KR20020012608A - 무-알루미늄 가둠층을 갖는 매입된 리지 반도체 레이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매입된 리지 반도체 다이오드에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 GaAs 및 AlGaAs 계열 원소에 기초한 매입된 리지 반도체 다이오드에 관한 것이다. 얇은 상부 클래딩층은 무-알루미늄 에지 스톱층 및 무-알루미늄 가둠층, 바람직하게 상기 상부 클래딩층과 정반대의 반대 전도도 형태를 갖는 GaInP가 입혀진다. 트렌치가 상기 에치 스톱층으로 확장되는 가둠층에 형성된다. 부가적인 AlGaAs가 구멍에서 재성장되어 매입된 리지를 형성한다. 상기 재성장시, 어떠한 알루미늄도 상기 구멍의 아래면 또는 측면 중 어느 한 부분에도 노출되지 않는다. 상기 가둠층은 바람직하게 AlGaAs과 격자가 일치된다. 상기 얇은 에치 스톱층은 바람직하게 이를 사이에 놓는 상기 AlGaAs와 동일한 전도체 형태 및 동일한 밴드갭을 갖는다. 단파장 방사선선을 생산하는 레이저에 대하여, 상기 AlGaAs 클래딩층의 알루미늄 함량은 증가되며, 약간의 알루미늄이 상기 클래딩층의 알루미늄 함량 미만으로 상기 가둠층에 첨가된다.

Description

무-알루미늄 가둠층을 갖는 매입된 리지 반도체 레이저{Buried ridge semiconductor laser with aluminum-free confinement layer}

스펙트럼의 적외선 부위에서 발광하는 반도체 다이오드 레이저는 상당히 개발되어 여러가지 적용범위에 광범위하게 사용되어 왔다. 일적용에 있어서, 예를 들어 980㎚ 주위에서의 고-파워 레이저 발광은 선택적으로 에르븀-도핑된 섬유 증폭기(EDFA)를 더욱 증폭시킨다. 이러한 레이저는 예를 들어, GaInAs 또는 AlGaAs 또는 GaAs 기판상에서 성장된 관련 물질의 레이저로부터 형성될 수 있다는 사실이 공지되어 있다. 통상적인 에지-발광 레이저에 있어서, p-n 접합은 상기 반도체층의 상이한 도핑에 의해 형성되며, 전기 접점(contact)이 상기 접합의 위아래에서 형성되어 상기 레이저를 통해 전면으로 전기 파워를 제공하여 전기적으로 이를 증폭시킨다. 진보된 구조는 둘 다 광학 클래딩층 역할을 하는 수직 p-n 다이오드 구조를 형성하는 매우 두꺼운 p-도핑되고 n-도핑된 반도체층 사이의 양자 우물로 형성되는 하나 이상의 매우 얇은 도핑되지 않은 활성 반도체 영역을 포함한다. 다수의 양자 우물은 전기적으로 장벽층에 의해 고립된다. 상기 양자 우물의 조성물 및 두께로부터 상기 발광 파장 및 연속 파장을 정확히 조율할 수 있다. 상기 연속 방사선을 위한 수평으로 확장된 파장은 수직 및 수평의 광학 가둠 구조에 의해 형성된다. 통상적으로 광-전자 칩의 에지상에 형성된 미러는 상기 레이저 공동의 끝을 한정한다. 상기 수직 광학 가둠층은 통상적으로 적합한 조성물 프로파일에 의해 p-n 접합 가까이 연결된다. 상기 수평 가둠은 몇가지 구조에 의해 달성될 수 있으며, 본원에서는 그 중 에칭된 리지 및 매입된 리지 두 가지에 대해 기술할 것이다.

에칭된 리지 구조에 있어서, 상부 반도체 클래딩층, 예를 들어 p-형태의 층은 선택적으로 활성층 거리만큼 가까이 하향 에칭되어 상부 클래딩 층의 얇은 부분을 남기고 2 내지 5㎛의 폭을 갖는 상부 클래딩층에서 리지를 형성한다. 상기 리지의 측면은 대기중에 노출되거나 또는 낮은 유전체 상수를 갖는 물질로 덮는 것 중 한 방법에 의해서 단일-모드 도파관 구조가 제공된다. 상기 리지의 높이는 통상적으로 그 폭과 비슷하지만, 이는 거의 상기 리지 아래의 영역으로 빛을 효과적으로 수평적으로 가둔다. 전기 접점의 하나는 통상적으로 상기 기판의 아래면이 전기적으로 다른 접점에 대해 접지되는 동안 상기 리지의 윗면에 만들어진다. 상기 리지는 상기 리지 폭에 대응하는 기반(underlying) 활성층의 좁은 수평 범위에 바이어싱(biasing) 전류를 유도하기 위해 부가적인 전류 가둠 기능을 제공하여 상기 바이어싱 전류가 상기 파장의 외부 영역에서 소모되지 않도록 한다.

그러나, 상기 에칭된-리지 구조는 고파워 레이저에 적용될 경우 몇가지 문제점을 유발한다. 상기 리지의 좁은 폭 및 상기 기판으로부터의 상향 투영은 상기 바아어싱 전류에 대한 일련의 전기 저항을 증가시킬 뿐만 아니라, 상기 리지에서 발생된 열에 대한 열 임피던스를 증가시킨다. 또한, 상기 리지의 에칭은 통상적으로 플레어된(flared) 리지로 귀결되는 확산-제한 습윤 화학 에칭에 의해 수행되지만, 상기 고파워 고성능은 상기 리지의 에칭 프로파일에 결정적으로 의존한다. 따라서, 에칭된 리지 레이저는 불량한 재생산성을 나타낸다.

상기 매입된 리지 구조는 상기 투영 에칭된 리지 및 이의 문제점을 방지한다. 그 대신, 상기 상부 반도체 클래딩층, 예를 들어 p⁺-도핑된 AlGaAs의 성장은 두가지 부위로 분할된다. p⁺-도핑된 Al_CGa_1-CAs의 아래 부위가 증착된 후, 장벽 또는 가둠층, 예를 들어 높은 알루미늄 함량(b>c)의 n⁺-도핑된 Al_bGa_1-bAs가 Al_CGa_1-CAs의 낮은 부위에서 성장되며, 홀이 정렬되어 p⁺-도핑된 기반 Al_CGa_1-CAs층으로 하향 에칭된다. 그 다음, p⁺-도핑된 Al_CGa_1-CAs 클래딩층의 높은 부위가 상기 노출된 p⁺-도핑된 Al_CGa_1-CAs 및 반대로 도핑된 Al_bGa_1-bAs 장벽층의 스톱 모두에 걸쳐 재성장된다. 상기 반대로 도핑된 장벽층은 상기 장벽층을 통해 상기 홀에 바이어싱 전류를 가둔다. 상기 홀내의 상부 클래딩층의 높은 부위는 상기 낮은 부위로부터 상향으로 확장된 리지로서 작동한다. 상기 상부 클래딩층의 낮은 부위의 두께는 상기 빛을 수직으로 가두는데 필요한 두께 미만이며, 상기 리지의 부가적인 두께는 상기 빛을 수직 및 수평적으로 가둔다.

통상적으로, 낮은 알루미늄 함량(p<b)의 n⁺-도핑된 Al_pGa_1-pAs의 보호층은 상기 알루미늄이 풍부한 장벽층이 재성장 이전에 산화되는 것을 방지하기 위하여 상기 홀 에칭 이전에 Al_bGa_1-bAs 장벽층 상에 성장된다. 그러나, 상기 보호층은 상기 홀의 에칭 후 및 상기 재결정 이전에 상기 장벽층의 측벽을 보호하지 않는다. 상기 측벽의 산화는 불량한 레이저 신뢰성을 초래할 수 있다. 일반적으로, 높은 신뢰성을 갖는 레이저를 얻기 위하여, 모든 알루미늄이 풍부한 층은 두가지 전제를 피해야 한다. 이러한 층은 모든 갈라진 턱(facet)에서 상당량의 산화가 발생된다. 또한, 상기 층은 AlAs의 격자 상수가 GaAs보다 작기 때문에 알루미늄이 적은 층에 대해 상대적인 인장 격자 변형을 유도한다.

따라서, 알루미늄-함유 장벽층 또는 재결정 이전에 노출된 다른 알루미늄-함유층을 사용하지 않는 매입된 리지 레이저를 얻는 것이 바람직하다. 또한, 갈라질 때 노출된 알루미늄이 풍부한 층을 사용하지 않은 매입된 리지 레이저를 얻는 것이 바람직하다.

본 발명의 요약

본 발명은 AlGaAs 계열의 물질에 기초한 매입된 리지 반도체 도파관 다이오드 레이저를 포함한다. 본 발명의 일측면에 있어서, 상부 AlGaAs 클래딩층과 반대의 전도도 형태를 갖는 무-알루미늄의 가둠층이 상기 상부 AlGaAs 클래딩층의 하부에 걸쳐 증착되며, 상기 전류 주입(injection) 및 래터럴 광학 가둠 모두를 한정하기 위해 상기 상부 클래딩층을 통해 확장한 트렌치로 패턴된다. 최상위 클래딩층으로 기술되는 덧붙인 AlGaAs 층은 구멍내 및 가둠층에 걸쳐 재성장된다. 장벽층을 통해 확장된 트렌치내의 상기 최상위 클래딩층 부위는 도파관 빛에 매입된 리지로 작용한다. 상기 가둠층은 예를 들어 GaInP의 조성을 갖는다.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 무-알루미늄 에치 스톱층, 예를 들어 GaInAsP는 상부 클래딩층의 낮은 부위 및 가둠층 사이에서 성장된다. 부식액, 예를 들어 HCl:H₃PO₄또는 HCl:HBr;CH₃COOH:H₂O와 같은 액체는 GaInP 가둠층을 통한 에치 및 GaInAsP 상에서의 스톱으로서 선택될 수 있다. 따라서, 어떠한 알루미늄-함유 표면도 재성장시 노출되지 않는다. 상기 부식액은 바람직하게 V-형상의 홈을 에칭시켜 상기 가둠층에 구멍을 형성한다.

본 발명은 반도체 레이저에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다이오드 레이저에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 매입된 리지 레이저의 단면을 나타낸 도면이다.

도 2는 제1광학 모드의 래터럴 크기, 및 클래딩과 가둠층 사이의 굴절률대비(refractive contrast) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 3은 상부 클래딩층 두께에 대한 굴절률대비(index contrast)의 의존도를 나타낸 그래프이다.

무-알루미늄 가둠층을 사용하는 다이오드 도파관 레이저(10)의 일례에 따른 단면을 도 1에 나타내었다. 헤테로접합 다이오드 구조는 <001> 결정 배향을 갖는n⁺-도핑된 GaAs 웨이퍼(12)상에서 에피텍셜 성장된다. 상기 성장은 여러가지 다른 방법 중에서 분자 빔 에피텍시(MBE) 또는 유기금속 화학 증기 증착(OMCVD)에 의해 수행된다. 상기 다이오드 구조는 낮은 계단형(graded) 굴절률의 분리된 가둠 헤테로구조(GRINSCH)층(16), 고유 양자 우물 구조(18), 상부 GRINSCH 층(20), 및 p-도핑된 AlGaAs 상부 크래딩층(22)이 입혀진 하부 n-도핑된 AlGaAs 클래딩층(14)을 포함한다. 상기 연속 파장에 대응하는 광학 발광 파장 λ은 양자 우물 구조(18)에서 하나 이상의 양자 우물의 두께 및 각각의 양자 우물을 분리하여 감싸는 얇은 전자 장벽층에 비례하는 조성물에 의해 결정된다. 예시적인 조성물 및 두께는 2㎚-두께의 장벽의 GaAs에 의해 감싸인 단일 6.5㎚-두께의 양자 우물의 Ga_0.82In_0.18As이다. 상기 GRINSCH 층(16, 20)은 양 측면상의 물질 사이에서 선형적으로 변화된 굴절률을 나타내어 광학적으로 상기 빛을 더욱 잘 가둘 뿐만 아니라, 또한 상기 활성 양자 우물 구조(18)를 통해 전기장 촉진 전자 전이를 발생시키는 조성 프로파일을 갖는다. 예시적인 GRINSCH 층(16, 20)은 170㎚의 두께 및 Al_0.05Ga_0.95As 내지 Al_0.28Ga_0.72As로 변화하는 조성물을 갖는다. 상기 전체 구조는 29°전-폭, 최대의 절반의 수직 방향에서 원-시야 각도를 갖는 빔을 생산한다.

본 발명의 실시예에 있어서, p-도핑된 GaInAsP의 얇은(5 내지 10㎚) 에치 스톱층(24)은 상기 상부 클래딩층(22)에 걸쳐 성장되며, n⁺-도핑된 GaInP의 무-알루미늄 가둠층(26)은 상기 스톱층(24)에 걸쳐 성장된다. 상기 가둠층(26)의 조성물은상기 상부 클래딩층(22)에 비례하여 선택되어 상기 가둠층(26)이 낮은 굴절률을 가지며, 래터럴 굴절률대비 △n_l이 상기 두가지 물질 사이에 형성된다. 상기 가둠층(26)은 상기 전류 주입 및 래터럴 광학 가둠 모두를 한정하는 상기 <110> 배향을 따라 확장된 매입된 리지에 대해 포토마스크된다. 경사진 트렌치(28)는 에칭되어 가둠층(26) 및 상기 스톱층(24)의 에칭 스톱이 된다. 상기 이방성 에칭은 GaInP에서 단면턱(facing facet) 상향으로 에칭되지만 As의 주요 분획을 함유하는 GaInAsP는 에칭하지 않는 HCl:H₃PO₄(부피비 1:1) 또는 HCl:HBr;CH₃COOH:H₂O(부피비 30:30:30:5)와 같은 습윤 부식액으로 수행될 수 있다.

그 다음, 상기 웨이퍼는 성장 챔버로 되돌아와 통상적으로 상기 상부 클래딩층(22)과 동일한 조성 및 도핑인 p-도핑된 AlGaAs의 최상위 클래딩층(30)이 상기 트렌치(28) 아래면의 스톱층(24) 및 가둠층(26)에 걸쳐 성장된다. 상기 트렌치(28)를 채우는 AlGaAs는 낮은 굴절률의 가둠층(26)에 의해 감싸인 리지로서 작용한다. 상기 리지는 대부분 리지 아래의 층에서 광 파장을 래터럴로 가두는 역할을 하며, 상기 가둠층(26)의 톱 위의 상기 최상위 클래딩층(30)의 깊이는 일반적으로 중요하지 않다. 개선된 광학 및 전자 효과를 위하여 상기 조성물, 및 상기 상부와 최상위 클래딩층(20, 30) 사이의 도핑 레벨을 변화시킬 수 있다. 그러나, 이는 통상적으로 동일한 물질을 형성한다.

p⁺⁺-도핑된 GaAs 접점층(32)은 상기 최상위 클래딩층(30)에 걸쳐 성장된다. 금속 접점층(34, 36)은 상기 웨이퍼의 앞뒤에서 각각 증착되어 전기 바이어싱 회로에 접점 패드를 제공한다. 그 다음, 상기 웨이퍼는 분리된 칩으로 다이스되며, 상기 칩의 말단 턱은 부분적으로 투과하는 것 중의 하나인 레이저 공동의 말단을 한정하는 미러로서 형성된다.

상기 클래딩 및 가둠층의 더욱 정밀한 조성물 및 두께가 본 발명의 하기 실시예로서 제공될 것이다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 예시를 위함이며, 다른 파라미터가 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 두가지 전도도 형태의 상기 클래딩 층(14, 22) 및 최상위 클래딩층(30)은 980㎚에서 발광하도록 디자인된 레이저에서 통상적으로 Al_0.28Ga_0.72As의 조성을 갖는다. AlAs 및 GaAs는 거의 같은 격자 상수를 갖기 때문에(0.56605 대비 0.56533㎚), 상기 클래딩층은 필수적으로 상기 기판(12)에 격자일치된다. 상기 무-알루미늄 n⁺가둠층(26)의 조성은 바람직하게 GaAs에 격자일치된 Ga_0.51In_0.49P가 선택된다. 상기 조성물은 Al_0.385Ga_0.615As와 동일한 1.904eV의 밴드갭 에너지, 및 Al_0.45Ga_0.55As와 동일한 980㎚에서의 3.268의 굴절률을 나타낸다. 상기 스톱층(24)과 상부 클래딩층 부위(22, 30)의 밴드갭의 상등은 상기 스톱층(24)이 전류 주입에 대한 장벽으로 작용하는 것을 막는다. 상기 가둠층(26)은 상기 두가지 상부 클래딩층 부위(22, 30)의 반대되는 전도도 형태를 갖기 때문에, 상기 매입된 리지(28)의 영역에 상기 바이어싱 전류의 주입을 가둔다. 그러나, 상기 전류 주입의 수평 가둠은 상기 가둠층(26)의 깊이를 제한하며, 상기 트렌치 형상은 평균 횡단면을 증가시킨다. 따라서, 상기 일련의 전기 저항은 최소화된다.

상기 가둠층과 상부 클래딩층 사이의 상대 굴절률의 관점에서, 본 발명의무-알루미늄 GaInP 가둠층은 종래의 알루미늄이 풍부한 가둠층에서와 유사한 수평 광학 가둠을 제공할 수 있다. 상기 클래딩층(14, 22, 30) 및 GRINSCH 층(16, 18)에 의해 제공되는 수평 광학 가둠과 상기 가둠층(26) 및 상부 클래딩층(22, 30) 사이의 굴절률대비에 의해 생산된 수평 광학 가둠은 <011> 배향을 따라 확장하는 도파관 영역(38)을 생산한다. 상기 도파관 영역(38)의 설명된 형상은 단지 제안적인 것으로서, 상기 유도된 파에 대한 어떠한 뚜렷한 경계는 없다.

상기 운반체 주입에 의해 유발되는 비-유도 효과를 방지하기 위하여, 상기 AlGaAs 상부 클래딩층(22)과 GaInP 가둠층(26) 사이의 래터럴 굴절률대비 △n₁은 벌크 레이저에 대해 5×10^-3이상 및 양자-우물 레이저에 대해 1×10^-3이상이어야 한다. 또한, 상기 도파관 영역(38)은 단지 단일, 기본 모드를 지원하지만, 래터럴 범위는 예를 들어, λ=0.98㎛에 대해서 5㎛로 상대적으로 커서 상기 출구 턱상의 광학 파워 밀도를 최소화시켜 상기 턱의 모든 열손상을 제거시키는 것이 바람직하다. 제제1모드에 대한 차단 폭 W_CO는 하기 수학식 1에 나타낸 바와 같이 래터럴 굴절률대비 △n_l의 함수로서 먼저 나타낼 수 있다:

,

여기서, n은 평균 유효 굴절률이다. 차단 폭 W_CO미만인 도파관 폭에서, 상기도파관은 단지 기본 모드만을 지원하여 상기 구조는 적어도 수평 배향에서 단일-모드가 된다. 따라서, 상기 차단 폭 W_CO는 단일-모드 도파관의 최대폭을 나타낸다. 상기 차단 폭 W_CO와 유효 래터럴 굴절률대비 △n_l사이의 관계를 도 2에 나타내었다. △n_l에 대한 10^-3의 작은 값은 바람직하게 단일-모드 작동을 위한 빔 크기를 증가시킨다. 상기 빔 크기는 주로 상기 가둠층(26)을 통해 에칭된 트렌치(28) 아래면의 폭에 의해 결정된다.

그러나, △n_l에 대하여 10^-3의 바람직한 값을 얻기 위해 다른 사항이 요구된다. 상기 가둠층과 상기 상부 클래딩층 사이의 경계, 즉 트렌치(28)의 에지는 상기 광학계(optical field)의 래터럴 가둠 및 전류 주입 가둠 모두를 한정한다. 매우 낮은 굴절률대비를 가짐으로써, 상기 광학계는 상기 가둠층(26)의 에지를 넘어 기반의 상부 클래딩층(22)에서 래터럴로 멀리 확장된다. 따라서, 상기 전류는 상기 도파관 영역의 한 부위에만 주입된다. 즉, 상기 광학 모드는 전류 주입에 의해 발생되는 게인 영역보다 크다. 결과적으로, 상기 광학 게인 또는 효율이 저하된다. 이러한 이유에서, 상기 굴절률대비 △n_l은 5 내지 7㎛의 리지 폭에 대하여 약 3×10^-3에서 세팅되는 것이 바람직하다. 도 2에 나타낸 그래프는 기본 및 제1래터럴 모드 모두가 지원될 것임을 나타낸다. 그러나, 단일 래터럴 모드로의 작동은 상기 기본 모드가 상기 가둔 주입 전류로부터 충분히 높은 광학 게인을 나타내는 한 얻어질 수 있다. 상기 제2모드는 1×10^-3내지 3×10^-3사이의 굴절률대비 △n_l및 5 내지 7㎛ 범위의 리지 폭에 대한 기본 모드보다 불연속적인 굴절률에 의해 덜 가둬지는 것으로 공지되어 있다. 따라서 전류 가둠은 기본 모드에 적합하다.

상기 유효 굴절률대비 △n_l의 값은 상기 상부 클래딩층(22)과 가둠층(24)의 두께 뿐만 아니라 그들의 조성물상의 부분에 크게 의존한다. 모델 측정으로부터 도 3의 그래프에 나타낸 상기 상부 클래딩층(22)의 두께에 대한 상기 굴절률대비 △n_l의 의존성을 얻는다. 상기 상부 클래딩층(22)에 대한 0.18㎛의 두께는 29°의 원-시야 각도에 대하여 3×10^-3의 굴절률대비를 생성한다. 22°로의 원-시야 각도의 감소는 0.31㎛로의 두께의 증가이다. 상기 두께는 전술한 매입된 리지보다 에칭된 리지에 대해 약 50% 더 크다. 다른 모델 측정은 굴절률대비가 상기 가둠층(26)의 작은 두께, 즉 짧은 리지에 대해서 상당량 감소시키지만, 상기 굴절률대비 △n_l은 상기 가둠층(26)에 대해 약 0.4㎛ 두께에서 포화됨을 나타낸다. 약간 큰 두께가 선택된다.

단일-모드에서 다중-모두 작동으로의 전이를 만드는 고킹크 파워를 달성하기 위하여, 상기 상부 클래딩층의 p-형 도핑이 상기 운반체 분포 광학 모드를 일치시키도록 최적화시키기 위해 요구된다.

GaAs에의 상기 가둠층의 격자일치는 정밀할 필요는 없다. 이는 상기 가둠층의 조성물이 GaAs 및 AlAs의 모든 조성물과 같은 격자 상수를 생성하는 격자일치에충분하다.

상기 가둠층(26) 및 스톱층(24)은 완전히 알루미늄을 함유하지 않는 것이 바람직하지만, 음이온에 비례하여 약 2원자%와 같은 소량의 알루미늄 분획은 종래 기술에서의 산화 저항에 비해 여러가지 향상된 인자를 제공할 것이다.

전술한 레이저 디자인은 약 980㎚에서 광학 발광을 생성한다. 상기 디자인은 상기 AlGaAs 클래딩층의 알루미늄 양을 증가시킴으로써 가시광 영역과 같은 더욱 단파장으로 확장될 수 있다. 그러나, 상기 빛을 리지에 광학적으로 가두기 위해 요구되는 가둠층에서 높은 굴절률을 얻기 위하여, 실질적인 알루미늄 양은 상기 가둠층에 첨가되어 조성물 GaAlInP을 생산한다. 상기 알루미늄 분획은 음이온에 비례하여 최고 10 내지 15원자%일 수 있으나, AlGaAs 클래딩층에서의 알루미늄 분획 미만이며, 실질적으로 상기 가둠 물질의 일부분으로서 GaInP를 사용하지 않는 가둠층에서 요구되는 알루미늄 분획 미만이다.

전술한 다이오드 레이저가 양자-우물 활성 영역을 함유하지만, 본 발명은 특히 p-n 접합이 상기 반대로 도핑된 클래딩층 사이에 형성되거나 또는 얇은 고유 활성층이 p-in 접합을 형성하도록 삽입되는 벌크 다이오드 레이저에 적용될 수 있다.

본 발명의 디자인은 종래 기술에 비해 여러가지 잇점을 제공한다. 상기 매입된 리지 구조는 단지 증착된 층의 두께 및 조성물에 의존하기 때문에 상기 래터럴 굴절률대비에 대해 더욱 긴밀하게 조절할 수 있다. 반대로, 상기 에칭된 리지 구조는 상기 리지에 대한 에칭시간에 의존하는 두께를 갖는 편평한 상부 클래딩층을 생산한다. 두께 균일성 또는 에칭 특성상의 모든 다양성은 남아있는 상부 클래딩층에대해 확대되며, 이의 두께는 상기 굴절률대비에 효과를 미친다. 상기 매입된 리지 구조는 또한 상기 매입된 리지 구조에 대한 접점이 상기 광도파관의 폭 보다 훨씬 크게 제조될 수 있기 때문에 상기 에칭된 리지 구조보다 더욱 낮은 일련의 전기 저항을 제공한다. 또한, 열 임피던스는 상기 매입된 리지 구조에 대해 감소된다.

본 발명의 매입된 리지 레이저 다이오드는 상기 가둠층 및 상기 스톱-에치층 모두가 무-알루미늄이거나 또는 적어도 감소된 알루미늄 함량을 갖는다는 점에서 종래 기술의 매입된 리지 레이저 다이오드에 비해 잇점을 제공한다. 따라서, 약간 또는 무 알루미늄이 재성장시 노출된다. 상기 재성장시 산화에 대한 기회를 줄임으로써 더욱 신뢰성 있는 디바이스를 얻을 수 있다.

본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명의 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 분명할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이에 준하는 범위 내에서 제공되는 본 발명의 변형 및 변화를 포함하고자 한다.

Claims (7)

1. 제1전도체 형태의 AlGaAs를 포함하는 하부 클래딩층;

   상기 하부 클래딩층상에 형성된 제2전도체 형태의 AlGaAs를 포함하는 제1상부 클래딩층;

   상기 제1상부 클래딩층상에 형성되고, 전류를 유도하기 위해 관통하는 구멍을 갖는 상기 제1전도체 형태의 실질적으로 알루미늄이 없는 반도체 가둠층; 및

   상기 가둠층을 통해 구멍이 형성된 제2전도체 형태의 AlGaAs를 포함하는 제2상부 클래딩층을 포함하는 것을 특징으로 하는 매입된 리지 다이오드 레이저
2. 제1항에 있어서, 상기 가둠층의 굴절률은 상기 제1상부 클래딩층의 굴절률 미만인 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.
3. 제1항에 있어서, 상기 가둠층과 가둠층 사이의 굴절률의 차는 1×10^-3내지 3×10^-3인 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.
4. 제3항에 있어서, 상기 구멍의 폭은 5 내지 7㎛인 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2상부 클래딩층은 또한 상기 가둠층상에 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.
6. 제1항에 있어서, 상기 가둠층은 GaInP를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.
7. 제6항에 있어서, 상기 가둠층의 GaInP는 상기 하부 및 제1상부 클래딩층의 AlGaAs와 실질적으로 격자일치되는 것을 특징으로 하는 다이오드 레이저.