KR100862483B1 - 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 적어도 3개의 레이저 다이오드가 순차적으로 적층되어 있고, 상기 레이저 다이오드는 각각의 발광점 중심부가 일직선 상에 정렬되도록 배열되는 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법{Multiple-wavelength laser diode and fabrication method of the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 레이저 다이오드의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 제1 레이저 다이오드의 확대도이다.
도 3은 도 1에서 제2 레이저 다이오드의 확대도이다.
도 4는 도 1에서 제3 레이저 다이오드의 확대도이다.
도 5a 내지 도 5h는 도 1의 다파장 레이저 다이오드의 제조방법을 설명하는 공정도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 제1 n형 화합물 반도체층 12:제1 n형 전극층
14:GaN 기판 16:제1버퍼층
18:제1 n형 클래드층 20:제1공진층
22a, 22b:제1도파층 24:제1활성층
26:제1발광점 30:제1 p형 화합물 반도체층
32:제1 p형 클래드층 34:제1 p형 콘택트층
36:제1 p형 전극층 38:본딩메탈층
40:제2 p형 화합물 반도체층 42:본딩메탈층
44:제2 p형 전극층 46:제2 p형 콘택트층
48:제2 p형 클래드층 50:제2 공진층
52a, 52b:제2도파층 54:제2활성층
56:제2발광점 60:제2 n형 화합물 반도체층
62:제2 n형 클래드층 64:제2 n형 콘택트층
65:제2버퍼층 66:GaAs 기판
67:제2 n형 전극층 68:본딩메탈층
70:제3 p형 화합물 반도체층 72:본딩메탈층
74:제3 p형 전극층 76:제3 p형 콘택트층
78:제3 p형 클래드층 80:제3공진층
82a, 82b:제3도파층 84:제3활성층
86:제3발광점 90:제3 n형 화합물 반도체층
92:제3 n형 클래드층 94:제3버퍼층
96:GaAs 기판 98:제3 n형 전극층
200:제1 레이저 다이오드 400:제2 레이저 다이오드
600:제3 레이저 다이오드
본 발명은 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상 세하게는 수차발생이 작고 집광효율이 향상된 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적 신호를 빛으로 변화시키는 화합물 반도체 발광소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 또는 LD(Laser Diode)와 같은 반도체 레이저 다이오드의 레이저광은 광통신, 다중통신, 우주통신과 같은 응용분야에서 현재 실용화되어 가고 있다. 반도체 레이저는 광통신 등과 같은 통신 분야나 컴팩트 디스크 플레이어(CDP; Compact Disk Player)나 디지털 다기능 디스크 플레이어(DVDP; Digital Versatile Disk Player) 등과 같은 장치에서 데이터의 전송이나 데이터의 기록 및 판독을 위한 수단의 광원으로써 널리 사용되고 있다.
종래의 CD(Compact Disk)나 디지털 다기능 디스크(DVD; Digital Versatile Disk)를 뒤이어 차세대 저장매체로서 BD(Blue-ray disk)가 개발되었으며, 이러한 BD에 대한 수요가 클 것으로 기대된다. BD용 광픽업 장치(optical pick up)는 BD 뿐만 아니라 종래 DVD나 CD의 재생 및 기록에도 사용될 수 있도록 호환성을 가지는 것이 바람직하다. 이를 구체적으로 설명하면, BD, DVD 및 CD용 레이저 다이오드는 각각 서로 다른 파장의 레이저광, 예를 들어 청자색, 적색 및 적외선 파장의 레이저광을 발생시킨다. 이러한 3개의 레이저광에 대하여 광픽업 장치를 별개로 만든다면, 전체의 광픽업 시스템이 매우 커지고 또한 비용이 많이 든다. 따라서, 상기 3개의 레이저 다이오드, 즉 BD, DVD 및 CD용 레이저 다이오드에 대하여 공통의 광픽업 시스템이 구현되는 것이 바람직하며, 이러한 광픽업 시스템을 위해서는 3개의 레이저 다이오드가 하나의 패키지로 일체화 되어야 한다. 이때, 광픽업 시스템에서 광학계 설계가 단순해지기 위해서는 3개의 레이저 다이오드가 최대한 근접하여 배치되어야 한다. 종래 BD, DVD 및 CD용 레이저 다이오드가 하나의 패키지로 일체화된 구조가 제안되었으나, 레이저 다이오드 각각의 사이간격이 매우 크다. 이와 같은 종래의 3개의 레이저 다이오드가 일체화된 구조에서는 집광효율이 떨어지고, 수차발생이 크다. 또한, 전체의 광픽업 시스템이 매우 커지고, 광픽업 시스템의 설계가 복잡해질 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 수차발생이 작고 집광효율이 향상된 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 3개의 레이저 다이오드가 순차적으로 적층되어 있고, 상기 레이저 다이오드는 각각의 발광점 중심부가 일직선 상에 정렬되도록 배열되는 다파장 레이저 다이오드가 제공된다. 여기에서, 상기 레이저 다이오드들의 발광점 중심부간의 거리는 각각 100㎛ 이내의 범위에 있다.
가장 아래에 배치되는 제1 레이저 다이오드는,
제1공진층, 상기 제1공진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 화합물 반도체층 및 제1 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제1레이저 발진층;
상기 제1레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층; 및
상기 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비한다.
여기에서, 상기 제1 n형 화합물 반도체층은,
GaN 기판;
상기 GaN 기판 상에 GaN으로 형성된 제1버퍼층; 및
상기 제1버퍼층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 n형 클래드층;을 구비하고,
상기 제1공진층은,
InGaN으로 형성된 제1활성층; 및
상기 제1활성층의 상하부에 각각 InGaN으로 형성된 제1도파층;을 구비하고
상기 제1 p형 화합물 반도체층은,
상기 제1공진층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 p형 클래드층; 및
상기 제1 p형 클래드층 상에 GaN으로 형성된 제1 p형 콘택트층;을 구비한다.
또한, 제2 레이저 다이오드는,
제2공진층, 상기 제2공진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 화합물 반도체층 및 제2 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제2레이저 발진층;
상기 제2레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 전극층 및 제2 p형 전극층; 및
상기 제2 n형 전극층 및 제2 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비한다.
여기에서, 상기 제2 p형 화합물 반도체층은,
상기 제2 p형 전극층 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층; 및
상기 제2 p형 콘택트층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층;을 구비하고,
상기 제2공진층은,
AlGaInP으로 형성된 제2활성층; 및
상기 제2활성층의 상하부에 각각 AlGaInP으로 형성된 제2도파층;을 구비하고,
상기 제2 n형 화합물 반도체층은,
상기 제2공진층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층; 및
상기 제2 n형 클래드층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층;을 구비한다.
또한, 제3 레이저 다이오드는,
제3공진층, 상기 제3공진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 화합물 반도체층 및 제3 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제3레이저 발진층;
상기 제3레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층; 및
상기 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비한다.
여기에서, 상기 제3 p형 화합물 반도체층은,
상기 제3 p형 전극층 상에 GaAs로 형성된 제3 p형 콘택트층; 및
상기 제3 p형 콘택트층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 p형 클래드층;을 구비하고,
상기 제3공진층은,
AlGaAs로 형성된 제3활성층; 및
상기 제3활성층의 상하부에 각각 AlGaAs로 형성된 제3도파층;을 구비하고,
상기 제3 n형 화합물 반도체층은,
상기 제3공진층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 n형 클래드층;
상기 제3 n형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제3버퍼층; 및
상기 제3버퍼층 상에 적층된 GaAs 기판;을 구비한다.
또한 본 발명에 따르면,
제1면과 이에 대향하는 제2면을 각각 가지는 적어도 3개의 레이저 다이오드를 준비하는 제1단계, 상기 제1 레이저 다이오드의 제2면에 제2 레이저 다이오드의 제2면을 접합하는 제2단계, 상기 제2 레이저 다이오드의 제1면에 전극층과 본딩메탈층을 순차적으로 형성하는 제3단계 및 상기 제2 레이저 다이오드의 본딩메탈층 위에 제3 레이저 다이오드의 제2면을 접합하는 제4단계를 포함하여,
적어도 3개의 레이저 다이오드가 순차적으로 적층되고, 상기 레이저 다이오드는 각각의 발광점 중심부가 일직선 상에 정렬되도록 배열되는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법이 제공된다. 여기에서, 상기 레이저 다이오드들의 발광점 중심부간의 거리는 각각 100㎛ 이내의 범위에 있다. 여기에서, 상기 제2 레이저 다이오드는 제1면에 기판을 더 구비할 수 있으며, 이 경우, 상기 제2단계와 제3단계 사이 에 상기 제2 레이저 다이오드의 기판을 제거하는 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 제1 레이저 다이오드는,
제1공진층, 상기 제1공진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 화합물 반도체층 및 제1 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제1레이저 발진층;
상기 제1레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층; 및
상기 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층; 구비한다.
여기에서, 상기 제1 n형 화합물 반도체층은,
GaN 기판;
상기 GaN 기판 상에 GaN으로 형성된 제1버퍼층; 및
상기 제1버퍼층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 n형 클래드층;을 구비하고,
상기 제1공진층은,
InGaN으로 형성된 제1활성층; 및
상기 제1활성층의 상하부에 각각 InGaN으로 형성된 제1도파층;을 구비하고,
상기 제1 p형 화합물 반도체층은,
상기 제1공진층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 p형 클래드층; 및
상기 제1 p형 클래드층 상에 GaN으로 형성된 제1 p형 콘택트층;을 구비한다.
또한, 상기 제2 레이저 다이오드는,
제2공진층, 상기 제2공진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 화합물 반도체 층 및 제2 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제2레이저 발진층;
상기 제2레이저 발진층의 제2면에 마련되는 전극층; 및
상기 전극층 상에 마련되는 본딩메탈층;을 구비한다.
여기에서, 상기 제2 n형 화합물 반도체층은,
GaAs 기판;
상기 GaAs 기판 상에 GaAs로 형성된 제2버퍼층;
상기 제2버퍼층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층; 및
상기 제2 n형 콘택트층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층;을 구비하고,
상기 제2공진층은,
AlGaInP로 형성된 제2활성층; 및
상기 제2활성층의 상하부에 각각 AlGaInP로 형성된 제2도파층;을 구비하고,
상기 제2 p형 화합물 반도체층은,
상기 제2공진층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층; 및
상기 제2 p형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층;을 구비한다. 여기에서, 상기 제2단계와 제3단계 사이에 상기 GaAs 기판 및 제2버퍼층을 제거하는 단계;가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 제3 레이저 다이오드는,
제3공진층, 상기 제3공진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 화합물 반도체층 및 제3 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제3레이저 발진층;
상기 제3레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층; 및
상기 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비한다.
여기에서, 상기 제3 n형 화합물 반도체층은,
GaAs 기판;
상기 GaAs 기판 상에 GaAs로 형성된 제3버퍼층; 및
상기 제3버퍼층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 n형 클래드층;을 구비하고,
상기 제3공진층은,
AlGaAs로 형성된 제3활성층; 및
상기 제3활성층의 상하부에 각각 AlGaAs로 형성된 제1도파층;을 구비하고,
상기 제3 p형 화합물 반도체층은,
상기 제3공진층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 p형 클래드층; 및
상기 제3 p형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제3 p형 콘택트층;을 구비한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 레이저 다이오드의 단면도이고, 도 2, 도 3 및 도 4는 각각 도 1에서 제1, 제2 및 제3 레이저 다이오드의 확대도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 아래에서부터 제1 레이저 다이오드(200), 제2 레이저 다이오드(400) 및 제3 레이저 다이오드(600)가 순차적으로 적층되어 있고, 인접한 레이저 다이오드는 상호 접합(bonding)되어 있다. 또한, 상기 제1, 제2 및 제3 레이저 다이오드(200, 400, 600) 각각의 제1, 제2 및 제3발광점(26, 56, 86) 중심부가 일직선 상에 정렬되어 있으며, 상호 인접한 레이저 다이오드의 발광점(26, 56, 86) 중심부 사이의 간격은 각각 100㎛ 이내의 범위, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이내의 범위에 있다.
상기 제1 레이저 다이오드(200)의 하부에 히트싱크(hit sink)(미도시)가 더 배치될 수 있으며, 상기 히트싱크(hit sink)를 통해서 제1, 제2 및 제3 레이저 다이오드 각각에서 발생한 열이 효율적으로 발산될 수 있다.
이와 같은 구조를 가지는 다파장 레이저 다이오드는 복수의 광원이 동시에 요구되는 광학시스템에 적용될 수 있다. 특히, 레이저 다이오드의 발광점(26, 56, 86) 중심부 사이의 간격이 수㎛ 범위 이내로 작아질 수 있기 때문에, 하나의 광학렌즈에 의해 복수의 레이저광이 용이하게 집광될 수 있으며, 수차발생이 줄어들고, 집광효율이 향상된다. 또한, 전체의 광픽업 시스템의 크기가 작아지고, 광픽업 시스템의 설계가 단순해질 수 있다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 상기 제1 레이저 다이오드(200)는, 순차적으로 형성된 제1 n형 화합물 반도체층(10), 제1공진층(20), 제1 p형 화합물 반도체층(30), 제1 p형 전극층(36) 및 본딩메탈층(38)을 구비한다. 또한, 상기 제1 p형 전극층(36)에 대응하여 상기 제1 n형 화합물 반도체층(10)의 하면에 제1 n형 전극층(12)이 형성되어 있다.
상기 제1 n형 화합물 반도체층(10)은, GaN 기판(14), 상기 GaN 기판(14) 상에 GaN으로 형성된 제1버퍼층(16) 및 상기 제1버퍼층(16) 상에 AlGaN으로 형성된 제1 n형 클래드층(18)을 구비한다. 또한, 상기 제1공진층(20)은, InGaN으로 형성된 제1활성층(24) 및 상기 제1활성층(24)의 상하부에 각각 InGaN으로 형성된 제1도파층(22a, 22b)을 구비한다. 또한, 상기 제1 p형 화합물 반도체층(30)은, 상기 제1공진층(20) 상에 AlGaN으로 형성된 제1 p형 클래드층(32) 및 상기 제1 p형 클래드층(32) 상에 GaN으로 형성된 제1 p형 콘택트층(34)을 구비한다. 그리고, 상기 제1활성층(24) 내에 제1발광점(26)이 있으며, 상기 제1발광점(26)에서 제1 레이저 광이 출사된다.
도 1과 도 3을 함께 참조하면, 제2 레이저 다이오드(400)는, 순차적으로 형성된 본딩메탈층(42), 제2 p형 전극층(44), 제2 p형 화합물 반도체층(40), 제2공진층(50), 제2 n형 화합물 반도체층(60), 제2 n형 전극층(67) 및 본딩메탈층(68)을 구비한다.
상기 제2 p형 화합물 반도체층은(40), 상기 제2 p형 전극층(44) 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층(46) 및 상기 제2 p형 콘택트층(46) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층(48)을 구비한다. 또한, 상기 제2공진층(50)은, AlGaInP으로 형성된 제2활성층(54) 및 상기 제2활성층(54)의 상하부에 각각 AlGaInP으로 형성된 제2도파층(52a, 52b)을 구비한다. 또한, 상기 제2 n형 화합물 반도체층(60)은, 상기 제2공진층(50) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층(62) 및 상기 제2 n형 클래드층(62) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층(64)을 구비한다. 그리고, 상기 제2활성층(54) 내에 제2발광점(56)이 있으며, 상기 제2발광점(56)에서 제2 레이저 광이 출사된다.
도 1과 도 4를 함께 참조하면, 제3 레이저 다이오드는, 순차적으로 형성된 본딩메탈층(72), 제3 p형 전극층(74), 제3 p형 화합물 반도체층(70), 제3공진층(80), 제3 n형 화합물 반도체층(90) 및 제3 n형 전극층(98)을 구비한다.
상기 제3 p형 화합물 반도체층(70)은, 상기 제3 p형 전극층(74) 상에 GaAs로 형성된 제3 p형 콘택트층(76) 및 상기 제3 p형 콘택트층(76) 상에 AlGaAs로 형성된 제3 p형 클래드층(78)을 구비한다. 또한, 상기 제3공진층(80)은, AlGaAs로 형성된 제3활성층(84) 및 상기 제3활성층(84)의 상하부에 각각 AlGaAs로 형성된 제3도파층(82a, 82b)을 구비한다. 또한, 상기 제3 n형 화합물 반도체층(90)은, 상기 제3공진층(80) 상에 AlGaAs로 형성된 제3 n형 클래드층(92), 상기 제3 n형 클래드층(92) 상에 GaAs로 형성된 제3버퍼층(94) 및 상기 제3버퍼층(94) 상에 적층된 GaAs 기판(96)을 구비한다. 그리고, 상기 제3활성층(84) 내에 제3발광점(86)이 있으며, 상기 제3발광점(86)에서 제3 레이저 광이 출사된다.
도 5a 내지 도 5h는 도 1의 다파장 레이저 다이오드의 제조방법을 설명하는 공정도이다.
먼저 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1면과 이에 대향하는 제2면을 각각 가지는 적어도 3개의 레이저 다이오드, 예를 들어 제1, 제2 및 제3 레이저 다이오드를 준비한다.
도 5a에 도시된 제1 레이저 다이오드는 도 2에 도시된 제1 레이저 다이오드 와 동일하다. 여기에서, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하며, 또한 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용한다. 이와 같은 제1 레이저 다이오드는 적층물의 최하면, 예를 들어 제1 n형 전극층(12)의 외면인 제1면(11)과 적층물의 최상면, 예를 들어 본딩메탈층(39)의 외면인 제2면(39)을 각각 가지며, 상기 제1면(11)과 제2면(39)은 상호 대향하고 있다.
도 5b에 도시된 제2 레이저 다이오드는 기본적으로 도 3에 도시된 제2 레이저 다이오드와 거의 동일하다. 여기에서, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하며, 또한 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용한다.
제2 레이저 다이오드는, 순차적으로 적층된 제2 n형 화합물 반도체층(60), 제2공진층(50), 제2 p형 화합물 반도체층(40) 제2 p형 전극층(44) 및 본딩메탈층(42)을 구비한다.
상기 제2 n형 화합물 반도체층(60)은, GaAs 기판(66), 상기 GaAs 기판(66) 상에 GaAs로 형성된 제2버퍼층(65), 상기 제2버퍼층(65) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층(64) 및 상기 제2 n형 콘택트층(64) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층(62)을 구비한다. 또한, 상기 제2공진층(50)은, AlGaInP로 형성된 제2활성층(54) 및 상기 제2활성층(54)의 상하부에 각각 AlGaInP로 형성된 제2도파층(52a, 52b)을 구비한다. 또한, 상기 제2 p형 화합물 반도체층(40)은, 상기 제2공진층(50) 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층(48) 및 상기 제2 p형 클래드층(48) 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층(46)을 구비한다. 이와 같은 제2 레이저 다이오드는 적층물의 최하면, 예를 들어 GaAs 기판(66)의 외면인 제1면(69)과 적층물의 최 상면, 예를 들어 본딩메탈층(42)의 외면인 제2면(41)을 각각 가지며, 상기 제1면(69)과 제2면(42)은 상호 대향하고 있다.
도 5c에 도시된 제3 레이저 다이오드는 기본적으로 도 4에 도시된 제3 레이저 다이오드와 동일하다. 여기에서, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하며, 또한 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용한다.
이와 같은 제3 레이저 다이오드는 적층물의 최하면, 예를 들어 제3 n형 전극층(98)의 외면인 제1면(99)과 적층물의 최상면, 예를 들어 본딩메탈층(72)의 외면인 제2면(71)을 각각 가지며, 상기 제1면(99)과 제2면(71)은 상호 대향하고 있다.
다음에는 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저 다이오드의 제2면(39)에 제2 레이저 다이오드의 제2면(41)을 접합하여, 상기 제 1 레이저 다이오드 위에 제2 레이저 다이오드를 적층시킨다. 따라서, 상기 제1 레이저 다이오드의 본딩메탈층과 제2 레이저 다이오드의 본딩메탈층이 서로 접합된다. 이 때, 제1 및 제2 레이저 다이오드 각각의 발광점(26, 56) 중심부가 일직선 상에 정렬되도록 적층시킨다.
다음에는 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 레이저 다이오드에서 상기 GaAs 기판(66) 및 제2버퍼층(65)을 제거한다. 상기 GaAs 기판(66) 및 제2버퍼층(65)의 제거는 리프트 오프(lift-off) 공정, 예를 들어 습식에칭(wet etching)공정 등에 의해 수행될 수 있다. 상기 습식에칭 공정에서, 제2 n형 콘택트층(64)은 에칭스탑(etching stop)층으로 기능한다. 예를 들어, 상기 습식에칭 공정에서 이용되는 에천트(echant)는 상기 GaAs 기판(66) 및 제2버퍼층(65)만을 선택적으로 제거할 수 있으며, 상기 제2 n형 콘택트층(64)은 제거할 수 없다. 따라서, 상기 제2 n형 콘택 트층(64)에서 에칭이 멈출 수 있다. 또는, 상기 습식에칭 공정에서 선택될 수 있는 또 다른 에천트는 상기 제2 n형 콘택트층(64)까지도 제거할 수 있을 것이다.
다음에는 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 제2 레이저 다이오드의 제1면, 예를 들어 제2 n형 콘택트층(64) 위에 전극층(67)과 본딩메탈층(68)을 순차적으로 형성한다.
다음에는 도 5g 및 도 5h에 도시된 바와 같이, 상기 제2 레이저 다이오드의 본딩메탈층(68) 위에 제3 레이저 다이오드의 제2면(71)을 접합하여, 상기 제 2 레이저 다이오드 위에 제3 레이저 다이오드를 적층시킨다. 따라서, 상기 제2 레이저 다이오드의 본딩메탈층과 제3 레이저 다이오드의 본딩메탈층이 서로 접합된다. 이 때, 제1, 제2 및 제3 레이저 다이오드 각각의 발광점(26, 56, 86) 중심부가 일직선 상에 정렬되도록 적층시킨다.
이와 같은 제조방법에 의하면, 다파장 레이저 다이오드의 제조가 용이하여, 다파장 레이저 다이오드의 제조공정 및 제조원가가 줄어들며, 생산수율이 향상된다.
본 발명에 따른 다파장 레이저 다이오드는 일직선 상에 정렬되는 적어도 3개의 레이저 광원을 구비하며, 인접하는 상기 레이저 광원의 발광점 중심부 사이의 간격이 100㎛ 범위 이내이다. 따라서, 복수의 광원이 동시에 요구되는 광학시스템에 본 발명에 따른 다파장 레이저 다이오드가 적용될 경우, 광학계의 구성이 단순해진다. 또한, 본 발명에 따른 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 의하면, 레이저광 사이의 간격이 매우 작아 하나의 광학렌즈에 의해 복수의 레이저광이 용이하게 집광될 수 있으며, 수차발생이 줄어들고, 집광효율이 향상된다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 효과를 가지는 다파장 레이저 다이오드를 용이하게 제조할 수 있는 간단한 제조방법을 제공한다. 이와 같은 제조방법에 의하면, 상기 다파장 레이저 다이오드에서 발광점 중심부 사이의 간격이 10㎛ 범위 이내까지 줄어들어, 수차발생이 작고 집광효율이 향상된 다파장 레이저 다이오드가 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 다파장 레이저 다이오드는 Blue-ray disk(BD), DVD 및 CD 등의 정보기록 및 정보재생을 위한 호환형 광픽업(optical pick up) 장치의 광원으로 이용될 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 (17)

  1. 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 적어도 3개의 레이저 다이오드가 순차적으로 적층된 구조로서, 상기 레이저 다이오드 각각의 발광점 중심부는 상기 레이저 다이오드들의 적층 방향에 해당하는 일직선 상에 정렬되도록 배열되며, 상기 발광점 중심부 중 서로 인접한 것 간의 거리는 10㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    가장 아래에 배치되는 제1 레이저 다이오드는,
    제1공진층, 상기 제1공진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 화합물 반도체층 및 제1 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제1레이저 발진층;
    상기 제1레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층; 및
    상기 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 n형 화합물 반도체층은,
    GaN 기판;
    상기 GaN 기판 상에 GaN으로 형성된 제1버퍼층; 및
    상기 제1버퍼층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 n형 클래드층;을 구비하고,
    상기 제1공진층은,
    InGaN으로 형성된 제1활성층; 및
    상기 제1활성층의 상하부에 각각 InGaN으로 형성된 제1도파층;을 구비하고,
    상기 제1 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제1공진층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 p형 클래드층; 및
    상기 제1 p형 클래드층 상에 GaN으로 형성된 제1 p형 콘택트층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제2 레이저 다이오드는,
    제2공진층, 상기 제2공진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 화합물 반도체층 및 제2 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제2레이저 발진층;
    상기 제2레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 전극층 및 제2 p형 전극층; 및
    상기 제2 n형 전극층 및 제2 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제2 p형 전극층 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층; 및
    상기 제2 p형 콘택트층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층;을 구비하 고,
    상기 제2공진층은,
    AlGaInP으로 형성된 제2활성층; 및
    상기 제2활성층의 상하부에 각각 AlGaInP으로 형성된 제2도파층;을 구비하고,
    상기 제2 n형 화합물 반도체층은,
    상기 제2공진층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층; 및
    상기 제2 n형 클래드층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제3 레이저 다이오드는,
    제3공진층, 상기 제3공진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 화합물 반도체층 및 제3 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제3레이저 발진층;
    상기 제3레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층; 및
    상기 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제3 p형 전극층 상에 GaAs로 형성된 제3 p형 콘택트층; 및
    상기 제3 p형 콘택트층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 p형 클래드층;을 구비하고,
    상기 제3공진층은,
    AlGaAs로 형성된 제3활성층; 및
    상기 제3활성층의 상하부에 각각 AlGaAs로 형성된 제3도파층;을 구비하고,
    상기 제3 n형 화합물 반도체층은,
    상기 제3공진층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 n형 클래드층;
    상기 제3 n형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제3버퍼층; 및
    상기 제3버퍼층 상에 적층된 GaAs 기판;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드.
  9. 제1면과 이에 대향하는 제2면을 각각 가지며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 제1 내지 제3 레이저 다이오드를 마련하는 제1단계;
    상기 제1 레이저 다이오드의 제2면에 상기 제2 레이저 다이오드의 제2면을 접합하는 제2단계;
    상기 제2 레이저 다이오드의 제1면에 전극층과 본딩메탈층을 순차적으로 형성하는 제3단계; 및
    상기 제2 레이저 다이오드의 본딩메탈층 위에 상기 제3 레이저 다이오드의 제2면을 접합하는 제4단계;를 포함하며,
    상기 레이저 다이오드 각각의 발광점 중심부는 상기 레이저 다이오드들의 적층 방향에 해당하는 일직선 상에 정렬되도록 배열되며, 상기 발광점 중심부 중 서로 인접한 것 간의 거리는 10㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 레이저 다이오드는 제1면에 기판을 더 구비하며,
    상기 제2단계와 제3단계 사이에 상기 제2 레이저 다이오드의 기판을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 레이저 다이오드는,
    제1공진층, 상기 제1공진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 화합물 반도체층 및 제1 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제1레이저 발진층;
    상기 제1레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층; 및
    상기 제1 n형 전극층 및 제1 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 n형 화합물 반도체층은,
    GaN 기판;
    상기 GaN 기판 상에 GaN으로 형성된 제1버퍼층; 및
    상기 제1버퍼층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 n형 클래드층;을 구비하고,
    상기 제1공진층은,
    InGaN으로 형성된 제1활성층; 및
    상기 제1활성층의 상하부에 각각 InGaN으로 형성된 제1도파층;을 구비하고,
    상기 제1 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제1공진층 상에 AlGaN으로 형성된 제1 p형 클래드층; 및
    상기 제1 p형 클래드층 상에 GaN으로 형성된 제1 p형 콘택트층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 레이저 다이오드는,
    제2공진층, 상기 제2공진층의 양면에 각각 마련되는 제2 n형 화합물 반도체층 및 제2 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제2레이저 발진층;
    상기 제2레이저 발진층의 제2면에 마련되는 전극층; 및
    상기 전극층 상에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 n형 화합물 반도체층은,
    GaAs 기판;
    상기 GaAs 기판 상에 GaAs로 형성된 제2버퍼층;
    상기 제2버퍼층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 콘택트층; 및
    상기 제2 n형 콘택트층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 n형 클래드층;을 구비하고,
    상기 제2공진층은,
    AlGaInP로 형성된 제2활성층; 및
    상기 제2활성층의 상하부에 각각 AlGaInP로 형성된 제2도파층;을 구비하고,
    상기 제2 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제2공진층 상에 AlGaInP로 형성된 제2 p형 클래드층; 및
    상기 제2 p형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제2 p형 콘택트층;을 구비하고,
    상기 제2단계와 제3단계 사이에 상기 GaAs 기판 및 제2버퍼층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 레이저 다이오드는,
    제3공진층, 상기 제3공진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 화합물 반도체층 및 제3 p형 화합물 반도체층을 구비하는 제3레이저 발진층;
    상기 제3레이저 발진층의 양면에 각각 마련되는 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층; 및
    상기 제3 n형 전극층 및 제3 p형 전극층 중 적어도 어느 하나의 일면에 마련되는 본딩메탈층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제3 n형 화합물 반도체층은,
    GaAs 기판;
    상기 GaAs 기판 상에 GaAs로 형성된 제3버퍼층; 및
    상기 제3버퍼층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 n형 클래드층;을 구비하고,
    상기 제3공진층은,
    AlGaAs로 형성된 제3활성층; 및
    상기 제3활성층의 상하부에 각각 AlGaAs로 형성된 제1도파층;을 구비하고,
    상기 제3 p형 화합물 반도체층은,
    상기 제3공진층 상에 AlGaAs로 형성된 제3 p형 클래드층; 및
    상기 제3 p형 클래드층 상에 GaAs로 형성된 제3 p형 콘택트층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 다이오드의 제조방법.
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