KR102468924B1 - A surface-emitting laser device and light emitting device including the same - Google Patents

A surface-emitting laser device and light emitting device including the same Download PDF

Info

Publication number
KR102468924B1
KR102468924B1 KR1020180053703A KR20180053703A KR102468924B1 KR 102468924 B1 KR102468924 B1 KR 102468924B1 KR 1020180053703 A KR1020180053703 A KR 1020180053703A KR 20180053703 A KR20180053703 A KR 20180053703A KR 102468924 B1 KR102468924 B1 KR 102468924B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflective layer
layer
aperture
region
disposed
Prior art date
Application number
KR1020180053703A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190129287A (en
Inventor
이정식
Original Assignee
쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 filed Critical 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority to KR1020180053703A priority Critical patent/KR102468924B1/en
Priority to US17/054,405 priority patent/US20210075193A1/en
Priority to PCT/KR2019/005621 priority patent/WO2019216685A1/en
Publication of KR20190129287A publication Critical patent/KR20190129287A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102468924B1 publication Critical patent/KR102468924B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18394Apertures, e.g. defined by the shape of the upper electrode

Abstract

실시예는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 제1 전극(215); 상기 제1 전극(215) 상에 배치된 기판(210); 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 반사층(220); 상기 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역(230); 상기 활성영역(230) 상에 배치되며, 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함하는 애퍼처 영역(240); 상기 애퍼처 영역(240) 상에 배치되는 제2 반사층(250); 및 상기 제2 반사층(250) 상에 배치되는 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.
상기 애퍼처 영역(240)의 절연영역(242)은 외륜에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스(242R1)를 포함할 수 있다.
상기 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)는, 상기 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.
The embodiment relates to a surface emitting laser device and a light emitting device including the same.
The surface emitting laser device according to the embodiment includes a first electrode 215; a substrate 210 disposed on the first electrode 215; a first reflective layer 220 disposed on the substrate 210; an active region 230 disposed on the first reflective layer 220 and including a cavity region; an aperture region 240 disposed on the active region 230 and including an aperture 241 and an insulating region 242; a second reflective layer 250 disposed on the aperture region 240; and a second electrode 280 disposed on the second reflective layer 250 .
The insulating region 242 of the aperture region 240 may include a first recess 242R1 formed in an inward direction from the outer ring.
The aperture 241 of the aperture region 240 may include a second recess 241R2 in an area corresponding to the first recess 242R1.

Description

표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치{A SURFACE-EMITTING LASER DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}Surface emitting laser device and light emitting device including the same {A SURFACE-EMITTING LASER DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor device, and more particularly, to a surface emitting laser device and a light emitting device including the same.

GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and can be used in various ways such as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.In particular, light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors are developed in thin film growth technology and device materials to produce red, green, Various colors such as blue and ultraviolet can be realized, and white light with high efficiency can be realized by using fluorescent materials or combining colors. It has the advantages of speed, safety, and environmental friendliness.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when light receiving devices such as photodetectors or solar cells are manufactured using group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials, photocurrent is generated by absorbing light in various wavelength ranges through the development of device materials. By doing so, it is possible to use light in a wide range of wavelengths from gamma rays to radio wavelengths. In addition, it has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness, and easy control of element materials, so that it can be easily used in power control or ultra-high frequency circuits or communication modules.

따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a light emitting diode backlight that replaces a cold cathode fluorescence lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means, a backlight of a liquid crystal display (LCD) display device, and a white light emission that can replace a fluorescent lamp or an incandescent bulb. Applications are expanding to diode lighting devices, automobile headlights and traffic lights, and sensors that detect gas or fire.

또한, 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다. 예를 들어, 종래 반도체 광원소자 기술 중에, 수직공진형 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL)가 있는데, 이는 광 통신, 광병렬 처리, 광연결 등에 사용되고 있다. 한편, 이러한 통신용 모듈에서 사용되는 레이저 다이오드의 경우, 저전류에서 작동하기 하도록 설계되어 있다. In addition, applications can be extended to high-frequency application circuits, other power control devices, and communication modules. For example, among conventional semiconductor light source device technologies, there is a Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL), which is used for optical communication, optical parallel processing, and optical connection. Meanwhile, in the case of a laser diode used in such a communication module, it is designed to operate at a low current.

한편 기존의 데이터(Data) 광통신용 구조에서는 응답속도가 중요하였으나, 최근 센서용 고전압 패키지(High Power PKG)에 적용되면서 광출력과 전압 효율이 중요한 특성이 된다.On the other hand, response speed was important in the existing structure for data (data) optical communication, but as it is recently applied to a high-voltage package (High Power PKG) for a sensor, optical output and voltage efficiency become important characteristics.

예를 들어, 3D 센싱 카메라는 객체의 심도 정보(Depth Information)를 포착할 수 있는 카메라로서, 최근 증강현실과 맞물려 각광을 받고 있다. 한편, 카메라 모듈의 심도 센싱을 위해서는 별도 센서를 탑재하며, 구조광(Structured Light: SL) 방식과 ToF(Time of Flight) 방식 등 두 가지로 구분된다.For example, a 3D sensing camera is a camera capable of capturing depth information of an object, and has recently been in the spotlight in conjunction with augmented reality. On the other hand, a separate sensor is mounted for depth sensing of the camera module, and it is divided into two types, such as a structured light (SL) method and a ToF (Time of Flight) method.

구조광(SL) 방식은 특정 패턴의 레이저를 피사체에 방사한 후 피사체 표면의 모양에 따라 패턴이 변형된 정도를 분석해 심도를 계산한 후 이미지센서가 찍은 사진과 합성해 3D 촬영 결과를 얻게 된다. The structured light (SL) method radiates a laser of a specific pattern to the subject, analyzes the degree of deformation of the pattern according to the shape of the subject's surface, calculates the depth, and then combines it with the picture taken by the image sensor to obtain a 3D shooting result.

이에 비해 ToF 방식는 레이저가 피사체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 심도를 계산한 후, 이미지센서가 찍은 사진과 합성해 3D 촬영 결과를 얻게 되는 방식이다.In contrast, the ToF method calculates the depth of field by measuring the time the laser is reflected from the subject and returns, and then synthesizes it with the photo taken by the image sensor to obtain the 3D shooting result.

이에 따라 SL 방식은 레이저가 매우 정확하게 위치해야 하는 반면에, ToF 기술은 향상된 이미지센서에 의존한다는 점에서 대량 생산에 유리한 장점이 있으며, 하나의 휴대폰에 어느 하나의 방식 또는 두 가지 방식 모두를 채용할 수도 있다.Accordingly, while the SL method requires very precise positioning of the laser, the ToF technology has an advantage in mass production in that it relies on an improved image sensor, and it is possible to employ either or both methods in a single mobile phone. may be

예를 들어, 휴대폰의 전면에 트루뎁스(True Depth)라는 3D 카메라를 SL 방식으로 구현할 수 있고, 후면에는 ToF 방식으로 적용할 수도 있다.For example, a 3D camera called True Depth can be implemented in the SL method on the front of the mobile phone, and the ToF method can be applied in the back.

한편, VCSEL을 구조광(Structured Light) 센서, ToF(Time of Flight)센서, 또는 LDAF(Laser Diode Autofocus) 등에 적용하게 되면 고 전류에서 작동하게 되므로 광도출력이 감소하거나 문턱 전류가 증가하는 등의 문제점이 발생한다.On the other hand, when a VCSEL is applied to a Structured Light sensor, ToF (Time of Flight) sensor, or LDAF (Laser Diode Autofocus), it operates at high current, resulting in reduced light output or increased threshold current. this happens

앞서 기술한 바와 같이, VCSEL 패키지 기술 중에 ToF 방식은 광원인 VCSEL 칩과 디퓨져(diffuser)를 통한 플래시 형태(Flash type)의 펄스 프로젝션(Pulse Projection)으로 반사 펄스(reflected pulse) 빔의 시간차를 계산하여 심도(Depth)를 추출한다.As described above, in the VCSEL package technology, the ToF method calculates the time difference of the reflected pulse beam by flash type pulse projection through a VCSEL chip and a diffuser as a light source. Extract depth.

예를 들어, 도 1은 VCSEL 칩에서의 빔 발산(beam divergence)과 디퓨져 빔 각(Diffuser beam angle)의 조합으로 FOI(Field of Interest)와 FOV(Field Of View)를 결정하는 방식에 대한 예시도이다. FOI와 FOV 결정하기 위해서는 VCSEL 칩에서의 빔 발산(beam divergence)의 제어가 중요하다.For example, FIG. 1 is an exemplary diagram of a method for determining a Field of Interest (FOI) and a Field Of View (FOV) by a combination of beam divergence and a diffuser beam angle in a VCSEL chip. to be. In order to determine FOI and FOV, control of beam divergence in the VCSEL chip is important.

이에 따라 VCSEL 기술에서 FOI와 FOV를 제어하기 위해서는 VCSEL 칩에서의 빔 발산 모드(beam divergence mode) 및 빔 발산 각(beam divergence angle)의 제어가 중요하다.Accordingly, in order to control FOI and FOV in VCSEL technology, it is important to control a beam divergence mode and a beam divergence angle in a VCSEL chip.

도 2a는 종래기술에서 애퍼처 크기(aperture size)에 따른 모드(mode) 변화 데이터이며, 도 2b는 종래기술에서 모드(mode) 별 빔 패턴(beam pattern)의 데이터이다.2A is mode change data according to aperture size in the prior art, and FIG. 2B is beam pattern data for each mode in the prior art.

종래기술에서는 고출력 VCSEL 패키지의 요구에 따라 애퍼처 사이즈가 증가되고 있는 추세이다.In the prior art, the aperture size tends to increase according to the demand for a high-output VCSEL package.

VCSEL 기술에서 단일 기본 모드(Single fundamental mode) 안정화를 위해서는 작은 사이즈 애퍼처(small size aperture), 예를 들어 반경(r) 3 ㎛ 이하가 바람직하나, 고출력 VCSEL 패키지에서는 큰 사이즈 애퍼처(large size aperture)가 필요한 실정이다.For single fundamental mode stabilization in VCSEL technology, a small size aperture, for example, a radius (r) of 3 μm or less is desirable, but in a high-power VCSEL package, a large size aperture ) is required.

한편, 도 2a와 같이 애퍼처 사이즈, 예를 들어 애퍼처의 반지름(rA)이 증가하는 경우 모드 호핑(Mode hopping)으로 인한 발광모드 변화 또는 발산각이 변화되는 문제가 발생된다.On the other hand, when the aperture size, for example, the aperture radius (r A ) increases, as shown in FIG. 2A, a problem occurs in that a light emitting mode or a divergence angle is changed due to mode hopping.

구체적으로, 도 2a와 도 2b를 참조하면 애퍼처의 반지름(rA)이 증가하는 경우 발산 모드(mode)가 변화하게 되므로 고차모드로 변화(higher mode shift) 현상이 발생하게 된다.Specifically, referring to FIGS. 2A and 2B , when the aperture radius (r A ) increases, the divergence mode changes, so that a higher mode shift phenomenon occurs.

예를 들어, 종래기술에서 애퍼처 사이즈가 증가함에 따라 LP01(rA=2㎛), LP21(rA=4㎛), LP41(rA=6㎛)로 고차 모드로 변화(higher mode shift) 현상이 발생하게 된다.For example, as the aperture size increases in the prior art, LP 01 (r A = 2 μm), LP 21 (r A = 4 μm), and LP 41 (r A = 6 μm) change to higher order modes (higher A mode shift phenomenon occurs.

그런데, 이러한 고차 모드로 변화 현상은 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)의 증가 또는 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 유발 한다.However, such a phenomenon of changing to a higher order mode causes a problem in that a divergence angle of beams increases or a beam pattern is split.

예를 들어, 도 2b와 같이, 애퍼처 사이즈가 증가함에 따라 LP01(rA=2㎛), LP21(rA=4㎛), LP41(rA=6㎛)로 고차 모드로 변화현상이 발생하게 됨에 따라 빔 패턴의 분열 현상이 커지는 문제가 있다.For example, as shown in FIG. 2B, as the aperture size increases, the higher order mode changes to LP 01 (r A =2 μm), LP 21 (r A =4 μm), and LP 41 (r A =6 μm). As the phenomenon occurs, there is a problem in that the division of the beam pattern increases.

다음으로 도 3은 종래 VCSEL의 애퍼처에서 인가 전류의 증가 또는 애퍼처 사이즈 증가에 따라 발진 모드가 (a)에서 (d)로 고차모드로의 변화 현상이 발생하게 되며, 이에 따라 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제가 발생됨을 알 수 있다.Next, FIG. 3 shows that the oscillation mode changes from (a) to (d) to a higher order mode according to the increase in the applied current or the increase in the aperture size in the aperture of the conventional VCSEL. It can be seen that a problem in which the beam pattern is broken occurs.

다음으로 또 다른 기술적 문제와 관련하여, 종래기술에 의하면 고전류 인가됨에 따라 애퍼처 에지(aperture edge)에서의 전류밀집(current crowding) 발생 시 레이저 출사영역인 애퍼처의 손상(damage)이 발생할 수 있으며, 저 전류에서 주 모드(dominant mode)가 발진되다가 고전류가 인가됨에 따라 고차 모드(higher mode) 발진으로 인해 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가되는 광학적 문제가 발생되고 있다.Next, in relation to another technical problem, according to the prior art, as a high current is applied, damage to the aperture, which is the laser emission area, may occur when current crowding occurs at the aperture edge, , As the dominant mode oscillates at low current and then high current is applied, an optical problem occurs in which the divergence angle of beams increases due to higher mode oscillation.

또한 종래 VCSEL 구조에서는 많은 수의 반사층, 예를 들어 DBR(distributed Bragg reflector)을 통해 반사율을 증대시킨다. 예를 들어, 종래기술에는 반사층인 DBR은 AlxGaAs 계열의 물질을 Al의 조성을 달리하여 교대로 배치하게 하여 반사율을 증대시킨다. Also, in the conventional VCSEL structure, reflectance is increased through a large number of reflective layers, for example, a distributed Bragg reflector (DBR). For example, in the prior art, DBR, which is a reflective layer, increases reflectance by alternately arranging AlxGaAs-based materials with different Al compositions.

그런데, 이러한 DBR에서 직렬 저항(series resistance)이 발생하는 이슈가 있어서, 종래기술에서는 DBR에서 저항발생을 방지하기 위해 도핑농도를 증가시켜서 저항을 낮추어 전압효율을 향상시키려는 시도가 있다. 그러나 도핑농도의 증가 시 도펀트에 의해 내부 광흡수가 발생되어 광출력 저하되는 기술적 모순상황이 발생하고 있다.However, there is an issue in which series resistance occurs in the DBR, and in the prior art, there is an attempt to improve voltage efficiency by lowering the resistance by increasing the doping concentration in order to prevent resistance from occurring in the DBR. However, when the doping concentration is increased, internal light absorption is generated by the dopant, resulting in a technical contradiction situation in which light output is reduced.

또한 종래기술에서 반사층인 DBR은 AlxGaAs 계열의 물질을 Al의 조성을 달리하여 교대로 배치함에 따라 인접한 DBR층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의해 전기장(Electric Field)이 발생되고 있고, 이러한 전기장은 캐리어 장벽(Carrier Barrier)이 되어 광출력이 저하되는 문제가 발생되고 있다.In addition, as the DBR, a reflective layer in the prior art, AlxGaAs-based materials are alternately arranged with different Al compositions, an electric field is generated by energy band bending at the interface between adjacent DBR layers, In addition, such an electric field becomes a carrier barrier, causing a problem in that light output is lowered.

또한 VCSEL의 고전압 패키지(High Power PKG) 개발 시에는 광 출력과 전압 효율이 중요한 특성인데, 광 출력과 전압효율을 동시에 향상시키는데 한계가 있다.In addition, optical output and voltage efficiency are important characteristics in the development of a VCSEL high-voltage package (High Power PKG), but there is a limit to improving both optical output and voltage efficiency at the same time.

예를 들어, 종래기술의 VCSEL 구조는 활성층과 소정의 공진기(cavity)를 포함하는 활성 영역을 구비하는데, 이러한 활성 영역은 내부 저항이 높아 구동전압이 상승하여 전압효율이 저하되는 기술적 문제점이 있다.For example, the prior art VCSEL structure includes an active region including an active layer and a predetermined cavity, but the active region has a high internal resistance, so the driving voltage increases and the voltage efficiency decreases.

또한 종래기술에서 광출력을 향상시키기 위해서는 활성층 주변에서 광집중(optical confinement)이 필요한데, 종래기술에서는 이에 대한 적절한 해결책이 없는 실정이다.In addition, optical confinement is required around the active layer in order to improve light output in the prior art, but there is no appropriate solution for this in the prior art.

실시예는 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.An embodiment is a surface-emitting laser device capable of preventing a problem in which an emission beam pattern is split due to a higher mode shift when a high current is applied or when an aperture size is increased, and a light emitting device including the same We want to provide you with a device.

또한 실시예는 전압효율을 향상시키면서도 광출력도 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is intended to provide a surface emitting laser device capable of improving light output while improving voltage efficiency and a light emitting device including the same.

또한 실시예는 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.In addition, embodiments are intended to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예는 활성층 주변에서 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is intended to provide a surface emitting laser device capable of improving light output by improving optical confinement efficiency around an active layer and a light emitting device including the same.

실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 제1 전극(215); 상기 제1 전극(215) 상에 배치된 기판(210); 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 반사층(220); 상기 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역(230); 상기 활성영역(230) 상에 배치되며, 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함하는 애퍼처 영역(240); 상기 애퍼처 영역(240) 상에 배치되는 제2 반사층(250); 및 상기 제2 반사층(250) 상에 배치되는 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.The surface emitting laser device according to the embodiment includes a first electrode 215; a substrate 210 disposed on the first electrode 215; a first reflective layer 220 disposed on the substrate 210; an active region 230 disposed on the first reflective layer 220 and including a cavity region; an aperture region 240 disposed on the active region 230 and including an aperture 241 and an insulating region 242; a second reflective layer 250 disposed on the aperture region 240; and a second electrode 280 disposed on the second reflective layer 250 .

상기 애퍼처 영역(240)의 절연영역(242)은 외륜에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스(242R1)를 포함할 수 있다.The insulating region 242 of the aperture region 240 may include a first recess 242R1 formed in an inward direction from the outer ring.

상기 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)는, 상기 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.The aperture 241 of the aperture region 240 may include a second recess 241R2 in an area corresponding to the first recess 242R1.

상기 절연영역(242)의 제1 리세스(242R1)는 복수로 구비될 수 있다.A plurality of first recesses 242R1 of the insulating region 242 may be provided.

상기 제1 리세스(242R1)의 제1 각도(θ1)는 5 ˚내지 30 ˚일 수 있다.The first angle θ1 of the first recess 242R1 may range from 5° to 30°.

상기 제2 리세스(241R2)의 제2 각도(θ2)는 2 ˚내지 45 ˚일 수 있다.The second angle θ2 of the second recess 241R2 may range from 2° to 45°.

상기 애퍼처(241)는, 상기 제2 리세스(241R2)와 이격된 제1 애퍼처(241q)와 상기 제2 리세스(241R2)와 인접한 제2 애퍼처(241p)를 포함할 수 있다.The aperture 241 may include a first aperture 241q spaced apart from the second recess 241R2 and a second aperture 241p adjacent to the second recess 241R2 .

상기 애퍼처 영역의 중심(240C)을 기준으로 상기 제1 애퍼처(241q)의 제1 반경(r1)은 상기 제2 애퍼처(241p)의 제2 반경(r2)에 비해 클 수 있다.Based on the center 240C of the aperture area, the first radius r1 of the first aperture 241q may be greater than the second radius r2 of the second aperture 241p.

또한 다른 실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 제1 전극(215); 상기 제1 전극(215) 상에 배치된 기판(210); 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 반사층(220); 상기 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역(230); 상기 활성영역(230) 상에 배치되며, 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함하는 애퍼처 영역(240); 상기 애퍼처 영역(240) 상에 배치되는 제2 반사층(250); 및 상기 제2 반사층(250) 상에 배치되는 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.In addition, a surface emitting laser device according to another embodiment includes a first electrode 215; a substrate 210 disposed on the first electrode 215; a first reflective layer 220 disposed on the substrate 210; an active region 230 disposed on the first reflective layer 220 and including a cavity region; an aperture region 240 disposed on the active region 230 and including an aperture 241 and an insulating region 242; a second reflective layer 250 disposed on the aperture region 240; and a second electrode 280 disposed on the second reflective layer 250 .

상기 제2 전극(280)은, 상기 제2 반사층(250) 상에 컨택 전극(282)과 상기 컨택 전극(282)과 전기적으로 연결되는 패드 전극(284)을 포함할 수 있다.The second electrode 280 may include a contact electrode 282 on the second reflective layer 250 and a pad electrode 284 electrically connected to the contact electrode 282 .

상기 컨택 전극(282)은, 상기 애퍼처(41) 외곽에 배치되는 제1 컨택전극(82a)과, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함할 수 있다.The contact electrode 282 may include a first contact electrode 82a disposed outside the aperture 41 and a plurality of protruding electrodes 282p extending in the direction of the aperture 241 .

실시예의 발광장치는 상기 표면발광 레이저소자를 포함할 수 있다.The light emitting device of the embodiment may include the surface emitting laser device.

실시예는 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 빔 모드(beam mode)를 제어함으로써 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.The embodiment can prevent a problem in which a beam pattern of an output beam is split due to a higher mode shift by controlling a beam mode when a high current is applied or despite an increase in aperture size. It is possible to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same.

예를 들어, 실시예에 의하면 애퍼처 영역에 리세스(recess) 또는 딥(dip)을 배치함으로써 리세스 또는 딥에 의해 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, by placing a recess or a dip in the aperture area, higher mode shift is performed by controlling available modes due to optical confinement by the recess or dip. There is a special technical effect in which the shift is delayed and the mode is maintained.

예를 들어, 실시예에서 애퍼처 영역에 리세스 또는 딥이 4개 배치된 경우, LPxy mode에서 x가 짝수일 경우에만 모드 발진 가능함으로써 특정 모드(mode)가 안정하게 발진하는 에너지 마진(energy margin) 증가로 발진 모드의 안정화를 확보할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.For example, in the embodiment, when four recesses or dips are disposed in the aperture area, mode oscillation is possible only when x is an even number in the LPxy mode, so that a specific mode is stably oscillated. Energy margin ), there is a special technical effect that can secure the stabilization of the oscillation mode.

또한 실시예에 의하면, 전압효율을 향상시키면서도 광출력도 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a surface emitting laser device capable of improving light output while improving voltage efficiency and a light emitting device including the same.

또한 실시예에 의하면 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예에 의하면, 발광층 주변에서 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Further, according to embodiments, a surface-emitting laser device capable of improving light output through improvement of optical confinement efficiency around a light emitting layer and a light emitting device including the same can be provided.

도 1은 종래기술에서 VCSEL 칩에서의 빔 발산(beam divergence)과 디퓨져 빔 각(Diffuser beam angle)의 조합으로 FOI(Field of Interest)와 FOV(Field Of View)를 결정하는 방식에 대한 예시도.
도 2a는 종래기술에서 애퍼처 크기(aperture size)에 따른 모드(mode) 변화 데이터.
도 2b는 종래기술에서 모드(mode) 별 빔 패턴(beam pattern)의 데이터.
도 3은 종래 VCSEL에서 애퍼처에서 인가 전류의 증가 또는 애퍼처 사이즈 증가에 따른 고차 모드로 변화(higher mode shift) 데이터.
도 4는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(C1) 확대도.
도 6a는 도 5에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도.
도 6b는 도 5에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도.
도 7은 도 6a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 부분(B1) 단면도.
도 8a와 도 8b는 도 6a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 애퍼처 영역의 평면 개념도 및 발광모드 예시도.
도 9a는 표면발광 레이저소자에서 모드(mode)에 따른 발광 이미지(image) 데이터.
도 9b는 표면발광 레이저소자에서 모드에 따른 피크 에너지(peak energy)의 파장의 데이터.
도 9c는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 모드(Mode) 안정화 메커니즘 개념도.
도 10a 내지 도 10d는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역의 제조공정 설명도.
도 11은 도 10c에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역의 단면도.
도 12는 종래기술에서 패드 전극 구조 예시도.
도 13은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 제2 전극 구조 예시도.
도 14는 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 굴절률과 광에너지의 제1 분포 데이터.
도 15는 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 굴절률의 제2 분포 데이터.
도 16a는 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 반사층에서의 굴절률에 대한 데이터.
도 16b는 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제2 반사층에서의 굴절률에 대한 데이터.
도 17은 제3 실시예에 따른 반도체 소자에서 에너지밴드 다이어 그램 예시도.
도 18은 제4 실시예에 따른 반도체 소자에서 에너지밴드 다이어 그램 예시도.
도 19a와 도 19b는 실시예에 따른 반도체 소자의 캐비티 영역에서 도핑 농도 데이터.
도 20은 제5 실시예에 따른 반도체 소자에서 에너지밴드 다이어 그램 예시도.
도 21a 내지 도 29는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제조공정도.
도 30은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자가 적용된 이동 단말기의 사시도.
1 is an exemplary view of a method for determining a Field of Interest (FOI) and a Field Of View (FOV) by a combination of beam divergence and a diffuser beam angle in a VCSEL chip in the prior art.
Figure 2a is mode (mode) change data according to the aperture size (aperture size) in the prior art.
Figure 2b is the data of the beam pattern (beam pattern) for each mode (mode) in the prior art.
3 is higher mode shift data according to an increase in applied current or an increase in aperture size in an aperture in a conventional VCSEL.
4 is a plan view of a surface emitting laser device according to an embodiment;
5 is an enlarged view of a first region C1 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 4;
FIG. 6A is a first cross-sectional view along the line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 5;
6B is a second cross-sectional view along line A3-A4 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a cross-sectional view of a first portion B1 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 6A.
8A and 8B are schematic plan views of a first aperture region and exemplary light emitting modes of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 6A.
Figure 9a is light emission image data according to the mode (mode) in the surface emitting laser device.
9B is data of wavelengths of peak energy according to modes in a surface emitting laser device.
9C is a conceptual view of a mode stabilization mechanism in a surface emitting laser device according to an embodiment.
10A to 10D are explanatory views of a manufacturing process of an aperture region of a surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8A.
11 is a cross-sectional view of an aperture region of a surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 10C.
12 is an exemplary view of a pad electrode structure in the prior art.
13 is an exemplary view of a structure of a second electrode in a surface emitting laser device according to an embodiment.
14 is first distribution data of refractive index and light energy in a surface emitting laser device according to a second embodiment.
15 is second distribution data of refractive index in a surface emitting laser device according to a second embodiment.
16A is data on the refractive index in the first reflection layer of the surface emitting laser device according to the second embodiment.
16B is data on the refractive index in the second reflective layer of the surface emitting laser device according to the third embodiment.
17 is an exemplary diagram of an energy band in a semiconductor device according to a third embodiment;
18 is an exemplary energy band diagram of a semiconductor device according to a fourth embodiment;
19A and 19B are doping concentration data in a cavity region of a semiconductor device according to an embodiment.
20 is an exemplary energy band diagram of a semiconductor device according to a fifth embodiment;
21A to 29 are manufacturing process diagrams of a surface emitting laser device according to an embodiment.
30 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device according to an embodiment is applied;

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a concretely realizable embodiment for solving the above problems will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed on "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (on or under) It includes both elements formed by directly contacting each other or by indirectly placing one or more other elements between the two elements. In addition, when expressed as "on or under", it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one element.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 4는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)의 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(C1) 확대도이다.FIG. 4 is a plan view of the surface-emitting laser device 201 according to the embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view of a first region C1 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 4 .

도 4를 참조하면, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)는 발광부(E)와 패드부(P)를 포함할 수 있으며, 상기 발광부(E)는 도 5와 같이 복수의 발광 에미터(E1, E2, E3)를 포함할 수 있으며, 수십에서 수백개의 발광 에미터를 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 4 , the surface emitting laser device 201 according to the embodiment may include a light emitting part E and a pad part P, and the light emitting part E may have a plurality of light emitting emitters as shown in FIG. 5 . It may include emitters E1, E2, and E3, and may include tens to hundreds of light emitting emitters.

도 5를 참조하면, 실시예에서 표면발광 레이저소자(201)는 개구부인 애퍼처(241) 외의 영역에 제2 전극(280)이 배치되며, 상기 애퍼처(241)에 대응되는 표면에는 패시베이션층(270)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 5, in the surface-emitting laser device 201 in the embodiment, a second electrode 280 is disposed in a region other than the aperture 241, which is an opening, and a passivation layer is formed on the surface corresponding to the aperture 241. 270 may be placed.

다음으로, 도 6a는 도 5에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2 선을 따른 제1 단면도이며, 도 6b는 도 5에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A3-A4 선을 따른 제2 단면도이다.Next, FIG. 6A is a first cross-sectional view along the line A1-A2 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 5, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 5 A3- It is the second cross section along line A4.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 실시예에서 표면발광 레이저소자(201)는 제1 전극(215), 기판(210), 제1 반사층(220), 활성영역(230), 애퍼처 영역(240), 제2 반사층(250), 제2 전극(280), 패시베이션층(270) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6A and 6B, in an embodiment, the surface emitting laser device 201 includes a first electrode 215, a substrate 210, a first reflective layer 220, an active region 230, and an aperture region 240. ), the second reflective layer 250 , the second electrode 280 , and the passivation layer 270 .

상기 애퍼처 영역(240)은 개구부인 애퍼처(241)(aperture) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. 상기 절영영역(242)은 전류차단 기능으로 하며 산화층으로 칭해질 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)은 산화영역으로 칭해질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The aperture region 240 may include an aperture 241 that is an opening and an insulating region 242 . The cutout region 242 serves as a current blocking function and may be referred to as an oxide layer, and the aperture region 240 may be referred to as an oxide region, but is not limited thereto.

상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 포함할 수 있다. The second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284 .

다음으로 도 7은 도 6a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 부분(B1)의 확대 단면도이다.Next, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the first portion B1 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 6A.

이하 도 6a와 도 7을 중심으로 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)의 기술적 특징을 설명하기로 하며, 도 8a 내지 도 13을 참조하여 기술적 효과도 함께 설명하기로 한다. 실시예의 도면에서 x축의 방향은 기판(210)의 길이방향에 평행한 방향일 수 있으며, y축은 x축에 수직한 방향일 수 있다.Hereinafter, technical features of the surface-emitting laser device 201 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 7 , and technical effects will also be described with reference to FIGS. 8A to 13 . In the drawing of the embodiment, the direction of the x-axis may be a direction parallel to the longitudinal direction of the substrate 210, and the y-axis may be a direction perpendicular to the x-axis.

<기판, 제1 전극><Substrate, first electrode>

우선, 도 6a를 참조하면, 실시예에서 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판을 사용할 경우 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면발광 레이저소자(201) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.First, referring to FIG. 6A , in an embodiment, the substrate 210 may be a conductive substrate or a non-conductive substrate. When using a conductive substrate, a metal with excellent electrical conductivity can be used, and since the heat generated during the operation of the surface emitting laser device 201 must be sufficiently dissipated, a GaAs substrate or a metal substrate with high thermal conductivity can be used, or silicon (Si ) substrate, etc. can be used.

비전도성 기판을 사용할 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.When using a non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic-based substrate may be used.

실시예에서 기판(210)의 하부에 제1 전극(215)이 배치될 수 있으며, 상기 제1 전극(215)은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(215)은 금속일 수 있고, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성되어 전기적 특성을 향상시켜 광출력을 높일 수 있다.In an embodiment, a first electrode 215 may be disposed under the substrate 210, and the first electrode 215 may be disposed in a single layer or multiple layers of a conductive material. For example, the first electrode 215 may be a metal, and may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). Including, it is formed in a single-layer or multi-layer structure to improve electrical characteristics to increase light output.

<제1 반사층, 제2 반사층><First reflective layer, second reflective layer>

도 7을 참조하면, 상기 제1 반사층(220)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type. For example, the first conductivity-type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.

또한 상기 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.In addition, the first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, such as AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which a first layer and a second layer made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 도 7과 같이, 상기 제1 반사층(220)은 기판(210) 상에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 상기 제1 그룹 제1 반사층(221) 상에 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 7 , the first reflective layer 220 includes a first group first reflective layer 221 disposed on a substrate 210 and a first reflective layer 221 disposed on the first group first reflective layer 221 . Two groups of first reflective layers 222 may be included.

제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어진 복수의 층을 구비할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may include a plurality of layers made of a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1). The refractive index of each layer may decrease when the amount of Al in each layer increases, and the refractive index of each layer may increase when the amount of Ga increases.

그리고, 각각의 층의 두께는 λ/4n일 수 있고, λ는 활성영역(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980나노미터(nm)일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)은 약 940 나노미터의 파장 영역의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.Also, each layer may have a thickness of λ/4n, λ may be a wavelength of light generated in the active region 230, and n may be a refractive index of each layer with respect to light having the aforementioned wavelength. Here, λ may be 650 to 980 nanometers (nm), and n may be a refractive index of each layer. The first reflective layer 220 having this structure may have a reflectance of 99.999% for light in a wavelength region of about 940 nanometers.

각 제1 반사층(220)에서의 층의 두께는 각각의 굴절률과 활성영역(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.The thickness of each first reflective layer 220 may be determined according to a refractive index and a wavelength λ of light emitted from the active region 230 .

또한 도 7과 같이, 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.Also, as shown in FIG. 7 , the first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may also be formed as a single layer or a plurality of layers, respectively.

예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1 그룹 제1-1 층(221a)과 제1 그룹 제1-2 층(221b)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제1 그룹 제1-1 층(221a)은 상기 제1 그룹 제1-2 층(221b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 그룹 제1-1 층(221a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제1 그룹 제1-2 층(221b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.For example, the first group first reflective layer 221 may include about 30 to 40 pairs of first group 1-1 layers 221a and first group 1-2 layers 221b. have. The first group 1-1 layer 221a may be formed thicker than the first group 1-2 layer 221b. For example, the first group 1-1 layer 221a may have a thickness of about 40 to 60 nm, and the first group 1-2 layer 221b may have a thickness of about 20 to 30 nm.

또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제2 그룹 제1-1 층(222a)과 제2 그룹 제1-2 층(222b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제2 그룹 제1-1 층(222a)은 상기 제2 그룹 제1-2 층(222b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 그룹 제1-1 층(222a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제2 그룹 제1-2 층(222b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.In addition, the second group first reflective layer 222 may also include about 5 to 15 pairs of second group 1-1 layers 222a and second group 1-2 layers 222b. The second group 1-1 layer 222a may be formed thicker than the second group 1-2 layer 222b. For example, the second group 1-1 layer 222a may have a thickness of about 40 to 60 nm, and the second group 1-2 layer 222b may have a thickness of about 20 to 30 nm.

또한 도 7과 같이, 상기 제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.Also, as shown in FIG. 7 , the second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, and the second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. The second conductivity-type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

상기 제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflective layer 250 may also be a Distributed Bragg Reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 그리고, 제2 반사층(250)의 각 층의 두께는 λ/4n이고, λ는 활성층에서 방출되는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다.Each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be made of a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1). Here, when Al increases, the refractive index of each layer decreases, and when Ga increases, the refractive index of each layer may increase. In addition, the thickness of each layer of the second reflection layer 250 is λ/4n, λ may be the wavelength of light emitted from the active layer, and n may be the refractive index of each layer with respect to light of the above-mentioned wavelength.

이러한 구조의 제2 반사층(250)은 약 940 나노미터의 파장 영역의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.The second reflective layer 250 having this structure may have a reflectance of 99.9% for light in a wavelength region of about 940 nanometers.

상기 제2 반사층(250)은 층들이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 층들의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 층들의 페어 수보다 더 많을 수 있으며, 이때 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999% 정도로서 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다. The second reflective layer 250 may be formed by alternately stacking layers, and the number of pairs of layers in the first reflective layer 220 may be greater than the number of pairs of layers in the second reflective layer 250 . At this time, as described above, the reflectance of the first reflective layer 220 is about 99.999%, which may be greater than the reflectance of the second reflective layer 250, 99.9%.

실시예에서 제2 반사층(250)은 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 상기 활성영역(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.In the embodiment, the second reflective layer 250 is spaced apart from the active region 230 more than the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the active region 230 and the first group second reflective layer 251 . A disposed second group second reflective layer 252 may be included.

도 7과 같이, 제1 그룹 제2 반사층(251)과 제2 그룹 제2 반사층(252)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the first group second reflective layer 251 and the second group second reflective layer 252 may also be formed as a single layer or a plurality of layers, respectively.

예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제1 그룹 제2-1 층(251a)과 제1 그룹 제2-2 층(251b)의 약 1~5 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제1 그룹 제2-1 층(251a)은 상기 제1 그룹 제2-2 층(251b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 그룹 제2-1 층(251a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제1 그룹 제2-2 층(251b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.For example, the first group second reflective layer 251 may include about 1 to 5 pairs of the first group 2-1 layer 251a and the first group 2-2 layer 251b. have. The first group 2-1 layer 251a may be formed thicker than the first group 2-2 layer 251b. For example, the first group 2-1 layer 251a may have a thickness of about 40 to 60 nm, and the first group 2-2 layer 251b may have a thickness of about 20 to 30 nm.

또한, 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2 그룹 제2-1 층(252a)과 제2 그룹 제2-2 층(252b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제2 그룹 제2-1 층(252a)은 상기 제2 그룹 제2-2 층(252b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 그룹 제2-1 층(252a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제2 그룹 제2-2 층(252b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.In addition, the second group second reflective layer 252 may also include about 5 to 15 pairs of the second group 2-1 layer 252a and the second group 2-2 layer 252b. The second group 2-1 layer 252a may be formed thicker than the second group 2-2 layer 252b. For example, the second group 2-1 layer 252a may have a thickness of about 40 to 60 nm, and the second group 2-2 layer 252b may have a thickness of about 20 to 30 nm.

<활성영역><active area>

계속하여 도 7을 참조하면, 활성영역(230)이 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250) 사이에 배치될 수 있다.Referring continuously to FIG. 7 , the active region 230 may be disposed between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250 .

상기 활성영역(230)은 활성층(232)과 적어도 하나 이상의 캐비티(231, 233)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성영역(230)은 활성층(232)과, 상기 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 활성영역(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.The active region 230 may include an active layer 232 and at least one or more cavities 231 and 233 . For example, the active region 230 may include an active layer 232, a first cavity 231 disposed below the active layer 232, and a second cavity 233 disposed above the active layer 232. The active region 230 of the embodiment may include both the first cavity 231 and the second cavity 233 or only one of the two.

상기 활성층(232)은 단일 우물구조, 다중 우물구조, 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물(MQW: Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The active layer 232 may include any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure.

상기 활성층(232)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 양자우물층(232a)과 양자벽층(232b)을 포함할 수 있다. 상기 양자우물층(232a)은 상기 양자벽층(232b)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 활성층(232)은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 활성층(232)에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.The active layer 232 may include a quantum well layer 232a and a quantum wall layer 232b using a compound semiconductor material of a III-V group element. The quantum well layer 232a may be formed of a material having an energy band gap smaller than that of the quantum wall layer 232b. The active layer 232 may be formed in a 1 to 3 pair structure such as InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, and GaAs/InGaAs, but is not limited thereto. The active layer 232 may not be doped with a dopant.

다음으로 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. Next, the first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of an Al y Ga (1-y) As (0<y<1) material, but are not limited thereto. For example, each of the first cavity 231 and the second cavity 233 may include a plurality of layers of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first cavity 231 may include a 1-1st cavity layer 231a and a 1-2nd cavity layer 231b. The 1-1st cavity layer 231a may be further spaced apart from the active layer 232 than the 1-2nd cavity layer 231b. The 1-1st cavity layer 231a may be formed thicker than the 1-2nd cavity layer 231b, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 제1-1 캐비티층(231a)이 약 60~70nm로 형성되고, 상기 제1-2 캐비티층(231b)은 약 40~55nm로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the 1-1st cavity layer 231a may have a thickness of about 60 to 70 nm, and the thickness of the 1-2 th cavity layer 231b may have a thickness of about 40 to 55 nm, but are not limited thereto.

또한 상기 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2-2 캐비티층(233b)이 약 60~70nm로 형성되고, 상기 제2-1 캐비티층(233a)은 약 40~55nm로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Also, the second cavity 233 may include a 2-1st cavity layer 233a and a 2-2nd cavity layer 233b. The 2-2nd cavity layer 233b may be further spaced apart from the active layer 232 than the 2-1st cavity layer 233a. The 2-2nd cavity layer 233b may be formed thicker than the 2-1st cavity layer 233a, but is not limited thereto. For example, the 2-2nd cavity layer 233b may have a thickness of about 60 to 70nm, and the thickness of the 2-1st cavity layer 233a may have a thickness of about 40 to 55nm, but are not limited thereto.

<애퍼처 영역><aperture area>

다시 도 6a를 참조하면, 실시예에서 애퍼처 영역(240)은 절연영역(242)과 애퍼처(241)를 포함할 수 있다. 상기 애퍼처(241)는 개구로 칭해질 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)은 개구 영역으로 칭해질 수도 있다.Referring back to FIG. 6A , in an embodiment, the aperture region 240 may include an insulating region 242 and an aperture 241 . The aperture 241 may be referred to as an opening, and the aperture area 240 may be referred to as an opening area.

상기 절연영역(242)은 절연층, 예를 들어 알루미늄 산화물로 이루어져서 전류 차단영역으로 작용할 수 있으며, 절연영역(242)에 의해 광 발산 영역인 애퍼처(241)가 정의될 수 있다.The insulating region 242 may be made of an insulating layer, for example, aluminum oxide, and may act as a current blocking region, and an aperture 241, which is a light emitting region, may be defined by the insulating region 242 .

예를 들어, 상기 애퍼처 영역(240)이 AlGaAs(aluminum gallium arsenide)를 포함하는 경우, 애퍼처 영역(240)의 AlGaAs가 H2O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al2O3)로 변함에 따라 절연영역(242)이 형성될 수 있고, H2O와 반응하지 않은 중앙영역은 AlGaAs로 이루어진 애퍼처(241)가 될 수 있다.For example, when the aperture region 240 includes aluminum gallium arsenide (AlGaAs), the AlGaAs of the aperture region 240 reacts with H 2 O to change the edge to aluminum oxide (Al 2 O 3 ). According to this, an insulating region 242 may be formed, and a central region that does not react with H 2 O may become an aperture 241 made of AlGaAs.

실시예에 의하면, 애퍼처(241)를 통해 활성영역(230)에서 발광된 광을 상부 영역으로 발산할 수 있으며, 절연영역(242)과 비교하여 애퍼처(241)의 광 투과율이 우수할 수 있다.According to the embodiment, the light emitted from the active region 230 can be emitted to the upper region through the aperture 241, and the light transmittance of the aperture 241 can be superior to that of the insulating region 242. have.

도 7을 참조하면 상기 절연영역(242)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 절연영역(242)은 제1 절연층(242a) 및 제2 절연층(242b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(242a)의 두께는 상기 제2 절연층(242b)과 서로 같거나 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the insulating region 242 may include a plurality of layers. For example, the insulating region 242 may include a first insulating layer 242a and a second insulating layer 242b. can The first insulating layer 242a may have the same thickness as or a different thickness from that of the second insulating layer 242b.

한편, 실시예의 기술적 과제중의 하나는 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.On the other hand, one of the technical problems of the embodiment is surface light emission capable of preventing a problem in which an output beam pattern is split due to a higher mode shift despite an increase in aperture size or when a high current is applied. It is intended to provide a laser device and a light emitting device including the same.

도 8a는 도 6a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 평면 개념도이다.FIG. 8A is a schematic plan view of the aperture region 240 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 6A.

실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 소정의 메사영역(M)에 의해 애퍼처 영역(240)이 정의될 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)은 개구부 내지 발산영역인 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. In the surface-emitting laser device according to the embodiment, an aperture area 240 may be defined by a predetermined mesa area M, and the aperture area 240 is an aperture 241 that is an opening or a diverging area. ) and an insulating region 242 .

실시예에서 상기 애퍼처 영역(240)의 절연영역(242)은 그 외륜 또는 외측에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스(242R1)를 포함할 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)는 상기 절연영역(242)의 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the insulating region 242 of the aperture region 240 may include a first recess 242R1 formed from an outer ring or an outer to an inner direction, and the aperture of the aperture region 240 ( 241 may include a second recess 241R2 in a region corresponding to the first recess 242R1 of the insulating region 242 .

상기 절연영역(242)의 제1 리세스(242R1)와 상기 애퍼처(241)의 제2 리세스(241R2)는 복수로 구비될 수 있으며, 예를 들어 4개로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first recess 242R1 of the insulating region 242 and the second recess 241R2 of the aperture 241 may be provided in plural, for example, four are illustrated, but are not limited thereto.

상기 제1 리세스(242R1)와 상기 제2 리세스(241R2)는 그 수평단면이 삼각형 등의 다각형 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 리세스(242R1) 또는 제2 리세스(241R2)는 제1 ‹K(dip) 또는 제2 ‹K으로 칭해질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Horizontal sections of the first recess 242R1 and the second recess 241R2 may have a polygonal shape such as a triangle, but are not limited thereto. The first recess 242R1 or the second recess 241R2 may be referred to as a first K (dip) or a second K, but is not limited thereto.

도 8b는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)에서 발광모드 예시도이다.FIG. 8B is an exemplary view of a light emitting mode in the aperture region 240 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8A.

실시예에 의하면 애퍼처 영역(240)에 리세스 또는 ‹K을 배치함으로써 리세스 또는 딥에 의해 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by arranging a recess or K in the aperture region 240, a higher mode shift is delayed by controlling the available modes due to optical confinement by the recess or dip, and the mode (mode) has a special technical effect.

예를 들어, 실시예에 의하면 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)에 제2 리세스(241R2)를 복수로 배치함으로써 제2 리세스(241R2) 사이의 애퍼처에서 레이저 발진(L)이 되도록 광학적 구속(optical confinement)을 함으로써 가용모드를 제어하여 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 이를 통해 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, by arranging a plurality of second recesses 241R2 in the aperture 241 of the aperture region 240, laser oscillation (L) occurs in the aperture between the second recesses 241R2. By controlling available modes by optical confinement so that higher mode shift is delayed, there is a special technical effect that the mode is maintained through this.

이에 따라 실시예에 의하면, 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 빔 모드(beam mode)를 제어함으로써 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the beam pattern of the emitted beam is divided according to the higher mode shift by controlling the beam mode when a high current is applied or despite an increase in the aperture size. It is possible to provide a surface emitting laser device capable of preventing the problem and a light emitting device including the same.

도 9a는 표면발광 레이저소자에서 모드(mode)에 따른 발광 이미지(image) 데이터이며, LPxy 표기에 따른 발광 모드(mode)에 따른 발광 이미지(image)이며, xy 지표 상승에 따라 고차 모드(higher mode)화되어 이미지가 복잡화된다.9a is light emission image data according to modes in a surface emitting laser device, and emission images according to light emission modes according to LPxy notation, and higher mode according to the rise of the xy index ), which complicates the image.

참조로 측정장비 관련하여, 표면발광 레이저소자의 빔 프로파일(Far field Beam profile)의 측정은 Beam profiler 측정기인 8050M-GE-TE(Thorlabs, Inc.)를 사용하였다(8050M-GE-TE 사양정보: 8 Megapixel Monochrome Scientific CCD Camera, Hermetically Sealed Cooled Package, GigE Interface).For reference, regarding the measurement equipment, the beam profiler 8050M-GE-TE (Thorlabs, Inc.) was used to measure the far field beam profile of the surface emitting laser device (8050M-GE-TE specification information: 8 Megapixel Monochrome Scientific CCD Camera, Hermetically Sealed Cooled Package, GigE Interface).

도 9b는 표면발광 레이저소자에서 모드에 따른 피크 에너지(peak energy)의 파장의 데이터이다.9B is data of wavelengths of peak energy according to modes in a surface emitting laser device.

표면발광 레이저소자에서 고차 모드(higher mode)일수록 피크(peak) 단파장 쉬프트(shift)가 높은 에너지(higher energy)에서 발생되며, 이러한 쉬프트는 연속적이 아닌 산발적인 쉬프트가 발생되어 에너지(energy)의 불연속적인 변화(hopping)가 발생된다.In surface-emitting laser devices, in higher modes, peak short-wavelength shifts occur at higher energy, and these shifts are not continuous but sporadic shifts, resulting in discontinuous energy. A hopping change occurs.

도 9c는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 모드(Mode) 안정화 메커니즘 개념도이다.9C is a conceptual diagram of a mode stabilization mechanism in a surface emitting laser device according to an embodiment.

실시예에 의하면 애퍼처(241)에 제2 리세스(R2)를 배치함으로써 제2 리세스(241R2)의 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by disposing the second recess R2 in the aperture 241, the available modes are controlled due to the optical confinement of the second recess 241R2, so that a higher mode shift is achieved. There is a special technical effect that is delayed and the mode is maintained.

예를 들어, 실시예에서 애퍼처(241)에 제2 리세스(241R2)가 4개 배치된 경우, LPxy mode에서 x가 짝수일 경우에만 모드 발진이 가능하고, LPxy mode에서 x가 홀수일 때는 제2 리세스(241R2)에서 발진모드가 걸려서 발진이 차단되도록 제어함으로써 특정 모드(mode)가 안정하게 발진하는 에너지 마진(energy margin) 증가로 발진 모드의 안정화를 확보할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다. 다만, 발진이 차단되는 모드는 예시적일 뿐이며 위 내용에 한정되는 것은 아니다.For example, in the embodiment, when four second recesses 241R2 are disposed in the aperture 241, mode oscillation is possible only when x is an even number in LPxy mode, and when x is an odd number in LPxy mode, By controlling the oscillation mode to be blocked in the second recess 241R2, there is a special technical effect of securing the stabilization of the oscillation mode by increasing the energy margin in which a specific mode stably oscillates. . However, the mode in which oscillation is blocked is only exemplary and is not limited to the above.

다음으로 도 10a 내지 도 10d는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 제조공정 설명도이며, 도 11은 도 10c에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 단면도이다.Next, FIGS. 10A to 10D are explanatory views of the manufacturing process of the aperture region 240 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8A, and FIG. 11 is a surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 10C. A cross-sectional view of the aperture region 240 of the device.

도 10a를 참조하면, 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위해, AlGa 계열층(241a)을 형성하고, 상기 AlGa 계열층(241a)을 메사에칭(M)에 의해 애퍼처 영역을 정의할 수 있다. Referring to FIG. 10A , in order to form the aperture region 240, an AlGa-based layer 241a may be formed, and the AlGa-based layer 241a may be mesa-etched (M) to define the aperture region. .

이후 AlGa 계열층(241a)의 외곽으로부터 내측방향으로 제1 리세스(242R1)를 형성할 수 있다. 이때 애퍼처(241)에 대응되는 애퍼처 설계영역(241M)이 중심영역에 예정될 수 있다.Thereafter, a first recess 242R1 may be formed in an inward direction from the outer edge of the AlGa-based layer 241a. At this time, an aperture design area 241M corresponding to the aperture 241 may be scheduled in the center area.

상기 애퍼처 설계영역(241M)의 반경(r)은 AlGa 계열층(241a)의 반경(R)보다 작을 수 있다.A radius r of the aperture design area 241M may be smaller than a radius R of the AlGa-based layer 241a.

도 10b는 제1 리세스(242R1)의 확대도이며, 제1 리세스(242R1)는 복수로 구비될 수 있으며 다각형 형상일 수 있으며, 예를 들어 이등변 삼각형 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.10B is an enlarged view of the first recess 242R1, and the first recess 242R1 may be provided in plurality and may have a polygonal shape, for example, an isosceles triangle shape, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 제1 리세스(242R1)의 제1 높이(l1)은 AlGa 계열층(241a)의 반경(R)에서 애퍼처 설계영역(241M)의 반경(r)을 뺀 값 이하일 수 있다.For example, the first height l 1 of the first recess 242R1 may be less than or equal to a value obtained by subtracting the radius r of the aperture design area 241M from the radius R of the AlGa-based layer 241a. have.

또한 상기 제1 리세스(242R1)의 제1 각도(θ1)는 5 ˚내지 30 ˚일 수 있으며, 제1 각도(θ1)가 5˚미만의 경우에는 이후 진행되는 제2 리세스(241R2) 형성이 제대로 이루어 지지 않을 수 있으며, 제1 각도(θ1)가 30˚ 초과의 경우에는 이후 형성되는 제2 리세스(241R2) 영역이 너무 넓어 발산되는 애퍼처(241) 넓이 확보가 어려울 수 있다.In addition, the first angle θ1 of the first recess 242R1 may be 5° to 30°, and when the first angle θ1 is less than 5°, a second recess 241R2 is formed. This may not be done properly, and when the first angle θ1 is greater than 30°, it may be difficult to secure the width of the diverging aperture 241 because the area of the second recess 241R2 formed thereafter is too wide.

다음으로, 도 10c를 참조하면, 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위해, AlGa 계열층(241a)에 산화공정을 통해 절연영역(242)을 형성하고, 절연영역(242)에 의해 애퍼처(241)를 정의할 수 있다.Next, referring to FIG. 10C , in order to form the aperture region 240, an insulating region 242 is formed on the AlGa-based layer 241a through an oxidation process, and an aperture ( 241) can be defined.

이때 애퍼처(241)에는 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.In this case, the aperture 241 may include a second recess 241R2 in an area corresponding to the first recess 242R1.

도 10d는 제2 리세스(241R2)의 확대도이며, 제2 리세스(241R2)는 복수로 구비될 수 있으며 다각형 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 리세스(242R1)가 이등변 삼각형 형상인 경우, 제2 리세스(241R2)는 이등변 삼각형 형상일수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.10D is an enlarged view of the second recess 241R2, and the second recess 241R2 may be provided in plurality and may have a polygonal shape. For example, when the first recess 242R1 has an isosceles triangle shape, the second recess 241R2 may have an isosceles triangle shape, but is not limited thereto.

상기 제2 리세스(241R2)의 제2 각도(θ2)는 2 ˚내지 45 ˚일 수 있으며, 제2 각도(θ2)가 2˚ 미만의 경우에는 광 구속 효과가 미미할 수 있으며, 제2 각도(θ2)가 45˚ 초과의 경우에는 이후 형성되는 제2 리세스(241R2) 영역이 너무 넓어 발산되는 애퍼처(241) 넓이 확보가 어려울 수 있다.The second angle θ2 of the second recess 241R2 may range from 2° to 45°. When the second angle θ2 is less than 2°, the light confinement effect may be insignificant, and the second angle ( When θ2) is greater than 45°, it may be difficult to secure the width of the diverging aperture 241 because the region of the second recess 241R2 to be formed later is too wide.

다음으로 도 11은 도 10c에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A5-A6 선을 따른 애퍼처 영역(240)의 단면도이다.Next, FIG. 11 is a cross-sectional view of the aperture region 240 along line A5-A6 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 10C.

실시예에 의하면, 제2 반사층(250)으로부터 활성영역(230)까지 제거를 통해 제1 리세스(242R1)를 형성할 수 있다. 상기 제1 리세스(242R1)를 형성하기 위해 활성영역(230)을 지나 제1 반사층(220)까지 일부 제거될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.According to the embodiment, the first recess 242R1 may be formed by removing the second reflective layer 250 to the active region 230 . In order to form the first recess 242R1, a portion of the first reflective layer 220 may be removed through the active region 230, but is not limited thereto.

이후, 산화공정을 통해 절연영역(242)이 형성되어 애퍼처(241)가 정의될 수 있다. 이때, 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 산화공정이 진행된 절연영역(242)을 제2 리세스(241R2)로 정의할 수 있다.Thereafter, an insulating region 242 may be formed through an oxidation process to define an aperture 241 . In this case, the insulating region 242 in which the oxidation process is performed in the region corresponding to the first recess 242R1 may be defined as the second recess 241R2.

실시예에서 애퍼처(241)는 제2 리세스(241R2)와 이격된 제1 애퍼처(241q)와 제2 리세스(241R2)와 인접한 제2 애퍼처(241p)를 포함할 수 있다. 애퍼처 영역의 중심(240C)을 기준으로 상기 제1 애퍼처(241q)의 제1 반경(r1)은 상기 제2 애퍼처(241p)의 제2 반경(r2)에 비해 클 수 있다.In an embodiment, the aperture 241 may include a first aperture 241q spaced apart from the second recess 241R2 and a second aperture 241p adjacent to the second recess 241R2 . Based on the center 240C of the aperture area, the first radius r1 of the first aperture 241q may be greater than the second radius r2 of the second aperture 241p.

실시예에 의하면 애퍼처 영역에 리세스(recess)를 배치함으로써 리세스에 의해 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by arranging a recess in the aperture area, higher mode shift is delayed and the mode is maintained by controlling available modes due to optical confinement by the recess. There is a special technical effect that becomes.

이를 통해, 실시예에 의하면, 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 빔 모드(beam mode)를 제어함으로써 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Through this, according to the embodiment, the beam pattern of the emitted beam is divided according to the higher mode shift by controlling the beam mode when a high current is applied or despite an increase in the aperture size. It is possible to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same that can prevent the problem.

<제2 전극, 오믹컨택층, 패시베이션층><Second electrode, ohmic contact layer, passivation layer>

다시 도 6a를 참조하면, 실시예에 따른 표면방출 레이저소자(201)는 제2 반사층(250)으로부터 애퍼처 영역(240)과 활성영역(230)까지 메사 식각되어 에미터가 정의될 수 있다. 또한, 제1 반사층(220)의 일부까지도 메사 식각될 수 있다.Referring back to FIG. 6A , in the surface emission laser device 201 according to the embodiment, an emitter may be defined by mesa etching from the second reflective layer 250 to the aperture region 240 and the active region 230 . In addition, even a portion of the first reflective layer 220 may be mesa-etched.

제2 반사층(250) 상에는 제2 전극(280) 배치될 수 있으며, 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 포함할 수 있다. A second electrode 280 may be disposed on the second reflective layer 250 , and the second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284 .

상기 컨택 전극(282)의 사이의 영역에서 제2 반사층(250)이 노출되는 영역에는 패시베이션층(270)이 배치될 수 있으며, 상술한 애퍼처(241)와 상하간에 대응될 수 있다. 상기 컨택 전극(282)은 제2 반사층(250)과 패드 전극(284) 사이의 오믹 접촉특성을 향상시킬 수 있다.A passivation layer 270 may be disposed in an area between the contact electrodes 282 where the second reflective layer 250 is exposed, and may correspond to the upper and lower portions of the above-described aperture 241 . The contact electrode 282 may improve ohmic contact characteristics between the second reflective layer 250 and the pad electrode 284 .

제2 전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(280)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The second electrode 280 may be made of a conductive material, for example, metal. For example, the second electrode 280 includes at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au) to be a single layer or a multilayer. structure can be formed.

도 6a에서 메사 식각된 발광 구조물의 측면과 상부면 및 제1 반사층(220)의 상부면에 패시베이션층(270)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 소자 단위로 분리된 표면방출 레이저소자(201)의 측면에도 배치되어, 표면방출 레이저소자(201)를 보호하고 절연시킬 수 있다. 패시베이션층(270)은 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(270)은 폴리이미드(Polymide), 실리카(SiO2), 또는 질화 실리콘(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In FIG. 6A , the passivation layer 270 may be disposed on side surfaces and top surfaces of the mesa-etched light emitting structure and on the top surface of the first reflective layer 220 . The passivation layer 270 may also be disposed on the side surface of the surface-emitting laser device 201 separated by device unit to protect and insulate the surface-emitting laser device 201 . The passivation layer 270 may be made of an insulating material, for example, nitride or oxide. For example, the passivation layer 270 may include at least one of polyimide, silica (SiO 2 ), or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

패시베이션층(270)은 발광 구조물의 상부면에서의 두께가 컨택 전극(282)보다 얇을 수 있으며, 이를 통해 컨택 전극(282)이 패시베이션층(270) 상부로 노출될 수 있다. 노출된 컨택 전극(282)과 전기적으로 접촉하며 패드 전극(284)이 배치될 수 있는데, 패드 전극(284)은 패시베이션층(270)의 상부로 연장되어 배치되어 외부로부터 전류를 공급받을 수 있다.The passivation layer 270 may have a thickness thinner than the contact electrode 282 on the upper surface of the light emitting structure, and through this, the contact electrode 282 may be exposed to the upper portion of the passivation layer 270 . A pad electrode 284 may be disposed while electrically contacting the exposed contact electrode 282 . The pad electrode 284 may be extended and disposed above the passivation layer 270 to receive current from the outside.

이하 도 12와 도 13을 참조하여 실시예에서 전극구조를 개선하여 모드 제어가 가능한 점을 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 12 and 13, it will be described that mode control is possible by improving the electrode structure in the embodiment.

도 12는 종래기술에서 전극 구조 예시도이다. 예를 들어, 종래기술은 애퍼처(41) 상측에 제2 반사층(50)이 배치되고, 애퍼처(41) 외곽에 제2 전극, 예를 들어 컨택전극(82)이 배치되는 구조이다.12 is an exemplary diagram of an electrode structure in the prior art. For example, the prior art has a structure in which the second reflective layer 50 is disposed on the upper side of the aperture 41 and the second electrode, for example, the contact electrode 82 is disposed outside the aperture 41 .

이에 따라 종래기술에서는 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대시에 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제가 발생하고 있다.Accordingly, in the prior art, when a high current is applied or when an aperture size is increased, a problem in which an output beam pattern is split due to a higher mode shift occurs.

도 13은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 제2 전극 구조 예시도이다.13 is an exemplary view of a structure of a second electrode in a surface emitting laser device according to an embodiment.

도 6a와 도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 표면발광소자는 제1 전극(215)과, 상기 제1 전극(215) 상에 배치된 기판(210)과, 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 반사층(220)과, 상기 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역(230)과, 상기 활성영역(230) 상에 배치되며, 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함하는 애퍼처 영역(240)과, 상기 애퍼처 영역(240) 상에 배치되는 제2 반사층(250) 및 상기 제2 반사층(250) 상에 배치되는 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.6A and 13 , a surface light emitting device according to another embodiment includes a first electrode 215, a substrate 210 disposed on the first electrode 215, and a substrate 210 disposed on the substrate 210. Disposed first reflective layer 220, disposed on the first reflective layer 220, and an active region 230 including a cavity region, disposed on the active region 230, and an aperture An aperture region 240 including 241 and an insulating region 242, a second reflective layer 250 disposed on the aperture region 240, and a second reflective layer 250 disposed on the second reflective layer 250. It may include two electrodes 280 .

상기 제2 전극(280)은, 상기 제2 반사층(250) 상에 컨택 전극(282)과 상기 컨택 전극(282)과 전기적으로 연결되는 패드 전극(284)을 포함할 수 있다.The second electrode 280 may include a contact electrode 282 on the second reflective layer 250 and a pad electrode 284 electrically connected to the contact electrode 282 .

상기 컨택 전극(282)은, 상기 애퍼처(41) 외곽에 배치되는 제1 컨택전극(82a)과, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함할 수 있다.The contact electrode 282 may include a first contact electrode 82a disposed outside the aperture 41 and a plurality of protruding electrodes 282p extending in the direction of the aperture 241 .

예를 들어, 실시예에 의하면 애퍼처(241) 상측에 제2 반사층(250)이 배치될 수 있으며, 실시예의 컨택전극(282)은 애퍼처(41) 외곽에 제1 컨택전극(282a)이 배치되고, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함할 수 있다.For example, according to the embodiment, the second reflective layer 250 may be disposed on the upper side of the aperture 241, and the contact electrode 282 of the embodiment has the first contact electrode 282a outside the aperture 41. It may include a plurality of protruding electrodes 282p disposed and extending in the direction of the aperture 241 .

상기 복수의 돌출전극(282p)은 4개인 경우로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 2개 이상의 복수로 형성될 수 있다.The plurality of protruding electrodes 282p is illustrated as a case of four, but is not limited thereto, and may be formed in a plurality of two or more.

실시예에 의하면 컨택 전극(282)의 돌출전극(282p)을 애퍼처(241) 위치에 인접하도록 연장함으로써 전류 인젝션 콘트라스트(Current injection contrast) 이용하여 발광 모드를 제어(mode control)할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by extending the protruding electrode 282p of the contact electrode 282 adjacent to the position of the aperture 241, a special technology capable of controlling the light emitting mode using current injection contrast is provided. It works.

예를 들어, 실시예는 애퍼처(41) 외곽에 제1 컨택전극(282a)이 배치되고, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함함으로써, 복수의 돌출전극(282p) 사이에서 광학적 구속(optical confinement)을 유발하여 레이저 발산(L)에 대한 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.For example, in the embodiment, the first contact electrode 282a is disposed outside the aperture 41 and includes a plurality of protruding electrodes 282p extending in the direction of the aperture 241, thereby forming a plurality of protruding electrodes. There is a special technical effect that a higher mode shift is delayed and a mode is maintained by controlling available modes for laser divergence (L) by inducing optical confinement between (282p).

(제2 실시예)(Second embodiment)

다음으로 도 14 내지 도 16b를 참조하여 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)의 기술적 효과를 상세히 설명하기로 한다.Next, technical effects of the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 14 to 16B.

제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.The second embodiment may employ the technical features of the first embodiment, and the main features of the second embodiment will be mainly described below.

도 14는 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)에서 굴절률과 광에너지의 제1 분포 데이터이다.14 is first distribution data of refractive index and light energy in the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment.

제2 실시예에 의하면, 표면발광 레이저소자에서 발광된 광 에너지의 분포는 도 14에 도시된 바와 같이, 활성영역(230)을 중심으로 최대 값을 가지며, 활성영역(230)으로부터 멀어질수록 소정의 주기로 감소할 수 있다. 한편, 실시예에서 광 에너지 분포(E)는 도 14에 도시된 분포 데이터에 한정되는 것은 아니며 각 층에서의 광 에너지 분포는 각 층의 조성, 두께 등에 의해 도 14에 도시된 것과 다를 수 있다.According to the second embodiment, the distribution of light energy emitted from the surface emitting laser device has a maximum value around the active region 230, as shown in FIG. may decrease with a period of Meanwhile, in the embodiment, the light energy distribution E is not limited to the distribution data shown in FIG. 14, and the light energy distribution in each layer may be different from that shown in FIG. 14 depending on the composition, thickness, etc. of each layer.

도 14를 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)는 제1 반사층(220), 제2 반사층(250) 및 상기 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250) 사이에 배치되는 활성영역(230)을 포함할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)는 제1 반사층(220), 제2 반사층(250) 및 활성영역(230)의 물질에 따라 굴절률(n)이 도 14에 도시된 것과 같을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 14, the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment includes a first reflective layer 220, a second reflective layer 250, and a gap between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250. It may include an active area 230 disposed thereon. At this time, the surface emitting laser device 202 according to the embodiment may have a refractive index (n) as shown in FIG. 14 according to the materials of the first reflective layer 220, the second reflective layer 250 and the active region 230 However, it is not limited thereto.

실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.One of the technical problems of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

도 14를 참조하면, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 위치에 따른 광 에너지 분포를 알 수 있는데, 앞서 설명한 바와 같이 활성영역(230)에서 상대적으로 이격될수록 광 에너지 분포가 낮아지며, 실시예는 광 에너지 분포를 고려하여, 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)에서의 제1 도전형 도펀트의 농도가 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)에서의 도펀트 농도보다 높게 제어할 수 있다.Referring to FIG. 14, it can be seen that the light energy distribution according to the position in the surface emitting laser device according to the embodiment is known. As described above, the light energy distribution decreases as the distance from the active region 230 increases. Considering the energy distribution, the concentration of the first conductivity type dopant in the first reflective layer 221 of the first group may be controlled to be higher than the concentration of the dopant in the first reflective layer 222 of the second group.

예를 들어, 도 16a를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 반사층(220)은, 상기 활성영역(230) 일측에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)보다 상기 활성영역(230)에서 근접하여 배치 된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다.For example, referring to FIG. 16A , in the embodiment, the first reflective layer 220 includes a first group first reflective layer 221 disposed on one side of the active region 230 and the first group first reflective layer ( 221) may include a second group first reflective layer 222 disposed closer to the active region 230.

이때, 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)에서의 광 에너지가 제1 그룹 제1 반사층(221)에서의 광 에너지보다 높게 된다.At this time, light energy in the second group first reflective layer 222 disposed adjacent to the active region 230 is higher than light energy in the first group first reflective layer 221 .

실시예는 광 에너지 분포를 고려하여, 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)에서의 제1 도전형 도펀트의 농도가 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)에서의 도펀트 농도보다 낮게 제어하고, 광 에너지가 상대적으로 낮은 제1 그룹 제1 반사층(221) 영역에 제1 도전형 도펀트를 상대적으로 높게 도핑 함으로써, 제2 그룹 제1 반사층(222)에서는 도펀트에 의한 광 흡수를 최소하여 광 출력을 향상시킴과 아울러 제1 그룹 제1 반사층(221)에서는 상대적으로 높은 도펀트에 의한 저항 개선으로 전압효율을 향상시켜, 광출력과 전압효율을 동시에 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있는 특유의 기술적 효과가 있다.The embodiment controls the concentration of the first conductivity-type dopant in the second group first reflective layer 222 to be lower than the dopant concentration in the first group 1 reflective layer 221 in consideration of the light energy distribution, By relatively highly doping the first conductivity-type dopant in the region of the first group first reflective layer 221 having relatively low energy, light absorption by the dopant is minimized in the second group first reflective layer 222 to improve light output. In addition, in the first group first reflective layer 221, voltage efficiency is improved by improving resistance by a relatively high dopant, thereby improving light output and voltage efficiency at the same time. A surface-emitting laser device and a light emitting device including the same There are unique technical effects that can be provided.

예를 들어, 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)에서의 도펀트의 농도는 약 2.00E18 일 수 있으며, 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)에서는 약 1.00E18 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the concentration of the dopant in the first group first reflective layer 221 may be about 2.00E18, and the concentration of the dopant in the second group first reflective layer 222 may be about 1.00E18, but is not limited thereto.

또한 실시예에서 상기 제2 반사층(250)은, 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 상기 활성영역(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.Also, in the embodiment, the second reflective layer 250 is larger than the first group second reflective layer 251 and the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the active region 230 . ) may include a second group second reflective layer 252 spaced apart from each other.

이때 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251)에서의 광 에너지가 제2 그룹 제2 반사층(252)에서의 광 에너지보다 높게 된다.At this time, light energy in the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the active region 230 is higher than light energy in the second group second reflective layer 252 .

이를 통해, 실시예는 광 에너지 분포를 고려하여, 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서의 제2 도전형 도펀트의 농도가 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서의 도펀트 농도보다 낮게 제어하고, 광 에너지가 상대적으로 낮은 제2 그룹 제2 반사층(252) 영역에 제2 도전형 도펀트를 상대적으로 높게 도핑 함으로써, 제1 그룹 제2 반사층(251)에서는 도펀트에 의한 광 흡수를 최소하여 광 출력을 향상시킴과 아울러 제2 그룹 제2 반사층(252)에서는 도펀트에 의한 저항 개선으로 전압효율을 향상시켜, 광출력과 전압효율을 동시에 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있는 특유의 기술적 효과가 있다.Through this, the embodiment controls the concentration of the second conductivity type dopant in the first group second reflective layer 251 to be lower than the dopant concentration in the second group second reflective layer 252 in consideration of the light energy distribution. and relatively highly doping the second conductivity-type dopant in the region of the second group second reflective layer 252 having relatively low light energy, thereby minimizing light absorption by the dopant in the first group second reflective layer 251 and In addition to improving the output, the voltage efficiency is improved by improving the resistance by the dopant in the second group second reflective layer 252, thereby improving the light output and voltage efficiency at the same time. A surface-emitting laser device and a light emitting device including the same There are unique technical effects that can be provided.

실시예는 광 에너지 분포를 고려하여, 광 에너지가 높은 영역에서는 도핑 농도를 낮게 할 수 있고, 광 에너지가 낮은 영역에서는 도핑농도를 높게 제어함으로써, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In consideration of the light energy distribution, the embodiment minimizes the carrier barrier effect due to the electric field generated in the reflective layer by controlling the doping concentration to be low in an area of high light energy and high in an area of low light energy by controlling the doping concentration to be high in an area of high light energy. It is possible to provide a surface emitting laser device capable of improving light output and a light emitting device including the same.

다음으로 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.Next, one of the technical challenges of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

종래 VCSEL 구조에서는 인접하는 DBR층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의해 전기장(Electric Field) 발생에 의해 캐리어 장벽(barrier)이 발생되어 광출력이 저하되는 문제가 있다.In the conventional VCSEL structure, a carrier barrier is generated by an electric field generated by energy band bending at an interface between adjacent DBR layers, thereby reducing light output.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 전압효율을 향상시키면서도 광출력도 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.In addition, one of the technical problems of the embodiment is to provide a surface emitting laser device capable of improving light output while improving voltage efficiency and a light emitting device including the same.

즉, 종래기술에서는 반사층인 DBR에서 저항발생을 방지하기 위해 도핑농도를 증가시켜서 저항을 낮추어 전압효율을 향상시키려는 시도가 있으나, 도핑농도의 증가 시 도펀트에 의해 내부 광흡수가 발생되어 광출력 저하되는 기술적 모순상황이 발생하고 있다.That is, in the prior art, there is an attempt to improve voltage efficiency by lowering the resistance by increasing the doping concentration in order to prevent resistance from occurring in the reflective layer DBR, but when the doping concentration is increased, internal light absorption is generated by the dopant, resulting in a decrease in light output A technical contradiction is occurring.

실시예는 이러한 기술적 과제를 해결하기 위해, 반사층에서의 제1 도전형 도펀트의 농도를 광 에너지 분포 모드를 고려하여 제어함으로써 전압효율을 향상시키면서도 광출력도 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.In order to solve these technical problems, the embodiment has a technical effect of improving light output while improving voltage efficiency by controlling the concentration of the first conductivity type dopant in the reflective layer in consideration of the light energy distribution mode.

도 15는 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)에서 굴절률(n)의 제2 분포 데이터이다.15 is second distribution data of the refractive index n in the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment.

도 16a는 도 15에 도시된 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 반사층(220)에 대한 굴절률(N1)의 데이터이고, 도 16b는 제2 반사층(250)에 대한 굴절률(N2)의 데이터이다.16A is data of the refractive index (N1) of the first reflective layer 220 of the surface-emitting laser device according to the second embodiment shown in FIG. 15, and FIG. 16B is the refractive index (N2) of the second reflective layer 250 is the data of

우선 도 16을 참조하면, 실시예에서 제1 반사층(220)은 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다.Referring first to FIG. 16 , in an embodiment, the first reflective layer 220 may include a first group first reflective layer 221 and a second group first reflective layer 222 .

이때 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제1-1 반사층(221p), 제1-2 반사층(221q), 제1-3 반사층(221r) 및 제1-4 반사층(221s)을 포함할 수 있다.In this case, the first group first reflective layer 221 may include a plurality of layers, for example, the 1-1 reflective layer 221p, the 1-2 reflective layer 221q, and the 1-3 reflective layer 221r. and the first to fourth reflective layers 221s.

실시예에서 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1-1 반사층(221p) 내지 제1-4 반사층(221s)을 하나의 페어(pair)로 하는 경우 복수의 페어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1-1 반사층(221p) 내지 제1-4 반사층(221s)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first group first reflective layer 221 may include a plurality of pairs when the 1-1 reflective layer 221p to 1-4 reflective layer 221s are a pair. For example, in an embodiment, the first group first reflective layer 221 may include about 30 to 40 pairs of 1-1 reflective layers 221p to 1-4 reflective layers 221s.

또한 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제1-5 반사층(222p), 제1-6 반사층(222q), 제1-7 반사층(222r) 및 제1-8 반사층(222s)을 포함할 수 있다.In addition, the second group first reflective layer 222 may include a plurality of layers, for example, the 1-5th reflective layer 222p, the 1-6th reflective layer 222q, and the 1-7th reflective layer 222r. and 1-8th reflective layers 222s.

또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제1-5 반사층(222p) 내지 제1-8 반사층(222s)을 하나의 페어(pair)로 하는 경우 복수의 페어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제2 그룹 제1 반사층(222)은 제1-5 반사층(222p) 내지 제1-8 반사층(222s)을 하나의 페어(pair)로 하는 경우 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. In addition, the second group first reflective layer 222 may also include a plurality of pairs when the first to fifth reflective layers 222p to 1 to 8th reflective layers 222s are a pair. For example, in the embodiment, the second group first reflective layer 222 includes about 5 to 15 pairs of 1-5 reflective layers 222p to 1-8 reflective layers 222s as one pair. pair) may be included.

종래 VCSEL 구조에서는 인접하는 DBR층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의해 전기장(Electric Field) 발생에 의해 캐리어 장벽(barrier)이 발생되어 광출력이 저하되는 문제가 있다.In the conventional VCSEL structure, a carrier barrier is generated by an electric field generated by energy band bending at an interface between adjacent DBR layers, thereby reducing light output.

이에 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.Accordingly, one of the technical challenges of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

도 16a를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1-1 반사층(221p), 제1-2 반사층(221q), 제1-3 반사층(221r) 및 제1-4 반사층(221s)을 포함할 수 있으며, 각 층은 굴절률이 서로 다를 수 있다.Referring to FIG. 16A, in the embodiment, the first group first reflective layer 221 includes a 1-1 reflective layer 221p, a 1-2 reflective layer 221q, a 1-3 reflective layer 221r and a 1-1 reflective layer 221p. It may include 4 reflective layers 221s, and each layer may have a different refractive index.

예를 들어, 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)은, 제1 굴절률을 가지는 제1-1 반사층(221p)과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 가지며 상기 제1-1 반사층(221p)의 일측에 배치되는 제1-2 반사층(221q) 및 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률 사이의 제3 굴절률을 가지며 상기 제1-1 반사층(221p)과 제1-2 반사층(221q)의 사이에 배치되는 제1-3 반사층(221r)을 포함할 수 있다.For example, the first group first reflective layer 221 includes a 1-1 reflective layer 221p having a first refractive index and a 1-1 reflective layer 221p having a second refractive index lower than the first refractive index. ) 1-2 reflective layer 221q disposed on one side and having a third refractive index between the first refractive index and the second refractive index of the 1-1 reflective layer 221p and the 1-2 reflective layer 221q A first to third reflective layer 221r disposed therebetween may be included.

예를 들어, 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)은, 제1 알루미늄 농도를 가지는 제1-1 반사층(221p)과, 상기 제1 알루미늄 농도보다 높은 제2 알루미늄 농도를 가지며 상기 제1-1 반사층(221p)의 일측에 배치되는 제1-2 반사층(221q) 및 상기 제1 알루미늄 농도에서 상기 제2 알루미늄 농도로 변화하는 제3 알루미늄 농도를 가지며 상기 제1-1 반사층(221p)과 상기 제1-2 반사층(221q) 사이에 배치되는 제1-3 반사층(221r)을 포함할 수 있다.For example, the first group first reflective layer 221 includes a 1-1 reflective layer 221p having a first aluminum concentration and a 1-1 reflective layer 221p having a second aluminum concentration higher than the first aluminum concentration. A 1-2 reflective layer 221q disposed on one side of the reflective layer 221p and a third aluminum concentration varying from the first aluminum concentration to the second aluminum concentration, and the 1-1 reflective layer 221p and the first aluminum concentration. A 1-3 reflective layer 221r disposed between the 1-2 reflective layer 221q may be included.

예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제1-1 반사층(221p)이 Al0.12Ga0.88As일 수 있으며, 제1-2 반사층(221q)은 Al0.88Ga0.12As일 수 있고, 제1-3 반사층(221r)은 Alx3Ga(1-x3)As(0.12≤X3≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the first group first reflective layer 221 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the 1-1st reflective layer 221p is Al 0.12 Ga 0.88 As. The 1-2 reflective layer 221q may be Al 0.88 Ga 0.12 As, and the 1-3 reflective layer 221r may be Al x3 Ga (1-x3) As (0.12≤X3≤0.88). It is not limited.

또한 상기 제1 그룹 제1 반사층(221)은, 상기 제1-2 반사층(221q)의 외측에 배치되며 제1 알루미늄 농도에서 상기 제2 알루미늄 농도로 변화하는 제4 알루미늄 농도를 가지는 제1-4 반사층(221s)을 더 포함할 수 있다. In addition, the first group first reflective layer 221 is disposed outside the 1-2 reflective layers 221q and has a fourth aluminum concentration that changes from the first aluminum concentration to the second aluminum concentration. A reflective layer 221s may be further included.

예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제1-4 반사층(221s)은 Alx4Ga(1-x4)As(0.12≤X4≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the first group first reflective layer 221 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the first to fourth reflective layers 221s include Al x 4 Ga ( 1-x) As (0<x<1). x4) As (0.12≤X4≤0.88), but is not limited thereto.

이를 통해, 실시예에 의하면 인접한 제1-1 반사층(221p)과 제1-2 반사층(221q) 사이에 중간 영역의 알루미늄 농도를 구비한 제1-3 반사층(221r) 또는 제1-4 반사층(221s)을 구비함으로써 인접한 반사층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의한 전기장(Electric Field) 발생을 최소화하여 캐리어 장벽(barrier)을 낮춤으로써 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Through this, according to the embodiment, the 1-3 reflective layer 221r or the 1-4 reflective layer having an intermediate aluminum concentration between the adjacent 1-1 reflective layer 221p and 1-2 reflective layer 221q ( 221s) has a technical effect of improving light output by lowering the carrier barrier by minimizing the generation of an electric field due to energy band bending at the interface between adjacent reflective layers. have.

이에 따라 실시예에 의하면, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예에서 상기 제1-2 반사층(221q)의 두께는 상기 제1-1 반사층(221p)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한 상기 제1-1 반사층(221p) 또는 상기 제1-2 반사층(221q)의 두께는 상기 제1-3 반사층(221r) 또는 상기 제1-4 반사층(221s)의 두께보다는 두꺼울 수 있다.Also, in the embodiment, the thickness of the 1-2 reflective layer 221q may be greater than that of the 1-1 reflective layer 221p. Also, the thickness of the 1-1 reflective layer 221p or the 1-2 reflective layer 221q may be greater than that of the 1-3 reflective layer 221r or the 1-4 reflective layer 221s.

이때 제1-2 반사층(221q)의 제2 알루미늄 농도는 제1-1 반사층(221p)의 제1 알루미늄 농도가 높을 수 있다. 또한 제1-1 반사층(221p)의 제1 알루미늄 농도는 제1-3 반사층(221r)의 제3 알루미늄 농도 또는 제1-4 반사층(221s)의 제4 알루미늄 농도보다 높을 수 있다.In this case, the concentration of second aluminum in the 1-2 reflective layer 221q may be higher than the concentration of 1 aluminum in the 1-1 reflective layer 221p. Also, the first aluminum concentration of the 1-1st reflective layer 221p may be higher than the 3rd aluminum concentration of the 1-3rd reflective layer 221r or the 4th aluminum concentration of the 1-4th reflective layer 221s.

이에 따라 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-2 반사층(221q)의 두께가 상기 제1-1 반사층(221p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.Accordingly, since the thickness of the 1-2 reflective layer 221q having a relatively high aluminum concentration is thicker than that of the 1-1 reflective layer 221p, the grating quality may be improved, thereby contributing to light output.

또한 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-1 반사층(221p)의 두께가 상기 제1-3 반사층(221r) 또는 제1-4 반사층(221s)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, since the thickness of the 1-1 reflective layer 221p having a relatively high aluminum concentration is greater than the thickness of the 1-3 reflective layer 221r or the 1-4 reflective layer 221s, the grating quality can be improved to contribute to light output. can

예를 들어, 상기 제1-2 반사층(221q)의 두께는 약 50~55nm일 수 있으며, 상기 제1-1 반사층(221p)의 두께는 약 40~45nm일 수 있고, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-2 반사층(221q)의 두께가 상기 제1-1 반사층(221p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.For example, the thickness of the 1-2 reflective layer 221q may be about 50 to 55 nm, the thickness of the 1-1 reflective layer 221p may be about 40 to 45 nm, and the aluminum concentration is relatively high. Since the thickness of the 1-2 reflective layer 221q is greater than the thickness of the 1-1 reflective layer 221p, it is possible to contribute to light output by improving grating quality.

또한 상기 제1-3 반사층(221r)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 상기 제1-4 반사층(221s)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-2 반사층(221q), 제1-1 반사층(221p)의 두께가 제1-3 반사층(221r), 제1-4 반사층(221s)보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, the thickness of the 1-3 reflective layer 221r may be about 22 to 27 nm, the thickness of the 1-4 reflective layer 221s may be about 22 to 27 nm, and the aluminum concentration may be relatively high. Since the thickness of the 1-2 reflective layer 221q and the 1-1 reflective layer 221p is thicker than that of the 1-3 reflective layer 221r and the 1-4 reflective layer 221s, the grating quality can be improved to contribute to light output. .

계속하여 도 16a를 참조하면, 실시예에서 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)은 제1-5 반사층(222p), 제1-6 반사층(222q), 제1-7 반사층(222r) 및 제1-8 반사층(222s)을 포함할 수 있으며, 각 층은 굴절률이 서로 다를 수 있다.Referring to FIG. 16A , in the embodiment, the second group first reflective layer 222 includes the 1-5th reflective layer 222p, the 1-6th reflective layer 222q, the 1-7th reflective layer 222r, and the 5th reflective layer 222p. 1-8 reflective layers 222s may be included, and each layer may have a different refractive index.

예를 들어, 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)은, 제5 굴절률을 가지는 제1-5 반사층(222p)과, 상기 제5 굴절률보다 낮은 제6 굴절률을 가지며 상기 제1-5 반사층(222p)의 일측에 배치되는 제1-6 반사층(222q) 및 상기 제5 굴절률과 상기 제6 굴절률 사이의 제7 굴절률을 가지며 상기 제1-5 반사층(222p)과 제1-6 반사층(222q)의 사이에 배치되는 제1-7 반사층(222r)을 포함할 수 있다.For example, the second group first reflective layer 222 includes 1-5 reflective layers 222p having a fifth refractive index and 1-5 reflective layers 222p having a 6th refractive index lower than the 5th refractive index. ) disposed on one side of the 1-6th reflective layer 222q and having a seventh refractive index between the 5th and 6th refractive indices of the 1-5th reflective layer 222p and the 1-6th reflective layer 222q. A first to seventh reflective layer 222r disposed therebetween may be included.

예를 들어, 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)은, 제5 알루미늄 농도를 가지는 제1-5 반사층(222p)과, 상기 제5 알루미늄 농도보다 높은 제6 알루미늄 농도를 가지며 상기 제1-5 반사층(222p)의 일측에 배치되는 제1-6 반사층(222q) 및 상기 제5 알루미늄 농도에서 상기 제6 알루미늄 농도로 변화하는 제7 알루미늄 농도를 가지며 상기 제1-5 반사층(222p)과 상기 제1-6 반사층(222q) 사이에 배치되는 제1-7 반사층(222r)을 포함할 수 있다.For example, the second group first reflective layer 222 includes 1-5th reflective layers 222p having a fifth aluminum concentration and a 6th aluminum concentration higher than the 5th aluminum concentration, and the first to fifth reflective layers 222p. 1-6th reflective layers 222q disposed on one side of the reflective layer 222p and having a seventh aluminum concentration varying from the 5th aluminum concentration to the 6th aluminum concentration; The first to seventh reflective layers 222r disposed between the 1 to 6 reflective layers 222q may be included.

예를 들어, 제2 그룹 제1 반사층(222)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제1-5 반사층(222p)이 Al0.12Ga0.88As일 수 있으며, 제1-6 반사층(222q)은 Al0.88Ga0.12As일 수 있고, 제1-7 반사층(222r)은 Alx3Ga(1-x3)As(0.12≤X3≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the second group first reflective layer 222 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the first to fifth reflective layers 222p are Al 0.12 Ga 0.88 As. The 1-6th reflective layer 222q may be Al 0.88 Ga 0.12 As, and the 1-7th reflective layer 222r may be Al x3 Ga (1-x3) As (0.12≤X3≤0.88). It is not limited.

또한 상기 제2 그룹 제1 반사층(222)은, 상기 제1-6 반사층(222q)의 외측에 배치되며 제5 알루미늄 농도에서 상기 제6 알루미늄 농도로 변화하는 제8 알루미늄 농도를 가지는 제1-8 반사층(222s)을 더 포함할 수 있다. In addition, the second group first reflection layer 222 is disposed outside the first to sixth reflection layers 222q and has an eighth aluminum concentration varying from the fifth aluminum concentration to the sixth aluminum concentration. A reflective layer 222s may be further included.

예를 들어, 제2 그룹 제1 반사층(222)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제1-8 반사층(222s)은 Alx4Ga(1-x4)As(0.12≤X4≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the second group first reflection layer 222 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the first to eighth reflection layers 222s include Al x Ga ( 1-x) As (1-x). x4) As (0.12≤X4≤0.88), but is not limited thereto.

이를 통해, 실시예에 의하면 인접한 제1-5 반사층(222p)과 제1-6 반사층(222q) 사이에 중간 영역의 알루미늄 농도를 구비한 제1-7 반사층(222r) 또는 제1-8 반사층(222s)을 구비함으로써 인접한 반사층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의한 전기장(Electric Field) 발생을 최소화하여 캐리어 장벽(barrier)을 낮춤으로써 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Through this, according to the embodiment, the 1-7th reflective layer 222r or the 1-8th reflective layer 222r having an intermediate aluminum concentration between the adjacent 1-5th reflective layer 222p and 1-6th reflective layer 222q ( 222s) has a technical effect of improving light output by lowering the carrier barrier by minimizing the generation of an electric field due to energy band bending at the interface between adjacent reflective layers. have.

이에 따라 실시예에 의하면, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예에서 상기 제1-6 반사층(222q)의 두께는 상기 제1-5 반사층(222p)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한 상기 제1-5 반사층(222p) 또는 상기 제1-6 반사층(222q)의 두께는 상기 제1-7 반사층(222r) 또는 상기 제1-8 반사층(222s)의 두께보다는 두꺼울 수 있다.Also, in the embodiment, the thickness of the 1-6th reflective layer 222q may be greater than the thickness of the 1-5th reflective layer 222p. Also, the thickness of the 1-5th reflective layer 222p or the 1-6th reflective layer 222q may be greater than that of the 1-7th reflective layer 222r or the 1-8th reflective layer 222s.

이때 제1-6 반사층(222q)의 제6 알루미늄 농도는 제1-5 반사층(222p)의 제5 알루미늄 농도보가 높을 수 있다. 또한 제1-5 반사층(222p)의 제5 알루미늄 농도는 제1-7 반사층(222r)의 제7 알루미늄 농도 또는 제1-8 반사층(222s)의 제8 알루미늄 농도보다 높을 수 있다.In this case, the sixth aluminum concentration of the first to sixth reflective layer 222q may be higher than the fifth aluminum concentration of the first to fifth reflective layer 222p. Also, the fifth aluminum concentration of the 1-5th reflective layer 222p may be higher than the 7th aluminum concentration of the 1-7th reflective layer 222r or the 8th aluminum concentration of the 1st-8th reflective layer 222s.

이에 따라 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-6 반사층(222q)의 두께가 상기 제1-5 반사층(222p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.Accordingly, since the thickness of the first to sixth reflective layers 222q having a relatively high aluminum concentration is greater than the thickness of the first to fifth reflective layers 222p, the grating quality may be improved, thereby contributing to light output.

또한 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-5 반사층(222p)의 두께가 상기 제1-7 반사층(222r) 또는 제1-8 반사층(222s)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, since the thickness of the 1st-5th reflective layers 222p having a relatively high aluminum concentration is greater than the thickness of the 1st-7th reflective layers 222r or 1-8th reflective layers 222s, the grating quality can be improved to contribute to light output. can

예를 들어, 상기 제1-6 반사층(222q)의 두께는 약 50~55nm일 수 있으며, 상기 제1-5 반사층(222p)의 두께는 약 40~45nm일 수 있고, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-6 반사층(222q)의 두께가 상기 제1-5 반사층(222p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.For example, the first to sixth reflective layers 222q may have a thickness of about 50 to 55 nm, and the first to fifth reflective layers 222p may have a thickness of about 40 to 45 nm and have a relatively high aluminum concentration. Since the thickness of the 1-6th reflective layer 222q is greater than that of the 1-5th reflective layer 222p, it is possible to contribute to light output by improving grating quality.

또한 상기 제1-7 반사층(222r)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 상기 제1-8 반사층(222s)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제1-6 반사층(222q), 제1-5 반사층(222p)의 두께가 제1-7 반사층(222r), 제1-8 반사층(222s)보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, the thickness of the 1-7th reflective layer 222r may be about 22 to 27 nm, the thickness of the 1-8th reflective layer 222s may be about 22 to 27 nm, and the aluminum concentration is relatively high. Since the thickness of the 1-6th reflective layer 222q and the 1-5th reflective layer 222p is thicker than the 1-7th reflective layer 222r and the 1-8th reflective layer 222s, the grating quality can be improved to contribute to light output. .

다음으로 도 16b는 도 15에 도시된 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)의 제2 반사층(250)의 굴절률(N2)의 데이터이다.Next, FIG. 16B is data of the refractive index N2 of the second reflection layer 250 of the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment shown in FIG. 15 .

도 16b를 참조하면, 실시예에서 제2 반사층(250)은 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16B , in an embodiment, the second reflective layer 250 may include a first group second reflective layer 251 and a second group second reflective layer 252 .

이때 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제2-1 반사층(251p), 제2-2 반사층(251q), 제2-3 반사층(251r) 및 제2-4 반사층(251s)을 포함할 수 있다.In this case, the first group second reflective layer 251 may include a plurality of layers, for example, the 2-1 reflective layer 251p, the 2-2 reflective layer 251q, and the 2-3 reflective layer 251r. and a second-fourth reflective layer 251s.

실시예에서 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제2-1 반사층(251p) 내지 제2-4 반사층(251s)을 하나의 페어(pair)로 하는 경우 복수의 페어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제2-1 반사층(251p) 내지 제2-4 반사층(251s)의 약 2~5 페어(pair)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first group second reflective layer 251 may include a plurality of pairs when the 2-1 reflective layer 251p to 2-4 reflective layer 251s are a pair. For example, in the embodiment, the first group second reflective layer 251 may include about 2 to 5 pairs of the 2-1 reflective layer 251p to the 2-4 reflective layer 251s.

또한 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제2-5 반사층(252p), 제2-6 반사층(252q), 제2-7 반사층(252r) 및 제2-8 반사층(252s)을 포함할 수 있다.In addition, the second group second reflective layer 252 may include a plurality of layers, for example, the 2-5th reflective layer 252p, the 2-6th reflective layer 252q, and the 2-7th reflective layer 252r. and second to eighth reflective layers 252s.

상기 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2-5 반사층(252p) 내지 제2-8 반사층(252s)을 하나의 페어(pair)로 하는 경우 복수의 페어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제2 그룹 제2 반사층(252)은 제2-5 반사층(252p) 내지 제2-8 반사층(252s)을 하나의 하나의 페어(pair)로 하는 경우 약 10~20 페어(pair)를 포함할 수 있다. The second group second reflective layer 252 may also include a plurality of pairs when the 2-5th reflective layer 252p to 2-8th reflective layer 252s are a pair. For example, in the embodiment, the second group second reflective layer 252 is about 10 to 20 when the 2-5th reflective layer 252p to 2-8th reflective layer 252s are formed as a pair. Can contain pairs.

실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.One of the technical problems of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

도 16b를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제2-1 반사층(251p), 제2-2 반사층(251q), 제2-3 반사층(251r) 및 제2-4 반사층(251s)을 포함할 수 있으며, 각 층은 굴절률이 서로 다를 수 있다.Referring to FIG. 16B, in the embodiment, the first group second reflective layer 251 includes a 2-1 reflective layer 251p, a 2-2 reflective layer 251q, a 2-3 reflective layer 251r and a 2-1 reflective layer 251p. Four reflective layers 251s may be included, and each layer may have a different refractive index.

예를 들어, 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)은, 제1 굴절률을 가지는 제2-1 반사층(251p)과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 가지며 상기 제2-1 반사층(251p)의 일측에 배치되는 제2-2 반사층(251q) 및 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률 사이의 제3 굴절률을 가지며 상기 제2-1 반사층(251p)과 제2-2 반사층(251q)의 사이에 배치되는 제2-3 반사층(251r)을 포함할 수 있다.For example, the first group second reflective layer 251 includes a 2-1 reflective layer 251p having a first refractive index and a 2-1 reflective layer 251p having a second refractive index lower than the first refractive index. ) disposed on one side of the 2-2 reflective layer 251q and having a third refractive index between the first and second refractive indices of the 2-1 reflective layer 251p and the 2-2 reflective layer 251q. A second-third reflective layer 251r disposed therebetween may be included.

예를 들어, 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)은, 제1 알루미늄 농도를 가지는 제2-1 반사층(251p)과, 상기 제1 알루미늄 농도보다 높은 제2 알루미늄 농도를 가지며 상기 제2-1 반사층(251p)의 일측에 배치되는 제2-2 반사층(251q) 및 상기 제1 알루미늄 농도에서 상기 제2 알루미늄 농도로 변화하는 제3 알루미늄 농도를 가지며 상기 제2-1 반사층(251p)과 상기 제2-2 반사층(251q) 사이에 배치되는 제2-3 반사층(251r)을 포함할 수 있다.For example, the first group second reflective layer 251 includes a 2-1 reflective layer 251p having a first aluminum concentration and a 2-1 reflective layer 251p having a second aluminum concentration higher than the first aluminum concentration. A 2-2 reflective layer 251q disposed on one side of the reflective layer 251p and a third aluminum concentration varying from the first aluminum concentration to the second aluminum concentration, and the 2-1 reflective layer 251p and the second aluminum concentration. A 2-3 reflective layer 251r disposed between the 2-2 reflective layer 251q may be included.

예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제2-1 반사층(251p)이 Al0.12Ga0.88As일 수 있으며, 제2-2 반사층(251q)은 Al0.88Ga0.12As일 수 있고, 제2-3 반사층(251r)은 Alx3Ga(1-x3)As(0.12≤X3≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the first group second reflective layer 251 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the 2-1 reflective layer 251p is Al 0.12 Ga 0.88 As. The 2-2 reflective layer 251q may be Al 0.88 Ga 0.12 As, and the 2-3 reflective layer 251r may be Al x3 Ga (1-x3) As (0.12≤X3≤0.88). It is not limited.

또한 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)은, 상기 제2-2 반사층(251q)의 외측에 배치되며 제1 알루미늄 농도에서 상기 제2 알루미늄 농도로 변화하는 제4 알루미늄 농도를 가지는 제2-4 반사층(251s)을 더 포함할 수 있다. In addition, the first group second reflective layer 251 is disposed outside the 2-2 reflective layer 251q and has a fourth aluminum concentration that changes from the first aluminum concentration to the second aluminum concentration. A reflective layer 251s may be further included.

예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제2-4 반사층(251s)은 Alx4Ga(1-x4)As(0.12≤X4≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the first group second reflection layer 251 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the second-fourth reflection layer 251s is Al x4 Ga ( 1-x). x4) As (0.12≤X4≤0.88), but is not limited thereto.

이를 통해, 실시예에 의하면 인접한 제2-1 반사층(251p)과 제2-2 반사층(251q) 사이에 중간 영역의 알루미늄 농도를 구비한 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s)을 구비함으로써 인접한 반사층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의한 전기장(Electric Field) 발생을 최소화하여 캐리어 장벽(barrier)을 낮춤으로써 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Through this, according to the embodiment, the 2-3 reflective layer 251r or the 2-4 reflective layer having an intermediate aluminum concentration between the adjacent 2-1 reflective layer 251p and 2-2 reflective layer 251q ( 251s) has a technical effect of improving light output by lowering the carrier barrier by minimizing the generation of an electric field due to energy band bending at the interface between adjacent reflective layers. have.

이에 따라 실시예에 의하면, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예에서 상기 제2-2 반사층(251q)의 두께는 상기 제2-1 반사층(251p)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한 상기 제2-1 반사층(251p) 또는 상기 제2-2 반사층(251q)의 두께는 상기 제2-3 반사층(251r) 또는 상기 제2-4 반사층(251s)의 두께보다는 두꺼울 수 있다.Also, in the embodiment, the thickness of the 2-2 reflective layer 251q may be greater than that of the 2-1 reflective layer 251p. Also, the thickness of the 2-1 reflective layer 251p or the 2-2 reflective layer 251q may be greater than that of the 2-3 reflective layer 251r or the 2-4 reflective layer 251s.

이때 제2-2 반사층(251q)의 제2 알루미늄 농도는 제2-1 반사층(251p)의 제1 알루미늄 농도가 높을 수 있다. 또한 제2-1 반사층(251p)의 제1 알루미늄 농도는 제2-3 반사층(251r)의 제3 알루미늄 농도 또는 제2-4 반사층(251s)의 제4 알루미늄 농도보다 높을 수 있다.In this case, the second aluminum concentration of the 2-2nd reflective layer 251q may be higher than the first aluminum concentration of the 2-1st reflective layer 251p. Also, the first aluminum concentration of the 2-1 reflective layer 251p may be higher than the 3rd aluminum concentration of the 2-3 reflective layer 251r or the 4th aluminum concentration of the 2-4 reflective layer 251s.

이에 따라 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-2 반사층(251q)의 두께가 상기 제2-1 반사층(251p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.Accordingly, since the thickness of the 2-2nd reflective layer 251q having a relatively high aluminum concentration is thicker than that of the 2-1st reflective layer 251p, the quality of the grating can be improved and light output can be contributed.

또한 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-1 반사층(251p)의 두께가 상기 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, since the thickness of the 2-1 reflective layer 251p having a relatively high aluminum concentration is thicker than the thickness of the 2-3 reflective layer 251r or the 2-4 reflective layer 251s, the grating quality can be improved to contribute to light output. can

예를 들어, 상기 제2-2 반사층(251q)의 두께는 약 50~55nm일 수 있으며, 상기 제2-1 반사층(251p)의 두께는 약 26~32nm일 수 있고, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-2 반사층(251q)의 두께가 상기 제2-1 반사층(251p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.For example, the thickness of the 2-2 reflective layer 251q may be about 50 to 55 nm, the thickness of the 2-1 reflective layer 251p may be about 26 to 32 nm, and the aluminum concentration is relatively high. Since the thickness of the 2-2nd reflective layer 251q is greater than that of the 2-1st reflective layer 251p, it is possible to contribute to light output by improving grating quality.

또한 상기 제2-3 반사층(251r)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 상기 제2-4 반사층(251s)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-2 반사층(251q), 제2-1 반사층(251p)의 두께가 제2-3 반사층(251r), 제2-4 반사층(251s)보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, the thickness of the 2-3 reflective layer 251r may be about 22 to 27 nm, the thickness of the 2-4 reflective layer 251s may be about 22 to 27 nm, and the aluminum concentration may be relatively high. Since the 2-2 reflective layer 251q and the 2-1 reflective layer 251p are thicker than the 2-3 reflective layer 251r and 2-4 reflective layer 251s, the grating quality can be improved to contribute to light output. .

계속하여 도 16b를 참조하면, 실시예에서 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)은 제2-5 반사층(252p), 제2-6 반사층(252q), 제2-7 반사층(252r) 및 제2-8 반사층(252s)을 포함할 수 있으며, 각 층은 굴절률이 서로 다를 수 있다.Referring to FIG. 16B , in the embodiment, the second group second reflective layer 252 includes a 2-5th reflective layer 252p, a 2-6th reflective layer 252q, a 2-7th reflective layer 252r, and a second reflective layer 252r. It may include 2-8 reflective layers 252s, and each layer may have a different refractive index.

예를 들어, 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)은, 제5 굴절률을 가지는 제2-5 반사층(252p)과, 상기 제5 굴절률보다 낮은 제6 굴절률을 가지며 상기 제2-5 반사층(252p)의 일측에 배치되는 제2-6 반사층(252q) 및 상기 제5 굴절률과 상기 제6 굴절률 사이의 제7 굴절률을 가지며 상기 제2-5 반사층(252p)과 제2-6 반사층(252q)의 사이에 배치되는 제2-7 반사층(252r)을 포함할 수 있다.For example, the second group second reflective layer 252 includes a 2-5th reflective layer 252p having a fifth refractive index and a 6th refractive index lower than the 5th refractive index 252p. ) The 2-6th reflective layer 252q disposed on one side and having a seventh refractive index between the 5th refractive index and the 6th refractive index, and the 2-5th reflective layer 252p and the 2-6th reflective layer 252q A second to seventh reflective layer 252r disposed therebetween may be included.

예를 들어, 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)은, 제5 알루미늄 농도를 가지는 제2-5 반사층(252p)과, 상기 제5 알루미늄 농도보다 높은 제6 알루미늄 농도를 가지며 상기 제2-5 반사층(252p)의 일측에 배치되는 제2-6 반사층(252q) 및 상기 제5 알루미늄 농도에서 상기 제6 알루미늄 농도로 변화하는 제7 알루미늄 농도를 가지며 상기 제2-5 반사층(252p)과 상기 제2-6 반사층(252q) 사이에 배치되는 제2-7 반사층(252r)을 포함할 수 있다.For example, the second group second reflective layer 252 includes a 2-5 reflective layer 252p having a 5th aluminum concentration and a 6th aluminum concentration higher than the 5th aluminum concentration, and the 2-5th reflective layer 252p. The 2-6th reflective layer 252q disposed on one side of the reflective layer 252p and a 7th aluminum concentration varying from the 5th aluminum concentration to the 6th aluminum concentration, and the 2-5th reflective layer 252p and the 7th aluminum concentration A 2-7th reflective layer 252r disposed between the 2-6 reflective layer 252q may be included.

예를 들어, 제2 그룹 제2 반사층(252)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제2-5 반사층(252p)이 Al0.12Ga0.88As일 수 있으며, 제2-6 반사층(252q)은 Al0.88Ga0.12As일 수 있고, 제2-7 반사층(252r)은 Alx3Ga(1-x3)As(0.12≤X3≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the second group second reflective layer 252 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the second-fifth reflective layer 252p is Al 0.12 Ga 0.88 As. The 2-6th reflective layer 252q may be Al 0.88 Ga 0.12 As, and the 2-7th reflective layer 252r may be Al x3 Ga (1-x3) As (0.12≤X3≤0.88). It is not limited.

또한 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)은, 상기 제2-6 반사층(252q)의 외측에 배치되며 제5 알루미늄 농도에서 상기 제6 알루미늄 농도로 변화하는 제8 알루미늄 농도를 가지는 제2-8 반사층(252s)을 더 포함할 수 있다. In addition, the second group second reflective layer 252 is disposed outside the 2-6th reflective layer 252q and has an eighth aluminum concentration varying from the fifth aluminum concentration to the sixth aluminum concentration. A reflective layer 252s may be further included.

예를 들어, 제2 그룹 제2 반사층(252)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)를 포함하는 경우, 제2-8 반사층(252s)은 Alx4Ga(1-x4)As(0.12≤X4≤0.88)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the second group second reflective layer 252 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1), the second-eighth reflective layer 252s is Al x4 Ga ( 1-x). x4) As (0.12≤X4≤0.88), but is not limited thereto.

이를 통해, 실시예에 의하면 인접한 제2-5 반사층(252p)과 제2-6 반사층(252q) 사이에 중간 영역의 알루미늄 농도를 구비한 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s)을 구비함으로써 인접한 반사층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의한 전기장(Electric Field) 발생을 최소화하여 캐리어 장벽(barrier)을 낮춤으로써 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Through this, according to the embodiment, the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer (252r) having an intermediate aluminum concentration between the adjacent 2-5th reflective layer 252p and the 2-6th reflective layer 252q ( 252s) has a technical effect of improving light output by lowering the carrier barrier by minimizing the generation of an electric field due to energy band bending at the interface between adjacent reflective layers. have.

이에 따라 실시예에 의하면, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

또한 실시예에서 상기 제2-6 반사층(252q)의 두께는 상기 제2-5 반사층(252p)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한 상기 제2-5 반사층(252p) 또는 상기 제2-6 반사층(252q)의 두께는 상기 제2-7 반사층(252r) 또는 상기 제2-8 반사층(252s)의 두께보다는 두꺼울 수 있다.Also, in the embodiment, the thickness of the 2-6th reflective layer 252q may be greater than that of the 2-5th reflective layer 252p. Also, the thickness of the 2-5th reflective layer 252p or the 2-6th reflective layer 252q may be greater than that of the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer 252s.

이때 제2-6 반사층(252q)의 제6 알루미늄 농도는 제2-5 반사층(252p)의 제5 알루미늄 농도보가 높을 수 있다. 또한 제2-5 반사층(252p)의 제5 알루미늄 농도는 제2-7 반사층(252r)의 제7 알루미늄 농도 또는 제2-8 반사층(252s)의 제8 알루미늄 농도보다 높을 수 있다.In this case, the sixth aluminum concentration of the 2-6th reflective layer 252q may be higher than the fifth aluminum concentration of the 2-5th reflective layer 252p. Also, the fifth aluminum concentration of the 2-5th reflective layer 252p may be higher than the 7th aluminum concentration of the 2-7th reflective layer 252r or the 8th aluminum concentration of the 2-8th reflective layer 252s.

이에 따라 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-6 반사층(252q)의 두께가 상기 제2-5 반사층(252p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.Accordingly, since the thickness of the 2-6th reflective layer 252q having a relatively high aluminum concentration is thicker than the thickness of the 2-5th reflective layer 252p, the grating quality can be improved and light output can be contributed.

또한 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-5 반사층(252p)의 두께가 상기 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, since the thickness of the 2-5th reflective layer 252p having a relatively high aluminum concentration is thicker than the thickness of the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer 252s, the grating quality can be improved to contribute to light output. can

예를 들어, 상기 제2-6 반사층(252q)의 두께는 약 50~55nm일 수 있으며, 상기 제2-5 반사층(252p)의 두께는 약 40~45nm일 수 있고, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-6 반사층(252q)의 두께가 상기 제2-5 반사층(252p)의 두께보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.For example, the thickness of the 2-6th reflective layer 252q may be about 50 to 55 nm, the thickness of the 2-5th reflective layer 252p may be about 40 to 45 nm, and the aluminum concentration is relatively high. Since the thickness of the 2-6th reflective layer 252q is greater than the thickness of the 2-5th reflective layer 252p, it is possible to contribute to light output by improving grating quality.

또한 상기 제2-7 반사층(252r)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 상기 제2-8 반사층(252s)의 두께는 약 22~27 nm일 수 있으며, 알루미늄 농도가 상대적으로 높은 제2-6 반사층(252q), 제2-5 반사층(252p)의 두께가 제2-7 반사층(252r), 제2-8 반사층(252s)보다 두꺼우므로 격자 품질을 향상시켜 광출력에 기여할 수 있다.In addition, the thickness of the 2-7th reflective layer 252r may be about 22 to 27 nm, the thickness of the 2-8th reflective layer 252s may be about 22 to 27 nm, and the aluminum concentration may be relatively high. Since the 2-6th reflective layer 252q and the 2-5th reflective layer 252p are thicker than the 2-7th reflective layer 252r and the 2-8th reflective layer 252s, the grating quality can be improved to contribute to light output. .

다음으로 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다.Next, one of the technical challenges of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer and a light emitting device including the same.

잠시 도 14를 참조하면, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 위치에 따른 광 에너지(E) 분포를 알 수 있는데, 활성영역(230)에서 상대적으로 이격될수록 광 에너지 분포가 낮아지며, 실시예는 광 에너지 분포를 고려하여, 도 16b를 참조하면, 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서의 제1 도전형 도펀트의 농도가 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서의 도펀트 농도보다 낮게 제어할 수 있다.Referring to FIG. 14 for a while, it can be seen that the distribution of light energy (E) according to the position in the surface emitting laser device according to the embodiment is known. In consideration of the energy distribution, referring to FIG. 16B , the concentration of the first conductivity type dopant in the first group second reflective layer 251 may be controlled to be lower than the dopant concentration in the second group 252 reflective layer 252 . can

예를 들어, 실시예는 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서의 도펀트의 농도는 약 7.00E17 내지 1.50E18 일 수 있으며, 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서는 약 1.00E18 내지 3.00E18으로 제어할 수 있다. 실시예에서 농도단위 1.00E18는 1.00X1018(atoms/cm3)를 의미할 수 있다. 실시예에서 p형 도펀트는 C(Carbon)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in the embodiment, the dopant concentration in the first group second reflective layer 251 may be about 7.00E17 to 1.50E18, and the second group second reflective layer 252 may have a concentration of about 1.00E18 to 3.00E18. can be controlled with In the embodiment, the concentration unit 1.00E18 may mean 1.00X10 18 (atoms/cm 3 ). In the embodiment, the p-type dopant may be C (Carbon), but is not limited thereto.

이를 통해 실시예는 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서의 제2 도전형 도펀트의 농도가 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서의 도펀트 농도보다 높게 제어하고, 광 에너지가 상대적으로 높은 제1 그룹 제2 반사층(251) 영역에 제2 도전형 도펀트를 상대적으로 낮게 도핑 함으로써, 제1 그룹 제2 반사층(251)에서는 도펀트에 의한 광 흡수를 최소하여 광 출력을 향상시킴과 아울러 제2 그룹 제2 반사층(252)에서는 상대적으로 높은 도펀트에 의한 저항 개선으로 전압효율을 향상시켜, 광출력과 전압효율을 동시에 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있는 특유의 기술적 효과가 있다.Through this, the embodiment controls the concentration of the second conductivity type dopant in the second group second reflective layer 252 to be higher than the dopant concentration in the first group second reflective layer 251, and the light energy is relatively high. By doping the second conductivity-type dopant relatively low in the region of the first group second reflective layer 251, light absorption by the dopant is minimized in the first group second reflective layer 251 to improve light output, and the second In the second group reflective layer 252, voltage efficiency is improved by improving resistance by a relatively high dopant, thereby providing a surface-emitting laser device capable of simultaneously improving light output and voltage efficiency and a light emitting device including the same. There is a technical effect of

또한 종래기술에 의하면 정상파(Standing wave)가 DBR과 계면(interference)에서 진행될 이러한 도펀트에 의하여 흡수가 일어날 가능성이 있다. 이에 따라 실시예는 정상파의 광학적 반사도(optical power reflectance)가 가장 작은 노드 포지션(node position)에서는 많은 도핑을 진행하여 저항을 최소화하고, 안티노드 포지션(antinode position)에서는 되도록이면 낮은 도핑을 진행함으로써 광흡수를 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다. 상기 노드 포지션은 각 층의 굴절률이 상승 또는 하강하여 변화하는 지점을 의미할 수 있다.In addition, according to the prior art, there is a possibility that standing waves may be absorbed by these dopants to proceed at an interface with the DBR. Accordingly, the embodiment minimizes the resistance by performing a lot of doping at the node position where the optical power reflectance of the standing wave is the smallest, and proceeds with as low a doping as possible at the antinode position, There are technical effects that can minimize absorption. The node position may mean a point at which the refractive index of each layer increases or decreases to change.

계속하여 도 16b를 참조하면, 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서 제2-1 반사층(251p)과 제2-2 반사층(251q)의 굴절률은 상점 또는 하점으로 변화하지 않는 안티노드 포지션일 수 있다. 또한 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)에서 제2-3 반사층(251r)과 제2-4 반사층(251s)의 굴절률은 상승 또는 또는 하강하여 변화하는 노드 포지션일 수 있다.Referring to FIG. 16B , in the first group second reflective layer 251, the refractive indices of the 2-1 reflective layer 251p and 2-2 reflective layer 251q are in an antinode position that does not change to the upper or lower point. can Also, in the first group second reflective layer 251, the refractive indices of the 2-3 reflective layer 251r and 2-4 reflective layer 251s may rise or fall to change node positions.

이에 따라 실시예에서 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도핑농도는 제2-1 반사층(251p) 또는 제2-2 반사층(251q)의 제2 도전형 도핑농도 보다 높게 제어할 수 있다.Accordingly, in the embodiment, the second conductivity type doping concentration of the 2-3 reflective layer 251r or 2-4 reflective layer 251s is the second conductivity type doping concentration of the 2-1 reflective layer 251p or 2-2 reflective layer 251q. It can be controlled higher than the conductivity type doping concentration.

예를 들어, 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도핑농도는 약 1.00E18 내지 1.50E18일 수 있으며, 제2-1 반사층(251p) 또는 제2-2 반사층(251q)의 제2 도전형 도핑농도는 약 6.00E17 내지 8.00E17일 수 있다. For example, the second conductivity type doping concentration of the 2-3 reflective layer 251r or 2-4 reflective layer 251s may be about 1.00E18 to 1.50E18, and the 2-1 reflective layer 251p or the second The doping concentration of the second conductivity type of the -2 reflective layer 251q may be about 6.00E17 to about 8.00E17.

이에 따라 정상파의 광학적 반사도(optical power reflectance)가 낮은 노드 포지션(node position)인 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s)에서는 많은 도핑을 진행하여 저항을 최소화하고, 안티노드 포지션(antinode position)인 제2-1 반사층(251p) 또는 제2-2 반사층(251q)에서는 낮은 도핑을 진행함으로써 광흡수를 최소화할 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다. Accordingly, in the 2-3 reflective layer 251r or 2-4 reflective layer 251s, which is a node position having a low optical power reflectance of the standing wave, a lot of doping is performed to minimize resistance, and antinode In the antinode position, the 2-1 reflective layer 251p or 2-2 reflective layer 251q has a complex technical effect capable of minimizing light absorption by performing low doping.

또한 실시예에서 노드 포지션인 제2-3 반사층(251r) 또는 제2-4 반사층(251s) 중에 활성영역(230)에서 멀어지는 방향으로 굴절률이 증가하는 노드 포지션인 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도펀트의 농도가 굴절률이 감소하는 노드 포지션인 제2-3 반사층(251r)의 제2 도전형 도펀트의 농도보다 높게 제어할 수 있다.In addition, in the embodiment, among the 2-3 reflective layers 251r or 2-4 reflective layers 251s, which are node positions, the refractive index increases in the direction away from the active region 230. The concentration of the second conductivity type dopant may be controlled to be higher than the concentration of the second conductivity type dopant of the second-third reflective layer 251r at a node position where the refractive index decreases.

이를 통해 광학적 반사도가 상대적으로 더 낮은 굴절률이 증가하는 노드 포지션인 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도펀트의 농도를 높게 제어하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.Through this, electrical characteristics may be improved by controlling the concentration of the second conductivity type dopant of the second to fourth reflective layer 251s, which is a node position where the refractive index of which the optical reflectance is relatively low, increases.

예를 들어, 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도핑농도는 약 1.50E18일 수 있으며, 제2-3 반사층(251r)의 제2 도전형 도핑농도는 약 1.00E18일 수 있으며, 광학적 반사도가 상대적으로 더 낮은 제2-4 반사층(251s)의 제2 도전형 도펀트의 농도를 높게 제어하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.For example, the second conductivity type doping concentration of the 2-4 reflective layer 251s may be about 1.50E18, and the second conductivity type doping concentration of the 2-3 reflective layer 251r may be about 1.00E18. Electrical characteristics may be improved by controlling the concentration of the second conductivity type dopant of the second to fourth reflective layers 251s having a relatively low optical reflectance to be high.

계속하여 도 16b를 참조하면, 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서 제2-5 반사층(252p)과 제2-6 반사층(252q)의 굴절률은 상점 또는 하점으로 변화하지 않는 안티노드 포지션일 수 있다. 또한 상기 제2 그룹 제2 반사층(252)에서 제2-7 반사층(252r)과 제2-8 반사층(252s)의 굴절률은 상승 또는 또는 하강하여 변화하는 노드 포지션일 수 있다.Referring to FIG. 16B , in the second group second reflective layer 252, the refractive indices of the 2-5th reflective layer 252p and the 2-6th reflective layer 252q are in an antinode position that does not change to the upper or lower point. can Also, in the second group second reflective layer 252, the refractive indices of the 2-7th reflective layer 252r and the 2-8th reflective layer 252s may rise or fall to change node positions.

실시예는 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도핑농도는 제2-5 반사층(252p) 또는 제2-6 반사층(252q)의 제2 도전형 도핑농도 보다 높게 제어할 수 있다.In the embodiment, the doping concentration of the second conductivity type of the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer 252s is the second conductivity type of the 2-5th reflective layer 252p or the 2-6th reflective layer 252q. It can be controlled higher than the doping concentration.

예를 들어, 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도핑농도는 약 2.00E18 내지 3.00E18일 수 있으며, 제2-5 반사층(252p) 또는 제2-6 반사층(252q)의 제2 도전형 도핑농도는 약 1.00E18 내지 1.50E18일 수 있다. For example, the second conductivity type doping concentration of the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer 252s may be about 2.00E18 to 3.00E18, and the 2-5th reflective layer 252p or the second The doping concentration of the second conductivity type of the -6 reflective layer 252q may be about 1.00E18 to about 1.50E18.

이에 따라 정상파의 광학적 반사도(optical power reflectance)가 낮은 노드 포지션(node position)인 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s)에서는 많은 도핑을 진행하여 저항을 최소화하고, 안티노드 포지션(antinode position)인 제2-5 반사층(252p) 또는 제2-6 반사층(252q)에서는 낮은 도핑을 진행함으로써 광흡수를 최소화할 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다. Accordingly, in the 2-7th reflective layer 252r or the 2-8th reflective layer 252s, which is a node position where the optical power reflectance of the standing wave is low, a lot of doping is performed to minimize resistance, and antinode In the second-fifth reflective layer 252p or the second-sixth reflective layer 252q, which are antinode positions, a low doping process has a complex technical effect capable of minimizing light absorption.

또한 실시예에서 노드 포지션인 제2-7 반사층(252r) 또는 제2-8 반사층(252s) 중에 활성영역(230)에서 멀어지는 방향으로 굴절률이 증가하는 노드 포지션인 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도펀트의 농도가 굴절률이 감소하는 노드 포지션인 제2-7 반사층(252r)의 제2 도전형 도펀트의 농도보다 높게 제어할 수 있다.In addition, in the embodiment, among the 2-7th reflective layers 252r or 2-8th reflective layers 252s, which are node positions, the refractive index increases in the direction away from the active region 230. The concentration of the second conductivity type dopant may be controlled to be higher than the concentration of the second conductivity type dopant of the second to seventh reflective layers 252r at a node position where the refractive index decreases.

이를 통해 광학적 반사도가 상대적으로 더 낮은 굴절률이 증가하는 노드 포지션인 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도펀트의 농도를 높게 제어하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.Through this, electrical characteristics may be improved by controlling the concentration of the second conductivity type dopant of the second to eighth reflective layers 252s, which is a node position where the refractive index of which the optical reflectance is relatively low, increases.

예를 들어, 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도핑농도는 약 3.00E18일 수 있으며, 제2-7 반사층(252r)의 제2 도전형 도핑농도는 약 2.00E18일 수 있으며, 광학적 반사도가 상대적으로 더 낮은 제2-8 반사층(252s)의 제2 도전형 도펀트의 농도를 높게 제어하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.For example, the second conductivity-type doping concentration of the 2-8th reflective layer 252s may be about 3.00E18, and the second conductivity-type doping concentration of the 2-7th reflective layer 252r may be about 2.00E18. Electrical characteristics may be improved by controlling the concentration of the second conductivity type dopant of the second to eighth reflective layers 252s having a relatively low optical reflectance to be high.

다음으로 아래 표 1은 종래기술(비교예)와 실시예에서의 칩 특성 데이터이다.Next, Table 1 below shows chip characteristic data in the prior art (comparative example) and examples.

실시예에 의하면, 표 1에서와 같이 광출력, 전압특성 등이 현저히 향상됨을 알 수 있다.According to the examples, as shown in Table 1, it can be seen that light output, voltage characteristics, and the like are remarkably improved.

비교예comparative example 실시예Example 비고note Emitter 수(ea)Number of Emitters (ea) 202202 202202 칩 특성(@2.5A)Chip characteristics (@2.5A) Wp W p nmnm 937.5937.5 939939 Pop P op mWmW 15161516 18581858 22.6% 증가22.6% increase Vf V f VV 2.192.19 1.961.96 0.23V 감소0.23V drop PCEPCE %% 27.827.8 38.038.0 36.7% 증가36.7% increase

(제3 실시예)(Third Embodiment)

다음으로 도 17은 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 에너지밴드 다이어 그램(203) 예시도이다.Next, FIG. 17 is an example of an energy band diagram 203 in the surface emitting laser device according to the third embodiment.

제3 실시예는 제1 실시예, 제2 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.The third embodiment may employ technical features of the first and second embodiments.

예를 들어, 도 17을 참조하면, 실시예에서 제1 반사층(220)이 AlxGa(1-x)As(0<x<1)을 포함하는 경우, Al의 농도에 그레이딩(grading)를 두어 인접하는 반사층 사이의 전기장(Electric Field) 발생을 최소화할 수 있다.For example, referring to FIG. 17, when the first reflective layer 220 includes Al x Ga (1-x) As (0<x<1) in the embodiment, grading is performed on the concentration of Al. It is possible to minimize the generation of an electric field between adjacent reflective layers.

예를 들어, 상기 제1 반사층(220)이 제1 알루미늄 농도의 제1 층(220p)과 제2 알루미늄 농도의 제2 층(220q)을 포함하는 경우, 상기 제1 알루미늄 농도의 제1 층(220p)과 제2 알루미늄 농도의 제2 층(220q) 사이에 제3 농도의 알루미늄 농도의 제3층(220r)의 개재하고, 상기 제3층(220r)의 알루미늄 농도는 상기 제1 층(220p)과 상기 제2 층(220q) 사이의 알루미늄 농도 사이 값을 가질 수 있다.For example, when the first reflective layer 220 includes a first layer 220p having a first aluminum concentration and a second layer 220q having a second aluminum concentration, the first layer having a first aluminum concentration ( 220p) and the second layer 220q having a second aluminum concentration, a third layer 220r having an aluminum concentration of a third concentration is interposed, and the aluminum concentration of the third layer 220r is the first layer 220p. ) and the aluminum concentration between the second layer 220q.

예를 들어, 제1 반사층(220)은 Al0.12Ga0.88As인 제1 층(220p)과 Al0.88Ga0.12As인 제2 층(220q) 사이에 Alx3Ga(1-x3)As(0.12≤X3≤0.88)인 제3층(220r)을 개재할 수 있다. 이를 통해 실시예에 의하면 제1 층(220p)과 제2 층(220q) 사이에 중간 영역의 알루미늄 농도를 구비한 제3 층(220r)을 구비함으로써 인접한 반사층 사이 계면(interface)에서 에너지 밴드 벤딩(Energy Band Bending)에 의한 전기장(Electric Field) 발생을 최소화하여 캐리어 장벽(barrier)을 낮춤으로써 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, in the first reflective layer 220 , Al x3 Ga (1-x3) As ( 0.12≤ A third layer 220r of X3≤0.88 may be interposed therebetween. Through this, according to the embodiment, by providing a third layer 220r having an intermediate aluminum concentration between the first layer 220p and the second layer 220q, energy band bending at the interface between adjacent reflective layers ( There is a technical effect of improving light output by minimizing the generation of an electric field by energy band bending and lowering a carrier barrier.

이에 따라 실시예에 의하면, 반사층에서의 전기장 발생에 따른 캐리어 배리어 영향을 최소화하여 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 표면발광 레이저패키지를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a surface-emitting laser device and a surface-emitting laser package including the surface-emitting laser device capable of improving light output by minimizing the carrier barrier effect due to the generation of an electric field in the reflective layer.

이하 제3 실시예의 주된 기술적 특징을 중심으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the main technical features of the third embodiment will be mainly described.

계속하여 도 17을 참조하면, 제3 실시예는 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230)을 포함할 수 있다.Referring continuously to FIG. 17 , the third embodiment may include an active region 230 on the first reflective layer 220 .

이때, 상기 활성영역(230)은 활성층(232) 및 상기 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 활성영역(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.In this case, the active region 230 may include an active layer 232 , a first cavity 231 disposed below the active layer 232 , and a second cavity 233 disposed above the active layer 232 . The active region 230 of the embodiment may include both the first cavity 231 and the second cavity 233 or only one of the two.

상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1)물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. The first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of an Al y Ga (1-y) As (0<y<1) material, but are not limited thereto. For example, each of the first cavity 231 and the second cavity 233 may include a plurality of layers of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first cavity 231 may include a 1-1st cavity layer 231a and a 1-2nd cavity layer 231b. The 1-1st cavity layer 231a may be further spaced apart from the active layer 232 than the 1-2nd cavity layer 231b. The 1-1st cavity layer 231a may be formed thicker than the 1-2nd cavity layer 231b, but is not limited thereto.

실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 표면발광 레이저패키지를 제공하고자 함이다.One of the technical challenges of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device capable of improving light output by improving voltage efficiency and a surface-emitting laser package including the same.

실시예는 이러한 기술적 과제를 해결하기 위해, 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 표면발광 레이저패키지를 제공할 수 있다.In order to solve these technical problems, embodiments provide a surface-emitting laser device having a technical effect capable of improving light output by improving voltage efficiency through resistance reduction in an active region and a surface-emitting laser package including the same. can

우선, 도 17을 참조하면, 제3 실시예에서 상기 활성영역(230)은, 상기 제1 반사층(220) 상에 배치되는 제1 캐비티(231)와, 양자우물(232a)과 양자벽(232b)을 포함하며 상기 제1 캐비티(231) 상에 배치되는 활성층(232)을 포함하고, 상기 제1 캐비티(231)는, 상기 제1 반사층(220)과 인접하고 제1 도전형 제1 도핑층(261)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 17, in the third embodiment, the active region 230 includes a first cavity 231 disposed on the first reflective layer 220, a quantum well 232a, and a quantum wall 232b. ) and an active layer 232 disposed on the first cavity 231, wherein the first cavity 231 is adjacent to the first reflective layer 220 and a first doped layer of a first conductivity type. (261) may be included.

제3 실시예에 의하면, 제1 캐비티(231)의 일부 영역에 제1 도전형 제1 도핑층(261)을 포함함으로써 기존 활성영역에 비해 저항을 감소시킴으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.According to the third embodiment, by including the first conductivity-type first doped layer 261 in a partial region of the first cavity 231, the resistance is reduced compared to the existing active region, thereby reducing the voltage efficiency in the active region. There is a technical effect that can improve the light output by improving the.

예를 들어, 제3 실시예에서 제1 캐비티(231)가 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함하는 경우, 상기 활성층(232)에서 더 이격되어 배치된 제1-1 캐비티층(231a)에 제1 도전형 제1 도핑층(261)을 포함함으로써 종래 활성영역에 비해 저항을 감소시킴으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, in the case where the first cavity 231 includes the 1-1st cavity layer 231a and the 1-2nd cavity layer 231b in the third embodiment, they are further spaced apart from the active layer 232. By including the first conductivity type first doped layer 261 in the 1-1st cavity layer 231a, the resistance is reduced compared to the conventional active region, thereby improving the voltage efficiency through the reduction in resistance in the active region to increase light output. There are technical effects that can be improved.

아래 표 2은 비교예와 실시예의 표면발광 레이저소자의 특성 데이터이다. 비교예는 캐비티에 도핑이 진행되지 않는 경우이다.Table 2 below shows characteristic data of surface emitting laser devices of Comparative Examples and Examples. A comparative example is a case in which doping does not proceed in the cavity.

구분division 비교예comparative example 제3 실시예Third embodiment 에미터 개수number of emitters 202202 202202 Wp(nm)Wp(nm) 943.2943.2 942.4942.4 Vf(V)Vf(V) 2.192.19 2.072.07 PCE(%)PCE (%) 38.938.9 39.339.3

제3 실시예는 캐비티에 도핑이 진행됨에 따라 활성영역에서 저항감소를 통해 비교예에 비해 동작전압(Vf)이 낮아졌으며, 광효율이나 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.제3 실시예에서 제1 도전형 제1 도핑층(261)의 영역은 상기 제1 캐비티(231)의 영역 대비 10% 내지 70%로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)의 영역이 상기 제1 캐비티(231)의 영역 대비 70%를 초과시 도핑영역에 의한 광 흡수로 인해 광출력이 저하될 수 있으며, 그 영역이 10% 미만의 경우 저항 감소효과의 기여도가 낮을 수 있다. 또한 실시예에서 제1 도전형 제1 도핑층(261)의 영역은 상기 제1 캐비티(231)의 영역 대비 20% 내지 50%로 제어될 수 있다. In the third embodiment, as the doping progresses in the cavity, the operating voltage (Vf) is lowered compared to the comparative example through resistance reduction in the active region, and there is a technical effect of improving light efficiency or light output. The area of the first conductivity-type first doped layer 261 is controlled to be 10% to 70% compared to the area of the first cavity 231, thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active area, thereby improving light output. There are technical effects that can be made. At this time, when the area of the first conductivity-type first doped layer 261 exceeds 70% of the area of the first cavity 231, light output may decrease due to light absorption by the doped area. In the case of less than 10%, the contribution of the resistance reduction effect may be low. Also, in an embodiment, the area of the first conductivity type first doped layer 261 may be controlled to be 20% to 50% of the area of the first cavity 231 .

실시예에서 상기 “영역”은 각 층이 차지하는 “폭”을 기준으로 비교될 수 있다. 또한 상기 “영역”은 각 층이 차지하는 “체적”일 수도 있다.In the embodiment, the “area” may be compared based on the “width” occupied by each layer. Also, the “area” may be a “volume” occupied by each layer.

실시예에서 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서 제1 도전형 도펀트의 농도는 1x1017~8x1017(atoms/cm3)범위로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서 제1 도전형 도펀트의 농도가 그 상한을 초과시 도핑영역에 의한 광 흡수로 인해 광출력이 저하될 수 있으며, 그 하한 미만의 경우 저항 감소효과의 기여도가 낮을 수 있다.In the embodiment, the concentration of the first conductivity type dopant in the first first conductivity type doped layer 261 is controlled in the range of 1x10 17 to 8x10 17 (atoms/cm 3 ), thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region. There is a technical effect that can improve light output by doing so. In this case, when the concentration of the first conductivity-type dopant in the first doped layer 261 exceeds the upper limit, optical output may decrease due to light absorption by the doped region, and resistance decreases when the concentration is less than the lower limit. The contribution of the effect may be low.

이 때 실시예에서 제1 캐비티(231)에 위치하는 제1 도전형 제1 도핑층(261)의 제1 도전형 도펀트의 농도는 제1 반사층(220)의 제1 도전형 도펀트의 농도보다 낮게 제어됨으로써 도핑영역에 의한 광 흡수를 방지함과 동시에 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있다. At this time, in the embodiment, the concentration of the first conductivity type dopant of the first conductivity type doped layer 261 located in the first cavity 231 is lower than the concentration of the first conductivity type dopant of the first reflective layer 220. By being controlled, light absorption by the doped region can be prevented and at the same time, voltage efficiency can be improved through resistance reduction in the active region to improve light output.

예를 들어, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)의 제1 도전형 도펀트의 농도는 1x1018~2x1018(atoms/cm3)범위인 경우, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서 제1 도전형 도펀트의 농도는 1x1017~8x1017(atoms/cm3)범위로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, when the concentration of the first conductivity type dopant of the first conductivity type doped layer 261 is in the range of 1x10 18 to 2x10 18 (atoms/cm 3 ), the first conductivity type first doped layer ( 261), the concentration of the first conductivity-type dopant is controlled in the range of 1x10 17 to 8x10 17 (atoms/cm 3 ), thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region, thereby having a technical effect of improving light output. .

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 발광층 주변에서 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 표면발광 레이저패키지를 제공하고자 함이다.In addition, one of the technical problems of the embodiment is to provide a surface-emitting laser device and a surface-emitting laser package including the same that can improve light output through improvement of optical confinement efficiency around the light emitting layer.

실시예는 이러한 기술적 과제를 해결하기 위해, 실시예는 발광층 주변의 활성영역(230)에서의 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.In order to solve this technical problem, the embodiment has a technical effect of improving light output through improvement of optical confinement efficiency in the active region 230 around the light emitting layer.

구체적으로, 상기 제1 캐비티(231)가 AlxGaAs계열층(0<X<1)을 포함하는 경우에, 상기 제1 캐비티(231)의 Al의 농도를 상기 활성층(232) 방향으로 감소하도록 제어함으로써 도 17에서와 같이, 제1 캐비티(231)의 밴드갭 에너지 준위가 활성층(232) 방향으로 감소하도록 제어함으로써 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Specifically, when the first cavity 231 includes an Al x GaAs-based layer (0<X<1), the concentration of Al in the first cavity 231 is reduced in the direction of the active layer 232 As shown in FIG. 17, by controlling the bandgap energy level of the first cavity 231 to decrease in the direction of the active layer 232, there is a technical effect of improving light output through improvement of optical confinement efficiency. have.

또한, 상기 제2 캐비티(233)가 AlxGaAs계열층(0<X<1)을 포함하는 경우에, 상기 제2 캐비티(233)의 Al의 농도를 상기 활성층(232) 방향으로 감소하도록 제어함으로써 도 17에서와 같이, 제2 캐비티(233)의 밴드갭 에너지 준위가 활성층(232) 방향으로 감소하도록 제어함으로써 광집중(optical confinement) 효율 향상을 통해 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.In addition, when the second cavity 233 includes an Al x GaAs-based layer (0<X<1), the concentration of Al in the second cavity 233 is controlled to decrease in the direction of the active layer 232. As shown in FIG. 17, by controlling the bandgap energy level of the second cavity 233 to decrease in the direction of the active layer 232, there is a technical effect of improving light output through improved optical confinement efficiency. .

(제4 실시예)(Fourth embodiment)

다음으로, 도 18은 제4 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 에너지밴드 다이어 그램(204) 예시도이다.Next, FIG. 18 is an example of an energy band diagram 204 in the surface emitting laser device according to the fourth embodiment.

제4 실시예는 앞서 설명된 제1 실시예 내지 제3 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제4 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.The fourth embodiment may employ the technical features of the first to third embodiments described above, and the main features of the fourth embodiment will be mainly described below.

제4 실시예에서 상기 제2 캐비티(233)의 제2 폭(T2)이 상기 제1 캐비티(231)의 제1 폭(T1)에 비해 크게 형성될 수 있다. In the fourth embodiment, the second width T2 of the second cavity 233 may be larger than the first width T1 of the first cavity 231 .

예를 들어, 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1)물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, AlyGa(1-y)As으로된 단층 또는 복수의 층을 포함할 수 있다. For example, the second cavity 233 may be formed of an Al y Ga (1-y) As (0<y<1) material, but is not limited thereto, and is made of Al y Ga (1-y) As It may include a single layer or multiple layers.

예를 들어, 상기 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 제2-2 캐비티층(233b)이 약 60~70nm로 형성되고, 상기 제2-1 캐비티층(233a)은 약 40~55nm로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second cavity 233 may include a 2-1st cavity layer 233a and a 2-2nd cavity layer 233b. The 2-2nd cavity layer 233b may be further spaced apart from the active layer 232 than the 2-1st cavity layer 233a. The 2-2nd cavity layer 233b may be formed thicker than the 2-1st cavity layer 233a, but is not limited thereto. In this case, the 2-2nd cavity layer 233b may be formed to have a thickness of about 60 to 70nm, and the thickness of the 2-1st cavity layer 233a may be formed to have a thickness of about 40 to 55nm, but is not limited thereto.

제4 실시예에 의하면, 상기 제2 캐비티(233)의 제2 폭(T2)이 상기 제1 캐비티(231)의 제1 폭(T1)에 비해 크게 형성됨으로써 공진 효율을 향상시킴으로써 광 출력을 향상시킬 수 있다.According to the fourth embodiment, the second width T2 of the second cavity 233 is formed larger than the first width T1 of the first cavity 231 to improve resonance efficiency and thereby improve light output. can make it

다음으로, 도 19a와 도 19b는 도 18에 도시된 제4 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 활성영역 중 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서의 도핑농도 데이터이다.Next, FIGS. 19A and 19B show doping concentration data in the first conductive type first doped layer 261 of the active region of the surface emitting laser device according to the fourth embodiment shown in FIG. 18 .

예를 들어, 도 19a와 도 19b에서 가로축은 활성층(232)에서 제1 반사층(220) 방향(X방향)으로 거리가 증가할 때의 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서 제1 도전형 도펀트의 도핑농도이다.For example, in FIGS. 19A and 19B , the horizontal axis indicates the first conduction in the first doped layer 261 of the first conductivity type when the distance increases in the direction (X direction) from the active layer 232 to the first reflective layer 220 . is the doping concentration of the type dopant.

실시예에 의하면, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)에서 제1 도전형 도펀트의 농도는 상기 활성층(232)의 방향에서 상기 제1 반사층(220)의 방향으로 증가하도록 제어함으로써, 활성층(232)에 인접한 영역에서의 도핑농도 증가를 제어하여 광 흡수에 따른 광도 저하를 방지함과 아울러, 상기 제1 반사층(220)에 인접한 영역에서의 도핑농도를 증대시켜 저항 감소에 따른 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, the concentration of the first conductivity type dopant in the first conductivity type first doped layer 261 is controlled to increase from the direction of the active layer 232 to the direction of the first reflective layer 220, thereby increasing the active layer The increase in doping concentration in the region adjacent to 232 is prevented from decreasing the luminous intensity due to light absorption, and the voltage efficiency due to the decrease in resistance is increased by increasing the doping concentration in the region adjacent to the first reflective layer 220. There is a technical effect that can improve light output by improving it.

예를 들어, 도 19a를 참조하면, 제1 도전형 제1 도핑층(261)이 제1-1 도핑층(261a)과 제1-2 도핑층(261b)을 포함하는 경우, 제1-1 도핑층(261a)에 비해 활성층(232)에서 더 이격되어 배치된 제1-2 도핑층(261b)에서의 도핑농도가 d1에서 d2 내지 d3로 증가함에 따라, 활성층(232)에 인접한 제1-1 도핑층(261a)에서의 광 흡수에 따른 광도 저하를 방지함과 아울러, 상기 제1 반사층(220)에 인접한 제1-2 도핑층(261b)영역에서의 저항 감소에 따른 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, referring to FIG. 19A , when the first doped layer 261 of the first conductivity type includes the 1-1st doped layer 261a and the 1-2nd doped layer 261b, the 1-1st doped layer 261b As the doping concentration in the 1-2nd doped layer 261b disposed further apart from the active layer 232 compared to the doped layer 261a increases from d1 to d2 to d3, the first-second doped layer 261b adjacent to the active layer 232 In addition to preventing the decrease in light intensity due to light absorption in the first doped layer 261a, the voltage efficiency due to the decrease in resistance in the region of the first and second doped layers 261b adjacent to the first reflective layer 220 is improved. There is a technical effect that can improve light output.

또한, 도 19b를 참조하면, 제1 도전형 제1 도핑층(261)이 제1-1 도핑층(261a), 제1-2 도핑층(261b) 및 제1-3 도핑층(261c)을 포함하는 경우, 제1-1 도핑층(261a)에 비해 활성층(232)에서 더 이격되어 배치된 제1-2 도핑층(261b)과 제1-3 도핑층(261c)에서의 도핑농도가 각각 d1, d2, d3로 순차적으로 증가함에 따라, 활성층(232)에 인접한 영역에서의 광 흡수에 따른 광도 저하를 방지함과 아울러, 상기 제1 반사층(220)에 인접한 영역에서의 저항 감소에 따른 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.Also, referring to FIG. 19B, the first conductivity type first doped layer 261 includes the 1-1 doped layer 261a, the 1-2 doped layer 261b, and the 1-3 doped layer 261c. When included, the doping concentrations in the 1-2nd doped layer 261b and the 1-3rd doped layer 261c disposed farther apart from the active layer 232 than in the 1-1st doped layer 261a, respectively. As d1, d2, and d3 are sequentially increased, the decrease in luminous intensity due to light absorption in the region adjacent to the active layer 232 is prevented, and the voltage according to the decrease in resistance in the region adjacent to the first reflective layer 220 There is a technical effect that can improve light output by improving efficiency.

(제5 실시예)(Fifth embodiment)

다음으로, 도 20은 제5 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 에너지밴드 다이어 그램(205) 예시도이다.Next, FIG. 20 is an example of an energy band diagram 205 in the surface emitting laser device according to the fifth embodiment.

제5 실시예는 제1 실시예 내지 제4 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제5 실시예의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.The fifth embodiment may employ the technical features of the first to fourth embodiments, and will be described below focusing on the features of the fifth embodiment.

제5 실시예에 의하면, 상기 활성영역(230)은, 상기 제2 반사층(250)과 상기 활성층(232) 사이에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함하고, 상기 제2 캐비티(233)는 상기 제2 반사층(250)과 인접하며, 제2 도전형 제2 도핑층(262)을 포함할 수 있다.According to the fifth embodiment, the active region 230 includes a second cavity 233 disposed between the second reflective layer 250 and the active layer 232, and the second cavity 233 It is adjacent to the second reflective layer 250 and may include a second conductivity type second doped layer 262 .

실시예에 의하면, 제2 캐비티(233)의 일부 영역에 제2 도전형 제2 도핑층(262)을 포함함으로써 기존 활성영역에 비해 저항을 감소시킴으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by including the second conductivity type second doped layer 262 in a partial region of the second cavity 233, resistance is reduced compared to the existing active region, thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region. There is a technical effect that can improve light output by doing so.

예를 들어, 실시예에서 제2 캐비티(233)가 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함하는 경우, 상기 활성층(232)에서 더 이격되어 배치된 제2-2 캐비티층(233b)에 제2 도전형 제2 도핑층(262)을 포함함으로써 종래기술에 비해 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. 예를 들어, 제2 캐비티(233)에 도핑이 진행된 실시예의 경우, 활성영역에서 저항감소를 통해 비교예에 비해 동작전압(Vf)이 낮아졌으며, 광효율이나 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, in the embodiment, when the second cavity 233 includes the 2-1st cavity layer 233a and the 2-2nd cavity layer 233b, the second cavity layer 233b is further spaced apart from the active layer 232. 2-2 By including the second conductivity type second doping layer 262 in the cavity layer 233b, a technical effect of improving light output by improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region compared to the prior art is obtained. have. For example, in the case of the embodiment in which doping is performed in the second cavity 233, the operating voltage (Vf) is lowered compared to the comparative example through resistance reduction in the active region, and a technical effect capable of improving light efficiency or light output is obtained. have.

실시예에서 제2 도전형 제2 도핑층(262)의 영역은 상기 제2 캐비티(233)의 영역 대비 10% 내지 70%로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때, 상기 제2 도전형 제2 도핑층(262)의 영역이 상기 제2 캐비티(233)의 영역 대비 70%를 초과시 도핑영역에 의한 광 흡수로 인해 광출력이 저하될 수 있으며, 그 영역이 10% 미만의 경우 저항 감소효과의 기여도가 낮을 수 있다.In the embodiment, the area of the second conductivity type second doped layer 262 is controlled to be 10% to 70% of the area of the second cavity 233, thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active area, thereby improving light output. There are technical effects that can improve. In this case, when the area of the second conductive second doped layer 262 exceeds 70% of the area of the second cavity 233, light output may decrease due to light absorption by the doped area. In the case of less than 10%, the contribution of the resistance reduction effect may be low.

실시예를 참조하면, 상기 제1 도전형 제1 도핑층(261)과 상기 제2 도전형 제2 도핑층(262)의 합계 영역은 상기 활성영역(230)의 전체 영역의 20% 내지 70%로 제어될 수 있으며, 그 상한을 초과시 도핑영역에 의한 광 흡수로 인해 광출력이 저하될 수 있으며, 하한 미만시 저항 감소효과의 기여도가 낮을 수 있다.Referring to the embodiment, the total area of the first doped layer 261 of the first conductivity type and the second doped layer 262 of the second conductivity type is 20% to 70% of the entire area of the active region 230. When the upper limit is exceeded, light output may be reduced due to light absorption by the doped region, and when the lower limit is lower, the contribution of the resistance reducing effect may be low.

실시예에서 제2 도전형 제2 도핑층(262)에서 제2 도전형 도펀트의 농도는 1x1017~8x1017(atoms/cm3)범위로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. 이때, 상기 제2 도전형 제2 도핑층(262)에서 제2 도전형 도펀트의 농도가 그 상한을 초과시 도핑영역에 의한 광 흡수로 인해 광출력이 저하될 수 있으며, 그 하한 미만의 경우 저항 감소효과의 기여도가 낮을 수 있다.In the embodiment, the concentration of the second conductivity type dopant in the second conductivity type second doping layer 262 is controlled in the range of 1x10 17 to 8x10 17 (atoms/cm 3 ), thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region. There is a technical effect that can improve light output by doing so. At this time, when the concentration of the second conductivity type dopant in the second conductivity type second dopant layer 262 exceeds the upper limit, light output may decrease due to light absorption by the doped region, and resistance decreases when the concentration is less than the lower limit. The contribution of the effect may be low.

또한 실시예에서 제2 도전형 제2 도핑층(262)의 제2 도전형 도펀트의 농도는 제2 반사층(250)의 제2 도전형 도펀트의 농도 이하로 제어됨으로써 도핑영역에 의한 광 흡수를 방지함과 동시에 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있다. In addition, in the embodiment, the concentration of the second conductivity type dopant of the second conductivity type second dopant layer 262 is controlled to be less than or equal to the concentration of the second conductivity type dopant of the second reflective layer 250, thereby preventing light absorption by the doped region. At the same time, it is possible to improve light output by improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region.

예를 들어, 상기 제2 도전형 제2 도핑층(262)의 제2 도전형 도펀트의 농도는 7x1017~3x1018(atoms/cm3)범위인 경우, 상기 제2 도전형 제2 도핑층(262)에서 제2 도전형 도펀트의 농도는 1x1017~7x1017(atoms/cm3)범위로 제어됨으로써 활성영역에서의 저항감소를 통해 전압효율을 향상시켜 광출력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.For example, when the concentration of the second conductivity type dopant of the second conductivity type second doped layer 262 is in the range of 7x10 17 to 3x10 18 (atoms/cm 3 ), the second conductivity type second doped layer ( 262), the concentration of the second conductivity-type dopant is controlled in the range of 1x10 17 to 7x10 17 (atoms/cm 3 ), thereby improving voltage efficiency through resistance reduction in the active region, thereby having a technical effect of improving light output. .

(제조방법)(Manufacturing method)

이하 도 21a 내지 도 29를 참조하여 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제조방법을 설명하기로 한다. 한편, 아래 제조방법은 제1 실시예의 제조방법을 중심으로 설명하나, 제조방법이 제1 실시예의 제조에만 적용되는 것은 아니며, 제2 실시예 내지 제5 실시예의 제조방법에도 적용될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a surface emitting laser device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 21A to 29 . On the other hand, the manufacturing method below will be described focusing on the manufacturing method of the first embodiment, but the manufacturing method is not applied only to the manufacturing of the first embodiment, and can be applied to the manufacturing methods of the second to fifth embodiments.

우선, 도 21a와 같이, 기판(210) 상에 제1 반사층(220), 활성영역(230) 및 제2 반사층(250)을 포함하는 발광구조물을 형성시킨다.First, as shown in FIG. 21A , a light emitting structure including a first reflective layer 220 , an active region 230 , and a second reflective layer 250 is formed on a substrate 210 .

상기 기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다.The substrate 210 may be formed of a material suitable for growing a semiconductor material or a carrier wafer, may be formed of a material having excellent thermal conductivity, and may include a conductive substrate or an insulating substrate.

예를 들어, 기판(210)이 전도성 기판인 경우, 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면발광 레이저소자(200) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.For example, when the substrate 210 is a conductive substrate, a metal having excellent electrical conductivity can be used and heat generated during operation of the surface-emitting laser device 200 must be sufficiently dissipated, so a GaAs substrate having high thermal conductivity, Alternatively, a metal substrate or a silicon (Si) substrate may be used.

또한 기판(210)이 비전도성 기판인 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.In addition, when the substrate 210 is a non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic-based substrate may be used.

또한 실시예는 기판(210)으로 제1 반사층(220)과 동종의 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판(210)이 제1 반사층(220)과 동종인 GaAs 기판일 때 제1 반사층(210)과 격자 상수가 일치하여, 제1 반사층(220)에 격자 부정합 등의 결함이 발생하지 않을 수 있다.Also, in the embodiment, a substrate 210 of the same type as that of the first reflective layer 220 may be used. For example, when the substrate 210 is a GaAs substrate of the same type as the first reflective layer 220, the lattice constant of the first reflective layer 210 is identical to that of the first reflective layer 220, so that defects such as lattice mismatch do not occur in the first reflective layer 220. can

다음으로, 기판(210) 상에 제1 반사층(220)이 형성될 수 있으며, 도 21b는 도 21a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제2 영역(B2)의 확대 단면도이다.Next, a first reflective layer 220 may be formed on the substrate 210, and FIG. 21B is an enlarged cross-sectional view of the second region B2 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 21A.

이하 도 21a와 도 21b를 함께 참조하여 실시예의 실시예에 따른 표면발광 레이저소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, a surface emitting laser device according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 21A and 21B together.

상기 제1 반사층(220)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시(MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 성장될 수 있다.The first reflective layer 220 may be grown using a method such as chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, or hydroxide vapor phase epitaxy (HVPE).

상기 제1 반사층(220)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type. For example, the first conductivity-type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.

상기 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 층들이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, such as AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 도 21b와 같이, 상기 제1 반사층(220)은 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 상기 제1 그룹 제1 반사층(221) 상에 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 21B , the first reflective layer 220 includes a first group first reflective layer 221 disposed on the substrate 210 and a first group first reflective layer 221 disposed on the substrate 210 . A second group of first reflective layers 222 may be included.

상기 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어진 복수의 층을 구비할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 include a plurality of layers made of a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1) The refractive index of each layer may decrease as the amount of Al in each layer increases, and the refractive index of each layer may increase as the amount of Ga increases.

또한 도 21b와 같이, 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1 그룹 제1-1 층(221a)과 제1 그룹 제1-2 층(221b)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제2 그룹 제1-1 층(222a)과 제2 그룹 제1-2 층(222b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. Also, as shown in FIG. 21B , the first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may also be formed as a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group first reflective layer 221 may include about 30 to 40 pairs of first group 1-1 layers 221a and first group 1-2 layers 221b. have. In addition, the second group first reflective layer 222 may also include about 5 to 15 pairs of second group 1-1 layers 222a and second group 1-2 layers 222b.

다음으로, 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230)이 형성될 수 있다.Next, an active region 230 may be formed on the first reflective layer 220 .

도 21b와 같이, 상기 활성영역(230)은 활성층(232) 및 상기 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 활성영역(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.21B , the active region 230 may include an active layer 232, a first cavity 231 disposed below the active layer 232, and a second cavity 233 disposed above the active layer 232. The active region 230 of the embodiment may include both the first cavity 231 and the second cavity 233 or only one of the two.

상기 활성층(232)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 양자우물층(232a)과 양자벽층(232b)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(232)은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 활성층(232)에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다. The active layer 232 may include a quantum well layer 232a and a quantum wall layer 232b using a compound semiconductor material of a III-V group element. The active layer 232 may be formed in a 1 to 3 pair structure such as InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, and GaAs/InGaAs, but is not limited thereto. The active layer 232 may not be doped with a dopant.

상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. The first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of an Al y Ga (1-y) As (0<y<1) material, but are not limited thereto. For example, each of the first cavity 231 and the second cavity 233 may include a plurality of layers of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. For example, the first cavity 231 may include a 1-1st cavity layer 231a and a 1-2nd cavity layer 231b. Also, the second cavity 233 may include a 2-1st cavity layer 233a and a 2-2nd cavity layer 233b.

다음으로, 활성영역(230) 상에 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위한 AlGa 계열층(241a)을 형성할 수 있다. 상기 AlGa 계열층(241a)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 AlGa 계열층(241a)은 제1 AlGa 계열층(241a1)과 제2 AlGa 계열층(241a2)을 포함할 수 있다.Next, an AlGa-based layer 241a for forming the aperture region 240 may be formed on the active region 230 . The AlGa-based layer 241a may include a plurality of layers. For example, the AlGa-based layer 241a may include a first AlGa-based layer 241a1 and a second AlGa-based layer 241a2.

상기 AlGa 계열층(241a)은 AlzGa(1-z)As(0<z<1) 등의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The AlGa-based layer 241a may include a material such as Al z Ga (1-z) As (0<z<1), but is not limited thereto.

상기 AlGa 계열층(241a)은 도전성 재료를 포함할 수 있으며, 제1 반사층(220) 및 제2 반사층(250)과 동종의 재료를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The AlGa-based layer 241a may include a conductive material, and may include the same material as the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 AlGa 계열층(241a)이 AlGaAs 계열물질을 포함하는 경우, 상기 AlGa 계열층(241a)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 Al0.98Ga0.02As의 조성식을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the AlGa-based layer 241a includes an AlGaAs-based material, the AlGa-based layer 241a is a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1) It may consist of, for example, it may have a composition formula of Al 0.98 Ga 0.02 As, but is not limited thereto.

다음으로, 상기 AlGa 계열층(241a)상에 제2 반사층(250)이 형성될 수 있다. Next, a second reflective layer 250 may be formed on the AlGa-based layer 241a.

상기 제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs. For example, each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be made of a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1). .

상기 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.The second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. For example, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

상기 제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflective layer 250 may also be a Distributed Bragg Reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 상기 제2 반사층(250)은 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 상기 활성영역(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.For example, the second reflective layer 250 is larger than the first group second reflective layer 251 and the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the active region 230 . may include a second group second reflective layer 252 spaced apart from each other.

또한 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)과 제2 그룹 제2 반사층(252)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제1 그룹 제2-1 층(251a)과 제1 그룹 제2-2 층(251b)의 약 1~5 페어(pair)를 포함할 수 있다 또한, 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2 그룹 제2-1 층(252a)과 제2 그룹 제2-2 층(252b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. Also, the first group second reflective layer 251 and the second group second reflective layer 252 may be formed as a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group second reflective layer 251 may include about 1 to 5 pairs of the first group 2-1 layer 251a and the first group 2-2 layer 251b. In addition, the second group second reflective layer 252 may also include about 5 to 15 pairs of the second group 2-1 layer 252a and the second group 2-2 layer 252b. .

다음으로 도 22a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(C1) 확대도이고, 도 22b는 도 22a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 22A is an enlarged view of the first region C1 of the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 22B is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 22A.

실시예는 도 22b와 같이, 소정의 마스크(300)를 사용하여 발광 구조물을 식각하여 메사영역(M)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 반사층(250)으로부터 AlGa 계열층(241a)과 활성영역(230)까지 메사 식각될 수 있고, 제1 반사층(220)의 일부까지 메사 식각될 수도 있다. 메사 식각에서는 ICP(inductively coupled plasma) 에칭 방법으로, 주변 영역의 제2 반사층(250)으로부터 AlGa 계열층(241a)과 활성영역(230)을 제거할 수 있으며, 메사 식각 영역은 측면이 기울기를 가지고 식각될 수 있다.In an embodiment, as shown in FIG. 22B, a light emitting structure may be etched using a predetermined mask 300 to form a mesa region M. In this case, mesa etching may be performed from the second reflective layer 250 to the AlGa-based layer 241a and the active region 230, and even a portion of the first reflective layer 220 may be mesa etched. In the mesa etching, the AlGa-based layer 241a and the active region 230 may be removed from the second reflective layer 250 in the peripheral region by an inductively coupled plasma (ICP) etching method. may be etched.

다음으로 도 23a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(C1) 확대도이고, 도 23b는 도 23a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 23A is an enlarged view of the first region C1 of the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 23B is a cross-sectional view of the surface-emitting laser device taken along line A1-A2 according to the embodiment shown in FIG. 23A.

실시예는 도 23b와 같이, AlGa 계열층(241a)의 가장 자리 영역을 절연영역(242)으로 변화시킬 수 있으며, 예를 들면 습식 산화(Wet Oxidation)으로 변화시킬 수 있다. 이를 통해 절연영역(242)과 비 산화영역인 애퍼처(241)를 포함하는 애퍼처 영역(240)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 23B, the edge region of the AlGa-based layer 241a may be changed into an insulating region 242, for example, by wet oxidation. Through this, it is possible to form an aperture region 240 including an insulating region 242 and an aperture 241 that is a non-oxidized region.

예를 들어, AlGa 계열층(241a)의 가장 자리 영역으로부터 산소를 공급하면, AlGa 계열층의 AlGaAs가 H2O와 반응하여 알루미늄 산화물(Al2O3)가 형성될 수 있다. 이때, 반응 시간 등을 조절하여, AlGa 계열층의 중앙 영역은 산소와 반응하지 않고 가장 자리영역만 산소와 반응하여 알루미늄 산화물의 절연영역(242)이 형성될 수 있도록 한다. For example, when oxygen is supplied from the edge region of the AlGa-based layer 241a, AlGaAs of the AlGa-based layer reacts with H 2 O to form aluminum oxide (Al 2 O 3 ). At this time, by controlling the reaction time, etc., the central region of the AlGa-based layer does not react with oxygen and only the edge region reacts with oxygen so that the insulating region 242 of aluminum oxide can be formed.

또한 실시예는 이온 주입(Ion implantation)을 통해 AlGa 계열층의 가장 자리 영역을 절연영역(242)으로 변화시킬 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 이온 주입 시에는 300keV 이상의 에너지로 포톤(photon)이 공급될 수 있다.In addition, the embodiment may change the edge region of the AlGa-based layer into the insulating region 242 through ion implantation, but is not limited thereto. During ion implantation, photons may be supplied with energy of 300 keV or more.

상술한 반응 공정 후에, 애퍼처 영역(240)의 중앙 영역은 도전성의 AlGaAs가 배치되고 가장 자리 영역에는 비도전성의 Al2O3가 배치될 수 있다. 중앙 영역의 AlGaAs는 활성영역(230)에서 방출되는 광이 상부 영역으로 진행되는 부분으로 애퍼처(241)로 정의될 수 있다.After the reaction process described above, conductive AlGaAs may be disposed in the central region of the aperture region 240 and non-conductive Al 2 O 3 may be disposed in the edge region. AlGaAs in the central region is a portion through which light emitted from the active region 230 proceeds to an upper region, and may be defined as an aperture 241 .

실시예의 기술적 과제중의 하나는 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 함이다. One of the technical problems of the embodiment is a surface-emitting laser device capable of preventing a problem in which a beam pattern is split due to a higher mode shift when a high current is applied or when an aperture size is increased. And it is intended to provide a light emitting device including the same.

이하 도 24a 내지 도 26을 참조하여 실시예에 따른 애퍼처 영역(240)의 기술적 특징을 상술하기로 한다.Hereinafter, technical features of the aperture region 240 according to the embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 24A to 26 .

도 24a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 평면 개념도이다.24A is a schematic plan view of an aperture region 240 of a surface emitting laser device according to an embodiment.

실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 소정의 메사영역(M)에 의해 애퍼처 영역(240)이 정의될 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)은 개구부 내지 발산영역인 애퍼처(aperture)(241) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. In the surface-emitting laser device according to the embodiment, an aperture area 240 may be defined by a predetermined mesa area M, and the aperture area 240 is an aperture 241 that is an opening or a diverging area. ) and an insulating region 242 .

실시예에서 상기 애퍼처 영역(240)의 절연영역(242)은 그 외측 또는 외륜에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스(242R1)를 포함할 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)는 상기 절연영역(242)의 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the insulation region 242 of the aperture region 240 may include a first recess 242R1 formed in an inner direction from its outer or outer ring, and the aperture of the aperture region 240 ( 241 may include a second recess 241R2 in a region corresponding to the first recess 242R1 of the insulating region 242 .

상기 절연영역(242)의 제1 리세스(242R1)와 상기 애퍼처(241)의 제2 리세스(241R2)는 복수로 구비될 수 있으며, 예를 들어 4개로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first recess 242R1 of the insulating region 242 and the second recess 241R2 of the aperture 241 may be provided in plural, for example, four are illustrated, but are not limited thereto.

상기 제1 리세스(242R1)와 상기 제2 리세스(241R2)는 그 수평단면이 삼각형 등의 다각형 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 리세스(242R1) 또는 제2 리세스(241R2)는 제1 ‹K(dip) 또는 제2 ‹K으로 칭해질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Horizontal sections of the first recess 242R1 and the second recess 241R2 may have a polygonal shape such as a triangle, but are not limited thereto. The first recess 242R1 or the second recess 241R2 may be referred to as a first K (dip) or a second K, but is not limited thereto.

도 24b는 도 24a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)에서 발광모드 예시도이다.FIG. 24B is a diagram illustrating an emission mode in the aperture region 240 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 24A.

실시예에 의하면 애퍼처 영역(240)에 리세스 또는 ‹K을 배치함으로써 리세스 또는 딥에 의해 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by arranging a recess or K in the aperture region 240, a higher mode shift is delayed by controlling the available modes due to optical confinement by the recess or dip, and the mode (mode) has a special technical effect.

예를 들어, 실시예에 의하면 애퍼처 영역(240)의 애퍼처(241)에 제2 리세스(241R2)를 복수로 배치함으로써 제2 리세스(241R2) 사이의 애퍼처에서 레이저 발진(L)이 되도록 광학적 구속(optical confinement)을 함으로써 가용모드를 제어하여 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 이를 통해 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, by arranging a plurality of second recesses 241R2 in the aperture 241 of the aperture region 240, laser oscillation (L) occurs in the aperture between the second recesses 241R2. By controlling available modes by optical confinement so that higher mode shift is delayed, there is a special technical effect that the mode is maintained through this.

이에 따라 실시예에 의하면, 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 빔 모드(beam mode)를 제어함으로써 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, the beam pattern of the emitted beam is divided according to the higher mode shift by controlling the beam mode when a high current is applied or despite an increase in the aperture size. It is possible to provide a surface emitting laser device capable of preventing the problem and a light emitting device including the same.

종래기술에 의하면, 표면발광 레이저소자에서 고차 모드(higher mode)일수록 피크(peak) 단파장 쉬프트(shift)가 높은 에너지(higher energy)에서 발생이되며, 이러한 쉬프트는 연속적이 아닌 산발적인 쉬프트가 발생되어 에너지(energy)의 불연속적인 변화(hopping)가 발생된다.According to the prior art, in a surface emitting laser device, a peak short wavelength shift occurs at a higher energy in a higher mode, and this shift is not continuous but sporadic. A discontinuous change (hopping) of energy occurs.

실시예에 의하면 애퍼처(241)에 제2 리세스(R2)를 배치함으로써 제2 리세스(241R2)의 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by disposing the second recess R2 in the aperture 241, the available modes are controlled due to the optical confinement of the second recess 241R2, so that a higher mode shift is achieved. There is a special technical effect that is delayed and the mode is maintained.

예를 들어, 실시예에서 애퍼처(241)에 제2 리세스(241R2)가 4개 배치된 경우, LPxy mode에서 x가 짝수일 경우에만 모드 발진이 가능하고, LPxy mode에서 x가 홀수일 때는 제2 리세스(241R2)에서 발진모드가 걸려서 발진이 차단되도록 제어함으로써 특정 모드(mode)가 안정하게 발진하는 에너지 마진(energy margin) 증가로 발진 모드의 안정화를 확보할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다. 다만, 발진이 차단되는 모드는 예시적일 뿐이며 위 내용에 한정되는 것은 아니다.For example, in the embodiment, when four second recesses 241R2 are disposed in the aperture 241, mode oscillation is possible only when x is an even number in LPxy mode, and when x is an odd number in LPxy mode, By controlling the oscillation mode to be blocked in the second recess 241R2, there is a special technical effect of securing the stabilization of the oscillation mode by increasing the energy margin in which a specific mode stably oscillates. . However, the mode in which oscillation is blocked is only exemplary and is not limited to the above.

도 25a 내지 도 25d는 도 24a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 제조공정 설명도이며, 도 26은 도 25c에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 애퍼처 영역(240)의 단면도이다.25A to 25D are explanatory views of the manufacturing process of the aperture region 240 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 24A, and FIG. A cross-sectional view of aperture area 240 .

도 25a를 참조하면, 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위해, AlGa 계열층(241a)을 형성하고, 상기 AlGa 계열층(241a)을 메사에칭(M)에 의해 애퍼처 영역을 정의할 수 있다. Referring to FIG. 25A, in order to form the aperture region 240, an AlGa-based layer 241a may be formed, and the AlGa-based layer 241a may be mesa-etched (M) to define the aperture region. .

이후 AlGa 계열층(241a)의 외곽으로부터 내측방향으로 제1 리세스(242R1)를 형성할 수 있다. 이때 애퍼처(241)에 대응되는 애퍼처 설계영역(241M)이 중심영역에 예정될 수 있다.Thereafter, a first recess 242R1 may be formed in an inward direction from the outer edge of the AlGa-based layer 241a. At this time, an aperture design area 241M corresponding to the aperture 241 may be scheduled in the center area.

상기 애퍼처 설계영역(241M)의 반경(r)은 AlGa 계열층(241a)의 반경(R)보다 작을 수 있다.A radius r of the aperture design area 241M may be smaller than a radius R of the AlGa-based layer 241a.

도 25b는 제1 리세스(242R1)의 확대도이며, 제1 리세스(242R1)는 복수로 구비될 수 있으며 다각형 형상일 수 있으며, 예를 들어 이등변 삼각형 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.25B is an enlarged view of the first recess 242R1, and the first recess 242R1 may be provided in plurality and may have a polygonal shape, for example, an isosceles triangle shape, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 제1 리세스(242R1)의 제1 높이(l1)은 AlGa 계열층(241a)의 반경(R)에서 애퍼처 설계영역(241M)의 반경(r)을 뺀 값 이하일 수 있다.For example, the first height l1 of the first recess 242R1 may be less than or equal to a value obtained by subtracting the radius r of the aperture design area 241M from the radius R of the AlGa-based layer 241a. .

또한 상기 제1 리세스(242R1)의 제1 각도(θ1)는 5 ˚내지 30 ˚일 수 있으며, 제1 각도(θ1)가 5˚미만의 경우에는 이후 진행되는 제2 리세스(241R2) 형성이 제대로 이루어 지지 않을 수 있으며, 제1 각도(θ1)가 30˚ 초과의 경우에는 이후 형성되는 제2 리세스(241R2) 영역이 너무 넓어 발산되는 애퍼처(241) 넓이 확보가 어려울 수 있다.In addition, the first angle θ1 of the first recess 242R1 may be 5° to 30°, and when the first angle θ1 is less than 5°, a second recess 241R2 is formed. This may not be done properly, and when the first angle θ1 is greater than 30°, it may be difficult to secure the width of the diverging aperture 241 because the area of the second recess 241R2 formed thereafter is too wide.

다음으로, 도 25b를 참조하면, 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위해, AlGa 계열층(241a)에 산화공정을 통해 절연영역(242)을 형성하고, 절연영역(242)에 의해 애퍼처(241)를 정의할 수 있다.Next, referring to FIG. 25B, in order to form the aperture region 240, an insulating region 242 is formed on the AlGa-based layer 241a through an oxidation process, and an aperture ( 241) can be defined.

이때 애퍼처(241)에는 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 제2 리세스(241R2)를 포함할 수 있다.In this case, the aperture 241 may include a second recess 241R2 in an area corresponding to the first recess 242R1.

도 25d는 제2 리세스(241R2)의 확대도이며, 제2 리세스(241R2)는 복수로 구비될 수 있으며 다각형 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 리세스(242R1)가 이등변 삼각형 형상인 경우, 제2 리세스(241R2)는 이등변 삼각형 형상일수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.25D is an enlarged view of the second recess 241R2, and the second recess 241R2 may be provided in plurality and may have a polygonal shape. For example, when the first recess 242R1 has an isosceles triangle shape, the second recess 241R2 may have an isosceles triangle shape, but is not limited thereto.

상기 제2 리세스(241R2)의 제2 각도(θ2)는 2 ˚내지 45 ˚일 수 있으며, 제2 각도(θ2)가 2˚미만의 경우에는 광 구속 효과가 미미할 수 있으며, 제2 각도(θ2)가 45˚ 초과의 경우에는 이후 형성되는 제2 리세스(241R2) 영역이 너무 넓어 발산되는 애퍼처(241) 넓이 확보가 어려울 수 있다.The second angle θ2 of the second recess 241R2 may range from 2° to 45°. When the second angle θ2 is less than 2°, the light confinement effect may be insignificant, and the second angle ( When θ2) is greater than 45°, it may be difficult to secure the width of the diverging aperture 241 because the region of the second recess 241R2 to be formed later is too wide.

다음으로 도 26은 도 25c에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A5-A6 선을 따른 애퍼처 영역(240)의 단면도이다.Next, FIG. 26 is a cross-sectional view of the aperture region 240 along line A5-A6 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 25C.

실시예에 의하면, 제2 반사층(250)으로부터 활성영역(230)까지 제거를 통해 제1 리세스(242R1)를 형성할 수 있다. 상기 제1 리세스(242R1)를 형성하기 위해 활성영역(230)을 지나 제1 반사층(220)까지 일부 제거될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.According to the embodiment, the first recess 242R1 may be formed by removing the second reflective layer 250 to the active region 230 . In order to form the first recess 242R1, a portion of the first reflective layer 220 may be removed through the active region 230, but is not limited thereto.

이후, 산화공정을 통해 절연영역(242)이 형성되어 애퍼처(241)가 정의될 수 있다. 이때, 제1 리세스(242R1)에 대응되는 영역에 산화공정이 진행된 절연영역(242)을 제2 리세스(241R2)로 정의할 수 있다.Thereafter, an insulating region 242 may be formed through an oxidation process to define an aperture 241 . In this case, the insulating region 242 in which the oxidation process is performed in the region corresponding to the first recess 242R1 may be defined as the second recess 241R2.

실시예에서 애퍼처(241)는 제2 리세스(241R2)와 이격된 제1 애퍼처(241q)와 제2 리세스(241R2)와 인접한 제2 애퍼처(241p)를 포함할 수 있다. 애퍼처 영역의 중심(240C)을 기준으로 상기 제1 애퍼처(241q)의 제1 반경(r1)은 상기 제2 애퍼처(241p)의 제2 반경(r2)에 비해 클 수 있다.In an embodiment, the aperture 241 may include a first aperture 241q spaced apart from the second recess 241R2 and a second aperture 241p adjacent to the second recess 241R2 . Based on the center 240C of the aperture area, the first radius r1 of the first aperture 241q may be greater than the second radius r2 of the second aperture 241p.

실시예에 의하면 애퍼처 영역에 리세스(recess)를 배치함으로써 리세스에 의해 광학적 구속(optical confinement)로 인해 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 특별한 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, by arranging a recess in the aperture area, higher mode shift is delayed and the mode is maintained by controlling available modes due to optical confinement by the recess. There is a special technical effect that becomes.

이를 통해, 실시예에 의하면, 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대에도 불구하고 빔 모드(beam mode)를 제어함으로써 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔의 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.Through this, according to the embodiment, the beam pattern of the emitted beam is divided according to the higher mode shift by controlling the beam mode when a high current is applied or despite an increase in the aperture size. It is possible to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same that can prevent the problem.

다음으로 도 27a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(C1) 확대도이고, 도 27b는 도 27a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 27A is an enlarged view of the first region C1 of the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 27B is a cross-sectional view of the surface-emitting laser device taken along line A1-A2 according to the embodiment shown in FIG. 27A.

도 27b와 같이, 발광 구조물의 상부면에 패시베이션층(270)이 형성될 수 있다. 상기 패시베이션층(270)은 폴리마이드(Polymide), 실리카(SiO2), 또는 질화 실리콘(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 27B , a passivation layer 270 may be formed on an upper surface of the light emitting structure. The passivation layer 270 may include at least one of polymide, silica (SiO 2 ), or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

상기 패시베이션층(270)은 이후 형성되는 제2 전극(280)과 전기적으로 연결되도록 제2 반사층(250)의 일부를 노출시킬 수 있다.The passivation layer 270 may expose a portion of the second reflective layer 250 to be electrically connected to the second electrode 280 to be formed later.

다음으로 도 28a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역부분(C1) 확대도이고, 도 28b는 도 28a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 단면도이다.Next, FIG. 28A is an enlarged view of the first area portion C1 of the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 28B is a cross-sectional view of the surface-emitting laser device taken along line A1-A2 according to the embodiment shown in FIG. 28A. .

실시예에 의하면 도 28b와 제2 반사층(250) 상에 컨택 전극(282)이 형성될 수 있으며, 컨택 전극(282)의 사이의 중앙영역은 애퍼처(241)와 대응될 수 있다. 상기 컨택 전극(282)은 제2 반사층(250)과의 오믹 접촉 특성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, a contact electrode 282 may be formed on the second reflective layer 250 as shown in FIG. 28B , and a central area between the contact electrodes 282 may correspond to the aperture 241 . The contact electrode 282 may improve ohmic contact characteristics with the second reflective layer 250 .

다음으로, 컨택 전극(282)과 전기적으로 접촉되는 패드 전극(284)이 형성될 수 있으며, 패드 전극(284)은 패시베이션층(270)의 상부로 연장되어 배치되어 외부로부터 전류를 공급받을 수 있다.Next, a pad electrode 284 electrically contacting the contact electrode 282 may be formed, and the pad electrode 284 may be extended and disposed above the passivation layer 270 to receive current from the outside. .

상기 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The contact electrode 282 and the pad electrode 284 may be made of a conductive material. For example, the contact electrode 282 and the pad electrode 284 include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It can be formed in a single-layer or multi-layer structure.

다음으로, 상기 기판(210)의 아래에는 제1 전극(215)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(215)의 배치 전에 소정의 그라인딩 공정 등을 통해 상기 기판(210)의 저면 일부를 제거하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 전극(215)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(215)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.Next, a first electrode 215 may be disposed below the substrate 210 . Before disposing the first electrode 215 , a portion of the lower surface of the substrate 210 may be removed through a predetermined grinding process to improve heat dissipation efficiency. The first electrode 215 may be made of a conductive material, for example, metal. For example, the first electrode 215 includes at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au) and is a single layer or a multilayer. structure can be formed.

상술한 반도체 소자는 레이저 다이오드일 수 있으며, 2개의 반사층 내부가 공진기로 작용할 수 있다. 이때, 제1 도전형의 제1 반사층(220)과 제2 도전형의 제2 반사층(250)으로부터 전자와 정공이 활성층으로 공급되어, 활성영역(230)에서 방출된 광이 공진기 내부에서 반사되어 증폭되고 문턱 전류에 도달하면, 상술한 애퍼처(241)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.The above-described semiconductor device may be a laser diode, and the inside of the two reflective layers may act as a resonator. At this time, electrons and holes are supplied to the active layer from the first reflective layer 220 of the first conductivity type and the second reflective layer 250 of the second conductivity type, and light emitted from the active region 230 is reflected inside the resonator. When it is amplified and reaches the threshold current, it can be emitted to the outside through the above-described aperture 241 .

실시예에 따른 반도체 소자에서 방출된 광은 단일 파장 및 단일 위상의 광일 수 있으며, 제1 반사층(220), 제2 반사층(250)과 활성영역(230)의 조성 등에 따라 단일 파장 영역이 변할 수 있다.Light emitted from the semiconductor device according to the embodiment may be light of a single wavelength and single phase, and the single wavelength region may vary depending on the composition of the first reflective layer 220, the second reflective layer 250, and the active region 230. have.

이하 도 29를 참조하여 실시예에서 전극구조를 개선하여 모드 제어가 가능한 점을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 29, it will be described that mode control is possible by improving the electrode structure in the embodiment.

종래기술은 고전류 인가시 또는 애퍼처 사이즈의 증대시에 고차 모드 이동(higher mode shift)에 따른 출사 빔 패턴(beam pattern)이 분열되는 문제가 발생하고 있다.In the prior art, when a high current is applied or when an aperture size is increased, a problem in which an output beam pattern is split due to a higher mode shift occurs.

도 29는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 제2 전극 구조 예시도이다.29 is an exemplary view of a structure of a second electrode in a surface emitting laser device according to an embodiment.

예를 들어, 실시예에 의하면 애퍼처(241) 상측에 제2 반사층(250)이 배치될 수 있으며, 실시예의 컨택전극(282)은 애퍼처(41) 외곽에 제1 컨택전극(82a)이 배치되고, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함할 수 있다.For example, according to the embodiment, the second reflective layer 250 may be disposed on the upper side of the aperture 241, and the contact electrode 282 of the embodiment has the first contact electrode 82a outside the aperture 41. It may include a plurality of protruding electrodes 282p disposed and extending in the direction of the aperture 241 .

상기 복수의 돌출전극(282p)은 4개인 경우로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 2개 이상의 복수로 형성될 수 있다.The plurality of protruding electrodes 282p is illustrated as a case of four, but is not limited thereto, and may be formed in a plurality of two or more.

실시예에 의하면, 애퍼처(41) 외곽에 제1 컨택전극(282a)이 배치되고, 상기 애퍼처(241) 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극(282p)을 포함함으로써, 복수의 돌출전극(282p) 사이에서 광학적 구속(optical confinement)을 유발하여 레이저 발산(L)에 대한 가용 모드를 제어함으로써 고차모드 쉬프트(higher mode shift)가 지연 되고 모드(mode)가 유지되는 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, the first contact electrode 282a is disposed outside the aperture 41 and includes a plurality of protruding electrodes 282p extending in the direction of the aperture 241, thereby forming a plurality of protruding electrodes 282p. ), there is a technical effect of delaying a higher mode shift and maintaining a mode by controlling available modes for laser divergence (L) by causing optical confinement between them.

이에 따라 실시예에 의하면 컨택 전극(282)의 돌출전극(282p)을 애퍼처(241) 위치에 인접하도록 연장함으로써 전류 인젝션 콘트라스트(Current injection contrast) 이용하여 발광 모드를 제어(mode control)할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.Accordingly, according to the embodiment, by extending the protruding electrode 282p of the contact electrode 282 adjacent to the position of the aperture 241, the light emitting mode can be controlled using current injection contrast. There are special technical effects.

(이동 단말기)(mobile terminal)

다음으로 도 30은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.Next, FIG. 30 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device according to an embodiment is applied.

도 30에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동 초점 장치(1510)는 발광부로서 앞서 설명된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 30 , the mobile terminal 1500 of the embodiment may include a camera module 1520, a flash module 1530, and an autofocus device 1510 provided on the rear side. Here, the autofocus device 1510 may include one of the packages of the surface emitting laser device according to the above-described embodiment as a light emitting unit.

상기 플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. The flash module 1530 may include a light emitting element emitting light therein. The flash module 1530 may be operated by operating a camera of a mobile terminal or by a user's control.

상기 카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.The camera module 1520 may include an image capturing function and an auto focus function. For example, the camera module 1520 may include an auto focus function using an image.

상기 자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 상기 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 앞서 기술된 실시예의 표면발광 레이저소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.The auto-focus device 1510 may include an auto-focus function using a laser. The auto-focus device 1510 may be mainly used in a condition in which an auto-focus function using an image of the camera module 1520 is degraded, for example, a proximity of 10 m or less or a dark environment. The autofocus device 1510 may include a light emitting unit including the surface emitting laser device of the above-described embodiment and a light receiving unit that converts light energy into electrical energy, such as a photodiode.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, and effects illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described centering on the embodiment, this is only an example and does not limit the embodiment, and those skilled in the art in the field to which the embodiment belongs may find various things not exemplified above to the extent that they do not deviate from the essential characteristics of the embodiment. It will be appreciated that variations and applications of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.

제1 전극(215); 기판(210); 제1 반사층(220);
활성영역(230); 애퍼처(aperture)(241), 절연영역(242);
애퍼처 영역(240); 제2 반사층(250); 제2 전극(280);
제1 리세스(242R1), 제2 리세스(241R2)
first electrode 215; substrate 210; a first reflective layer 220;
active region 230; an aperture 241, an insulating region 242;
aperture area 240; a second reflective layer 250; a second electrode 280;
The first recess 242R1 and the second recess 241R2

Claims (7)

제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역;
상기 활성영역 상에 배치되며, 애퍼처(aperture) 및 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역;
상기 애퍼처 영역 상에 배치되는 제2 반사층; 및
상기 제2 반사층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
상기 애퍼처 영역의 절연영역은 외륜에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스를 포함하며,
상기 애퍼처 영역의 애퍼처는, 상기 제1 리세스에 대응되는 영역에 제2 리세스를 포함하고,
상기 제1 리세스의 제1 각도는 5 ˚내지 30 ˚인, 표면발광 레이저소자.
a first electrode;
a substrate disposed on the first electrode;
a first reflective layer disposed on the substrate;
an active region disposed on the first reflective layer and including a cavity region;
an aperture region disposed on the active region and including an aperture and an insulating region;
a second reflective layer disposed on the aperture area; and
A second electrode disposed on the second reflective layer;
The insulating region of the aperture region includes a first recess formed in an inward direction from the outer ring,
The aperture of the aperture region includes a second recess in an area corresponding to the first recess;
The first angle of the first recess is 5 ° to 30 °, the surface-emitting laser device.
제1 항에 있어서,
상기 절연영역의 제1 리세스는 복수로 구비되는 표면발광 레이저소자.
According to claim 1,
A surface emitting laser device having a plurality of first recesses in the insulating region.
삭제delete 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역;
상기 활성영역 상에 배치되며, 애퍼처(aperture) 및 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역;
상기 애퍼처 영역 상에 배치되는 제2 반사층; 및
상기 제2 반사층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
상기 애퍼처 영역의 절연영역은 외륜에서 내측방향으로 형성된 제1 리세스를 포함하며,
상기 애퍼처 영역의 애퍼처는, 상기 제1 리세스에 대응되는 영역에 제2 리세스를 포함하고,
상기 제2 리세스의 제2 각도는 2 ˚내지 45 ˚인 표면발광 레이저소자.
a first electrode;
a substrate disposed on the first electrode;
a first reflective layer disposed on the substrate;
an active region disposed on the first reflective layer and including a cavity region;
an aperture region disposed on the active region and including an aperture and an insulating region;
a second reflective layer disposed on the aperture area; and
A second electrode disposed on the second reflective layer;
The insulating region of the aperture region includes a first recess formed in an inward direction from the outer ring,
The aperture of the aperture region includes a second recess in an area corresponding to the first recess;
The second angle of the second recess is 2 ° to 45 ° surface emitting laser device.
제1 항에 있어서,
상기 애퍼처는,
상기 제2 리세스와 이격된 제1 애퍼처와 상기 제2 리세스와 인접한 제2 애퍼처를 포함하며,
상기 애퍼처 영역의 중심을 기준으로 상기 제1 애퍼처의 제1 반경은 상기 제2 애퍼처의 제2 반경에 비해 큰 표면발광 레이저소자.
According to claim 1,
The aperture,
a first aperture spaced apart from the second recess and a second aperture adjacent to the second recess;
The surface-emitting laser device of claim 1 , wherein a first radius of the first aperture is greater than a second radius of the second aperture based on a center of the aperture region.
제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역;
상기 활성영역 상에 배치되며, 애퍼처(aperture) 및 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역;
상기 애퍼처 영역 상에 배치되는 제2 반사층; 및
상기 제2 반사층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은,
상기 제2 반사층 상에 컨택 전극과 상기 컨택 전극과 전기적으로 연결되는 패드 전극을 포함하고,
상기 컨택 전극은,
상기 애퍼처 외곽에 배치되는 제1 컨택전극과,
상기 애퍼처 방향으로 연장되는 복수의 돌출전극을 포함하고,
상기 돌출전극은 상기 제1 컨택전극으로부터 상기 애퍼처의 가장자리까지 연장된, 표면발광 레이저소자.
a first electrode;
a substrate disposed on the first electrode;
a first reflective layer disposed on the substrate;
an active region disposed on the first reflective layer and including a cavity region;
an aperture region disposed on the active region and including an aperture and an insulating region;
a second reflective layer disposed on the aperture area; and
A second electrode disposed on the second reflective layer;
The second electrode is
a contact electrode on the second reflective layer and a pad electrode electrically connected to the contact electrode;
The contact electrode,
a first contact electrode disposed outside the aperture;
Includes a plurality of protruding electrodes extending in the direction of the aperture,
wherein the protruding electrode extends from the first contact electrode to an edge of the aperture.
제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 표면발광 레이저소자를 포함하는 발광장치.A light emitting device comprising the surface emitting laser device of any one of claims 1, 2, and 4 to 6.
KR1020180053703A 2018-05-10 2018-05-10 A surface-emitting laser device and light emitting device including the same KR102468924B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053703A KR102468924B1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
US17/054,405 US20210075193A1 (en) 2018-05-10 2019-05-10 A surface emitting laser device and a light emitting device including the same
PCT/KR2019/005621 WO2019216685A1 (en) 2018-05-10 2019-05-10 Surface-emitting laser device and light emitting device comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053703A KR102468924B1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 A surface-emitting laser device and light emitting device including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190129287A KR20190129287A (en) 2019-11-20
KR102468924B1 true KR102468924B1 (en) 2022-11-22

Family

ID=68728977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180053703A KR102468924B1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 A surface-emitting laser device and light emitting device including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102468924B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093798A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Seiko Epson Corp Vertical cavity surface emitting laser laser and its manufacturing method
JP2006041181A (en) * 2004-07-27 2006-02-09 Sony Corp Surface-emitting semiconductor laser and optical device using it
US20110194579A1 (en) * 2008-01-10 2011-08-11 Sony Corporation Vertical cavity surface emitting laser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093798A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Seiko Epson Corp Vertical cavity surface emitting laser laser and its manufacturing method
JP2006041181A (en) * 2004-07-27 2006-02-09 Sony Corp Surface-emitting semiconductor laser and optical device using it
US20110194579A1 (en) * 2008-01-10 2011-08-11 Sony Corporation Vertical cavity surface emitting laser

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190129287A (en) 2019-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7411974B2 (en) Surface-emitting laser element and light-emitting device including the same
US11942762B2 (en) Surface-emitting laser device and light emitting device including the same
US20210075193A1 (en) A surface emitting laser device and a light emitting device including the same
KR102472459B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
US11894659B2 (en) Surface emitting laser device and a light emitting device including the same
KR102468924B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102084067B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102504307B1 (en) A surface-emitting laser device, light emitting device including the same and manufacturing method of the same
KR102569495B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102475920B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102551471B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
US20210159672A1 (en) Surface emitting laser device and light emitting device including same
KR102484972B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR20190129440A (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102502918B1 (en) A vertical-cavity surface-emitting laser device
KR102515674B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102430961B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102447104B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102563217B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102635056B1 (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR102507630B1 (en) Semiconductor device and semiconductor device package including the same
KR20190084898A (en) A surface-emitting laser device and light emitting including the same
KR20200001177A (en) A vertical-cavity surface-emitting laser device and light emitting device including the same
KR20190119387A (en) A surface-emitting laser device and light emitting device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant