KR100918400B1 - Long wavelength vertical cavity surface emitting laser device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표면 방출 레이저 소자에 따르면, 장파장 빛을 표면 방출하는 하부 거울층, 광 이득을 제공하는 활성층, 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 터널 접합층 및 상부 거울층이 화합물 반도체 기판 상에 순차적으로 적층되고, 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면에 식각에 의하여 구경부가 형성되고,상기 구경부가 형성되는 층보다 더 큰 열 전도성을 갖는 열 방출층이 상기 구경부에 채워지는 것이 특징이다.According to the surface emitting laser device of the present invention, a lower mirror layer for surface emitting long wavelength light, an active layer providing optical gain, a tunnel junction layer and an upper mirror layer for reducing free carrier absorption loss are formed on the compound semiconductor substrate. A slit is formed on the side of at least one of the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer by sequentially etching, and a heat dissipation layer having a greater thermal conductivity than the layer on which the caliber is formed is formed. It is characterized by being filled in wealth.

Description

장파장 표면 방출 레이저 소자 및 그 제조 방법 {Long wavelength vertical cavity surface emitting laser device and method for fabricating the same}Long wavelength vertical cavity surface emitting laser device and method for fabricating the same

본 발명은 표면 방출 레이저 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광통신용 1.3㎛ ~ 1.6㎛ 대역의 장파장 표면 방출 레이저 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.[관리번호: 2005-S-051-02, 과제명: 광엑세스용 광집적 모듈]BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface emitting laser device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a long wavelength surface emitting laser device having a band of 1.3 μm to 1.6 μm for optical communication and a method of manufacturing the same. [Management Number: 2005-S-051-02, Project Name: Optical Integrated Module for Optical Access]

표면 방출 레이저는 출력 광이 비대칭적인 원통 형상이고 광섬유와의 결합성이 떨어지는 측면방출 레이저와는 달리, 기판에 수직한 방향으로 빛을 방출하는 레이저이다. 수직 공진에 의하여 출력 광을 만들어내는 표면 방출 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL)는, 종래의 측면발광소자(edge emitting laser diode)에 비하여, 낮은 문턱전류(threshold current) 및 원형 형상의 빔 모양(circular beam shape)에 따른 높은 광섬유 결합효율(coupling efficiency)을 갖는다. 그리고, 수 mA의 적은 전류로 구동 가능하기 때문에 일반적인 CMOS IC를 통해 직접 구동할 수 있어서 가격을 낮출 수 있다. 이러한 표면 방출 레이저는 2차원 어레이 소자 형태로 용이하게 제작할 수 있음은 물론, 측면 방출(edge emitting) 레이저와 달리 웨이퍼 단위로 양산 및 테스트를 진행할 수 있어 충분한 양산성이 있으므로 기존의 광소자(LD : Laser Diode)를 대체할 수 있는 소자로 개발되고 있다. Surface-emitting lasers are lasers that emit light in a direction perpendicular to the substrate, unlike a side-emitting laser whose output light is asymmetrical in cylindrical shape and inferior to the optical fiber. Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL), which produces output light by vertical resonance, has a lower threshold current and circular shape compared to conventional edge emitting laser diodes. It has a high optical fiber coupling efficiency according to the beam shape (circular beam shape). And because it can be driven with a small current of several mA, it can be driven directly through a general CMOS IC, reducing the cost. Such a surface emitting laser can be easily manufactured in the form of a two-dimensional array device, and, unlike an edge emitting laser, it can be mass-produced and tested in units of wafers, and thus has sufficient mass productivity. It is being developed as a device that can replace a laser diode).

그러나, 850nm ~ 980nm 대역의 파장을 갖는 표면 방출 레이저는 광섬유를 타고 이동되는 거리 및 속도의 한계를 가지므로 근거리 통신용으로 사용될 뿐, 장거리 광통신용으로 사용되기 곤란하다. 따라서, 기존 850nm 대역의 표면 방출 레이저의 한계를 극복하는 광원으로 수 Km의 통신 거리를 갖는 1.3㎛ ~ 1.6㎛ 대역의 장파장 표면 방출 레이저가 개발되고 있다. 그 일환으로, 상온에서부터 고온(85 ℃) 까지 연속 발진과 빠른 동작 속도 및 높은 출력을 확보하기 위하여 문턱 전류와 직렬 저항값을 낮추는 방법, 효과적인 열 방출 방법, 적절한 광 유도 방법 등의 다양한 연구가 진행되고 있다. However, surface emitting lasers having wavelengths in the 850 nm to 980 nm band have limitations in distance and speed traveled through optical fibers, and thus are used for near field communication and are difficult to use for long distance optical communication. Therefore, a long wavelength surface emitting laser of 1.3 μm to 1.6 μm with a communication distance of several Km has been developed as a light source that overcomes the limitation of the surface emitting laser of the existing 850 nm band. As part of this, various studies such as lowering the threshold current and series resistance value, effective heat dissipation method, and proper light induction method are conducted to ensure continuous oscillation, high operating speed, and high output from room temperature to high temperature (85 ° C). It is becoming.

1.3㎛ ~ 1.6㎛ 대역의 장파장 표면 방출 레이저 소자는 높은 반사율을 갖는 거울층과 높은 광학 이득을 갖는 이득 매질을 필요로 하며, 이를 구성하는 물질의 조합으로서 InP 기판을 기초로 하는 소자와 GaAs 기판을 기초로 하는 소자로 크게 분류된다.Long wavelength surface emitting laser devices in the band 1.3 μm to 1.6 μm require a mirror layer with high reflectivity and a gain medium with high optical gain, and a combination of materials constituting an InP substrate-based device and a GaAs substrate It is largely classified into a base element.

GaAs 기판 위에 구현되는 소자는, 굴절률 차이가 큰 물질쌍으로서 GaAs/Al(Ga)As의 쌍으로 된 반사경의 성장이 가능하고, AlAs를 습식 산화한 층을 이용하여 성능 좋은 전류 및 광자 감금 구조(optical/carrier confinement structure)를 구현할 수 있으며, 출력 광의 이득을 제공하는 활성층이 큰 에너지 갭(energy gap)을 가지므로 발열이 성능 저하에 미치는 영향이 적다. GaAs 계열 소자의 대표적인 예로서 InGaAsN/GaAsN 양자 우물 구조를 이득 매질로 하는 소자를 들 수 있다. A device implemented on a GaAs substrate is a material pair having a large refractive index difference, and is capable of growing a reflector made of a pair of GaAs / Al (Ga) As, and has a high current and photon confinement structure using a wet oxidized layer of AlAs. An optical / carrier confinement structure can be realized, and since the active layer providing the gain of output light has a large energy gap, heat generation has little effect on performance degradation. As a representative example of a GaAs-based device, a device having an InGaAsN / GaAsN quantum well structure as a gain medium may be mentioned.

하지만, 질소(nitrogen)의 증가 또는 발진 광의 파장이 길어질수록 이득 매질의 이득과 안정성이 저하될 수 있으며, 1.3㎛ 이상의 장파장 대역에서의 이득 특성을 보기 어렵다.However, as nitrogen increases or the wavelength of the oscillating light becomes longer, the gain and stability of the gain medium may be lowered, and gain characteristics in the long wavelength band of 1.3 μm or more are difficult to see.

따라서, 최근에는 주로 InP 기판에 InGaAsP 나 InAlGaAs 물질 등을 활용하여 표면 방출 레이저를 제작한다. InP 기판을 기초로 하는 경우 반사경으로서 굴절률의 차이가 큰 물질 쌍을 획득하는 것이 어려우므로 높은 반사율을 얻기 위해서 많은 층을 성장시켜야 하는 광학적 과제가 있다. 이러한 예로서 InAlGaAs/InAlAs, InAlGaAs/InP 물질 쌍이 시도되고 있다. Therefore, recently, surface-emitting lasers are fabricated mainly using InGaAsP or InAlGaAs materials on InP substrates. When based on an InP substrate, it is difficult to obtain a material pair having a large difference in refractive index as a reflector, and thus there is an optical problem of growing many layers to obtain high reflectance. In this example, InAlGaAs / InAlAs and InAlGaAs / InP material pairs have been tried.

또한, 활성층이나 반사경을 이루는 재료로서 InGaAsP, InAlGaAs와 같은 4원 (quarternary) 물질들은 GaAs와 같은 2원 (binary) 물질에 비하여 1/10 에 해당하는 낮은 열 전도성을 가지므로 소자의 열 방출 특성이 저하되는 문제점이 있다. 장파장 VCSEL은 물질 고유의 작은 밴드 갭(band gap) 때문에 온도 증가와 함께 소자 성능이 급격히 저하되는 특성이 있으므로 효율적인 열 방출은 대단히 중요한 과제이다.In addition, as the material forming the active layer or the reflector, the quarternary materials such as InGaAsP and InAlGaAs have a low thermal conductivity that is 1/10 of that of the binary materials such as GaAs. There is a problem of deterioration. The long wavelength VCSELs are characterized by a small band gap inherent in the material, which leads to a drastic decrease in device performance with increasing temperature, so efficient heat dissipation is an important issue.

한편, 표면 방출 레이저의 제조 방법을 살펴보면, 모노리식(Monolithic) 방법과 하이브리드(Hybrid) 방법으로 크게 분류된다. 하이브리드 방법의 일예로서, 광학적 이득을 제공하는 활성층과, 거울층을 개별적으로 성장한 후 이들을 접합하는 방법이 있다. 이 경우, 개별 구조를 별도의 공정에서 성장시킴으로써(예를 들어 장파장 이득 물질은 4원 (quarternary) 물질을 사용하고 거울층은 굴절률 차이가 큰 GaAs/AlAs 와 같은 2원 (binary) 물질을 사용함으로써), GaAs 기판 타입 및 InP 기판 타입의 장점을 절충할 수 있으며 우수한 열적, 광학적 특성을 얻을 수 있다. On the other hand, the manufacturing method of the surface-emitting laser is classified into a monolithic method and a hybrid method. One example of a hybrid method is an active layer that provides optical gain, and a method of growing the mirror layers separately and then bonding them. In this case, by growing the individual structures in a separate process (e.g. by using a quarternary material for the long-wave gain material and using a binary material such as GaAs / AlAs with large refractive index differences). ), The advantages of the GaAs substrate type and the InP substrate type can be compromised and excellent thermal and optical properties can be obtained.

하지만 별개의 공정에서 에피 성장된 2개의 웨이퍼를 접합하기 위하여 웨이퍼 본딩 (wafer bonding) 공정을 수행해야 하기 때문에 웨이퍼 접합 불량, 신뢰성 및 양산성 저하, 가격 상승 등의 문제점이 있다. 즉, GaAs 및 InAlGaAs와 같은 이종 물질 웨이퍼를 웨이퍼 본딩(wafer bonding)하는 방법이나 또는 메타모픽(metamorphic) 성장시키는 경우, 레이저 방출 구조에 대하여 접합부가 전기적 및 광학적으로 매우 민감한 역할을 하게 되므로 신뢰성과 양산성의 저하 및 그로 인한 칩 가격 상승의 문제점이 있다.However, in order to bond two epitaxially grown wafers in a separate process, a wafer bonding process must be performed, resulting in problems such as poor wafer bonding, lower reliability and mass production, and higher prices. In other words, in the case of wafer bonding or metamorphic growth of dissimilar material wafers such as GaAs and InAlGaAs, the joints play a very sensitive role in the laser emission structure, and thus the reliability and mass production There is a problem of deterioration and consequent rise in chip price.

한편, 모노리식 방법은 거울층 및 활성층(active layer) 등의 구조를 반도체 에피 성장법을 이용하여 한번에 성장시키는 방법이다. 이는 공정 단순화의 장점이 있지만, 두꺼운 거울층 성장의 어려움과 4원 (quarternary) 물질의 적용으로 인한 방열 특성 저하의 문제점이 있다. Meanwhile, the monolithic method is a method in which structures such as a mirror layer and an active layer are grown at a time by using a semiconductor epitaxial growth method. This is an advantage of the process simplification, but there is a problem of deterioration of heat dissipation characteristics due to the difficulty of thick mirror layer growth and the application of a quarternary material.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 장파장 수직 공진 표면 방출 레이저(VCSEL)가 갖는 생산성 향상의 장점을 그대로 이용하되 소자에서 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있는 표면 방출 레이저 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the above-mentioned problems, the surface-emitting laser device that can effectively release the heat generated from the device while still using the advantages of the productivity improvement of the long-wavelength vertical resonance surface emission laser (VCSEL) And a method for producing the same.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 표면 방출 레이저 소자는,In order to achieve the above object, the surface-emitting laser device of the present invention,

장파장 빛을 표면 방출하는 하부 거울층, 광 이득을 제공하는 활성층, 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 터널 접합층 및 상부 거울층이 화합물 반도체 기판 상에 순차적으로 적층되고, 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면에 식각에 의하여 구경부가 형성되고, 상기 구경부가 형성되는 층보다 더 큰 열 전도성을 갖는 열 방출층이 상기 구경부에 채워지는 것을 특징으로 한다.A lower mirror layer which surface-emits long wavelength light, an active layer providing optical gain, a tunnel junction layer and an upper mirror layer for reducing free carrier absorption loss are sequentially stacked on the compound semiconductor substrate, and the active layer, tunnel A aperture is formed on the side of at least one of the bonding layer and the upper mirror layer by etching, and the heat dissipation layer having a greater thermal conductivity than the layer on which the aperture is formed is filled with the aperture.

일 실시예로서, 상기 열 방출층은, 상기 구경부에 증착되는 절연층과, 상기 절연층 상에 적층되는 금속층을 포함한다.In one embodiment, the heat dissipation layer includes an insulating layer deposited on the aperture and a metal layer stacked on the insulating layer.

일 실시예로서, 상기 절연층은, 원자층 증착법(ALD : atomic layer deposition) 또는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD; Plasma Enhanced atomic layer deposition)에 의하여 상기 구경부의 두께보다 작게 증착된다.In one embodiment, the insulating layer is deposited to be smaller than the thickness of the aperture by atomic layer deposition (ALD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

일 실시예로서, 상기 절연층은 산화막 또는 질화막으로서 Al2O3 SiO2, SnO2, TiO2, ZrO2, In2O3, HfO2 , AlN 중에서 적어도 하나 이상 선택되고, 상기 금속층은 Cu, Al, Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN 중에서 적어도 하나 이상 선택된다.In one embodiment, the insulating layer is at least one selected from Al 2 O 3 SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , In2O 3 , HfO 2 , AlN as an oxide film or a nitride film, the metal layer is Cu, Al, At least one of Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN is selected.

일 실시예로서, 상기 표면 방출 레이저 소자는, 전류를 주입하는 것으로, 상기 하부 거울층과 상기 활성층 사이에 제1 전극층, 상기 활성층과 터널 접합층 사이에 제2 전극층, 상기 터널 접합층과 상부 거울층 사이에 제3 전극층이 더 적층된다.In one embodiment, the surface emitting laser device is to inject a current, the first electrode layer between the lower mirror layer and the active layer, the second electrode layer, the tunnel junction layer and the upper mirror between the active layer and the tunnel junction layer. A third electrode layer is further stacked between the layers.

일 실시예로서, 상기 구경부는, 건식 식각에 의하여 노출된 상기 활성층, 제2 전극층, 터널 접합층, 제3 전극층, 상부 거울층의 측면을 선택적 습식 식각함으로써 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면에 형성된다.In some embodiments, the aperture may be formed by selectively wet etching side surfaces of the active layer, the second electrode layer, the tunnel junction layer, the third electrode layer, and the upper mirror layer exposed by dry etching to form the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer. It is formed on at least one side of the.

일 실시예로서, 상기 구경부의 형성에 따라 상기 터널 접합층의 직경은 상기 활성층 및 상부 거울층의 직경보다 더 작다.In one embodiment, the diameter of the tunnel junction layer is smaller than the diameter of the active layer and the upper mirror layer as the aperture is formed.

일 실시예로서, 상기 기판은 InP 로 이루어지며, 상기 하부 거울층, 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층은 상기 기판과 동종의 물질을 포함한다.In one embodiment, the substrate is made of InP, and the lower mirror layer, the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer include the same material as the substrate.

일 실시예로서, 상기 하부 거울층은 InAlGaAs/InAlAs쌍, 상기 활성층은 다중양자우물 구조로서 InAlGaAs, 상기 상부 거울층은 InP/InAlAs쌍을 포함한다.In an embodiment, the lower mirror layer includes an InAlGaAs / InAlAs pair, the active layer includes a multi-quantum well structure, InAlGaAs, and the upper mirror layer includes an InP / InAlAs pair.

일 실시예로서, 전류를 주입하는 제1 전극층, 제2 전극층 및 제3 전극층이 더 적층되는 경우에, 상기 제1 전극층, 제2 전극층 및 제3 전극층은 그 적층 순서 대로 n-InP, p-InP 및 n-InP을 포함한다.In an embodiment, when the first electrode layer, the second electrode layer, and the third electrode layer for injecting the current are further stacked, the first electrode layer, the second electrode layer, and the third electrode layer are n-InP, p- in the stacking order. InP and n-InP.

한편, 본 발명에 따른 표면 방출 레이저의 제조 방법은,On the other hand, the manufacturing method of the surface-emitting laser according to the present invention,

장파장 빛을 표면 방출하는 하부 거울층, 전류를 주입하는 제1 전극층, 광 이득을 제공하는 활성층, 제2 전극층, 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 터널 접합층, 제3 전극층 및 상부 거울층을 화합물 반도체 기판 상에 순차적으로 적층하는 단계;A lower mirror layer for surface emitting long wavelength light, a first electrode layer for injecting current, an active layer for providing optical gain, a second electrode layer, a tunnel junction layer for reducing free carrier absorption loss, a third electrode layer and an upper mirror Sequentially depositing layers on the compound semiconductor substrate;

상기 활성층, 제2 전극층, 터널 접합층, 제3 전극층 및 상부 거울층을 건식 식각하여 각각의 측면을 노출하는 단계;Dry etching the active layer, the second electrode layer, the tunnel junction layer, the third electrode layer and the upper mirror layer to expose each side surface;

상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면을 선택적 습식 식각하여 구경부를 형성하는 단계;Selectively wet etching sides of at least one of the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer to form a aperture;

상기 구경부가 형성되는 층보다 더 큰 열 전도성을 갖는 열 방출층을 상기 구경부에 채워 넣는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Filling the aperture with a heat release layer having a greater thermal conductivity than the layer where the aperture is formed; Characterized in that it comprises a.

일 실시예로서, 상기 열 방출층은, 상기 구경부에 절연층을 증착시킨 다음 상기 절연층에 금속층을 적층시킴으로써 형성된다.In one embodiment, the heat release layer is formed by depositing an insulating layer on the aperture and then laminating a metal layer on the insulating layer.

일 실시예로서, 상기 절연층은, 원자층 증착법(ALD : atomic layer deposition) 또는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD; Plasma Enhanced atomic layer deposition)에 의하여 상기 구경부의 두께보다 작게 증착된다.In one embodiment, the insulating layer is deposited to be smaller than the thickness of the aperture by atomic layer deposition (ALD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).

일 실시예로서, 상기 구경부의 형성에 따라 상기 터널 접합층의 직경은 상기 활성층 및 상부 거울층의 직경보다 더 작아진다.In one embodiment, the diameter of the tunnel junction layer is smaller than the diameter of the active layer and the upper mirror layer as the aperture is formed.

일 실시예로서, 상기 기판은 InP 로 이루어지며, 상기 하부 거울층, 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층은 상기 기판과 동종의 물질을 포함한다.In one embodiment, the substrate is made of InP, and the lower mirror layer, the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer include the same material as the substrate.

일 실시예로서, 상기 하부 거울층은 InAlGaAs/InAlAs쌍, 상기 활성층은 다중양자우물 구조로서 InAlGaAs, 상기 상부 거울층은 InP/InAlAs쌍을 포함한다.In an embodiment, the lower mirror layer includes an InAlGaAs / InAlAs pair, the active layer includes a multi-quantum well structure, InAlGaAs, and the upper mirror layer includes an InP / InAlAs pair.

일 실시예로서, 전류를 주입하는 것으로 상기 하부 거울층과 상기 활성층 사이에 제1 전극층, 상기 활성층과 터널 접합층 사이에 제2 전극층, 상기 터널 접합층과 상부 거울층 사이에 제3 전극층을 더 적층하는 경우에, 상기 제1 전극층, 제2 전극층 및 제3 전극층은 그 적층 순서대로 n-InP, p-InP 및 n-InP을 포함한다.In an embodiment, the first electrode layer is disposed between the lower mirror layer and the active layer, the second electrode layer is disposed between the active layer and the tunnel junction layer, and the third electrode layer is disposed between the tunnel junction layer and the upper mirror layer by injecting a current. In the case of lamination, the first electrode layer, the second electrode layer, and the third electrode layer include n-InP, p-InP, and n-InP in the stacking order.

본 발명에 의하면 종래 기술에 바탕을 둔 표면 방출 레이저에서 발생하는 기술적 복잡성, 예를 들면 거울층 물질과 활성층 물질을 달리 성장한 다음 소자 제작 과정에서 웨이퍼를 서로 접합(wafer bonding)하는 방식이나, 메타모픽(metamorphic) 성장 후 유전체 거울층을 결합하는 방식에서 발생하는 결정 결함(crystal defect)이나 소성 변형(plastic deformation) 등으로 인한 신뢰성 저하의 문제를 극복할 수 있다. According to the present invention, a technical complexity that arises from a surface-emitting laser based on the prior art, for example, a method of growing the mirror layer material and the active layer material differently and then bonding the wafers together during the device fabrication process, or metamorphic It is possible to overcome the problem of reliability deterioration due to crystal defects or plastic deformation that occurs in the method of joining the dielectric mirror layers after (metamorphic) growth.

본 발명은 장파장 대역의 표면 방출 레이저를 신뢰성 높은 격자 정합 성장(lattice matched crystal growth) 구조로 실현함과 동시에 낮은 열전도성의 물성적 한계를 개선할 수 있다. The present invention can realize the surface emission laser of a long wavelength band with a highly reliable lattice matched crystal growth structure and at the same time improve the properties of low thermal conductivity.

본 발명에서는 열적 특성 개선을 위해 이종 물질계의 접합이 아니라 안정된 동종 물질계를 사용하여 소자를 제작하였으며, 발열 부분에 공기층 구경부를 형성한 다음 열전도성이 높은 절연층과 금속 물질을 구경부에 증착함으로써 레이저의 열 방출을 용이하게 하고 동작 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the device is manufactured using a stable homogeneous material system rather than a bonding of dissimilar material systems to improve thermal properties, and by forming an air layer aperture in the heat generating portion and depositing an insulating layer and a metal material having high thermal conductivity in the aperture. It can facilitate heat dissipation and improve operating characteristics and reliability.

상술한 바와 같이 본 발명의 표면 방출 레이저 소자 및 그 제작 방법에 따르면, 이종 물질로 된 웨이퍼들을 서로 본딩하는 종래의 방법에 비하여 동종 물질을 한 번에 에피 성장시킨 구조이므로 웨이퍼 본딩으로 인한 불량을 방지할 수 있고 경제성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 모든 층은 격자 정합 상태로 성장되므로 소자의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 장파장 대역에 적합한 InP 계열로 소자를 구성하되 열 방출층을 선택적 습식 식각 및 원자층 증착법을 이용하여 형성함으로써 4원 물질의 열특성 저하를 해결할 수 있으며, 기존의 장파장 대역 표면 방출 레이저에 비하여 열방출이 개선되므로 상온과 고온에서 안정적인 레이저 동작 특성을 얻을 수 있다.As described above, according to the surface-emitting laser device of the present invention and a fabrication method thereof, a structure in which the same material is epitaxially grown at a time compared to the conventional method of bonding the wafers of different materials to each other, thereby preventing defects due to wafer bonding. Can improve the economics and productivity, and all layers are grown in a lattice match to improve the performance and reliability of the device, and the device is composed of InP series suitable for the long wavelength band, but the heat dissipation layer is selectively wet-etched. And by forming by using the atomic layer deposition method can solve the degradation of the thermal properties of the quaternary material, and the heat emission is improved compared to the conventional long wavelength band surface emitting laser can be obtained stable laser operating characteristics at room temperature and high temperature.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 첨부도면에 도시된 바에 국한되지 않고, 동일한 발명의 범주내에서 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. Embodiments of the invention are not limited to what is shown in the accompanying drawings, it is to be understood that various modifications can be made within the scope of the same invention.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 표면 방출 레이저 소자 및 그 제작 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views sequentially showing the surface-emitting laser device of the present invention and a fabrication method thereof.

도 1을 참조하면, 화합물 반도체 기판(10) 상에 에피텍셜(epitaxial) 성장법을 이용하여, 하부 거울층(20), 활성층(40), 터널 접합층(60), 상부 거울층(80)을 순차적으로 성장시킨다. 이때, 하부 거울층(20)과 활성층(40) 사이에 제1 전극층(30), 활성층(40)과 터널 접합층(60) 사이에 제2 전극층(50), 터널 접합층(60)과 상부 거울층(80) 사이에 제3 전극층(70)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제1 전극층(30), 제2 전극층(50) 및 제3 전극층(70)은 전류 주입을 위한 전극 역할을 수행하며, 열 방출 특성이 주변 층보다 좋은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 표면 방출 레이저 소자에서 터널 접합층(60)과, 활성층(40), 거울층(20,80)의 조성이 주로 관심 대상이 된다.Referring to FIG. 1, the lower mirror layer 20, the active layer 40, the tunnel junction layer 60, and the upper mirror layer 80 are formed on the compound semiconductor substrate 10 using epitaxial growth. Growing sequentially. In this case, between the lower mirror layer 20 and the active layer 40, the second electrode layer 50, the tunnel junction layer 60, and the upper portion between the first electrode layer 30, the active layer 40, and the tunnel junction layer 60 are formed. It is preferable to further provide a third electrode layer 70 between the mirror layers 80. The first electrode layer 30, the second electrode layer 50, and the third electrode layer 70 serve as electrodes for current injection, and are preferably made of a material having better heat dissipation characteristics than the surrounding layer. In the surface emitting laser device, the composition of the tunnel junction layer 60, the active layer 40, and the mirror layers 20 and 80 is mainly of interest.

터널 접합층(60)은 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 영역이며, p-n 접합 구조가 될 수 있다.The tunnel junction layer 60 is a region for reducing free carrier absorption loss and may have a p-n junction structure.

활성층(40)은 레이저의 동작에 이득을 제공하는 이득 매질로서, InAlGaAs로 이루어진 다중양자우물 구조가 바람직하다. The active layer 40 is a gain medium that provides a gain in the operation of the laser. A multi-quantum well structure made of InAlGaAs is preferable.

기판(10)은 2원 물질로서 높은 열 전도율을 갖는 InP 로 이루어진다. 종래에 InP 기판과 GaAs 계열 거울층을 서로 웨이퍼 본딩하던 방식과 달리, 본 발명의 하부 거울층(20), 활성층(40), 터널 접합층(60), 상부 거울층(80), 제1 전극층(30), 제2 전극층(50) 및 제3 전극층(70)은 모두 기판(10)과 InP 기판(10)과 동종의 물질로써 InP 기판(10) 상에서 한번에 에피 성장된다. 따라서, 본 발명의 표면 방출 레이저 소자를 구성하는 모든 층은 InP 기판(10)에 격자 정합 형태로 성장된다.The substrate 10 is made of InP having a high thermal conductivity as a binary material. Unlike the method of wafer bonding the InP substrate and the GaAs-based mirror layer to each other, the lower mirror layer 20, the active layer 40, the tunnel junction layer 60, the upper mirror layer 80, and the first electrode layer of the present invention. The 30, the second electrode layer 50, and the third electrode layer 70 are epitaxially grown on the InP substrate 10 at the same time with the same material as the substrate 10 and the InP substrate 10. Therefore, all the layers constituting the surface emitting laser device of the present invention are grown on the InP substrate 10 in a lattice match form.

하부 거울층(20)은 InAlGaAs/InAlAs 쌍, 상부 거울층(80)은 InP/InAlAs 쌍이 적층됨으로써 높은 반사율을 얻을 수 있다. 광 반사율은 하부 거울층(20)이 상부 거울층(80)보다 더 낮다. 따라서, 하부 거울층(20)의 표면에서 레이저가 방사된다. 하부 거울층(20)은 높은 굴절률을 확보하기 위하여 참조부호 21 내지 25에 이르는 여러 개의 층을 에피 성장시킨다. 하부 거울층(20)의 재료로는 굴절율차가 큰 물질 쌍으로서 InAlGaAs와 InAlAs 를 사용하는 것이 바람직하다. 굴절율이 다른 두 개의 층을 교대로 적층하여 원하는 광 반사 특성을 얻을 수 있다. 예컨대 참조부호 21, 25가 굴절율이 높은 InAlGaAs 층이면 참조부호 22, 24는 굴절율이 낮은 InAlAs 층이 된다. The lower mirror layer 20 may be obtained by stacking InAlGaAs / InAlAs pairs and the upper mirror layer 80 by InP / InAlAs pairs. The light reflectance is lower in the lower mirror layer 20 than in the upper mirror layer 80. Thus, a laser is emitted at the surface of the lower mirror layer 20. The lower mirror layer 20 epitaxially grows several layers ranging from 21 to 25 in order to secure a high refractive index. As the material of the lower mirror layer 20, it is preferable to use InAlGaAs and InAlAs as a material pair having a large refractive index difference. Two layers having different refractive indices may be alternately stacked to obtain desired light reflection characteristics. For example, if reference numerals 21 and 25 are InAlGaAs layers having a high refractive index, reference numerals 22 and 24 are InAlAs layers having a low refractive index.

상부 거울층(80)도 하부 거울층(20)과 마찬가지로 참조부호 81 내지 85에 이르는 여러 개의 층을 에피 성장시킨다. 상부 거울층(80)의 재료로는 굴절율 차이가 큰 물질이 되어야 함은 물론, 구경부(도 4의 89)의 형성을 위하여 선택적 습식 식각에 대한 선택비 차이를 갖도록 InAlAs 와 InP 를 교대로 적층하는 것이 바람직하다. Similarly to the lower mirror layer 20, the upper mirror layer 80 epitaxially grows several layers from 81 to 85. As the material of the upper mirror layer 80, a material having a large difference in refractive index should be used, and InAlAs and InP are alternately stacked to have a selectivity difference for selective wet etching to form a aperture (89 in FIG. 4). It is desirable to.

제1 내지 제3 전극층(30,50,70)은 n 타입으로 도핑된 InP(n-InP) 및 n 타입으로 도핑된 InP(p-InP) 를 그 적층 순서대로 교대로 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어 n-InP, p-InP, n-InP 순서로 적층될 수 있다. The first to third electrode layers 30, 50, and 70 preferably include n-doped InP (n-InP) and n-doped InP (p-InP) in the stacking order. For example, it may be stacked in the order n-InP, p-InP, n-InP.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 건식 식각에 의하여 활성층(40), 제2 전극층(50), 터널 접합층(60), 제3 전극층(70), 상부 거울층(80)의 측면이 노출된다. 즉, 도 1과 같이 표면 방출 레이저를 위한 에피 구조가 완성되면 도 2 및 도 3과 같이 참조부호 L1 및 L2 폭의 에어 포스트(air post) 패턴을 형성하기 위하여 일반적인 포토리토그래피 공정 및 건식 식각 공정을 사용한다. SiN 등을 사용하여 마스크를 한 다음, 식각 이온으로 CH4 나 H2 계열의 이온을 사용할 수 있다.2 to 3, the side surfaces of the active layer 40, the second electrode layer 50, the tunnel junction layer 60, the third electrode layer 70, and the upper mirror layer 80 are exposed by dry etching. . That is, when the epi structure for the surface emitting laser is completed as shown in FIG. Use After masking using SiN or the like, CH 4 or H 2 series ions may be used as etching ions.

이들의 측면이 노출되면, 도 4와 같이 활성층(40), 터널 접합층(60), 상부 거울층(80)의 측면을 일부 제거하여 구경부(49,69,89)를 형성하며, 이를 위하여 선택적 습식 식각 방법을 이용한다. 이때 레이저의 광 유도를 방해하지 않도록 활성층(40)의 직경(d3)과 상부 거울층(80)의 직경(d1)은 터널 접합층(60)의 직경(d2)보다 커야 한다. 이를 감안하여, 터널 접합층(60)에 형성되는 구경부(69), 상부 거울층(80)에 형성되는 구경부(89) 및 활성층(40)에 형성되는 구경부(49)의 상대적인 깊이를 조절한다.When these side surfaces are exposed, as shown in FIG. 4, some of the side surfaces of the active layer 40, the tunnel junction layer 60, and the upper mirror layer 80 are removed to form apertures 49, 69, and 89. Selective wet etching is used. In this case, the diameter d3 of the active layer 40 and the diameter d1 of the upper mirror layer 80 should be larger than the diameter d2 of the tunnel junction layer 60 so as not to interfere with the light induction of the laser. In view of this, the relative depths of the apertures 69 formed in the tunnel junction layer 60, the apertures 89 formed in the upper mirror layer 80, and the apertures 49 formed in the active layer 40 are determined. Adjust.

도 5는 선택적 습식 식각에 의해 형성된 구경부(49,69,89) 영역에 열전도성이 좋은 절연층(91)과 금속층(92)이 순차적으로 증착된 것을 보여 준다. 본 발명의 열 방출층(90)은 상기 절연층(91)과 금속층(92)을 포함한다. 구경부(49,69,89)의 좁은 공간을 감안하여 원자층 증착법(ALD : Atomic Layer Deposition) 또는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD; Plasma Enhanced atomic layer deposition) 방법으로 열 전도성이 좋은 산화막 혹은 질화막을 구경부(49,69,89)의 두께보다 작게 형성하며, 다음으로 열전도성이 좋은 금속층(92)을 증착하여 구경부(49,69,89)를 채운다. FIG. 5 shows that the thermally conductive insulating layer 91 and the metal layer 92 are sequentially deposited in the regions 49, 69, and 89 formed by selective wet etching. The heat dissipation layer 90 of the present invention includes the insulating layer 91 and the metal layer 92. In view of the narrow space of the apertures 49, 69 and 89, an oxide film or a nitride film having good thermal conductivity can be viewed by atomic layer deposition (ALD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). It is formed smaller than the thickness of the portions (49, 69, 89), and then the metal layer 92 having good thermal conductivity is deposited to fill the apertures (49, 69, 89).

절연층(91)으로서 산화막 Al2O3 SiO2, SnO2, TiO2, ZrO2, In2O3, HfO2 등이나, AlN 등이 사용될 수 있다. 금속층(92)으로는 열전도성이 좋은 Cu 가 가장 바람직하며, Al, Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN 등의 물질이 될 수 있다. 제1 전극층(30) 및 제3 전극층(70)에 전류를 인가하는 것으로 오믹(Ohmic)콘택을 위한 전극(100)이 마련될 수 있다.As the insulating layer 91, an oxide film Al 2 O 3 SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , In 2 O 3 , HfO 2 , AlN, or the like may be used. The metal layer 92 is most preferably Cu having good thermal conductivity, and may be a material such as Al, Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN, or the like. An electrode 100 for ohmic contact may be provided by applying current to the first electrode layer 30 and the third electrode layer 70.

도 6은 본 발명의 실시예로서 완성된 표면 방출 레이저 소자의 구조를 전체 적으로 나타낸 단면도이다. 일반적인 크기의 웨이퍼에 도 1의 구조를 성장시키고 도 2 내지 도 5의 공정을 수행한 다음, 웨이퍼를 다이싱하면 도 6의 소자를 여러 개 얻을 수 있다. 한편, 상기의 방법으로 제작된 표면 방출 레이저의 출력 광은 하부 거울층(20)을 통해 하측으로 방출된다. 기판(10)이 도시되고 있지만, 하부 거울층(20)의 표면을 통한 레이저 방출을 용이하게 하기 위하여 기판(10)의 일부 또는 전부를 제거할 수 있다. 열 방출층(90)이 마련되므로 상온에서 고온까지 연속 발진하는 레이저에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며 발열에 의하여 소자의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.6 is a cross-sectional view showing the overall structure of the surface-emitting laser device completed as an embodiment of the present invention. By growing the structure of FIG. 1 on a wafer of a general size and performing the process of FIGS. 2 to 5, dicing the wafer may yield several devices of FIG. 6. On the other hand, the output light of the surface-emitting laser produced by the above method is emitted downward through the lower mirror layer (20). Although the substrate 10 is shown, some or all of the substrate 10 may be removed to facilitate laser emission through the surface of the lower mirror layer 20. Since the heat emission layer 90 is provided, the heat generated from the laser continuously oscillating from room temperature to high temperature can be effectively released, and the performance of the device can be prevented from being degraded by heat generation.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 표면 방출 레이저 소자의 구조 및 그 제작 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views sequentially showing the structure of the surface-emitting laser device of the present invention and a method of manufacturing the same.

도 6은 본 발명의 표면 방출 레이저 소자의 완성된 구조를 도시한 단면도이다. 6 is a cross-sectional view showing the completed structure of the surface emitting laser device of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...기판 20...하부 거울층10 ... substrate 20 ... bottom mirror layer

30...제1 전극층 40...활성층30.First electrode layer 40.Active layer

49,69,89...구경부 50...제2 전극층49,69,89 ... Aperture 50 ... Secondary electrode layer

60...터널 접합층 70...제3 전극층60 ... tunnel junction layer 70 ... third electrode layer

80...상부 거울층 90...열 방출층80 ... upper mirror layer 90 ... heat dissipation layer

91...절연층 92...금속층91 Insulation layer 92 Metal layer

100...전극100 ... electrode

Claims (20)

레이저를 표면 방출하는 하부 거울층, 광 이득을 제공하는 활성층, 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 터널 접합층 및 상부 거울층이 화합물 반도체 기판 상에 순차적으로 적층되고, A lower mirror layer which surface emits a laser, an active layer providing optical gain, a tunnel junction layer and an upper mirror layer to reduce free carrier absorption loss are sequentially deposited on the compound semiconductor substrate, 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면에 식각에 의하여 구경부가 형성되고,An aperture is formed on the side of at least one of the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer by etching. 상기 구경부가 형성되는 층보다 더 큰 열 전도성을 갖는 열 방출층이 상기 구경부에 채워지며,A heat dissipation layer having a greater thermal conductivity than the layer in which the aperture is formed is filled in the aperture, 전류를 주입하기 위한, 상기 하부 거울층과 상기 활성층 사이에 제1 전극층, 상기 활성층과 터널 접합층 사이에 제2 전극층, 상기 터널 접합층과 상부 거울층 사이에 제3 전극층이 더 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.The first electrode layer between the lower mirror layer and the active layer, the second electrode layer between the active layer and the tunnel junction layer, and the third electrode layer between the tunnel junction layer and the upper mirror layer for injecting current, A surface emitting laser device characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 열 방출층은, The heat release layer, 상기 구경부에 증착되는 절연층과, 상기 절연층에 적층되는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.And an insulating layer deposited on the aperture and a metal layer laminated on the insulating layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 절연층은,The insulating layer, 원자층 증착법(ALD : atomic layer deposition) 또는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD; Plasma Enhanced atomic layer deposition)에 의하여 상기 구경부의 두께보다 작게 증착되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.A surface emitting laser device characterized in that the deposition is smaller than the thickness of the aperture by the atomic layer deposition (ALD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 절연층은,The insulating layer, 산화막 또는 질화막으로서 Al2O3 SiO2, SnO2, TiO2, ZrO2, In2O3, HfO2 , AlN 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.And at least one selected from Al 2 O 3 SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , In 2 O 3 , HfO 2 , and AlN as an oxide film or a nitride film. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 금속층은,The metal layer, Cu, Al, Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN 중에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.Surface-emitting laser device, characterized in that at least one selected from Cu, Al, Pd, Ru, Ti, Ta, W, TiN, TaN. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구경부는,The caliber is, 건식 식각에 의하여 노출된 상기 활성층, 제2 전극층, 터널 접합층, 제3 전극층, 상부 거울층의 측면을 선택적 습식 식각함으로써 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.By selectively wet etching the side surfaces of the active layer, the second electrode layer, the tunnel junction layer, the third electrode layer, the upper mirror layer exposed by dry etching is formed on at least one side of the active layer, tunnel junction layer and the upper mirror layer. Surface-emitting laser device, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구경부의 형성에 따라 상기 터널 접합층의 직경은 상기 활성층 및 상부 거울층의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.The diameter of the tunnel junction layer is smaller than the diameter of the active layer and the upper mirror layer according to the formation of the aperture portion. 제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 7 and 8, 상기 기판은 InP 로 이루어지며,The substrate is made of InP, 상기 하부 거울층, 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층은 상기 기판과 동종의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.And the lower mirror layer, the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer comprise a material of the same type as the substrate. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하부 거울층은 InAlGaAs/InAlAs쌍, 상기 활성층은 다중양자우물 구조로서 InAlGaAs, 상기 상부 거울층은 InP/InAlAs쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.And the lower mirror layer is an InAlGaAs / InAlAs pair, the active layer is a multi-quantum well structure, InAlGaAs, and the upper mirror layer is an InP / InAlAs pair. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 전극층, 제2 전극층 및 제3 전극층은 그 적층 순서대로 n-InP, p-InP 및 n-InP을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.And the first electrode layer, the second electrode layer, and the third electrode layer include n-InP, p-InP, and n-InP in the stacking order. 레이저를 표면 방출하는 하부 거울층, 전류를 주입하는 제1 전극층, 광 이득을 제공하는 활성층, 제2 전극층, 자유 캐리어(free carrier) 흡수 손실을 줄이기 위한 터널 접합층, 제3 전극층 및 상부 거울층을 화합물 반도체 기판 상에 순차적으로 적층하는 단계;A lower mirror layer for surface emitting a laser, a first electrode layer for injecting current, an active layer for providing optical gain, a second electrode layer, a tunnel junction layer for reducing free carrier absorption loss, a third electrode layer and an upper mirror layer Sequentially depositing a compound on a compound semiconductor substrate; 상기 활성층, 제2 전극층, 터널 접합층, 제3 전극층 및 상부 거울층을 건식 식각하여 각각의 측면을 노출하는 단계;Dry etching the active layer, the second electrode layer, the tunnel junction layer, the third electrode layer and the upper mirror layer to expose each side surface; 상기 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층 중 적어도 어느 하나의 측면을 선택적 습식 식각하여 구경부를 형성하는 단계;Selectively wet etching sides of at least one of the active layer, the tunnel junction layer, and the upper mirror layer to form a aperture; 상기 구경부가 형성되는 층보다 더 큰 열 전도성을 갖는 열 방출층을 상기 구경부에 채워 넣는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.Filling the aperture with a heat release layer having a greater thermal conductivity than the layer where the aperture is formed; Method for producing a surface-emitting laser device comprising a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 열 방출층은,The heat release layer, 상기 구경부에 절연층을 증착시킨 다음 상기 절연층에 금속층을 적층시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.And depositing an insulating layer on the aperture and then laminating a metal layer on the insulating layer. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 절연층은,The insulating layer, 원자층 증착법(ALD : atomic layer deposition) 또는 플라즈마 원자층 증착법(PEALD; Plasma Enhanced atomic layer deposition)에 의하여 상기 구경부의 두께보다 작게 증착되는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a surface-emitting laser device, characterized in that the deposition is smaller than the thickness of the aperture by atomic layer deposition (ALD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 구경부의 형성에 따라 상기 터널 접합층의 직경은 상기 활성층 및 상부 거울층의 직경보다 더 작아지는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.The diameter of the tunnel junction layer becomes smaller than the diameter of the active layer and the upper mirror layer as the aperture is formed. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 12 to 15, 상기 기판은 InP 로 이루어지며,The substrate is made of InP, 상기 하부 거울층, 활성층, 터널 접합층 및 상부 거울층은 상기 기판과 동종의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.And the lower mirror layer, the active layer, the tunnel junction layer and the upper mirror layer comprise a material of the same kind as the substrate. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 하부 거울층은 InAlGaAs/InAlAs쌍, The lower mirror layer is an InAlGaAs / InAlAs pair, 상기 활성층은 다중양자우물 구조로서 InAlGaAs, The active layer is a multi-quantum well structure, InAlGaAs, 상기 상부 거울층은 InP/InAlAs쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.And the upper mirror layer comprises InP / InAlAs pairs. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 전극층, 제2 전극층 및 제3 전극층은 그 적층 순서대로 n-InP, p-InP 및 n-InP을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조 방법.And the first electrode layer, the second electrode layer and the third electrode layer comprise n-InP, p-InP and n-InP in the order of their lamination. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 레이저는 1.3 ~ 1.6 ㎛ 대역의 장파장 레이저인 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자.The laser is a surface-emitting laser device, characterized in that the long wavelength laser of 1.3 ~ 1.6 ㎛ band. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 레이저는 1.3 ~ 1.6 ㎛ 대역의 장파장 레이저인 것을 특징으로 하는 표면 방출 레이저 소자의 제조방법.The laser is a method of manufacturing a surface-emitting laser device, characterized in that the long wavelength laser of 1.3 ~ 1.6 ㎛ band.
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