KR19990025500A - Laser diode and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

큰 수평방사각을 갖는 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 도전형 기판상에 제 1 도전형 클래드층, 활성층, 제 2 도전형 제 1 클래드층, 식각정지층, 제 2 도전형 제 2 클래드층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 1 GaAs층을 순차적으로 형성한 후, 제 2 도전형 GaAs층상의 소정영역에 제 1 절연막 패턴을 형성하고 제 1 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 1 GaAs층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 2 클래드층을 제거하여 리지를 형성한다. 그리고, 제 1 절연막 패턴을 제거하고 리지를 포함한 전면에 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 형성한 다음, 리지 영역의 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 제 2 절연막 패턴을 형성하고 제 2 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 제거하여 리지의 상부 및 양측면에만 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 남긴 후, 제 2 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 2 GaAs층 양측에 전류차단층을 선택적으로 형성한다. 이어, 제 2 절연막 패턴을 제거하고 전류차단층 및 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 캡층을 형성한 후, 캡층 상부 및 기판 하부에 각각 전극을 형성함으로써, 저항의 증가 발진개시전류의 증가를 유발하지 않으면서도 리지 폭을 줄일 수 있어 수평방사각을 크게 늘릴 수 있다.A first conductive clad layer, an active layer, a second conductive type first clad layer, an etch stop layer, a second conductive type clad layer, and a second conductive type clad layer on the first conductive type substrate. A second conductive type InGaP layer and a second conductive type first GaAs layer are successively formed on the first conductive type GaAs layer, a first insulating film pattern is formed on a predetermined region on the second conductive type GaAs layer, and the first insulating film pattern is used as a mask The second conductive type first GaAs layer, the second conductive type InGaP layer, and the second conductive type second clad layer are removed to form a ridge. Then, after the first insulating film pattern is removed and a second conductive type second GaAs layer is formed on the entire surface including the ridge, a second insulating film pattern is formed on the second conductive type second GaAs layer in the ridge region, The second conductive type second GaAs layer is removed to leave the second conductive type second GaAs layer only on the top and both sides of the ridge and then the current is applied to both sides of the second conductive type second GaAs layer with the second insulating film pattern as a mask Thereby selectively forming a barrier layer. Next, by forming the cap layer on the current blocking layer and the second conductive type second GaAs layer by removing the second insulating film pattern, and then forming the electrode on the upper part of the cap layer and the lower part of the substrate, The width of the ridge can be reduced without doing so, which can greatly increase the squareness of the square.

Description

레이저 다이오드 및 그 제조방법Laser diode and method of manufacturing the same

본 발명은 레이저 다이오드에 관한 것으로, 특히 큰 수평방사각을 갖는 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser diode, and more particularly, to a laser diode having a large square square and a manufacturing method thereof.

현재 일반적으로 많이 제작되고 있는 635nm, 650nm 그리고 670nm 대역의 가시광 반도체 레이저 다이오드는 InGap/AlGaInP 헤테로구조(heterostructure)를 이용한 인덱스 웨이브가이드-타입(index waveguide-type)이다.Currently visible light semiconductor laser diodes in the 635nm, 650nm and 670nm bands are index waveguide-type using InGap / AlGaInP heterostructure.

이러한 반도체 레이저 다이오드 제작을 위한 에피(epi)구조는 결정성장시 자연적으로 생기는 수퍼래티스(superlattice)구조를 피하고자 하고 광기록밀도 향상과 관련하여 좀 더 짧은 영역의 파장을 얻기 위해 일반적으로 몇 도(예를 들면 9도, 15도)정도 미스오리엔티드(misoriented)된 기판위에 제작되어진다.The epi structure for fabricating such a semiconductor laser diode is generally designed to avoid a superlattice structure naturally occurring during crystal growth and to obtain a shorter wavelength in a shorter period of time For example, 9 degrees, 15 degrees) on a misoriented substrate.

따라서, 디바이스 제작시 습식식각을 이용하여 리지(ridge)를 형성하면 기판에 의한 영향으로 비대칭적인 모양을 띄게 된다.Therefore, if a ridge is formed using a wet etching process in the fabrication of a device, an asymmetrical shape is formed due to the influence of the substrate.

이로 인하여 레이저 다이오드의 특성 중 수평방사각의 크기를 감소시키고 모드(mode)의 안정성을 떨어뜨리는 결과를 나타내게 된다.As a result, the size of the square of the square of the laser diode is reduced and the stability of the mode is lowered.

또한, 습식식각의 불안정으로 기인한 대량 생산성 및 수율증가에 적지 않은 영향을 끼친다.In addition, it has a considerable influence on mass productivity and yield increase due to unstable wet etching.

도면을 참조하여 상기와 같은 문제점을 갖는 종래의 레이저 다이오드를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The conventional laser diode having the above-described problems will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 습식식각을 이용하여 제작한 SBR(Selectively Buried Ridge) 웨이브가이드(waveguide) 레이저 다이오드로 아주 널리 이용되는 인덱스 가이드이드(index guided) AlGaInP 레이저 구조이다.1 is an index guided AlGaInP laser structure which is a widely used SBR (Selectively Buried Ridge) waveguide laser diode fabricated by wet etching.

여기서 균일한 두께 t를 유지하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 수십 Å인 에치스톱층(etch stop layer)을 두는 구조로 발전되어 왔다.Here, in order to maintain a uniform thickness t, an etch stop layer having a thickness of several tens of angstroms has been developed as shown in FIG.

두께 t는 레이저의 모드특성, 광특성 그리고 전류특성에 중요한 영향을 미치는 요소로서 일정하게 유지해야 하는 것은 필수불가결하다.It is indispensable that the thickness t is an important factor that affects the mode characteristics, optical characteristics and current characteristics of the laser constantly.

도 2와 같은 SBR 구조는 제작상의 단순함이 큰 잇점이지만 기본적으로 제작시 구조적인 문제점을 가지고 있다.The SBR structure as shown in FIG. 2 has a great merit in manufacturing simplicity, but has a structural problem in manufacturing.

즉, 절연막을 마스크로 사용하여 습식식각을 통해 리지(ridge)를 형성하므로 도 2에 도시된 바와 같이 상부 리지 폭(top ridge width) WT와 하부 리지 폭(bottom ridge width) WB사이에 많은 차이가 발생하게 되고 기판 특성으로 인해 각도 a와 각도 b처럼 비대칭적인 모양이 발생하게 된다.That is, since the ridge is formed by wet etching using the insulating film as a mask, as shown in FIG. 2, a large difference between the top ridge width W T and the bottom ridge width W B A difference occurs and an asymmetrical shape such as an angle a and an angle b occurs due to the characteristics of the substrate.

여기서, WT의 크기는 전류 특성중 발진개시전류(Ith)와 연관성을 가지며, WB의 크기는 광특성중 특히 수평방사각(parallel far-field angle)의 특성과 밀접한 연관성을 갖는다.Here, the magnitude of W T is related to the oscillation initiation current (I th ) of the current characteristics, and the magnitude of W B is closely related to the characteristics of the optical characteristics, especially the parallel far-field angle.

SBR 구조에서는 절연막의 크기를 갖고 WT와 WB의 크기를 조절하게 되는데 WT와 WB사이에는 발진개시전류와 수평방사각간의 트래드 오프(trade off)가 발생하게 되므로 두 가지 특성을 동시에 향상시키는 리지 구조를 만드는 것이 필요하게 된다.In the SBR structure, the magnitude of the insulating film is adjusted and the magnitude of W T and W B is adjusted. Since there is a trade-off between the oscillation starting current and the square of squareness between W T and W B , It is necessary to make a ridge structure.

즉, 수평방사각을 증가시키기 위해서는 WB가 작아야 하는데, 이는 WT도 더욱 감소하게 되어 결국 WT가 어느 크기 이하로 줄어들면 발진개시전류가 급격히 증가하므로 WB의 크기에 한계가 발생하게 된다.That is, in order to increase the number m square is W B should be less, which W T also more reduced eventually W T is surface reduces below one size oscillation start current is rapidly increased is limited to the size of W B occurs because .

그리고 반대로 발진개시전류를 줄이기 위해서는 WT가 커야하는데 이는 마찬가지로 WB의 크기를 증가시키는 결과를 가져와 수평방사각이 줄어들게 되는 것이다.On the contrary, in order to reduce the oscillation starting current, W T must be large, which results in increasing the magnitude of W B , thereby reducing the squared square.

이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 반응성이온식각을 이용하여 수직한 리지 구조를 만드는 연구가 많이 이루어졌다.In order to overcome these problems, as shown in FIG. 3, many researches have been conducted to construct a vertical ridge structure using reactive ion etching.

반응성이온식각은 비등방성 식각으로써 미스오리엔티드 웨이퍼(misoriented wafer)에 길러진 에피 구조에서도 대칭적이고 수직적인 리지 구조를 쉽게 구현할 수 있고 식각 깊이 조절이 습식식각에 비해 용이하여 디바이스 제작에 여러 가지 잇점이 있기 때문이다.Reactive ion etching is a symmetric and vertical ridge structure easily realized in an epitaxial structure grown on a misoriented wafer by anisotropic etching, and etching depth control is easier than wet etching, and there are various advantages in device manufacturing Because.

도 3에 도시된 것처럼 WT와 WB의 차이는 도 2에 도시된 습식식각을 이용한 리지 구조와는 비교할 수 없이 작아서 앞서 언급한 특성을 만족시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, the difference between W T and W B can not be compared with the ridge structure using the wet etching shown in FIG. 2, and the above-mentioned characteristics can be satisfied.

그러나, 반응성이온식각을 이용하는 경우에도 리지 폭을 무한정 적게 할 수는 없다.However, even when reactive ion etching is used, the ridge width can not be made infinitely small.

왜냐하면, 리지 폭이 줄어듦에 따라 WT(전류주입폭)이 좁아지게 되고 따라서 저항의 증가와 함께 발진개시전류의 상승으로 인하여 레이저 다이오드의 고온동작 및 고출력동작이 어렵게 되기 때문이다.This is because W T (current injection width) is narrowed as the ridge width is reduced. Therefore, high-temperature operation and high-power operation of the laser diode become difficult due to an increase in the resistance and an increase in the oscillation start current.

종래 기술에 따른 레이저 다이오드에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional laser diode has the following problems.

습식식각을 이용하여 제작된 레이저 다이오드는 리지 모양이 비대칭적이 되어 수평방사각의 크기를 감소시키고 모드의 안정성을 떨어뜨린다.Laser diodes fabricated by wet etching have asymmetrical ridge shapes, which reduce the size of the rectangular square and decrease the stability of the mode.

그리고 반응성이온식각을 이용하여 제작된 레이저 다이오드는 리지 폭의 한계로 인하여 고온동작 및 고출력동작이 어렵다.And laser diodes fabricated using reactive ion etching are difficult to operate at high temperature and high power due to limit of ridge width.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 습식식각을 이용한 리지 구조와 반응성이온식각을 이용한 리지 구조의 단점을 개선하여 큰 수평방사각을 갖는 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a laser diode having a large square square by improving the disadvantages of the ridge structure using wet etching and the ridge structure using reactive ion etching.

도 1 내지 3은 종래 기술에 따른 레이저 다이오드를 보여주는 구조단면도1 to 3 are cross-sectional views showing a laser diode according to the prior art

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조공정을 보여주는 공정단면도4A to 4F are process cross-sectional views showing a manufacturing process of a laser diode according to the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

11 : n형 GaAs 기판 12 : n형 GaAs 버퍼층11: n-type GaAs substrate 12: n-type GaAs buffer layer

13 : n형 AlGaInP 클래드층 14 : 활성층13: n-type AlGaInP cladding layer 14: active layer

15 : p형 1차 AlGaInP 클래드층 16 : p형 InGaP 식각정지층15: p-type primary AlGaInP cladding layer 16: p-type InGaP etch stop layer

17 : p형 2차 AlGaInP 클래드층 18 : p형 InGaP층17: p-type secondary AlGaInP cladding layer 18: p-type InGaP layer

19 : p형 제 1 GaAs층 20 : 제 1 절연막19: p-type first GaAs layer 20: first insulating film

21 : p형 제 2 GaAs층 22 : 제 2 절연막21: p-type second GaAs layer 22: second insulating film

23 : n형 GaAs 전류차단층 24 : p형 GaAs 캡층23: n-type GaAs current blocking layer 24: p-type GaAs cap layer

25 : p형 전극 26 : n형 전극25: p-type electrode 26: n-type electrode

본 발명에 따른 레이저 다이오드의 특징은 기판위에 형성되는 에피층들과, 그들 사이에 형성되는 활성층과, 에피층위의 소정영역에 형성되는 리지와, 리지 앞/뒷면을 제외한 상기 리지 상부 및 양측면에 형성되는 전류도통로와, 전류도통로 양측면에 형성되는 전류차단층과, 전류차단층 및 전류도통로위에 형성되는 캡층과, 캡층 상부 및 기판 하부에 형성되는 전극으로 구성되는데 있다.The feature of the laser diode according to the present invention is that the laser diode has epitaxial layers formed on a substrate, an active layer formed therebetween, a ridge formed in a predetermined region of the epilayer, and ridge portions formed on the ridge upper and both sides A current blocking layer formed on both sides of the current conduction path, a cap layer formed on the current blocking layer and the current conduction path, and an electrode formed on the cap layer and below the substrate.

본 발명에 따른 레이저 다이오드의 다른 특징은 기판위에 형성되는 제 1 도전형 클래드층 및 제 2 도전형 제 1 클래드층과, 그들 사이에 형성되는 활성층과, 제 2 도전형 제 1 클래드층위에 형성되는 식각정지층과, 식각정지층 상부의 소정영역에 제 2 도전형 제 2 클래드층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 1 GaAs층이 순차적으로 형성되는 리지와, 리지 상부 및 양측면에 소정 두께로 형성되는 제 2 도전형 제 2 GaAs층과, 제 2 도전형 제 2 GaAs층 양측에 형성되는 전류차단층과, 전류차단층 및 제 2 도전형 제 2 GaAs층위에 형성되는 캡층과, 캡층 상부 및 기판 하부에 형성되는 전극으로 구성되는데 있다.Another feature of the laser diode according to the present invention resides in that it includes a first conductive cladding layer and a second conductive-type cladding layer formed on a substrate, an active layer formed therebetween, and a second conductive- A second conductive type second cladding layer, a second conductive type InGaP layer, and a second conductive type first GaAs layer are sequentially formed on a predetermined region of the upper portion of the etch stop layer; A current blocking layer formed on both sides of the second conductive type second GaAs layer; a cap layer formed on the current blocking layer and the second conductive type second GaAs layer; And an electrode formed on the top of the cap layer and the bottom of the substrate.

본 발명에 따른 레이저 다이오드 제조방법의 특징은 제 1 도전형 기판상에 제 1 도전형 클래드층, 활성층, 제 2 도전형 제 1 클래드층, 식각정지층, 제 2 도전형 제 2 클래드층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 1 GaAs층을 순차적으로 형성하는 스텝과, 제 2 도전형 GaAs층상의 소정영역에 제 1 절연막 패턴을 형성하고 제 1 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 1 GaAs층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 2 클래드층을 제거하여 리지를 형성하는 스텝과, 제 1 절연막 패턴을 제거하고 리지를 포함한 전면에 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 형성하는 스텝과, 리지 영역의 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 제 2 절연막 패턴을 형성하고 제 2 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 제거하여 리지의 상부 및 양측면에만 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 남기는 스텝과, 제 2 절연막 패턴을 마스크로 제 2 도전형 제 2 GaAs층 양측에 전류차단층을 선택적으로 형성하는 스텝과, 제 2 절연막 패턴을 제거하고 전류차단층 및 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 캡층을 형성하는 스텝과, 캡층 상부 및 기판 하부에 각각 전극을 형성하는 스텝으로 이루어지는데 있다.The method of manufacturing a laser diode according to the present invention is characterized in that a first conductive type clad layer, an active layer, a second conductive type first clad layer, an etch stop layer, a second conductive type second clad layer, A step of forming a second conductive type InGaP layer and a second conductive type first GaAs layer in this order; forming a first insulating film pattern on a predetermined region on the second conductive type GaAs layer; Forming a ridge by removing the first GaAs layer, the second conductive InGaP layer, and the second conductive type second cladding layer; removing the first insulating film pattern to form a second conductive type second GaAs layer Forming a second insulating film pattern on the second conductive type second GaAs layer in the ridge region and removing the second conductive type second GaAs layer using the second insulating film pattern as a mask to form the second insulating film pattern on the upper and both sides of the ridge Leaving a second conductivity type second GaAs layer; Selectively forming a current blocking layer on both sides of the second conductive type second GaAs layer using the film pattern as a mask; removing the second insulating film pattern to form a cap layer on the current blocking layer and the second conductive type second GaAs layer And a step of forming electrodes on the upper portion of the cap layer and the lower portion of the substrate, respectively.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A laser diode and a manufacturing method thereof according to the present invention having the above-described characteristics will now be described with reference to the accompanying drawings.

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조공정을 보여주는 공정단면도로서, 도 4a에 도시된 바와 같이, n형 GaAs 기판(11)상에 n형 GaAs 버퍼층(12), n형 AlGaInP 클래드층(13), 활성층(14), p형 1차 AlGaInP 클래드층(15), p형 InGaP 식각정지층(16), p형 2차 AlGaInP 클래드층(17), p형 InGaP층(18), p형 제 1 GaAs층(19)을 순차적으로 성장시킨다.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a laser diode according to the present invention. As shown in FIG. 4A, an n-type GaAs buffer layer 12, an n-type AlGaInP cladding layer Type AlGaInP cladding layer 13, the p-type primary AlGaInP cladding layer 15, the p-type InGaP etch stop layer 16, the p-type secondary AlGaInP cladding layer 17, the p-type InGaP layer 18, Type first GaAs layer 19 are successively grown.

이어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 리지(ridge)를 제작하기 위해 p형 제 1 GaAs층(19)상에 제 1 절연막(20)을 형성하고 패터닝하여 소정영역의 p형 제 1 GaAs층(19)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 4B, a first insulating layer 20 is formed on the p-type first GaAs layer 19 and patterned to form a p-type first GaAs layer 19).

여기서, 제 1 절연막(20)은 SiO2또는 SiNX로 형성한다.Here, the first insulating film 20 is formed of SiO 2 or SiN x .

그리고, 패터닝된 제 1 절연막(20)을 마스크로 반응성이온식각 또는 습식식각하여 노출된 p형 제 1 GaAs층(19), p형 InGaP층(18), p형 2차 AlGaInP 클래드층(17)을 제거하여 리지(ridge)를 형성한다.Then, the p-type first GaAs layer 19, the p-type InGaP layer 18, the p-type second AlGaInP clad layer 17 exposed by reactive ion etching or wet etching using the patterned first insulating film 20 as a mask, To form a ridge.

이어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 남아 있는 제 1 절연막(20)을 제거하고, 리지를 포함한 전면에 p형 제 2 GaAs층(21)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, the remaining first insulating layer 20 is removed, and a p-type second GaAs layer 21 is formed on the entire surface including the ridge.

그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 리지 상부의 p형 제 2 GaAs층(21)상에 제 2 절연막(22) 패턴을 형성하고, 제 2 절연막(22) 패턴을 마스크로 하여 반응성이온식각으로 p형 제 2 GaAs층(21)의 일부분을 제거한 다음, 반응성이온식각으로부터 유발된 표면의 데미지(damage)층 제거를 위해 다시 습식식각공정으로 남아 있는 p형 제 2 GaAs층(21)을 제거하여 리지의 상부 및 양측면에만 p형 제 2 GaAs층(21)을 남긴다.4D, a second insulating layer 22 pattern is formed on the p-type second GaAs layer 21 in the upper portion of the ridge, and the second insulating layer 22 is patterned by reactive ion etching After removing a portion of the p-type second GaAs layer 21, the p-type second GaAs layer 21 remaining in the wet etching process is removed to remove the damage layer on the surface caused by the reactive ion etching Leaving only the p-type second GaAs layer 21 on the top and both sides of the ridge.

이어, 도 4e에 도시된 바와 같이, 선택적 성장(selective growth)으로 p형 제 2 GaAs층(21) 양측에 n형 GaAs 전류차단층(23)을 형성한 후, 제 2 절연막(22) 패턴을 제거한다.4E, an n-type GaAs current blocking layer 23 is formed on both sides of the p-type second GaAs layer 21 by selective growth, and then a pattern of the second insulating layer 22 is formed Remove.

여기서, n형 GaAs 전류차단층(23) 형성시 상기 방법 이외에 제 2 절연막(22) 패턴을 제거하고, 전면 재성장으로 p형 제 2 GaAs층(21)을 포함한 전면에 n형 GaAs 전류차단층(23)을 형성한 다음, 전류통로를 만들어 주기 위해 식각공정으로 n형 GaAs 전류차단층(23)의 일부분을 제거하여 p형 제 2 GaAs층(21)의 상부가 노출되도록 하는 방법을 사용할 수도 있다.When the n-type GaAs current blocking layer 23 is formed, the pattern of the second insulating film 22 is removed in addition to the above method, and an n-type GaAs current blocking layer (not shown) is formed on the entire surface including the p- 23 may be formed and then a portion of the n-type GaAs current blocking layer 23 may be removed by an etching process so that the upper portion of the p-type second GaAs layer 21 is exposed to form an electric current path .

그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이, n형 GaAs 전류차단층(23)을 포함한 전면에 p형 GaAs 캡층(24)을 형성한 후, p형 GaAs 캡층(24)상에 p형 전극(25)을 형성하고 n형 GaAs 기판(11) 하부에는 n형 전극(26)을 형성하여 레이저 다이오드를 제작한다.4F, after the p-type GaAs cap layer 24 is formed on the entire surface including the n-type GaAs current blocking layer 23, a p-type electrode 25 is formed on the p-type GaAs cap layer 24, And an n-type electrode 26 is formed under the n-type GaAs substrate 11 to fabricate a laser diode.

상기와 같이 제작되는 본 발명의 레이저 다이오드의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the laser diode of the present invention will now be described.

먼저, 전류의 흐름을 보면 도 4f에 도시된 바와 같이, 양쪽 전극에 바이어스를 인가하면 홀(hole)들이 n형 GaAs 전류차단층(23)의 영향으로 인해 리지위의 오픈(open)부분으로 흘러들어가게 된다.First, as shown in FIG. 4F, when a bias is applied to both electrodes, holes flow into the open portion of the Li layer due to the influence of the n-type GaAs current blocking layer 23 I will enter.

이 홀들은 다시 화살표로 표시한 것 처럼 리지부분 및 리지 양측의 p형 제 2 GaAs층(21)을 통하여 활성층(14)으로 흘러들어가게 된다.These holes flow into the active layer 14 through the p-type second GaAs layer 21 on both sides of the ridge portion and the ridge portion as indicated by arrows.

또한, 전자들은 n형 AlGaInP 클래드층(13)으로부터 활성층(14)으로 흘러들어가 활성층(14)에서 재결합에 의해 광이 발생되고 레이저 다이오드의 양쪽면에 형성되는 미러(mirror)에 의해 증폭되어 레이징(lasing)이 일어난다.The electrons flow from the n-type AlGaInP cladding layer 13 into the active layer 14, light is generated by recombination in the active layer 14, is amplified by a mirror formed on both sides of the laser diode, lasing occurs.

한편, 광의 가이딩(guiding)면에서는 종래의 구조와 거의 동일하지만, 종래에서는 리지 양쪽이 n형 GaAs 전류차단층인 반면에 본 발명은 리지 양쪽이 p형 제 2 GaAs층(21) 및 n형 GaAs 전류차단층(23)이 동시에 형성되어 있는 것이 다르다.On the other hand, in the guiding aspect of light, it is almost the same as the conventional structure, but in the conventional case, both sides of the ridge are the n-type GaAs current blocking layer. On the other hand, the present invention is characterized in that both sides of the ridge are formed of the p- GaAs current blocking layer 23 are formed at the same time.

그러나, 레이저 광의 파장이 630∼650nm 정도이기 때문에 광의 흡수는 종래의 구조와 동일하게 일어남으로써 가이딩도 종래와 동일하다.However, since the wavelength of the laser beam is about 630 to 650 nm, the absorption of light occurs in the same manner as in the conventional structure, and the guiding is the same as in the related art.

그러므로, 본 발명은 수평방사각을 크게하기 위하여 저항 및 발진개시전류의 증가를 유발하지 않고서도 리지 폭을 줄일 수 있다.Therefore, the present invention can reduce the ridge width without increasing the resistance and the oscillation starting current in order to increase the square of the square.

즉, 본 발명은 리지 양쪽에 p형 제 2 GaAs층(21)을 형성하여 전류도통로를 만듦으로써 리지 폭의 감소에 따른 저항의 증가나 발진개시전류의 증가를 막을 수 있게 한 것이다.That is, according to the present invention, by forming the p-type second GaAs layer 21 on both sides of the ridge to form the current path, it is possible to prevent an increase in the resistance and an increase in the oscillation start current due to the decrease in the ridge width.

또한 전류도통로인 p형 제 2 GaAs층(21)은 리지의 p형 2차 AlGaInP 클래드층(17)의 측면으로도 전류를 유입되게 함으로써 AlGaInP계의 낮은 전류전도도를 어느 정도 보완할 수 있어 전체의 씨리즈(series) 저항을 줄일 수 있게 한다.Further, the p-type second GaAs layer 21, which is a current path, can also compensate the low current conductivity of the AlGaInP system to some extent by allowing current to flow into the side surface of the p-type secondary AlGaInP cladding layer 17 of the ridge, To reduce series resistance.

본 발명에 따른 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The laser diode according to the present invention and its manufacturing method have the following effects.

저항의 증가 발진개시전류의 증가를 유발하지 않으면서도 리지 폭을 줄일 수 있어 수평방사각을 크게 늘릴 수 있다.Increasing Resistance The ridge width can be reduced without causing an increase in the starting current of the oscillation, which can greatly increase the squared square.

Claims (5)

기판위에 형성되는 에피층들 사이에 활성층을 갖는 레이저 다이오드에서,In a laser diode having an active layer between epitaxial layers formed on a substrate, 상기 에피층위의 소정영역에 형성되는 리지;A ridge formed in a predetermined region of the epilayer; 상기 리지 앞/뒷면을 제외한 상기 리지 상부 및 양측면에 형성되는 전류도통로;A current conduction path formed on the top and both sides of the ridge excluding the front and back sides of the ridge; 상기 전류도통로 양측면에 형성되는 전류차단층;A current blocking layer formed on both sides of the current conduction path; 상기 전류차단층 및 전류도통로위에 형성되는 캡층;A cap layer formed on the current blocking layer and the current path; 상기 캡층 상부 및 기판 하부에 형성되는 전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레이저 다이오드.And an electrode formed on the upper portion of the cap layer and the lower portion of the substrate. 기판위에 형성되는 제 1 도전형 클래드층과 제 2 도전형 제 1 클래드층 사이에 활성층을 갖는 레이저 다이오드에서,In a laser diode having an active layer between a first conductivity type cladding layer formed on a substrate and a second conductivity type first cladding layer, 상기 제 2 도전형 제 1 클래드층위에 형성되는 식각정지층;An etch stop layer formed on the second conductive type first clad layer; 상기 식각정지층 상부의 소정영역에 제 2 도전형 제 2 클래드층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 1 GaAs층이 순차적으로 형성되는 리지;A second conductive type second cladding layer, a second conductive InGaP layer, and a second conductive type first GaAs layer sequentially formed on a predetermined region of the etch stop layer; 상기 리지 상부 및 양측면에 소정 두께로 형성되는 제 2 도전형 제 2 GaAs층;A second conductive type second GaAs layer formed on the ridge upper and both sides with a predetermined thickness; 상기 제 2 도전형 제 2 GaAs층 양측에 형성되는 전류차단층;A current blocking layer formed on both sides of the second conductive type second GaAs layer; 상기 전류차단층 및 제 2 도전형 제 2 GaAs층위에 형성되는 캡층;A cap layer formed on the current blocking layer and the second conductive type second GaAs layer; 상기 캡층 상부 및 기판 하부에 형성되는 전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레이저 다이오드.And an electrode formed on the upper portion of the cap layer and the lower portion of the substrate. 제 1 도전형 기판상에 제 1 도전형 클래드층, 활성층, 제 2 도전형 제 1 클래드층, 식각정지층, 제 2 도전형 제 2 클래드층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 1 GaAs층을 순차적으로 형성하는 스텝;The first conductive type clad layer, the active layer, the second conductive type first clad layer, the etching stop layer, the second conductive type second clad layer, the second conductive type InGaP layer, the second conductive type clad layer, 1 GaAs layer sequentially; 상기 제 2 도전형 GaAs층상의 소정영역에 제 1 절연막 패턴을 형성하고, 제 1 절연막 패턴을 마스크로 상기 제 2 도전형 제 1 GaAs층, 제 2 도전형 InGaP층, 제 2 도전형 제 2 클래드층을 제거하여 리지를 형성하는 스텝;Forming a first insulating film pattern on a predetermined region of the second conductive type GaAs layer; forming a second insulating film pattern on the second conductive type GaAs layer, the second conductive type InGaP layer, Removing the layer to form a ridge; 상기 제 1 절연막 패턴을 제거하고, 리지를 포함한 전면에 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 형성하는 스텝;Removing the first insulating film pattern and forming a second conductive type second GaAs layer on the entire surface including the ridge; 상기 리지 영역의 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 제 2 절연막 패턴을 형성하고, 제 2 절연막 패턴을 마스크로 상기 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 제거하여 상기 리지의 상부 및 양측면에만 제 2 도전형 제 2 GaAs층을 남기는 스텝;A second insulating layer pattern is formed on the second conductive type second GaAs layer of the ridge region and the second conductive type second GaAs layer is removed using the second insulating layer pattern as a mask so that the second conductive type second GaAs layer is formed only on the upper and both sides of the ridge, Leaving a second GaAs layer; 상기 제 2 절연막 패턴을 마스크로 상기 제 2 도전형 제 2 GaAs층 양측에 전류차단층을 선택적으로 형성하는 스텝;Selectively forming a current blocking layer on both sides of the second conductive type second GaAs layer using the second insulating film pattern as a mask; 상기 제 2 절연막 패턴을 제거하고, 상기 전류차단층 및 제 2 도전형 제 2 GaAs층상에 캡층을 형성하는 스텝;Removing the second insulating film pattern to form a cap layer on the current blocking layer and the second conductive type second GaAs layer; 상기 캡층 상부 및 기판 하부에 각각 전극을 형성하는 스텝으로 이루어짐을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제조방법.And forming electrodes on the upper portion of the cap layer and the lower portion of the substrate, respectively. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 절연막은 SiO2또는 SiNX임을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제조방법.The method of claim 3, wherein the first and second insulating films are SiO 2 or SiN x . 제 3 항에 있어서, 상기 전류차단층은 상기 제 2 절연막 패턴을 제거하고 전면에 전류차단층을 형성한 후, 제 2 도전형 제 2 GaAs층 상부가 노출되도록 전류차단층을 제거하여 형성함을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제조방법.The method of claim 3, wherein the current blocking layer is formed by removing the second insulating layer pattern, forming a current blocking layer on the entire surface, and removing the current blocking layer to expose an upper portion of the second conductive type second GaAs layer Wherein the laser diode is fabricated.
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