KR102258441B1 - Nitride semiconductor based optical integrated circuit and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 집적회로에 관한 것으로 특히, 질화물 반도체 기반의 광 집적회로 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 동일 기판 상에 구현되는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로에 있어서, 기판; 상기 기판 상의 일측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 발광부; 상기 기판 상의 타측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 수광부; 및 상기 기판 상에서 상기 발광부 및 수광부를 연결하여 구비되며, 질화물 반도체를 포함하는 전송부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to an optical integrated circuit, and more particularly, to an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor and a method of manufacturing the same. The present invention is a nitride semiconductor-based optical integrated circuit implemented on the same substrate, the substrate; A light emitting unit provided on one side of the substrate and including a nitride semiconductor; A light receiving unit provided on the other side of the substrate and including a nitride semiconductor; And a transmission unit including a nitride semiconductor and provided on the substrate by connecting the light emitting unit and the light receiving unit.

Description

질화물 반도체 기반의 광 집적회로 및 그 제조방법 {Nitride semiconductor based optical integrated circuit and method for manufacturing the same}Nitride semiconductor based optical integrated circuit and method for manufacturing the same

본 발명은 광 집적회로에 관한 것으로 특히, 질화물 반도체 기반의 광 집적회로 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical integrated circuit, and more particularly, to an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor and a method of manufacturing the same.

일반적으로 광 집적회로라 함은 능동소자와 수동소자, 능동소자와 능동소자 또는 수동소자와 수동소자와 같이 서로 다른 구성 및 기능을 갖는 여러 가지의 광 소자가 하나의 기판 내에 광학적으로 연결된 회로를 말한다. In general, an optical integrated circuit refers to a circuit in which various optical elements having different configurations and functions, such as an active element and a passive element, an active element and an active element, or a passive element and a passive element, are optically connected in one substrate. .

특히, 발광부 및 수광부와 같은 능동소자와 전송 및 기능성 소자로 이루어지는 수동소자를 동일 물질 기반으로 구현하는 것은 기술적으로 매우 제한적일 수밖에 없으므로, 이종의 물질 또는 이종의 웨이퍼로 제작된 칩 형태의 소자들을 기판에 정렬하여 집적화하거나, 일부 기능만 가지되 필요한 기능에 대해서는 광섬유 등을 통한 추가의 결합과정을 통해 구현되는 것이 일반적이다.In particular, it is technically very limited to implement active elements such as the light-emitting unit and the light-receiving unit and passive elements composed of transmission and functional elements based on the same material, so chip-type devices made of different materials or different types of wafers are used as substrates. It is generally implemented through an additional coupling process through optical fiber or the like for the functions that are aligned and integrated, or have only some functions, but necessary functions.

따라서, 이러한 추가의 광학적 정렬 및 결합과정이 수반되는 광 송수신 소자는 제조공정이 복잡하고, 부피가 커질 수밖에 없을 뿐 아니라, 큰 광학적 손실을 유발하게 된다.Accordingly, the optical transmission/reception device, which is accompanied by such an additional optical alignment and coupling process, has a complicated manufacturing process and is inevitably bulky, and causes a large optical loss.

한편, 능동소자와 수동소자로 동시에 사용할 수 있으면서, 반도체 공정을 사용하여 집적화가 가능한 대표적인 물질로는 인화인듐(InP: Indium Phosphide) 또는 갈륨비소(GaAs: Gallium Arsenide) 기반의 III-V족 화합물 반도체가 있다. Meanwhile, representative materials that can be used as active and passive devices at the same time and can be integrated using a semiconductor process are indium phosphide (InP) or gallium arsenide (GaAs)-based III-V compound semiconductors. There is.

실제로 이러한 화합물 반도체 기반의 물질은 III-V족의 타 원소들과 조합되어, 광통신 대역인 근적외선 파장(850nm ~ 1600nm)의 빛을 방출할 수 있고, 높은 굴절률을 가지므로, 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), 포토 다이오드(PD: Photo Diode) 등의 능동소자와 광 도파로 (Optical Waveguide) 기반의 수동소자가 전기배선과 함께 집적된 형태의 광 집적회로에 많이 이용되고 있다. In fact, such a compound semiconductor-based material can emit light of near-infrared wavelength (850nm ~ 1600nm), which is an optical communication band, by combining with other elements of group III-V, and has a high refractive index. Diode), photodiode (PD), and other active devices and optical waveguide-based passive devices are widely used in integrated optical integrated circuits with electrical wiring.

하지만, 이들을 성장시킬 수 있는 기판의 가격이 비싸기 때문에 다양한 기능성 소자로서의 보급화가 쉽지 않은 단점이 있다.However, there is a disadvantage that it is not easy to popularize the substrate as a variety of functional devices because the price of the substrate on which these can be grown is expensive.

질화갈륨(GaN)으로 대표되는 질화물계 화합물 반도체(Nitride Compound Semiconductor)는 높은 열적/화학적 안정성과 기계적 강도, 폭넓은 밴드갭 (0.8~6.2eV)을 가지고 있어, LED 및 LD를 포함한 발광소자로서의 상업화가 널리 이루어져 있을 뿐만 아니라, 자외선 또는 가시광선 영역의 수광소자로서도 적합하다.Nitride Compound Semiconductor, represented by gallium nitride (GaN), has high thermal/chemical stability, mechanical strength, and a wide band gap (0.8~6.2eV), so it is commercialized as light emitting devices including LEDs and LDs. Is not only widely composed, but also suitable as a light-receiving device in the ultraviolet or visible light region.

뿐만 아니라, 사파이어 또는 실리콘 기판을 사용한 질화물 반도체 기반의 발광소자에 대한 연구와 기술의 발전이 급속도로 진행되어 기판의 가격이 상대적으로 저렴하고, 상당히 보급화가 이루어진 것이 큰 장점이라 할 수 있다. In addition, the research and development of technology for nitride semiconductor-based light emitting devices using sapphire or silicon substrates are rapidly progressing, so that the cost of the substrate is relatively inexpensive, and it is a great advantage that it has been widely distributed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 동일 기판 상에 구현될 수 있는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a nitride semiconductor-based optical integrated circuit and a method of manufacturing the same that can be implemented on the same substrate.

또한, 적어도 일부분에서 동일한 반도체 구조를 가지는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor having the same semiconductor structure at least in part, and a method of manufacturing the same.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 동일 기판 상에 구현되는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로에 있어서, 기판; 상기 기판 상의 일측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 발광부; 상기 기판 상의 타측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 수광부; 및 상기 기판 상에서 상기 발광부 및 수광부를 연결하여 구비되며, 질화물 반도체를 포함하는 전송부를 포함하여 구성될 수 있다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention provides a nitride semiconductor-based optical integrated circuit implemented on the same substrate, comprising: a substrate; A light emitting unit provided on one side of the substrate and including a nitride semiconductor; A light receiving unit provided on the other side of the substrate and including a nitride semiconductor; And a transmission unit including a nitride semiconductor and provided on the substrate by connecting the light emitting unit and the light receiving unit.

여기서, 상기 발광부 및 수광부는 동일한 질화물 반도체 박막 구조를 가질 수 있다.Here, the light emitting part and the light receiving part may have the same nitride semiconductor thin film structure.

이때, 상기 발광부 및 수광부는, 상기 기판 상에 위치하는 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 위치하는 제1전도성 반도체층; 상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층; 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2전도성 반도체층을 포함할 수 있다.In this case, the light emitting unit and the light receiving unit may include a buffer layer positioned on the substrate; A first conductive semiconductor layer on the buffer layer; An active layer on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer positioned on the active layer.

또한, 상기 제1전도성 반도체층 또는 제2전도성 반도체층은, 제1 GaN 층; 상기 제1 GaN 층 상에 위치하는 AlGaN 층; 및 상기 AlGaN 층 상에 위치하는 제2 GaN 층을 포함할 수 있다.In addition, the first conductive semiconductor layer or the second conductive semiconductor layer may include a first GaN layer; An AlGaN layer positioned on the first GaN layer; And a second GaN layer positioned on the AlGaN layer.

여기서, 상기 수광부 및 전송부는, 적어도 일부분에서 동일한 질화물 반도체 박막 구조를 가질 수 있다.Here, the light receiving unit and the transmitting unit may have the same nitride semiconductor thin film structure at least in part.

한편, 상기 전송부는, 링 공진기를 포함하는 센서부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the transmission unit may further include a sensor unit including a ring resonator.

이때, 상기 광 집적회로는, 고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 더 포함하고, 상기 유전체 덮개는 상기 센서부의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다.In this case, the optical integrated circuit may further include a dielectric cover of a polymer material substrate, and the dielectric cover may include an opening exposing at least a portion of the sensor unit.

또한, 상기 링 공진기는 복수로 구비될 수 있다.In addition, a plurality of ring resonators may be provided.

더욱이, 상기 복수의 링 공진기와 결합되는 광 파워 분할기를 더 포함할 수 있다.Moreover, it may further include an optical power splitter coupled to the plurality of ring resonators.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 동일 기판 상에 구현되는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 질화물 반도체로 형성되고 상기 기판 상에 위치하는 제1전도성 반도체층, 상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2전도성 반도체층을 포함하는 제1반도체 구조를 형성하는 단계; 제1영역 상에서 상기 제1반도체 구조 중 적어도 일부를 제거하여 제2반도체 구조를 형성하는 단계; 및 상기 제2반도체 구조 상에 도핑되지 않은 질화물 반도체층을 성장시켜 제3반도체 구조를 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.As a second point of view for achieving the above technical problem, the present invention provides a method for manufacturing a nitride semiconductor-based optical integrated circuit implemented on the same substrate, comprising a first nitride semiconductor formed on a substrate and positioned on the substrate. Forming a first semiconductor structure including a conductive semiconductor layer, an active layer on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer on the active layer; Forming a second semiconductor structure by removing at least a portion of the first semiconductor structure on the first region; And forming a third semiconductor structure by growing an undoped nitride semiconductor layer on the second semiconductor structure.

여기서, 상기 제1반도체 구조는, 발광부 및 수광부로 이용되고, 상기 제1영역은 전송부를 이룰 수 있다.Here, the first semiconductor structure may be used as a light emitting unit and a light receiving unit, and the first region may constitute a transmission unit.

여기서, 상기 제3반도체 구조의 도핑되지 않은 질화물 반도체층 상에 전도성 반도체층을 성장시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of growing a conductive semiconductor layer on the undoped nitride semiconductor layer of the third semiconductor structure may be further included.

여기서, 상기 제1전도성 반도체층 또는 제2전도성 반도체층 중 적어도 일부는, 제1 GaN 층; 상기 제1 GaN 층 상에 위치하는 AlGaN 층; 및 상기 AlGaN 층 상에 위치하는 제2 GaN 층을 포함할 수 있다.Here, at least a portion of the first conductive semiconductor layer or the second conductive semiconductor layer may include a first GaN layer; An AlGaN layer positioned on the first GaN layer; And a second GaN layer positioned on the AlGaN layer.

여기서, 상기 제1반도체 구조 중 적어도 일부를 제거하여 제2반도체 구조를 형성하는 단계는, 적어도 상기 활성층을 포함하여 제거할 수 있다.Here, the step of forming the second semiconductor structure by removing at least a portion of the first semiconductor structure may be removed by including at least the active layer.

여기서, 상기 제1반도체 구조 및 제3반도체 구조 중 적어도 일부 상에 고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of forming a dielectric cover of the polymer material substrate on at least a portion of the first semiconductor structure and the third semiconductor structure may be further included.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

이와 같은 질화물 반도체 물질 기반의 광 집적회로는 자외선 및 가시광선 파장 영역의 빛을 사용하는 LD, LED 및 PD와 같은 능동소자와 광 도파로 기반의 기능성 수동소자를 집적시킴으로써, 개별 소자들에 대한 별도의 광 정렬 없이 일체의 공정을 통해 구현할 수 있기 때문에 공정 난이도 및 결합손실을 최소화할 수 있다.Such an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor material integrates active devices such as LD, LED, and PD using light in the ultraviolet and visible wavelength ranges and functional passive devices based on optical waveguides. Since it can be implemented through an integral process without optical alignment, process difficulty and coupling loss can be minimized.

또한, InP 또는 GaAs 등의 반도체 물질을 기반으로 하는 광 집적회로에 비해 기판 가격과 공정 비용이 저렴하기 때문에 광 집적회로 및 센서의 양산화 및 보급화에 유리하다.In addition, it is advantageous for mass production and popularization of optical integrated circuits and sensors because the substrate price and processing cost are lower than that of optical integrated circuits based on semiconductor materials such as InP or GaAs.

도 1은 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 일례를 나타내는 평면 개략도이다.
도 2는 광 집적회로의 다른 예를 나타내는 평면 개략도이다.
도 3은 발광부를 이루는 레이저 다이오드(LD)의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 발광부를 이루는 발광 다이오드(LED)의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 수광부를 이루는 포토 다이오드(PD)의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 수광부를 이루는 포토 다이오드(PD)의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 전송부를 이루는 광 도파로의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 전송부를 이루는 광 도파로의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 15는 선택 영역 성장 및 재성장법을 통한 질화물 반도체 기반의 일체형 광 집적회로의 반도체 구조를 형성하는 제조 방법의 예들을 나타내는 단면도로서,
도 9 내지 도 11는 발광부와 수광부가 동일한 반도체 구조를 가지는 예를 나타내는 단면도이다.
도 12 내지 도 15는 수광부와 전송부가 동일한 반도체 구조를 가지는 예를 나타내는 단면도이다.1 is a schematic plan view showing an example of a nitride semiconductor-based optical integrated circuit.
2 is a schematic plan view showing another example of the optical integrated circuit.
3 is a cross-sectional view showing an example of a laser diode LD constituting a light emitting unit.
4 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting diode (LED) forming a light emitting part.
5 is a cross-sectional view illustrating an example of a photodiode PD constituting a light receiving unit.
6 is a cross-sectional view illustrating another example of a photodiode PD constituting a light receiving unit.
7 is a cross-sectional view showing an example of an optical waveguide constituting a transmission unit.
8 is a cross-sectional view illustrating another example of an optical waveguide constituting a transmission unit.
9 to 15 are cross-sectional views illustrating examples of a method of forming a semiconductor structure of an integrated optical integrated circuit based on a nitride semiconductor through a selective region growth and regrowth method,
9 to 11 are cross-sectional views illustrating an example in which the light-emitting unit and the light-receiving unit have the same semiconductor structure.
12 to 15 are cross-sectional views illustrating an example in which the light receiving unit and the transmitting unit have the same semiconductor structure.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the present invention allows various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated and shown in the drawings, and will be described in detail below. However, it is not intended to limit the present invention to the particular form disclosed, but rather the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutions consistent with the spirit of the present invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. When an element such as a layer, region or substrate is referred to as being “on” another component, it will be understood that it may exist directly on the other element or there may be intermediate elements between them. .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and/or regions, these elements, components, regions, layers and/or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.

도 1은 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 일례를 나타내는 평면 개략도이다. 도 1은 광 집적회로의 일례로서 링 공진기(110)를 이용한 광 센서(100)를 도시하고 있다.1 is a schematic plan view showing an example of a nitride semiconductor-based optical integrated circuit. 1 shows an optical sensor 100 using a ring resonator 110 as an example of an optical integrated circuit.

이와 같은 본 발명의 일 실시예의 광 센서(100)는 동일 기판(140; 도 3 이하 참고) 상에 구현되는 질화물 반도체 기판의 반도체 구조를 포함한다.The optical sensor 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a semiconductor structure of a nitride semiconductor substrate implemented on the same substrate 140 (see FIG. 3 below).

도 1에서 도시하는 바와 같이, 광 센서(100)는 동일 기판(140) 상에 구비되는 것으로서, 질화물 반도체를 포함하는 발광부(101) 및 수광부(102)를 포함한다. 그리고 이러한 발광부(101) 및 수광부(102)를 연결하여 구비되며 질화물 반도체를 포함하는 전송부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the optical sensor 100 is provided on the same substrate 140 and includes a light emitting unit 101 and a light receiving unit 102 including a nitride semiconductor. In addition, the light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 may be connected to each other, and may include a transmission unit 103 including a nitride semiconductor.

이러한 발광부(101), 수광부(102) 및 전송부(103)를 구성하는 질화물 반도체 구조는 적어도 일부에서 동일한 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 발광부(101) 및 수광부(102)가 동일한 반도체 구조를 가질 수 있고, 경우에 따라, 수광부(102) 및 전송부(103)가 적어도 일부분에서 동일한 반도체 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 반도체 구조에 대하여는 자세히 후술한다.The nitride semiconductor structures constituting the light emitting unit 101, the light receiving unit 102, and the transmission unit 103 may have the same thin film structure at least in part. For example, the light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 may have the same semiconductor structure, and in some cases, the light-receiving unit 102 and the transmission unit 103 may have the same semiconductor structure at least in part. This semiconductor structure will be described in detail later.

일례로서, 발광부(101)는 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode, LD)로 구현될 수 있다.As an example, the light emitting unit 101 may be implemented as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD).

도 1에서는, 발광부(101)가 LD 및 광증폭기(SOA, Semiconductor Optical Amplifier; 200)로 구성된 예를 도시하고 있다.In FIG. 1, an example in which the light-emitting unit 101 is composed of an LD and a semiconductor optical amplifier (SOA) 200 is shown.

도 1에서 도시하는 이러한 LD 및 광 증폭기(200)에서, 제1전극(예를 들면, n-형 전극; 210)은 광증폭기의 전극을 나타낼 수 있고, 제2전극(예를 들면, p-형 전극; 220)은 LD의 전극을 나타낼 수 있다. 그러나 발광부(101)가 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 이하, 편의상 발광부(101)는 하나의 LD(200)로 구성되는 것으로 설명한다.In the LD and the optical amplifier 200 shown in FIG. 1, the first electrode (eg, n-type electrode; 210) may represent the electrode of the optical amplifier, and the second electrode (eg, p- The type electrode 220 may represent an LD electrode. However, the light emitting part 101 is not limited to this shape. Hereinafter, for convenience, it will be described that the light emitting unit 101 is composed of one LD 200.

이러한 발광부(101)는 도 1에서 도시되는 기판(140) 상의 일정 영역에 형성될 수 있다.The light emitting part 101 may be formed in a certain area on the substrate 140 shown in FIG. 1.

수광부(102)는 발광부(101)의 타측에 위치하여 기판(140) 상에 구성되고, 그 일례로서, 포토 다이오드(photo diode, PD; 300)가 이용될 수 있다. 도 1에서, PD(300)는 제1전극(예를 들면, n-형 전극; 310)과 제2전극(예를 들면, p-형 전극; 320)을 포함할 수 있다.The light-receiving unit 102 is positioned on the other side of the light-emitting unit 101 and configured on the substrate 140, and as an example, a photo diode (PD) 300 may be used. In FIG. 1, the PD 300 may include a first electrode (eg, an n-type electrode) 310 and a second electrode (eg, a p-type electrode) 320).

이러한 발광부(101)와 수광부(102)를 연결하는 전송부(103)는, 그 일례로서 광 도파로(401)에 의하여 구현될 수 있다. 여기에 링 공진기(110)를 포함하는 센서부(400)가 더 구비될 수 있다.The transmission unit 103 connecting the light emitting unit 101 and the light receiving unit 102 may be implemented by an optical waveguide 401 as an example. Here, a sensor unit 400 including a ring resonator 110 may be further provided.

여기서, 센서부(400)는 광 도파로(401)의 클래드층(160; 도 5 내지 도 8 참고)에 고분자 물질 기반의 유전체 덮개(130)가 구성될 수 있으며, 링 공진기(110)를 포함하는 일부 영역에서는 이러한 유전체 덮개(130)를 제거함으로써 신호 감지를 위한 개구부(120)를 형성할 수 있다.Here, the sensor unit 400 may include a dielectric cover 130 based on a polymer material on the cladding layer 160 (refer to FIGS. 5 to 8) of the optical waveguide 401, and including the ring resonator 110 In some areas, the dielectric cover 130 may be removed to form the opening 120 for signal detection.

이와 같은 발광부(101)의 LD(200)에서 발생하는 빛은 전송부(103)를 이루는 광 도파로(401)로 입사될 수 있다. 이러한 광 도파로(401)는 단일 모드 도파로일 수 있다. 만일, 다중 모드 도파로가 이용되는 경우에는 모드 어댑터(도시되지 않음)를 통해 단일 모드화 하는 것이 유리하다.Light generated from the LD 200 of the light emitting unit 101 may be incident on the optical waveguide 401 constituting the transmission unit 103. The optical waveguide 401 may be a single mode waveguide. If a multi-mode waveguide is used, it is advantageous to form a single mode through a mode adapter (not shown).

이러한 광 도파로(401)에 입사된 빛은 링 공진기(110)의 공진 파장에 해당되는 빛이 필터링(filtering) 되어 수광부(102)의 PD(300)로 입사하게 된다. Light incident on the optical waveguide 401 is incident on the PD 300 of the light receiving unit 102 by filtering light corresponding to the resonance wavelength of the ring resonator 110.

센서부(400)는 액체를 떨어뜨리거나, 가스와 반응할 수 있는 반응기를 형성함으로써 유전체 덮개(130)의 굴절률을 변화시킬 수 있게 된다. The sensor unit 400 may change the refractive index of the dielectric cover 130 by dropping a liquid or forming a reactor capable of reacting with a gas.

이에 따라 유전체 덮개(130)의 굴절률이 변화된 광 도파로(401)는 도파 모드의 유효굴절률이 변하게 되므로, 링 공진기(110)에 의한 공진 파장을 이동시켜 센서로서의 역할을 할 수 있게 된다. Accordingly, the optical waveguide 401 having the changed refractive index of the dielectric cover 130 changes the effective refractive index of the waveguide mode, and thus, moves the resonance wavelength by the ring resonator 110 to function as a sensor.

도 2에서는 광 집적회로의 다른 예로서 다수의 링 공진기(110)를 이용한 광센서(100)를 도시하고 있다.2 shows an optical sensor 100 using a plurality of ring resonators 110 as another example of the optical integrated circuit.

이와 같이, 두 개 이상의 링 공진기(110)를 이용하는 경우에는 각 링 공진기(110)의 공진 파장을 다르게 구성할 수 있어, 센서(100)의 민감도 및 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용 파장 범위를 확대시킬 수 있다. In this way, when two or more ring resonators 110 are used, the resonance wavelength of each ring resonator 110 can be configured differently, so that the sensitivity and accuracy of the sensor 100 can be improved, and the wavelength range used can be expanded. I can make it.

이때, 복수 개의 링 공진기(110)에 균일한 세기의 빛을 입사시키기 위해서는 다중 모드 간섭(MMI, Multi-Mode Interference)을 이용한 광 파워 분할기(180)를 사용하여 빛을 분할할 수 있다.In this case, in order to inject light of uniform intensity into the plurality of ring resonators 110, the light may be split using an optical power splitter 180 using multi-mode interference (MMI).

도 2에서, 발광부(101)는 하나의 LD(201)로 구성된 예를 나타내고 있고, 수광부(102)는 다수의 PD(301)로 구성된 예를 나타내고 있다. 여기서, PD(301)의 개수는 링 공진기(110)의 개수와 동일할 수 있다.In FIG. 2, the light-emitting unit 101 is an example composed of one LD 201, and the light-receiving unit 102 is an example composed of a plurality of PDs 301. Here, the number of PDs 301 may be the same as the number of ring resonators 110.

이때, 광 파워 분할기(180)와 다수의 PD(301)는 각각 도선에 의하여 연결될 수 있다.In this case, the optical power divider 180 and the plurality of PDs 301 may be connected to each other by a conducting wire.

그 외에 설명되지 않은 부분은 도 1의 예와 동일한 사항이 적용될 수 있다.Other parts that are not described may be subject to the same matters as in the example of FIG. 1.

이와 같은 질화물 반도체 물질 기반의 광 집적회로는 자외선 및 가시광선 파장 영역의 빛을 사용하는 LD, LED 및 PD와 같은 능동소자와 광 도파로 기반의 기능성 수동소자를 집적시킴으로써, 개별 소자들에 대한 별도의 광 정렬 없이 일체의 공정을 통해 구현할 수 있기 때문에 공정 난이도 및 결합손실을 최소화할 수 있다.Such an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor material integrates active devices such as LD, LED, and PD using light in the ultraviolet and visible wavelength ranges and functional passive devices based on optical waveguides. Since it can be implemented through an integral process without optical alignment, process difficulty and coupling loss can be minimized.

또한, InP 또는 GaAs 등의 반도체 물질을 기반으로 하는 광 집적회로에 비해 기판 가격과 공정 비용이 저렴하기 때문에 광 집적회로 및 센서의 양산화 및 보급화에 유리하다.In addition, it is advantageous for mass production and popularization of optical integrated circuits and sensors because the substrate price and processing cost are lower than that of optical integrated circuits based on semiconductor materials such as InP or GaAs.

도 3은 발광부를 이루는 레이저 다이오드(LD)의 일례를 나타내고 있다.3 shows an example of a laser diode LD constituting a light emitting part.

이러한 발광부(101)를 이루는 LD(201)는 기판(140) 상에 형성되는 도시하는 바와 같은 반도체 구조(150)를 포함할 수 있다.The LD 201 constituting the light-emitting unit 101 may include a semiconductor structure 150 as shown on the substrate 140.

기판(140)은 사파이어(sapphire), 실리콘(silicon) 또는 탄화규소(silicon carbide; SiC) 등 이종 기판을 성장 기판(140)으로 이용할 수 있다. 이러한 기판(140) 상에는 질화물 반도체를 포함하는 반도체 구조(150)가 이루어질 수 있다.The substrate 140 may use a heterogeneous substrate such as sapphire, silicon, or silicon carbide (SiC) as the growth substrate 140. A semiconductor structure 150 including a nitride semiconductor may be formed on the substrate 140.

즉, 이러한 기판(140) 상에는 순서대로, 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152, 153, 154), 활성층(155) 및 제2전도성 반도체층(156, 157, 158)을 포함하는 반도체 구조(150)가 위치할 수 있다.That is, a semiconductor including the buffer layer 151, the first conductive semiconductor layers 152, 153, 154, the active layer 155, and the second conductive semiconductor layers 156, 157, 158, in order, on the substrate 140 Structure 150 may be located.

일례로서, 제1전도성 반도체층(152, 153, 154)은 n-형 질화물 반도체층일 수 있고, 제2전도성 반도체층(156, 157, 158)은 p-형 질화물 반도체층일 수 있다.As an example, the first conductive semiconductor layers 152, 153, and 154 may be n-type nitride semiconductor layers, and the second conductive semiconductor layers 156, 157, 158 may be p-type nitride semiconductor layers.

이때, 제1전도성 반도체층(152, 153, 154) 및 제2전도성 반도체층(156, 157, 158) 중 적어도 어느 하나는, 순서대로 위치하는 제1 질화갈륨(GaN)층, 알루미늄 질화갈륨(AlGaN)층 및 제2 질화갈륨(GaN)층을 포함할 수 있다.At this time, at least one of the first conductive semiconductor layers 152, 153, and 154 and the second conductive semiconductor layers 156, 157, 158 is a first gallium nitride (GaN) layer and an aluminum gallium nitride ( AlGaN) layer and a second gallium nitride (GaN) layer may be included.

즉, 제1전도성 반도체층(152, 153, 154)은 제1 n-GaN층(152), n-AlGaN층(153) 및 제2 n-GaN층(154)을 포함할 수 있다. 또한, 제2전도성 반도체층(156, 157, 158)은 제1 p-GaN층(156), p-AlGaN층(157) 및 제2 p-GaN층(158)을 포함할 수 있다.That is, the first conductive semiconductor layers 152, 153, 154 may include a first n-GaN layer 152, an n-AlGaN layer 153, and a second n-GaN layer 154. In addition, the second conductive semiconductor layers 156, 157, 158 may include a first p-GaN layer 156, a p-AlGaN layer 157, and a second p-GaN layer 158.

이러한 반도체 구조(150)는 제1 n-GaN층(152)의 일면이 드러나도록 하는 메사(mesa) 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 3과 같은 구조를 이루고, 코어가 되는 활성층(155) 상부 및 하부에 광 전파 모드를 발진시키기 위해 알루미늄(Al)이 혼합된 AlGaN층(153, 157)이 클래드층으로 이용될 수 있다.The semiconductor structure 150 may have a mesa structure such that one surface of the first n-GaN layer 152 is exposed. That is, the AlGaN layers 153 and 157 mixed with aluminum (Al) may be used as the cladding layer to form the structure as shown in FIG. 3 and to oscillate the light propagation mode above and below the active layer 155 serving as the core. .

이와 같은 제1 n-GaN층(152)의 드러난 면에는 제1전극(일례로, n-형 전극; 210)이 구비될 수 있고, 제2 p-GaN층(158) 상에는 제2전극(일례로, p-형 전극; 220)이 구비될 수 있다.A first electrode (for example, an n-type electrode; 210) may be provided on the exposed surface of the first n-GaN layer 152, and a second electrode (for example, an n-type electrode) 210 may be provided on the second p-GaN layer 158. As such, a p-type electrode 220) may be provided.

활성층(155)은 인듐(In) 또는 알루미늄(Al)이 혼합된 다중 양자 우물(multiple quantum wells, MQWs)층을 포함할 수 있다.The active layer 155 may include multiple quantum wells (MQWs) layers in which indium (In) or aluminum (Al) is mixed.

도 4는 발광부를 이루는 발광 다이오드(LED)의 일례를 나타내고 있다.4 shows an example of a light emitting diode (LED) constituting a light emitting part.

이러한 발광부(101)를 이루는 LED(200)는 도시하는 바와 같이, LD(201)보다 단순한 반도체 구조(150a)를 가질 수 있다.As shown, the LED 200 constituting the light emitting unit 101 may have a simpler semiconductor structure 150a than the LD 201.

즉, LED(200)의 반도체 구조(150a)는 기판(140) 상에는 순서대로, 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152), 활성층(155) 및 제2전도성 반도체층(158)을 포함하는 반도체 구조(150a)가 구비될 수 있다.That is, the semiconductor structure 150a of the LED 200 includes a buffer layer 151, a first conductive semiconductor layer 152, an active layer 155, and a second conductive semiconductor layer 158 on the substrate 140 in order. A semiconductor structure 150a may be provided.

일례로서, 제1전도성 반도체층(152)은 n-GaN층(152)을 포함할 수 있고, 제2전도성 반도체층(158)은 p-GaN층(158)을 포함할 수 있다.As an example, the first conductive semiconductor layer 152 may include an n-GaN layer 152, and the second conductive semiconductor layer 158 may include a p-GaN layer 158.

그 외에 설명되지 않은 부분은 도 3의 예를 들어 설명한 부분과 동일한 사항이 적용될 수 있다.Other parts that are not described may be the same as those described for the example of FIG. 3.

도 5는 수광부를 이루는 포토 다이오드(PD)의 일례를 나타내고 있다.5 shows an example of a photodiode PD constituting a light receiving unit.

이와 같이, 수광부(102)로서 광 도파로 기반의 PD(300)를 사용할 수 있다. In this way, the optical waveguide-based PD 300 may be used as the light receiving unit 102.

이러한 수광부(102)를 이루는 PD(300)는 기판(140) 상에 형성되는 도시하는 바와 같은 반도체 구조(150b)를 포함할 수 있다.The PD 300 constituting the light receiving unit 102 may include a semiconductor structure 150b formed on the substrate 140 as shown.

기판(140)은 사파이어(sapphire), 실리콘(silicon) 또는 탄화규소(silicon carbide; SiC) 등 이종 기판을 성장 기판(140)으로 이용할 수 있다. 이러한 기판(140)은 발광부(101)가 구현되는 기판(140)과 동일한 기판(140)일 수 있다.The substrate 140 may use a heterogeneous substrate such as sapphire, silicon, or silicon carbide (SiC) as the growth substrate 140. The substrate 140 may be the same substrate 140 as the substrate 140 on which the light emitting unit 101 is implemented.

이러한 기판(140) 상에는 질화물 반도체를 포함하는 PD(300)를 이루는 반도체 구조(150b)가 이루어질 수 있다.A semiconductor structure 150b constituting the PD 300 including a nitride semiconductor may be formed on the substrate 140.

이와 같은 반도체 구조(150b)는 기판(140) 상에는 순서대로, 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152), 의도적으로 도핑되지 않은 무도핑 반도체층(159) 및 제2전도성 반도체층(158)이 위치할 수 있다.The semiconductor structure 150b is, in order, on the substrate 140, a buffer layer 151, a first conductive semiconductor layer 152, an undoped semiconductor layer 159 that is not intentionally doped, and a second conductive semiconductor layer 158. ) Can be located.

일례로서, 제1전도성 반도체층(152)은 n-GaN층을 포함할 수 있고, 제2전도성 반도체층(158)은 p-GaN층을 포함할 수 있다. 또한, 무도핑 반도체층(159)은 un-GaN층을 포함할 수 있다.As an example, the first conductive semiconductor layer 152 may include an n-GaN layer, and the second conductive semiconductor layer 158 may include a p-GaN layer. In addition, the undoped semiconductor layer 159 may include an un-GaN layer.

이러한 반도체 구조(150b)는 제1전도성 반도체층(152)이 드러나도록 식각되어 도 5에서 도시하는 구조를 이룰 수 있다. 이러한 식각되어 드러나는 제1전도성 반도체층(152)의 면에는 제1전극(310)이 위치할 수 있다.The semiconductor structure 150b may be etched to expose the first conductive semiconductor layer 152 to form the structure shown in FIG. 5. The first electrode 310 may be positioned on the surface of the first conductive semiconductor layer 152 exposed by etching.

또한, 이러한 식각된 부분, 즉, 제1전도성 반도체층(152)이 드러난 부분부터 제2전도성 반도체층(158)의 양 측면에는 유전체를 포함하는 클래드층(160)이 위치할 수 있다.In addition, a cladding layer 160 including a dielectric may be positioned on both sides of the second conductive semiconductor layer 158 from the etched portion, that is, the portion where the first conductive semiconductor layer 152 is exposed.

한편, 제2전도성 반도체층(158)과 클래드층(160)의 상측에는 제2전극(320)이 위치할 수 있다.Meanwhile, the second electrode 320 may be positioned above the second conductive semiconductor layer 158 and the cladding layer 160.

이상의 반도체 구조(150b)는, 발광부(101)를 이루는 반도체 구조(150, 150a)와 동일한 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 동일한 도면 부호를 가지는 반도체층은 동일한 순서와 동일한 물질로 형성되는 반도체층일 수 있다.The above semiconductor structure 150b may be formed of the same semiconductor layer as the semiconductor structures 150 and 150a constituting the light emitting part 101. For example, a semiconductor layer having the same reference numeral may be a semiconductor layer formed of the same material in the same order.

도 6은 수광부를 이루는 포토 다이오드(PD)의 다른 예를 나타내고 있다.6 shows another example of the photodiode PD constituting the light receiving unit.

도 6에서 도시하는 예에서는, 무도핑 반도체층(159) 사이에 활성층(155)이 구비되는 반도체 구조(150c)를 도시하고 있다.In the example shown in FIG. 6, the semiconductor structure 150c in which the active layer 155 is provided between the undoped semiconductor layers 159 is shown.

이러한 활성층(155)은, 발광부(101)를 이루는 반도체 구조(150, 150b)와 같이, 인듐(In) 또는 알루미늄(Al)이 혼합된 다중 양자 우물(multiple quantum wells, MQWs)층을 포함할 수 있다.The active layer 155 may include a multiple quantum wells (MQWs) layer in which indium (In) or aluminum (Al) is mixed, such as the semiconductor structures 150 and 150b constituting the light emitting part 101. I can.

그 외에 설명되지 않은 부분은 도 5의 예를 들어 설명한 부분과 동일한 사항이 적용될 수 있다.Other parts that are not described may be the same as those described for the example of FIG. 5.

도 7은 전송부를 이루는 광 도파로의 일례를 나타내고 있다.7 shows an example of an optical waveguide constituting a transmission unit.

이와 같이, 전송부(103)를 이루는 광 도파로(401)는, 립 형(Rib-type) 광 도파로(401)로서, 기판(140) 상에 형성되는 도시하는 바와 같은 반도체 구조(150d)를 포함할 수 있다. 이러한 광 도파로(401)는 도 1을 참조하여 설명한 센서부(400)의 일부를 이룰 수 있다.As described above, the optical waveguide 401 constituting the transmission unit 103 is a Rib-type optical waveguide 401 and includes a semiconductor structure 150d as shown formed on the substrate 140. can do. The optical waveguide 401 may form a part of the sensor unit 400 described with reference to FIG. 1.

위에서 언급한 바와 같이, 기판(140)은 사파이어(sapphire), 실리콘(Si) 또는 탄화규소(silicon carbide; SiC) 등 이종 기판을 성장 기판(140)으로 이용할 수 있다. 이러한 기판(140)은 발광부(101) 및/또는 수광부(102)가 구현되는 기판(140)과 동일한 기판(140)일 수 있다.As mentioned above, the substrate 140 may use a heterogeneous substrate such as sapphire, silicon (Si), or silicon carbide (SiC) as the growth substrate 140. The substrate 140 may be the same substrate 140 as the substrate 140 on which the light emitting unit 101 and/or the light receiving unit 102 are implemented.

이러한 기판(140) 상에는 질화물 반도체를 포함하는 광 도파로(401)를 이루는 반도체 구조(150d)가 이루어진다.A semiconductor structure 150d forming an optical waveguide 401 including a nitride semiconductor is formed on the substrate 140.

이와 같은 반도체 구조(150d)는 기판(140) 상에는 순서대로, 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152), 의도적으로 도핑되지 않은 무도핑 반도체층(159) 및 제2전도성 반도체층(158)이 위치할 수 있다.The semiconductor structure 150d is, in order, on the substrate 140, the buffer layer 151, the first conductive semiconductor layer 152, the intentionally undoped undoped semiconductor layer 159, and the second conductive semiconductor layer 158. ) Can be located.

일례로서, 제1전도성 반도체층(152)은 n-GaN층을 포함할 수 있고, 제2전도성 반도체층(158)은 p-GaN층을 포함할 수 있다. 또한, 무도핑 반도체층(159)은 un-GaN층을 포함할 수 있다.As an example, the first conductive semiconductor layer 152 may include an n-GaN layer, and the second conductive semiconductor layer 158 may include a p-GaN layer. In addition, the undoped semiconductor layer 159 may include an un-GaN layer.

이와 같이, 전송부(103)는 광 도파로(401) 기반의 다양한 기능성 수동소자로 구성될 수 있다. 질화물 반도체 기반 소자와 관계된 자외선 및 가시광 파장의 빛은 물질흡수 및 광 도파로 표면의 거칠기에 따른 산란손실이 광통신 대역인 근적외선 파장의 빛에 비해 크다.In this way, the transmission unit 103 may be composed of various functional passive devices based on the optical waveguide 401. Light of ultraviolet and visible wavelengths related to nitride semiconductor-based devices has a greater scattering loss due to material absorption and roughness of the optical waveguide surface than that of near-infrared wavelength light, which is an optical communication band.

따라서, 전송부(103)의 구조는 흡수가 적은 무도핑 반도체층(159, 일례로 un-GaN층)을 코어층으로 사용하되, 광 도파로(401) 구조를 도 7에서 도시하는 바와 같은 립 형(Rib-type)으로 구성되는 것이 유리하다. 이는, 도파 모드의 제어가 유리하고 전송 손실을 최소화할 수 있기 때문이다.Accordingly, the structure of the transmission unit 103 uses an undoped semiconductor layer 159 (for example, an un-GaN layer) with little absorption as a core layer, but the structure of the optical waveguide 401 is a rib-shaped structure as shown in FIG. 7. It is advantageous to be composed of (Rib-type). This is because the control of the waveguide mode is advantageous and transmission loss can be minimized.

이러한 반도체 구조(150b)는 광 도파로(401)의 형성을 위하여 식각되어 도 7에서 도시하는 구조를 이룰 수 있다. 즉, 제2전도성 반도체층(158)과 무도핑 반도체층(159)의 적어도 일부가 식각되어 광 도파로(401)를 형성할 수 있다.The semiconductor structure 150b may be etched to form the optical waveguide 401 to form the structure shown in FIG. 7. That is, at least a portion of the second conductive semiconductor layer 158 and the undoped semiconductor layer 159 may be etched to form the optical waveguide 401.

또한, 이러한 식각된 부분, 즉, 제2전도성 반도체층(158)과 무도핑 반도체층(159)의 적어도 일부의 양 측면에는 공기 또는 유전체를 포함하는 클래드층(160)이 위치할 수 있다.In addition, a cladding layer 160 including air or a dielectric material may be positioned on both sides of the etched portion, that is, at least a portion of the second conductive semiconductor layer 158 and the undoped semiconductor layer 159.

이상의 반도체 구조(150d)는, 발광부(101)를 이루는 반도체 구조(150, 150a) 및/또는 수광부(102)를 이루는 반도체 구조(150b, 150c)와 동일한 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 동일한 도면 부호를 가지는 반도체층은 동일한 순서와 동일한 물질로 형성되는 반도체층일 수 있다.The above semiconductor structure 150d may be formed of the same semiconductor layer as the semiconductor structures 150 and 150a constituting the light emitting unit 101 and/or the semiconductor structures 150b and 150c constituting the light receiving unit 102. For example, a semiconductor layer having the same reference numeral may be a semiconductor layer formed of the same material in the same order.

도 8은 전송부를 이루는 광 도파로의 다른 예를 나타내고 있다.8 shows another example of an optical waveguide constituting a transmission unit.

도 8에서 도시하는 예에서는, 광 도파로(401)의 형성을 위하여, 제1전도성 반도체층(152)의 일부, 무도핑 반도체층(159) 및 제2전도성 반도체층(158)의 양면이 식각되어, 도시하는 바와 같은 반도체 구조(150e)를 이루고 있다.In the example shown in FIG. 8, in order to form the optical waveguide 401, a part of the first conductive semiconductor layer 152, the doped-free semiconductor layer 159, and both surfaces of the second conductive semiconductor layer 158 are etched. , A semiconductor structure 150e as shown.

이러한 광 도파로(401) 영역의 형성을 위하여 드러난 반도체층의 양 측면에는 공기 또는 유전체를 포함하는 클래드층(160)이 위치할 수 있다.A cladding layer 160 including air or a dielectric material may be positioned on both sides of the semiconductor layer exposed to form the optical waveguide 401 region.

그 외에 설명되지 않은 부분은 도 7의 예를 들어 설명한 부분과 동일한 사항이 적용될 수 있다.Other parts that are not described may be the same as those described for the example of FIG. 7.

한편, 위에서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 광 도파로 기반의 PD(300)의 구조는 크게 세 가지로 구성할 수 있다. Meanwhile, the structure of the optical waveguide-based PD 300 described above with reference to FIGS. 5 and 6 may be largely composed of three types.

그 중 하나는, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 전송부(103)의 반도체 구조(150d, 150e)와 동일한 구조를 가지는 경우이다. One of them is the case of having the same structure as the semiconductor structures 150d and 150e of the transfer unit 103 as shown in FIG. 5.

이는 선택 영역 성장법을 통한 재성장의 회수를 1회로 제한시킬 수 있고, 전송부(103)의 광 도파로(401)와의 결합손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.This has the advantage of limiting the number of times of regrowth through the selective region growth method to one, and minimizing the coupling loss of the transmission unit 103 with the optical waveguide 401.

그러나, 전송부(103)의 광 도파로(401)로 사용되어야 하는 u-GaN층(159)의 흡수율이 작을 수 있기 때문에 PD(300)의 성능이 다소 저하될 가능성이 있다.However, since the absorption rate of the u-GaN layer 159 to be used as the optical waveguide 401 of the transmission unit 103 may be small, the performance of the PD 300 may be slightly degraded.

두 번째는, PD(300)의 반도체 구조가 발광부(101)를 이루는 LD 또는 LED의 반도체 구조(150, 150a)와 동일한 구조를 가지는 경우이다(도시되지 않음). The second is a case in which the semiconductor structure of the PD 300 has the same structure as the semiconductor structures 150 and 150a of LDs or LEDs forming the light emitting portion 101 (not shown).

이 역시, 선택 영역 성장법을 통한 재성장의 회수를 감소시킬 수 있어, 제조 공정이 비교적 간단하다는 장점이 있으나, LD 또는 LED와 동일한 활성층(155) 구조를 가지기 때문에 PD(300)의 성능이 저하될 수도 있다.This also has the advantage that the manufacturing process is relatively simple, as the number of regrowth through the selective region growth method can be reduced, but the performance of the PD 300 may be degraded because it has the same active layer 155 structure as LD or LED. May be.

마지막으로는, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 무도핑 반도체층(159) 내부에 InGaN과 같은 물질로 이루어지는 흡수층(활성층, 155)을 포함하는 독립적인 반도체 구조(150c)로 구성되는 것이다. Finally, as shown in Fig. 6, an independent semiconductor structure 150c including an absorbing layer (active layer) 155 made of a material such as InGaN inside the undoped semiconductor layer 159 is formed.

이는 PD(300)의 성능과 파장 선택성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 선택 영역 성장법을 통한 재성장의 회수가 많아질 수 있다.This has the advantage of improving the performance and wavelength selectivity of the PD 300, but the number of times of regrowth through the selective region growth method may increase.

따라서, 설계 상황에 적합하도록 PD(300)의 반도체 구조를 선택하여 구성할 수 있다.Accordingly, the semiconductor structure of the PD 300 may be selected and configured to suit the design situation.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 의한 질화물 반도체 기반의 일체형 광 집적회로는 크게 LD 또는 LED로 구성되는 발광부(101), PD로 구성되는 수광부(102) 및 광 도파로 기반의 기능성 수동소자로 구성되는 전송부(103)를 포함하여 구성된다.As mentioned above, the integrated optical integrated circuit based on a nitride semiconductor according to the present invention is largely composed of a light emitting unit 101 composed of LD or LED, a light receiving unit 102 composed of PD, and a functional passive device based on an optical waveguide. It is configured to include a transmission unit 103.

또한, 이러한 발광부(101), 수광부(102) 및 전송부(103) 중 적어도 일부분에서 동일한 질화물 반도체 기반의 기판(140)과 적어도 일부에서 동일한 반도체 공정을 통해 구현되도록 할 수 있다.In addition, at least a portion of the light emitting unit 101, the light receiving unit 102, and the transmission unit 103 may be implemented through the same semiconductor process in at least a portion of the substrate 140 based on the same nitride semiconductor.

이를 위해서는 발광부(101), 수광부(102) 및 전송부(103)가 모두 동일한 반도체 구조를 가지는 것이 가장 간단한 구현 방법이다.For this, the simplest implementation method is that the light emitting unit 101, the light receiving unit 102, and the transmitting unit 103 all have the same semiconductor structure.

그러나, 발광부(101) 및 수광부(102)의 활성층 영역에서의 광 흡수가 크기 때문에 이를 광 도파로로 활용하게 되면 큰 전송손실을 유발할 수 있다. However, since the light absorption in the active layer region of the light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 is large, if the light is used as an optical waveguide, a large transmission loss may occur.

따라서, 두 가지 또는 세 가지의 다른 반도체 구조를 이용할 수 있으며, 여기에 추가의 포토 리소그래피 및 식각 공정과 선택 영역 성장법을 이용하여 동일한 기판(140) 상에 발광부(101), 수광부(102) 및 전송부(103)를 구현할 수 있다.Accordingly, two or three different semiconductor structures may be used, and the light emitting unit 101 and the light receiving unit 102 on the same substrate 140 by using an additional photolithography and etching process and a selective region growth method. And it is possible to implement the transmission unit 103.

도 9 내지 도 15에서는 이와 같은 선택 영역 성장 및 재성장법을 통한 질화물 반도체 기반의 일체형 광 집적회로의 반도체 구조를 형성하는 제조 방법의 예들을 나타내고 있다.9 to 15 show examples of manufacturing methods for forming a semiconductor structure of an integrated optical integrated circuit based on a nitride semiconductor through such a selective region growth and regrowth method.

이 중에서, 도 9 내지 도 11에서는 발광부(101)와 수광부(102)가 동일한 반도체 구조를 가지는 예를 나타내고 있다.Among them, FIGS. 9 to 11 show examples in which the light emitting unit 101 and the light receiving unit 102 have the same semiconductor structure.

도 9에서 도시하는 바와 같이, 기판(140) 상에 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152, 153, 154), 활성층(155) 및 제2전도성 반도체층(156, 157, 158)을 포함하는 반도체 구조(150, 제1반도체 구조)를 형성한다. 9, a buffer layer 151, a first conductive semiconductor layer 152, 153, 154, an active layer 155, and a second conductive semiconductor layer 156, 157, 158 are formed on the substrate 140. A semiconductor structure 150, including a first semiconductor structure, is formed.

이와 같은 반도체 구조(150)는 유기금속 화학 기상 증착법(MOCVD, metal-organic chemical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있다.The semiconductor structure 150 may be formed using metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD).

여기서, 제1전도성 반도체층(152, 153, 154)은 제1 n-GaN층(152), n-AlGaN층(153) 및 제2 n-GaN층(154)을 포함할 수 있다. 또한, 제2전도성 반도체층(156, 157, 158)은 제1 p-GaN층(156), p-AlGaN층(157) 및 제2 p-GaN층(158)을 포함할 수 있다. 이하, 반도체 구조(150)가 이와 같은 적층구조를 가지는 예를 들어 설명한다.Here, the first conductive semiconductor layers 152, 153, 154 may include a first n-GaN layer 152, an n-AlGaN layer 153, and a second n-GaN layer 154. In addition, the second conductive semiconductor layers 156, 157, 158 may include a first p-GaN layer 156, a p-AlGaN layer 157, and a second p-GaN layer 158. Hereinafter, an example in which the semiconductor structure 150 has such a stacked structure will be described.

언급한 바와 같이, 이러한 반도체 구조(150)는 발광부(101)와 수광부(102)가 동일하게 가지는 반도체 구조일 수 있다.As mentioned, the semiconductor structure 150 may be a semiconductor structure that the light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 have the same.

즉, 도 3을 참조하여 설명한 LD(201)의 예와 동일한 반도체 구조를 가진다. 그러나 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 PD(300)의 예와는 다른 반도체 구조일 수 있다. 이와 같이, 수광부(102)도 도 9에서 도시한 바와 같은 반도체 구조(150)를 가지는 경우이다.That is, it has the same semiconductor structure as the example of the LD 201 described with reference to FIG. 3. However, it may have a semiconductor structure different from the example of the PD 300 described with reference to FIGS. 5 and 6. In this way, the light receiving unit 102 also has the semiconductor structure 150 as shown in FIG. 9.

다음에, 반도체 구조(150) 상에서 전송부(103)를 형성할 영역(B)을 제외한 영역(A)에 마스크층(170)을 형성한다. 이러한 영역 A의 적어도 일부에는 발광부(101) 및 수광부(102)가 위치할 수 있다.Next, a mask layer 170 is formed on the semiconductor structure 150 in a region A except for the region B in which the transfer unit 103 is to be formed. In at least a part of the area A, the light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 may be located.

이러한 마스크층(170)은 화학 기상 증착법(CVD, chemical vapor deposition) 등을 통해 형성된 실리콘 질화물(SixNy) 또는 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다.The mask layer 170 may include silicon nitride (Si x N y ) or silicon oxide (SiO 2 ) formed through chemical vapor deposition (CVD) or the like.

이후, 이러한 마스크층(170)을 마스크로 이용하여, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 전송부(103)를 형성할 영역(B)을 식각하여 개구 영역(171)을 형성함으로써 중간 단계의 반도체 구조(150f, 제2반도체 구조)를 형성한다. 이때, 식각은 건식 식각의 방법으로 이루어질 수 있다. 또한, 식각 과정에서 활성층(155)을 포함하는 반도체층이 제거될 수 있다.Thereafter, using the mask layer 170 as a mask, as shown in FIG. 10, the region B in which the transmission unit 103 is to be formed is etched to form the opening region 171, thereby forming an intermediate semiconductor structure. (150f, second semiconductor structure) is formed. In this case, etching may be performed by a dry etching method. In addition, the semiconductor layer including the active layer 155 may be removed during the etching process.

즉, 중간 단계의 반도체 구조(150f)는, 기판(140) 상에, 버퍼층(151), 제1 n-GaN층(152) 및 n-AlGaN층(153)의 일부가 차례로 위치하는 구조를 가진다.That is, the intermediate semiconductor structure 150f has a structure in which a buffer layer 151, a first n-GaN layer 152, and a portion of the n-AlGaN layer 153 are sequentially positioned on the substrate 140. .

다음, 이 반도체 구조(150f) 상에, 즉, n-AlGaN층(153) 상에 무도핑 반도체층(일례로, un-GaN; 159)을 형성하여 전송부(103)의 광 도파로(401)를 이루는 반도체 구조(150g, 제3반도체 구조)를 형성할 수 있다.Next, an undoped semiconductor layer (for example, un-GaN; 159) is formed on the semiconductor structure 150f, that is, on the n-AlGaN layer 153, and the optical waveguide 401 of the transmission unit 103 A semiconductor structure (150g, a third semiconductor structure) constituting a may be formed.

이후에 이루어지는 전극 형성 등의 공정은 설명을 생략한다.A description of the subsequent processes such as electrode formation will be omitted.

한편, 제1반도체 구조(150) 및 제3반도체 구조(150g) 중 적어도 일부 상에 고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 형성하는 과정이 이루어질 수 있다.Meanwhile, a process of forming a dielectric cover of a polymer material substrate on at least a portion of the first semiconductor structure 150 and the third semiconductor structure 150g may be performed.

도 12 내지 도 15에서는 수광부(102)와 전송부(103)가 동일한 반도체 구조를 가지는 예를 나타내고 있다.12 to 15 show examples in which the light receiving unit 102 and the transmitting unit 103 have the same semiconductor structure.

도 12에서 도시하는 바와 같이, 기판(140) 상에 버퍼층(151), 제1전도성 반도체층(152, 153, 154), 활성층(155) 및 제2전도성 반도체층(156)을 포함하는 반도체 구조(150h, 제1반도체 구조)를 형성한다. 이와 같은 반도체 구조(150h)는 유기금속 화학 기상 증착법(MOCVD, metal-organic chemical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있다.12, a semiconductor structure including a buffer layer 151, a first conductive semiconductor layer 152, 153, 154, an active layer 155, and a second conductive semiconductor layer 156 on a substrate 140 (150h, first semiconductor structure) is formed. The semiconductor structure 150h may be formed using metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD).

여기서, 제1전도성 반도체층(152, 153, 154)은 제1 n-GaN층(152), n-AlGaN층(153) 및 제2 n-GaN층(154)을 포함할 수 있다. 또한, 제2전도성 반도체층(156)은 제1 p-GaN층(156)을 포함할 수 있다. 이하, 반도체 구조(150h)가 이와 같은 적층구조를 가지는 예를 들어 설명한다.Here, the first conductive semiconductor layers 152, 153, 154 may include a first n-GaN layer 152, an n-AlGaN layer 153, and a second n-GaN layer 154. In addition, the second conductive semiconductor layer 156 may include a first p-GaN layer 156. Hereinafter, an example in which the semiconductor structure 150h has such a stacked structure will be described.

다음에, 반도체 구조(150h) 상에서 전송부(103)를 형성할 영역(D)을 제외한 영역(C)에 마스크층(173)을 형성한다. 이러한 영역 C의 적어도 일부에는 발광부(101) 및 수광부(102)가 위치할 수 있다.Next, a mask layer 173 is formed on the semiconductor structure 150h in the region C except for the region D in which the transfer unit 103 is to be formed. The light-emitting unit 101 and the light-receiving unit 102 may be located in at least a portion of the region C.

이러한 마스크층(173)은 화학 기상 증착법(CVD, chemical vapor deposition) 등을 통해 형성된 실리콘 질화물(SixNy) 또는 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다.The mask layer 173 may include silicon nitride (Si x N y ) or silicon oxide (SiO 2 ) formed through chemical vapor deposition (CVD) or the like.

이후, 이러한 마스크층(173)을 마스크로 이용하여, 도 13에서 도시하는 바와 같이, 전송부(103)를 형성할 영역(D)을 식각하여 개구 영역(172)을 형성함으로써 중간 단계의 반도체 구조(150f, 제2반도체 구조)를 형성한다. 이때, 식각은 건식 식각의 방법으로 이루어질 수 있다. 또한, 식각 과정에서 활성층(155)을 포함하는 반도체층이 제거될 수 있다.Thereafter, using the mask layer 173 as a mask, as shown in FIG. 13, the region D in which the transmission unit 103 is to be formed is etched to form the opening region 172, thereby forming an intermediate semiconductor structure. (150f, second semiconductor structure) is formed. In this case, etching may be performed by a dry etching method. In addition, the semiconductor layer including the active layer 155 may be removed during the etching process.

즉, 중간 단계의 반도체 구조(150f)는, 기판(140) 상에, 버퍼층(151), 제1 n-GaN층(152) 및 n-AlGaN층(153)의 일부가 차례로 위치하는 구조를 가진다.That is, the intermediate semiconductor structure 150f has a structure in which a buffer layer 151, a first n-GaN layer 152, and a portion of the n-AlGaN layer 153 are sequentially positioned on the substrate 140. .

다음, 도 14에서와 같이, 이 반도체 구조(150f) 상에, 즉, n-AlGaN층(153) 상에 무도핑 반도체층(일례로, un-GaN; 159)을 형성하여 전송부(103)의 광 도파로(400)를 이루는 반도체 구조(150g, 제3반도체 구조)를 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 14, a doped semiconductor layer (for example, un-GaN; 159) is formed on the semiconductor structure 150f, that is, on the n-AlGaN layer 153, and the transmission unit 103 A semiconductor structure (150g, a third semiconductor structure) constituting the optical waveguide 400 of may be formed.

이후에, 영역 C 및 영역 D 중 일부를 포함하는 영역에서 제2전도성 반도체층의 일부를 2차 성장시킨다. 이러한 제2반도체층은 일례로, p-AlGaN층(157) 및 제2 p-GaN층(158)을 포함할 수 있다.Thereafter, a portion of the second conductive semiconductor layer is secondarily grown in a region including a portion of the regions C and D. The second semiconductor layer may include, for example, a p-AlGaN layer 157 and a second p-GaN layer 158.

도 15에서 도시하는 바와 같이, 영역 C에서 2차 성장된 상태로 발광부(101)가 이루어질 수 있다. 또한, 영역 D 중 수광부(102)를 구성하기 위한 부분에서만 선택적으로 2차 성장이 이루어져서 이 영역에서 형성된 반도체 구조(150k)는 수광부(102)로 이용될 수 있다.As shown in FIG. 15, the light-emitting unit 101 may be formed in a state that is secondarily grown in the region C. In addition, secondary growth is selectively performed only in a portion of the region D for constituting the light receiving unit 102, so that the semiconductor structure 150k formed in this region may be used as the light receiving unit 102.

이러한 과정에서, 전송부(103) 및 수광부(102)는 적어도 일부에서 공통적인 반도체 구조(150g)를 가질 수 있다.In this process, the transmission unit 103 and the light receiving unit 102 may have a common semiconductor structure 150g at least in part.

이후 이루어지는 전극 형성 등의 공정은 설명을 생략한다.A description of steps such as electrode formation performed afterwards will be omitted.

한편, 제1반도체 구조(150) 및 제3반도체 구조(150g) 중 적어도 일부 상에 고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 형성하는 과정이 이루어질 수 있다.Meanwhile, a process of forming a dielectric cover of a polymer material substrate on at least a portion of the first semiconductor structure 150 and the third semiconductor structure 150g may be performed.

이상에서 설명한 반도체 구조를 가지는 발광부(101), 수광부(102) 및 전송부(103)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 광 집적회로에 그대로 적용될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the light emitting unit 101, the light receiving unit 102, and the transmission unit 103 having the semiconductor structure described above can be applied to the optical integrated circuit described with reference to FIGS. 1 and 2 as it is.

이와 같은 질화물 반도체 물질 기반의 반도체 구조를 가지는 광 집적회로는 자외선 및 가시광선 파장 영역의 빛을 사용하는 LD, LED 및 PD와 같은 능동소자와 광 도파로 기반의 기능성 수동소자를 최적의 공정으로 형성할 수 있다.Such an optical integrated circuit having a semiconductor structure based on a nitride semiconductor material can optimally form active devices such as LD, LED, and PD using light in the ultraviolet and visible wavelength ranges, and functional passive devices based on optical waveguides. I can.

또한, 개별 소자들에 대한 별도의 광 정렬 없이 일체의 공정을 통해 구현할 수 있기 때문에 공정 난이도 및 결합손실을 최소화할 수 있다.In addition, since it can be implemented through an integral process without separate optical alignment for individual devices, process difficulty and coupling loss can be minimized.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are only presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those of ordinary skill in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention may be implemented.

100: 광 센서 101: 발광부
102: 수광부 103: 전송부
110: 링 공진기 120: 개구부
130: 유전체 덮개 140: 기판
150: 반도체 구조 200, 201: LD(LED)
300: PD 400: 센서부
401: 광 도파로100: optical sensor 101: light emitting unit
102: light receiving unit 103: transmitting unit
110: ring resonator 120: opening
130: dielectric cover 140: substrate
150: semiconductor structure 200, 201: LD (LED)
300: PD 400: sensor unit
401: optical waveguide

Claims (15)

동일 기판 상에 구현되는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로에 있어서,
기판;
상기 기판 상의 일측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 발광부;
상기 기판 상의 타측에 구비되고, 질화물 반도체를 포함하는 수광부;
상기 기판 상에서 상기 발광부 및 수광부를 연결하여 구비되며, 질화물 반도체를 포함하는 전송부;
상기 전송부에 입사된 빛을 필터링하여 상기 수광부로 입사시키는 센서부; 및
고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 포함하여 구성되고,
상기 유전체 덮개는 상기 센서부의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.In the nitride semiconductor-based optical integrated circuit implemented on the same substrate,
Board;
A light emitting unit provided on one side of the substrate and including a nitride semiconductor;
A light receiving unit provided on the other side of the substrate and including a nitride semiconductor;
A transmission unit provided by connecting the light emitting unit and the light receiving unit on the substrate and including a nitride semiconductor;
A sensor unit filtering the light incident on the transmitting unit and making it incident on the light receiving unit; And
Consisting of including a dielectric cover of a polymer material substrate,
Wherein the dielectric cover includes an opening exposing at least a portion of the sensor unit. 제1항에 있어서, 상기 발광부 및 수광부는 동일한 질화물 반도체 박막 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The nitride semiconductor-based optical integrated circuit according to claim 1, wherein the light emitting part and the light receiving part have the same nitride semiconductor thin film structure. 제2항에 있어서, 상기 발광부 및 수광부는,
상기 기판 상에 위치하는 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 위치하는 제1전도성 반도체층;
상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층; 및
상기 활성층 상에 위치하는 제2전도성 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The method of claim 2, wherein the light emitting unit and the light receiving unit,
A buffer layer on the substrate;
A first conductive semiconductor layer on the buffer layer;
An active layer on the first conductive semiconductor layer; And
A nitride semiconductor-based optical integrated circuit comprising a second conductive semiconductor layer positioned on the active layer. 제3항에 있어서, 상기 제1전도성 반도체층 또는 제2전도성 반도체층은,
제1 GaN 층;
상기 제1 GaN 층 상에 위치하는 AlGaN 층; 및
상기 AlGaN 층 상에 위치하는 제2 GaN 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The method of claim 3, wherein the first conductive semiconductor layer or the second conductive semiconductor layer,
A first GaN layer;
An AlGaN layer positioned on the first GaN layer; And
A nitride semiconductor-based optical integrated circuit comprising a second GaN layer positioned on the AlGaN layer. 제1항에 있어서, 상기 수광부 및 전송부는, 적어도 일부분에서 동일한 질화물 반도체 박막 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The nitride semiconductor-based optical integrated circuit of claim 1, wherein the light receiving unit and the transmitting unit have the same nitride semiconductor thin film structure at least in part. 제1항에 있어서, 상기 센서부는 링 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The nitride semiconductor-based optical integrated circuit of claim 1, wherein the sensor unit comprises a ring resonator. 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 링 공진기는 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The nitride semiconductor-based optical integrated circuit of claim 6, wherein a plurality of ring resonators are provided. 제8항에 있어서, 상기 복수의 링 공진기와 결합되는 광 파워 분할기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로.The nitride semiconductor-based optical integrated circuit of claim 8, further comprising an optical power splitter coupled to the plurality of ring resonators. 동일 기판 상에 구현되는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법에 있어서,
기판 상에 질화물 반도체로 형성되고 상기 기판 상에 위치하는 제1전도성 반도체층, 상기 제1전도성 반도체층 상에 위치하는 활성층 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2전도성 반도체층을 포함하는 제1반도체 구조를 형성하는 단계;
제1영역 상에서 상기 제1반도체 구조 중 적어도 일부를 제거하여 제2반도체 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제2반도체 구조 상에 도핑되지 않은 질화물 반도체층을 성장시켜 제3반도체 구조를 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.In the method of manufacturing a nitride semiconductor-based optical integrated circuit implemented on the same substrate,
A first semiconductor structure formed of a nitride semiconductor on a substrate and including a first conductive semiconductor layer positioned on the substrate, an active layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer positioned on the active layer Forming a;
Forming a second semiconductor structure by removing at least a portion of the first semiconductor structure on the first region; And
And forming a third semiconductor structure by growing an undoped nitride semiconductor layer on the second semiconductor structure. 제10항에 있어서, 상기 제1반도체 구조는, 발광부 및 수광부로 이용되고, 상기 제1영역은 전송부를 이루는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.11. The method of claim 10, wherein the first semiconductor structure is used as a light emitting unit and a light receiving unit, and the first region forms a transmission unit. 제10항에 있어서, 상기 제3반도체 구조의 도핑되지 않은 질화물 반도체층 상에 전도성 반도체층을 성장시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.11. The method of claim 10, further comprising growing a conductive semiconductor layer on the undoped nitride semiconductor layer of the third semiconductor structure. 제10항에 있어서, 상기 제1전도성 반도체층 또는 제2전도성 반도체층 중 적어도 일부는,
제1 GaN 층;
상기 제1 GaN 층 상에 위치하는 AlGaN 층; 및
상기 AlGaN 층 상에 위치하는 제2 GaN 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.The method of claim 10, wherein at least a portion of the first conductive semiconductor layer or the second conductive semiconductor layer,
A first GaN layer;
An AlGaN layer positioned on the first GaN layer; And
A method of manufacturing an optical integrated circuit based on a nitride semiconductor, comprising a second GaN layer positioned on the AlGaN layer. 제10항에 있어서, 상기 제1반도체 구조 중 적어도 일부를 제거하여 제2반도체 구조를 형성하는 단계는, 적어도 상기 활성층을 포함하여 제거하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the forming of the second semiconductor structure by removing at least a portion of the first semiconductor structure comprises removing at least the active layer. 제10항에 있어서, 상기 제1반도체 구조 및 제3반도체 구조 중 적어도 일부 상에 고분자 물질 기판의 유전체 덮개를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 기반의 광 집적회로의 제조 방법.11. The method of claim 10, further comprising forming a dielectric cover of a polymer material substrate on at least a portion of the first semiconductor structure and the third semiconductor structure.
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