S150). 제2 격자 정합층(231)은 제1 격자 정합층(230)과 그 구조 및 역할 면에서 거의 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하고 전술한 제1 격자 정합층(230)의 설명을 참조한다.
도 1a 및 도 2f를 참조하면, 제2 격자 정합층(231) 상에는 제2 클래드층(250)이 형성된다(S160). 제2 클래드층(250)은 p-(n-)InAl(Ga)As 또는 p-(n-)In(Ga, As)P로 형성할 수 있다. 제2 클래드층(250)은 제1 클래드층(220)과 반 대 타입으로 형성하는 것으로, 제1 클래드층(220)이 n-InAl(Ga)As이면, 제2 클래드층(250)은 p-InAl(Ga)As이다. 도 1a 및 도 2g를 참조하면, 제2 클래드층(250) 상에는 옴 접촉을 조절할 수 있는 오믹 컨택층(260)이 형성된다(S170).
전술한 공정으로부터 제조된 양자점 레이저 다이오드(200)의 기판(210)과 오믹 콘택층(260)에 각각 전압을 인가시키면, 오믹 콘택층(260)을 통해 주입되는 정공과 기판(210)을 통해 주입되는 전자가 활성층(240) 내의 양자점(245) 주변으로 이동하여, 이동된 정공과 전자가 상호 재결합한다. 이에 의해, 전술한 공정에 의해 제조된 양자점 레이저 다이오드(200)는 특정 파장의 레이저를 방출시킬 수 있다.
전술한 공정으로부터 형성된 양자점 시료(AQD)의 실시 예를 TEM으로 측정한 단면 사진인 도 3a와, 종래 기술에 따라 제작된 양자점 시료(CQD)의 실시 예를 TEM으로 측정한 단면 사진인 도 3b를 참조하여, 본 발명과 종래 기술을 비교한다.
도 3b에 도시된 바에 따르면, 종래 기술에 의한 양자점(320)은 높이가 폭에 비해 상대적으로 작은 값을 갖는다. 즉, 종래 기술에 의한 양자점(320)은 높이/폭 비인 어스펙트 비(aspect ratio)가 대략 0.1 정도이다. 이에 반해, 본 발명에 의한 양자점(310)은 높이/폭비인 어스펙트 비가 대략 0.25 정도를 나타내어 종래 기술에 비하여 크게 증가함을 알 수 있다. 어스펙트 비가 크다는 것은, 양자점의 형태가 구형 또는 대칭 형태가 된다는 것을 나타내는 것으로, 본 발명에 따른 양자점(310)은 종래의 양자점(320)에 비해 대칭성이 좋은 타원형 형태이므로, 상대적으 로 이상적인 양자점을 확인할 수 있다. 결과적으로, 이상적인 양자점(310)을 활성층에 이용하는 경우, 소자 자체의 특성이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 양자점 시료(AQD)의 상온 발광 특성에 따라 도시한 그래프ⓐ와, 종래 기술에 따라 제조된 양자점 시료(CQD)의 상온 발광 특성을 도시한 그래프ⓑ이다. 도 4를 참조하면, 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 강도(세기; arb. units)를 나타낸다. 도 4는 종래 자발 현상 방법을 이용한 양자점 형성 방법에 의하여 형성된 양자점 시료(CQD)와 본 발명의 교번 성장법을 이용한 양자점 형성 방법에 의하여 형성된 양자점 시료(AQD)의 발광(PL, photoluminescene) 피크를 나타낸다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의하여 형성된 양자점 시료(AQD,ⓐ)는 종래 기술에 의하여 형성된 양자점 시료(CQD,ⓑ)에 비하여 균일도가 우수하여 발광 피크의 반치 폭이 현저히 감소함을 확인할 수 있고, 발광 피크의 강도(세기)도 크게 향상됨을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 양자점 시료의 여기 세기에 따른 상온 발광 특성을 파장에 따라 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 가로축은 파장을 나타내며, 세로축은 강도를 나타낸다. 도 5의 그래프들에 따르면, 강도(세기; arb. units)가 증가할수록 단파장 쪽의 발광 피크의 세기가 점차적으로 증가하여 장파장 쪽의 발광 피크의 세기보다 상대적으로 커지고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 현상으로부터 단파장 쪽의 발광 피크는 제1 여기 준위(Ⅰ)에 기인한 것으로 볼 수 있 어 본 발명에 의해 양질의 양자점이 형성됨을 알 수 있다. 다시 말해, 제1 여기 준위(Ⅰ)에 의한 발광 피크가 쉽게 나타날 경우 이상적인 형태의 양자점이 형성되었음을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예에는 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층을 교번 증착하여 형성된 양자점으로 이루어진 양자점층을 활성층으로 이용하는 양자점 레이저 다이오드가 개시되어 있지만, In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성된 양자점으로 이루어진 양자점층을 활성층으로 이용하는 양자점 레이저 다이오드 역시 전술한 방법을 통해 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 양자점 레이저 다이오드 역시 전술한 실시 예에서 제공할 수 있는 전술한 효과 및 특성을 제공할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시 예에서는 설명의 편의상 양자점 적층 주기가 부분적으로 생략되어 있지만, 적층 주기 역시 원하는 대로 선택할 수 있다.
더불어, 전술한 실시 예에서는 다수의 적층 주기를 갖는 양자점으로 이루어진 양자점층을 이용하여 레이저 다이오드를 제작할 수 있지만, 다수의 적층 주기를 갖는 양자점으로 이루어진 양자점층을 복수 개 적층하여 레이저 다이오드를 제작할 수 있다. 만약, 양자점층을 복수 개 적층하는 경우에는 양자점층과 양자점층 사이에 장벽층(예를 들면, 이종 접합 구조층)을 형성한다.
본 명세서에서, ( )로 표시된 물질은 포함될 수도 있고, 포함되지 않을 수도 있는 것을 의미하는 것으로, 예컨대, In(Ga)As층이라고 표현되었을 경우, InAs층일 수도 있고, InGaAs층일 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이상, 전술에 따르면, 격자 부정합에 기인하는 자발형성 방법과 교번 성장 방법을 동시에 이용하여 보다 이상적인 형태의 양자점을 형성하고, 이를 양자점 레이저 다이오드의 활성층으로 이용함으로써, 양자점 자체의 균일도가 좋아 발광 피크의 반치 폭이 좁고 발광 피크의 세기가 현저히 증가함으로써, 이를 이용하는 양자점 레이저 다이오드의 성능을 월등하게 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. InP 기판 상에 형성되는 제1 클래드층;
    상기 제1 클래드층 상에 형성되는 제1 격자정합층;
    상기 제1 격자정합층 상에 형성되며, 교번 성장법에 따라 성장한 In(Ga, Al)As 양자점 또는 In(Ga, Al, P)As 양자점으로 이루어진 양자점층을 하나이상 포함하는 활성층;
    상기 활성층상에 형성되는 제2 격자정합층;
    상기 제2 격자정합층 상에 형성되는 제2 클래드층; 및
    상기 제2 클래드층 상에 형성되는 오믹콘택층
    을 포함하는 양자점 레이저 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양자점층을 복수 개 적층하는 경우, 상기 양자점층 간에 형성되는 장벽층을 더 포함하는 양자점 레이저 다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 In(Ga, Al)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성되는 양자점 레이저 다이오드.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 In(Ga, Al, P)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성되는 양자점 레이저 다이오드.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 교번 증착시 사용되는 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층, 또는 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층의 두께는 각각 1 모노레이어(monolayer)에서 10 모노레이어 범위인 양자점 레이저 다이오드.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 교번 증착시 사용되는 In(Ga)As 물질층과 InAl(Ga)As 물질층, 또는 In(Ga)As 물질층과 In(Ga,Al,As)P 물질층의 교번 증착 주기는 10 내지 100주기인 양자점 레이저 다이오드.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 격자 정합층, 상기 제2 격자 정합층 및 상기 장벽층은 InAl(Ga)As, In(Ga,Al,As)P 또는 이들의 조합으로 구성된 이종 접합 구조(SCH-structure)인 양자점 레이저 다이오드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이종 접합 구조는 웨이브가이드형태가 스핀 인덱스(Spin Index, SPIN) SCH 구조인 양자점 레이저 다이오드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 SPIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점(quantum Dot in a quantum WELL, DWELL)을 대칭적으로 또는 비대칭적으로 둘러싸는 양자점 레이저 다이오드.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이종 접합 구조는 웨이브가이드형태가 그레이디드 인덱스(Graded Index, GRIN) SCH　구조인 양자점 레이저 다이오드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 GRIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 대칭적으로 또는 비대칭적으로 둘러싸는 양자점 레이저 다이오드.
  12. InP 기판상에 제1 클래드층을 형성하는 단계;
    상기 제1 클래드층 상에 제1 격자정합층을 형성하는 단계;
    상기 제1 격자정합층 상에, 교번 성장법을 이용하여 성장한 In(Ga, Al)As 양자점 및 In(Ga, Al, P)As 양자점으로 이루어진 양자점층을 하나이상 포함하는 활성층을 형성하는 단계;
    상기 활성층상에 제2 격자정합층을 형성하는 단계;
    상기 제2 격자정합층 상에 제2 클래드층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 클래드층 상에 오믹콘택층을 형성하는 단계
    를 포함하는 양자점 레이저 다이오드의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 활성층을 형성하는 단계에서 상기 양자점층이 복수 개 적층되는 경우, 상기 양자점층 간에 장벽층을 형성하는 단계를 더 포함하는 양자점 레이저 다이오드 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 In(Ga, Al)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과, InAl(Ga)As 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성하는 양자점 레이저 다이오드의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 In(Ga, Al, P)As 양자점은 격자 부정합이 상대적으로 큰 물질층인 In(Ga)As 물질층과, In(Ga,Al,As)P 물질층을 순차적으로 교번 증착하여 형성하는 양자점 레이저 다이오드의 제조방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 교번 증착 단계에서는, 유기금속화학증착법 (MOCVD), 분자선증착법 (MBE) 및 화학선 증착법 (CBE) 중 어느 하나의 방법을 이용하는 양자점 레이저 다이오드의 제조방법.
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