KR100768535B1 - 광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극의 단선에 의해 광소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광소자(100)는 제 1 반도체 소자(170)와 제 2 반도체 소자(160)를 구비한 광소자로서, 상기 제 1 반도체 소자는 반도체층(116, 117, 118)과, 상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한, 상기 반도체층의 상방의 서로 떨어진 위치에 형성된 제 1 도전형의 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)과, 상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 3 전극(132)을 포함하고, 상기 제 2 반도체 소자(160)는 상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 1 도전형의 제 4 전극(121)과, 상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 5 전극(122)을 포함하고, 상기 광소자는 상기 제 1 전극과 상기 제 5 전극의 접속, 및 상기 제 2 전극과 상기 제 5 전극의 접속을 위한 접속 전극(142)을 더 구비한다.
광소자, 반도체층, 콘택트층, 접속 전극, 정류 소자
Description
도 1은 본 실시예에 따른 광소자를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 2는 본 실시예에 따른 광소자를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 4는 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 5는 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 6은 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 7은 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 8은 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 9는 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 10은 본 실시예에 따른 광소자의 제조 공정을 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 광소자 101 : 반도체 기판
102 : 제 1 미러 103 : 활성층
104 : 제 2 미러 105 : 전류 협착층
106 : 콘택트층 108 : 출사면
116 : 제 1 반도체층 117 : 제 2 반도체층
118 : 제 3 반도체층 121 : 제 4 전극
122 : 제 5 전극 131a : 제 1 전극
131b : 제 2 전극 132 : 제 3 전극
141 : 제 1 접속 전극 142 : 제 2 접속 전극
143, 144 : 수지층 160 : 면발광형 반도체 레이저
162 : 주상(柱狀)부 170 : 정류 소자
172 : 주상부
본 발명은 광소자에 관한 것이다.
발광 다이오드, 면발광형 반도체 레이저, 포토 다이오드 등의 광소자는 발광 또는 수광 영역을 한정하기 위하여 주상(柱狀)의 영역을 형성하기 때문에, 각 소자의 단부는 단차(段差)가 있는 구조를 갖는다. 또한, 절연막이나 본딩 패드 등의 형성 영역에서도 마찬가지로 단차가 있는 구조를 갖는다. 이러한 단차의 구조를 갖는 영역에서는 전극이 단선되기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
특허문헌 1에는 소자의 측면을 순(順) 테이퍼 형상으로 함으로써, 전극의 단선을 방지하는 방법이 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개 특허 공보 2004-311701호
본 발명은 전극의 단선에 의해 광소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 광소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 광소자는,
제 1 반도체 소자와 제 2 반도체 소자를 구비한 광소자로서,
상기 제 1 반도체 소자는,
반도체층과,
상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한, 상기 반도체층 상방의 서로 떨어진 위치에 형성된 제 1 도전형의 제 1 전극 및 제 2 전극과,
상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 3 전극을 포함하고,
상기 제 2 반도체 소자는,
상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 1 도전형의 제 4 전극과,
상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 5 전극을 포함하고,
상기 광소자는 상기 제 1 전극과 상기 제 5 전극과의 접속, 및 상기 제 2 전극과 상기 제 5 전극의 접속을 위한 접속 전극을 더 구비한다.
이와 같이 접속 전극에 의하여, 제 2 반도체 소자의 제 5 전극을 제 1 반도체 소자와 복수의 위치에서 전기적으로 접속함으로써, 한쪽의 접속이 단선된 경우에도, 제 1 반도체 소자와 제 2 반도체 소자의 양쪽을 기능시킬 수 있고, 광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과, 상기 제 5 전극은 다른 높이로 형성되며,
상기 접속 전극은, 상기 기판 위에서 상기 제 1 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되고, 또한 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과, 상기 제 5 전극이 다른 높이로 형성되어 있는 경우여도, 복수 방향으로 연속적으로 형성되어 있음으로써, 단선을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 1 반도체 소자와 상기 제 2 반도체 소자 사이에 형성된 절연층을 더 포함하고,
상기 접속 전극은 상기 절연층의 상면을 통하여 상기 제 1 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되고, 또한 상기 절연층의 상면을 통하여 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은, 기판측에서 보아 상기 제 5 전극보다 높은 위치에 형성되며,
상기 절연층은, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극측에서 상기 제 5 전극측으로 하방으로 경사진 측면을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은, 상기 반도체층의 상면에 형성되고,
상기 반도체층은 평면에서 보아, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결하는 가상선 상의 영역의 적어도 일부를 포함하지 않는 영역에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 접속 전극은 평면에서 보아, 상기 반도체층의 형성 영역 이외의 영역 을 통하여, 제 1 전극의 상면에서 상기 제 2 전극의 상면으로 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 2 반도체 소자는, 면발광(面發光)형 반도체 레이저일 수 있다.
본 발명에 따른 광소자에 있어서,
상기 제 1 반도체 소자는, 상기 면발광형 반도체 레이저와 전기적으로 병렬 접속된 정류(整流) 소자일 수 있다.
본 발명에 따른 광소자는,
면발광형 반도체 레이저와, 상기 면발광형 반도체 레이저와 병렬 접속된 정류 소자를 구비한 광소자로서,
상기 정류 소자는,
기판측으로부터 차례로 형성된 제 2 도전형의 제 1 반도체층 및 제 1 도전형 의 제 2 반도체층과,
상기 제 2 반도체층의 상방으로 서로 떨어진 위치에 형성된 제 1 도전형의 제 1 전극 및 제 2 전극과,
제 2 도전형의 제 3 전극을 포함하고,
상기 면발광형 반도체 레이저는,
기판측으로부터 차례로 형성된 제 1 미러, 활성층, 및 제 2 미러와,
제 1 도전형의 제 4 전극과,
제 2 도전형의 제 5 전극을 포함하고,
상기 광소자는 상기 제 1 전극과 상기 제 5 전극과의 접속, 및 상기 제 2 전극과 상기 제 5 전극의 접속을 위한 접속 전극을 더 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
1. 광소자의 구조
도 1은 본 발명을 적용한 실시예에 따른 광소자(100)를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 2는 본 발명을 적용한 실시예에 따른 광소자(100)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A선에서의 단면을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 광소자(100)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 반도체 소자의 일례로서의 정류 소자(170)와, 제 2 반도체 소자의 일례로서의 면발광형 반도체 레이저(160)와, 면발광형 반도체 레이저(160)와 정류 소자(170)를 병렬 접속하기 위한 제 1 접속 전극(141) 및 제 2 접속 전극(142)을 포함한다. 면발광형 반도체 레이저(160) 및 정류 소자(170)는 동일 기판(반도체 기판(101)) 위에 형 성되어 있다.
이하, 면발광형 반도체 레이저(160), 정류 소자(170), 및 전체의 구성에 대하여 설명한다.
1.1. 면발광형 반도체 레이저
면발광형 반도체 레이저(160)는 수직 공진기를 갖는다. 또한, 이 면발광형 반도체 레이저(160)는 주상(柱狀)의 반도체 퇴적체(이하 「주상부」라 함)(162)를 포함할 수 있다.
면발광형 반도체 레이저(160)는 제 1 미러(102)와, 활성층(103), 제 2 미러(104), 콘택트층(106)을 갖는다. 제 1 미러로서는, 예를 들면 n형 Al0 .9Ga0 .1As층과 n형 Al0 .15Ga0 .85As층을 교대로 적층한 40쌍의 분포 블럭 반사형 미러(DBR)를 이용할 수 있다. 활성층(103)으로서는 GaAs 웰층과 Al0 .3Ga0 .7As 배리어층으로 이루어지고, 웰층이 3층으로 구성되는 양자 우물 구조를 적용할 수 있다. 제 2 미러(104)로서는, p형 Al0 .9Ga0 .1As층과 p형 Al0 .15Ga0 .85As층을 교대로 적층한 25쌍의 분포 반사형 다층막 미러를 이용할 수 있다. 콘택트층(106)으로서는, 예를 들면 p형 GaAs층을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 각 층의 조성 및 층수는 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 미러(104)는, 예를 들면 탄소(C)가 도핑됨으로써 p형으로 되고, 제 1 미러(102)는, 예를 들면 규소(Si)가 도핑됨으로써 n형으로 되어 있다. 따라서, p형의 제 2 미러(104), 불순물이 도핑되어 있지 않은 활성층(103), 및 n형의 제 1 미러(102)에 의해 pin 다이오드가 형성된다. 또한, 본 실시예에서는 주상부(162) 의 평면 형상을 원형으로 했지만, 이 형상은 임의의 형상으로 할 수 있다.
또한, 제 2 미러(104)를 구성하는 층 중 활성층(103)에 가까운 영역에, AlGaAs층을 측면으로부터 산화함으로써 얻어지는 전류 협착층(105)이 형성되어 있다. 이 전류 협착층(105)은 주상부(162)의 가장자리를 따른 링 형상을 가질 수 있다.
또한, 면발광형 반도체 레이저(160)는 p형의 제 4 전극(121)과 n형의 제 5 전극(122)을 더 갖는다. 제 4 전극(121)은 제 2 미러(104) 위에 설치되어 있다. 제 4 전극(121)은, 예를 들면 링 모양으로 형성되고, 개구부는 레이저 광의 출사면(108)으로서 기능한다. 제 5 전극(122)은 제 1 미러(102) 위, 또한 제 2 접속 전극(142) 밑에 주상부(162)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 이 제 4 전극(121) 및 제 5 전극(122)은 면발광형 반도체 레이저(160)를 구동하기 위하여 사용된다.
1.2. 정류 소자
정류 소자는 정류 작용을 갖는 pn 접합 다이오드나 쇼트키(Schottky) 장벽 다이오드 등의 접합 다이오드로 이루어질 수 있다.
정류 소자(170)는 반도체 기판(101)측으로부터 차례로 배치된 제 1 반도체층(116), 제 2 반도체층(117), 제 3 반도체층(118), 제 1 전극(131a), 제 2 전극(131b), 및 제 3 전극(132)을 갖는다.
제 1 반도체층(116)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아, 굴곡된 형상(거의 L자 형상)을 갖는다.
제 2 반도체층(117) 및 제 3 반도체층(118)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 반도체층(116)의 일부 영역에 형성된다. 또한, 제 2 반도체층(117) 및 제 3 반도체층(118)은 평면에서 보아, 제 1 반도체층(116)의 중앙부를 포함하는 영역에 형성된다. 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)은 제 1 반도체층(116) 위에서의 제 2 반도체층(117) 및 제 3 반도체층(118)이 형성되어 있지 않은 영역에 형성된다. 제 1 전극(131a)은 제 1 반도체층(116) 위의 한쪽의 단부에 형성되고, 제 2 전극(131b)은 다른 쪽의 단부에 형성된다. 제 3 전극(132)은 제 3 반도체층(118) 위에 형성된다.
제 1 반도체층(116)은 상기 콘택트층(106)과 동일한 조성으로 이루어진다. 제 2 반도체층(117)으로서는, 예를 들면 불순물이 도핑되어 있지 않은 GaAs층을 이용할 수 있다. 제 3 반도체층(118)으로서는, 예를 들면 n형 GaAs층을 이용할 수 있다.
또한, 정류 소자(170)는 상술한 제 2 미러(104)와 동일한 조성으로 이루어지는 제 4 반도체층(114)을 포함해도 좋다. 즉, 제 4 반도체층(114)이 접합 다이오드의 일부로서 기능해도 좋다.
또한, 정류 소자(170)는 활성층(103)과 동일한 조성을 갖는 제 5 반도체층(113), 및 제 1 미러(102)의 상방에 형성되어 있다. 이와 같이, 면발광형 반도체 레이저(160)를 형성하기 위한 층의 상방에 정류 소자(170)를 형성함으로써, 정류 소자(170)와 면발광형 반도체 레이저(160)를 모놀리스(monolithically)로 형성할 수 있게 된다.
제 1 전극(131a)과 제 2 전극(131b)은 동일한 기능을 갖는 전극으로, 서로 떨어진 위치에 형성되어 있다. 또한, 제 1 반도체층(116)은 평면에서 보아, 제 1 전극(131a)과 제 2 전극(131b)을 연결하는 가상선 상 영역의 적어도 일부를 포함하지 않는 영역에 형성되어 있다. 즉, 제 1 반도체층(116)은 굴곡되어 있고, 제 1 전극(131a)과 제 2 전극(131b)은 제 1 반도체층(116) 위에서 반대측 단부에 형성되어 있다. 굴곡 방향은 제 2 접속 전극(142)의 굴곡 방향과 같으며, 이에 따라 소자 면적을 조밀하게 할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 일직선의 제 1 반도체층(116) 위에 제 1 전극(131a)과 제 2 전극(131b)이 없으므로, 제 1 반도체층(116)이 제조 공정에서 수축함으로써 생기는 응력을 분산시킬 수 있고, 제 2 접속 전극(142)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
1.3. 전체의 구성
상술한 바와 같이, 면발광형 반도체 레이저(160)와 정류 소자(170)는 병렬 접속되어 있다. 즉, 면발광형 반도체 레이저(160)의 제 4 전극(121)과 정류 소자(170)의 제 3 전극(132)이 제 1 접속 전극(141)에 의해 전기적으로 접속되고, 면발광형 반도체 레이저(160)의 제 5 전극(122)과 정류 소자(170)의 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)이 제 2 접속 전극(142)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 접속 전극(141)은 제 4 전극(121)의 상면으로부터 제 3 전극(132)의 상면에 걸쳐서 연속적으로 형성되어 있다. 제 4 전극(121)과 제 3 전극(132)은 서로 다른 높이로 형성되어 있다. 또한, 면발광형 반도체 레이저(160)는 주상부(162)를 갖고, 정류 소자(170)는 주상부(174)를 갖기 때문에, 주상부(162)와 주상부(174) 사이에는 홈이 형성된다. 따라서, 제 4 전극(121)과 제 3 전극(132) 사이에는 복 수의 단차가 있기 때문에, 제 1 접속 전극(141)은 단차의 상방에서 단선되기 쉽다.
그래서 본 실시예에 따른 광소자(100)에서는, 면발광형 반도체 레이저(160)의 주상부(162)와 정류 소자(170)의 주상부(174) 사이에 절연층의 일례로서의 수지층(143)이 형성되어 있다. 이러한 수지층(143)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 3 전극(132)측으로부터 제 4 전극(121)측에 걸쳐서 하방으로 경사진 면을 갖는다.
이에 의해, 제 1 접속 전극(141)이 제 4 전극(121)과 제 3 전극(132) 사이에 형성된 단차를 수지층(143)이 피복하기 때문에, 제 1 접속 전극(141)이 직접적으로 복수의 단차를 통과시킴으로써 단선되는 것을 방지할 수 있다.
제 2 접속 전극(142)은 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)의 상면으로부터 제 5 전극(122)의 상면에 걸쳐서 연속적으로 형성되어 있다. 제 2 접속 전극(142)과 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)은 서로 다른 높이로 형성되어 있다. 또한, 정류 소자(170)는 주상부(174)를 갖기 때문에, 주상부(174)와 제 5 전극(122) 사이에는 단차가 있다. 이 때문에, 제 2 접속 전극(142)은 이 단차의 상방에서 단선되기 쉽다.
그래서 본 실시예에 따른 광소자(100)에서는, 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)과 제 5 전극(122) 사이에 절연층의 일례로서의 수지층(144)이 형성되어 있다. 이러한 수지층(144)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)측으로부터 제 5 전극(122)측에 걸쳐서 하방으로 경사진 면을 갖는다.
이에 의해, 제 2 접속 전극(142)이 제 5 전극(122)과 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b) 사이에 형성된 단차를 수지층(144)이 피복하기 때문에, 제 2 접속 전 극(142)이 직접적으로 복수의 단차를 통과시킴으로써 단선되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 접속 전극(142)은 제 5 전극(122)과 2곳에서 접속하고 있다. 즉, 제 2 접속 전극(142)은 제 1 전극(131a)과 제 5 전극(122)과의 접속, 및 제 2 전극(131b)과 제 5 전극(122)과 접속을 행하고 있다. 이에 따라, 한쪽의 접속이 단선된 경우에도, 다른 쪽이 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 광소자(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
2. 광소자의 제조 방법
본 발명을 적용한 실시예의 광소자(100)의 제조 방법의 일례에 대해서, 도 3∼도 10을 사용하여 설명한다. 도 3∼도 10은 광소자(100)의 제조 공정을 나타내는 도면으로 도 2에 대응하고 있다.
(1) 우선, n형 GaAs층으로 이루어지는 반도체 기판(101)의 표면에, 조성을 변조시키면서 에피택셜 성장시킴으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이 반도체 다층막이 형성된다. 여기에서 반도체 다층막은, 예를 들면 n형 Al0 .9Ga0 .1As층과 n형 Al0.15Ga0.85As층을 교대로 적층한 40쌍의 제 1 미러(102a), GaAs 웰층과 Al0 .3Ga0 .7As 배리어층으로 이루어지고, 웰층이 3층으로 구성되는 양자 우물 구조를 포함하는 활성층(103a), p형 Al0 .9Ga0 .1As층과 p형 Al0 .15Ga0 .85As층을 교대로 적층한 25쌍의 제 2 미러(104a), p형 GaAs층으로 이루어지는 제 1 반도체층(106a), 불순물이 도핑되어 있지 않은 GaAs층으로 이루어지는 제 2 반도체층(107a), 및 n형 GaAs층으로 이루어 지는 제 3 반도체층(108a)으로 이루어진다. 이들 층을 차례로 반도체 기판(101) 위에 적층시킴으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이 반도체 다층막이 형성된다.
에피택셜 성장을 행할 때의 온도는, 성장 방법이나 원료, 반도체 기판(101)의 종류, 또는 형성되는 반도체 다층막의 종류, 두께, 및 캐리어 밀도에 의해 적절하게 결정되지만, 일반적으로 450℃∼800℃인 것이 바람직하다. 또한, 에피택셜 성장을 행할 때의 소요 시간도, 온도와 마찬가지로 적절하게 결정된다. 또한, 에피택셜 성장시키는 방법으로서는 유기 금속 기상 성장(MOVPE: Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)법이나, MBE법(Molecular Beam Epitaxy)법, 또는 LPE법(Liquid Phase Epitaxy)을 이용할 수 있다.
또한, 제 2 미러(104a)를 성장시킬 때에 활성층(103a) 근방의 적어도 1층은 나중에 산화되어 절연층이 되는 층으로 형성된다(도 8 참조).
(2) 다음으로, 제 3 반도체층(108a) 및 제 2 반도체층(107a)을 소정의 형상으로 패터닝하고, 제 3 반도체층(118) 및 제 2 반도체층(117)을 형성한다(도 4 및 도 5 참조).
우선, 반도체 다층막 위에 레지스트(미도시)를 도포한 후, 리소그래피법으로 상기 레지스트를 패터닝함으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이 소정 패턴의 레지스트층(R1)이 형성된다.
이어서, 레지스트층(R1)을 마스크로 하여, 예를 들면 드라이 에칭법에 의해, 제 3 반도체층(108a) 및 제 2 반도체층(107a)의 일부를 에칭한다. 그 후에 레지스트층(R1)이 제거된다.
(3) 다음으로, 제 3 반도체층(118), 제 2 반도체층(117), 제 1 반도체층(106a), 제 2 미러(104a), 활성층(103a), 및 제 1 미러(102a)의 일부를 소정 형상으로 패터닝한다(도 6 및 도 7 참조). 구체적으로는, 우선, 제 1 반도체층(105)의 상방에 레지스트(미도시)를 도포한 후, 리소그래피법으로 이 레지스트를 패터닝함으로써, 제 2의 형상을 갖는 레지스트층(R2)이 형성된다. 이어서, 레지스트층(R2)을 마스크로 하여, 예를 들면 드라이 에칭법에 의해 에칭한다. 그 후에 레지스트층(R2)을 제거한다.
이에 따라, 정류 소자(170)의 주상부(172)와, 면발광형 반도체 레이저(160)의 주상부(162)를 동시에 형성할 수 있다.
(4) 다음으로, 예를 들면 400℃ 정도의 수증기 분위기 중에, 상기 공정에 의해 면발광형 반도체 레이저(160)의 주상부(162) 및 정류 소자(170)의 주상부(172)가 형성된 반도체 기판(101)을 투입함으로써, 전술한 제 2 미러(104) 중 Al 조성이 높은 층을 측면으로부터 산화하여, 면발광형 반도체 레이저(160)의 전류 협착층(105)(도 8 참조)이 형성된다.
(5) 다음으로, 반도체 기판(101) 위의 소정 영역에, 수지층(143, 144)을 형성한다(도 9 참조). 수지층(143, 144)은 질화 실리콘이나 산화 실리콘 등의 무기물질로 이루어져도 좋고, 폴리이미드 수지, 불소계 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지로 이루어져도 좋다. 또한, 수지층은 복수층이어도 좋고, 단층이어도 좋다.
(6) 다음으로, 제 1 전극(131a), 제 2 전극(131b), 제 3 전극(132), 제 4 전 극(121), 및 제 5 전극(122)이 형성된다(도 10 참조).
우선, 전극 형성 공정 전에, 필요에 따라 플라스마 처리 등을 이용하여 각각의 전극 형성 위치를 세정해도 좋다.
제 1 전극(131a)과 제 2 전극(131b)은 동일한 재료를 이용하여 형성된다. 제 4 전극(121)과 제 1 전극(131a) 및 제 2 전극(131b)은 p형 전극 재료로 이루어지고, 예를 들면 백금(Pt)과 금(Au)의 적층막으로 이루어질 수 있다. 제 5 전극(122) 및 제 3 전극(132)은 n형 전극 재료로 이루어지고, 예를 들면 금과 게르마늄의 합금(AuGe)과 니켈(Ni)과 금(Au)의 적층막으로 이루어질 수 있다. 또한, 전극의 형성 방법은, 예를 들면 스퍼터링법 또는 진공 증착법에 의해 적어도 1층의 도전층을 형성하고, 그 후에 리프트 오프법(lift-off)에 의해 도전층의 일부를 제거해도 좋다. 또한, 리프트 오프법 대신에, 드라이 에칭법을 적용해도 좋다. 제 4 전극(121)의 개구부는 면발광형 반도체 레이저(160)의 출사면(108)을 형성한다. 또한, 전극 형성과 동시에 얼라인먼트 마크(220)를 형성해도 좋다(도 1 참조).
(7) 다음으로, 제 1 접속 전극(141) 및 제 2 접속 전극(142)이 형성된다(도 1 및 도 2 참조).
제 1 접속 전극(141) 및 제 2 접속 전극(142)은, 예를 들면 금(Au)을 이용하여 형성할 수 있다. 전극의 형성 방법으로서는 상술한 형성 방법과 같은 것을 이용할 수 있다.
이렇게 하여, 정류 소자(170)와 면발광형 반도체 레이저(160)를 포함하는 광소자(100)를 형성할 수 있다. 이에 의하면, 면발광형 반도체 레이저(160)에 역 바 이어스의 전압이 인가되어도, 정류 소자(170)에 전류가 흐르므로, 역 바이어스의 전압에 대한 정전 파괴 내압이 현저하게 향상된다. 따라서, 실장 프로세스 등에서의 정전 파괴를 방지하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 광소자의 제조 방법은 상술한 광소자의 설명으로부터 도출할 수 있는 내용을 포함한다.
3. 변형예
본 실시예에 따른 광소자(100)는 상기 광소자의 설명으로부터 도출할 수 있는 여러 가지 변형예를 들 수도 있다.
3.1. 제 1 변형예
예를 들면, 도 2에서, 본 실시예에 따른 수지층(143)은 콘택트층(106) 및 제 3 반도체층(118) 위에 놓여져 있지 않지만, 이 대신에, 일부가 놓여져 형성되어도 좋다. 수지층(143)이 콘택트층(106) 및 제 3 반도체층(118) 위에 놓여 있지 않은 경우, 예를 들면 수지층(143)과 주상부(162, 172) 사이에 간극이 형성되어, 그 간극에 전극 재료가 들어감으로써 단선이 발생하는 경우가 있다. 그러므로, 수지층(143)이 콘택트층(106) 및 제 3 반도체층(118) 위에 일부 놓여져 형성됨으로써, 제 1 접속 전극(141)의 단선을 방지할 수 있다.
수지층(144)에 대해서도, 수지층(143)과 마찬가지로 제 1 반도체층(116)에 놓여져서 형성됨으로써 제 2 접속 전극(142)의 단선을 방지할 수 있다.
3.2. 제 2 변형예
도 1에서, 본 실시예에 따른 주상부(174)는 평면에서 보아 제 2 접속 전극 (142)과 동일한 방향으로 굴곡된 형상을 갖지만, 제 2 접속 전극(142)과 반대 방향으로 굴곡되어 있는 형상을 가져도 좋다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 본 발명은, 실시예에서 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성(예를 들면, 기능, 방법 및 결과가 동일한 구성, 또는 목적 및 결과가 동일한 구성)을 포함한다. 또한 본 발명은, 실시예에서 설명한 구성의 본질적이지 않은 부분을 치환한 구성을 포함한다. 또한 본 발명은, 실시예에서 설명한 구성과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성을 포함한다. 또한 본 발명은, 실시예에서 설명한 구성에 공지 기술을 부가한 구성을 포함한다.
본 발명에 의하면 전극의 단선에 의해 광소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 광소자를 제공할 수 있다.
Claims (10)
- 제 1 반도체 소자와 제 2 반도체 소자를 구비한 광소자로서,상기 제 1 반도체 소자는,반도체층과,상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한, 상기 반도체층의 상방의 서로 떨어진 위치에 형성된 제 1 도전형의 제 1 전극 및 제 2 전극과,상기 제 1 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 3 전극을 포함하고,상기 제 2 반도체 소자는,상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 1 도전형의 제 4 전극과,상기 제 2 반도체 소자를 구동하기 위한 제 2 도전형의 제 5 전극을 포함하고,상기 광소자는 상기 제 1 전극과 상기 제 5 전극의 접속 및 상기 제 2 전극과 상기 제 5 전극의 접속을 위한 접속 전극을 더 구비하는 광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과, 상기 제 5 전극은 다른 높이로 형성되며,상기 접속 전극은, 상기 기판 위에서 상기 제 1 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되고, 또한 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되어 있는 광소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 반도체 소자와 상기 제 2 반도체 소자 사이에 형성된 절연층을 더 포함하고,상기 접속 전극은 상기 절연층의 상면을 통하여 상기 제 1 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되고, 또한 상기 절연층의 상면을 통하여 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 5 전극의 상면까지 연속적으로 형성되어 있는 광소자.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은, 기판측에서 보아 상기 제 5 전극보다 높은 위치에 형성되며,상기 절연층은, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극측에서 상기 제 5 전극측으로 하방으로 경사진 측면을 갖는 광소자.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은, 상기 반도체층의 상면에 형성되어 있는 광소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 반도체층은 평면에서 보아, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결하는 가상선 상의 영역의 적어도 일부를 포함하지 않는 영역에 형성되어 있는 광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 접속 전극은 평면에서 보아, 상기 반도체층의 형성 영역 이외의 영역 을 통하여, 제 1 전극의 상면에서 상기 제 2 전극의 상면으로 연속적으로 형성되어 있는 광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 반도체 소자는, 면발광(面發光)형 반도체 레이저인 광소자.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 반도체 소자는, 상기 면발광형 반도체 레이저와 전기적으로 병렬 접속된 정류(整流) 소자인 광소자.
- 면발광형 반도체 레이저와, 상기 면발광형 반도체 레이저와 병렬 접속된 정류 소자를 구비한 광소자로서,상기 정류 소자는,기판측으로부터 차례로 형성된 제 2 도전형의 제 1 반도체층 및 제 1 도전형의 제 2 반도체층과,상기 제 2 반도체층의 상방으로 서로 떨어진 위치에 형성된 제 1 도전형의 제 1 전극 및 제 2 전극과,제 2 도전형의 제 3 전극을 포함하고,상기 면발광형 반도체 레이저는,기판측으로부터 차례로 형성된 제 1 미러, 활성층 및 제 2 미러와,제 1 도전형의 제 4 전극과,제 2 도전형의 제 5 전극을 포함하고,상기 광소자는 상기 제 1 전극과 상기 제 5 전극의 접속 및 상기 제 2 전극과 상기 제 5 전극의 접속을 위한 접속 전극을 더 구비하는 광소자.
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