KR20040022113A - 레이저 다이오드의 미러 코팅방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 다이오드의 미러 코팅방법에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코팅방법은, 기판위에 소정층의 에피텍셜층을 순서대로 성장시키는 단계와; 상기 성장된 에피텍셜층의 상측 부위에 소정의 폭으로 릿지를 형성한 후 전류차단층을 성장시키는 단계와; 상기 릿지위의 그위에 캡층을 성장시키고, p 형, n 형 전극을 증착시키는 단계와; 상기 캡층이 성장된 웨이퍼를 상기 릿지와 수직된 방향으로 드라이 에칭을 이용하여 벽개면을 형성하는 단계와; 상기 형성된 벽개면의 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 무반사막으로 코팅하는 단계와; 상기 형성된 벽개면의 다른 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 반사막으로 코팅하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코팅방법은, 드라이 에칭을 이용하여 웨이퍼 상태로 벽개면을 형성함으로써 공정의 단순화와 공정시간 단축으로 공정의 효율성을 높이고, 칩의 손실을 줄여 수율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 레이저 다이오드에 관한 것으로서, 특히 드라이 에칭을 이용하여 웨이퍼 상태로 벽개면을 형성함으로써 공정의 효율성을 높이고 수율을 향상시킬 수있는 레이저 다이오드의 미러 코팅방법에 관한 것이다.
레이저 다이오드는 전류를 인가하여 레이저 광을 얻는 소자로써, 광통신 시스템에서의 광신호 발생원, 계측장비의 광원, 정보기기 및 포인터 등의 광원으로 사용된다.
일반적으로 레이저 다이오드 제조에 있어서, 레이저 다이오드 칩의 한계전류를 낮추거나 고출력을 얻기 위해 또는 온도 특성을 향상시키기 위한 목적으로 레이저 빛이 나오는 벽개면에 전자빔 증발기나 스퍼터링 장비로 여러 절연 물질을 코팅하여 반사막이나 무반사막을 형성하여 요구되는 성능의 레이저 다이오드 칩을 제조하고 있다.
도 1은 종래에 따른 레이저 다이오드의 미러 코팅방법의 순서도이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 n-GaAs 기판위에 n형 AlGaInP 클래드층과 오프되지 않은 GaInP 활성층 및 p형 AlGaInP 클래드층을 차례로 형성하고, SiO2를 상기 p형 AIGaInP 클래드층위에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 성장시킨다(S101).
그리고, 포토리토그래피(Photo Lithograpy)를 이용하여 p형 AlGaInP 클래드층 상측 부위에 소정의 폭으로 릿지(ridge)를 형성한 후 선택적 성장으로 n형 GaAs 전류차단층(Current Block Layer:CBL)을 상기 p형 클래드층의 릿지(ridge)면와 수평하게 형성한다(S102).
그리고 상기 릿지(ridge) 위의 SiO2를 제거하고 그위에 다시 p형 GaAs 캡층을 성장시키고, p 형, n 형 전극을 증착시킨다(S103).
도 2는 종래에 따른 벽개하여 칩바를 형성한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 p형 전극과 n형 전극 형성이 끝난 레이저 다이오드 웨이퍼를 스크라이버(Scribe)와 브레이커(Breaker) 장비로 벽개하여 바 상태로 만든다(S104).
도 3은 종래에 따른 미러 코팅을 하기 위해 지그에 칩바를 로딩한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 벽개된 칩바의 벽개된 면에 반사막(HR:high-reflrect)이나 무반사막(AR:anti-reflect)을 형성하기 위해 칩바(chip bar)를 지그(Jig)에 로딩(loading)하고(S104), 이를 지지하기 위한 가이드 바(guide bar)를 이용하여 일정하게 쌓아 벽개면에 코팅을 한다(S105).
상기 벽개면의 코팅은 한 쪽면은 Al2O3, SiO2등으로 무반사막(AR:anti-reflect)으로 코팅한 후, 다시 뒤집어서 TiO2, Al2O3등으로 반사막(HR:high-reflrect)을 코팅하게 된다(S106).
또한, 상기 레이저 다이오드 칩바의 미러면에 코팅막을 형성시키기 위하여 스퍼터링, PECVD 또는 전자빔 증발기 등의 장비가 이용되고 있으며, 이 중에서 전자빔 증발기를 이용한 미러면 코팅 방법은 코팅막의 두께 균일도가 다른 장비를 이용하는 경우 보다 우수하기 때문에 주로 사용되고 있다.
상기와 같이 코팅이 된 칩바를 다시 스크라이버(Scribe)와 브레이커 (Breaker)장비를 사용하여 일정한 크기의 레이저 다이오드 칩으로 잘라낸다.
그러나, 상기 스크라이버(Scribe)와 브레이커 (Breaker)장비를 사용하여 칩바를 형성하는 과정에서 상기 칩바를 분리시킬 경우 스크라이브(Scribe)하는 영역은 절연체가 일정하게 분리되지 않게 된다.
이는. 활성층이 p전극에서 2 ~ 3㎛ 정도 떨어져 있기 때문에 코팅 후 칩바를 분리할 때 벽개면이 제대로 형성되지 못해 칩바의 p전극쪽의 절연체가 곱게 떨어지지 않아서 활성층 부분의 절연체가 떨어진 부분의 레이저 다이오드 칩에서 원하는 코팅 효과를 얻을 수 없게 된다.
또한, 상기 칩바를 지그에 로딩하는 과정에서 상기 칩바의 벽개면이 대기중에 노출되어짐으로 인해 오염의 위험이 있으며, 칩바의 로딩에서 실수가 발생할 경우 미러 코딩시에 오버, 언더 코팅이 진행 되어지게 된다. 이는 코팅막의 특성에서 영향을 주게 되면, 조립시에도 문제를 야기시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 드라이 에칭을 이용하여 웨이퍼 상태로 벽개면을 형성함으로써 공정의 효율성을 높이고 수율을 향상시킬 수 있는 레이저 다이오드의 미러 코팅방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래에 따른 레이저 다이오드의 미러 코팅방법의 순서도.
도 2는 종래에 따른 벽개하여 칩바를 형성한 도면.
도 3은 종래에 따른 미러 코팅을 하기 위해 지그에 칩바를 로딩한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코딩방법의 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 드라이 에칭을 이용하여 벽개면을형성한 것을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트를 이용하여 벽개면을 미러 코팅한 것을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201, 501 --- 릿지 202, 302 --- 칩 바
301 --- 가이드 바
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코딩방법은,
기판위에 소정층의 에피텍셜층을 순서대로 성장시키는 단계와;
상기 성장된 에피텍셜층의 상측 부위에 소정의 폭으로 릿지를 형성한 후 전류차단층을 성장시키는 단계와;
상기 형성된 릿지위에 캡층을 성장시키고, p 형, n 형 전극을 증착시키는 단계와;
상기 캡층이 성장된 웨이퍼를 상기 릿지와 수직된 방향으로 드라이 에칭을 이용하여 벽개면을 형성하는 단계와;
상기 형성된 벽개면의 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 무반사막으로 코팅하는 단계와;
상기 형성된 벽개면의 다른 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 반사막으로 코팅하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 무반사막과 상기 반사막의 코팅을 하기 위해 포토레지스트 패턴을 이용하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 드라이 에칭을 이용하여 웨이퍼 상태로 벽개면을 형성함으로써 공정의 효율성을 높이고 수율을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코딩방법의 순서도이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 n-GaAs 기판위에 n형 AlGaInP 클래드층과 도핑되지 않은 GaInP 활성층 및 p형 AlGaInP 클래드층을 차례로 형성하고, SiO2를 상기 p형 AIGaInP 클래드층위에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 성장시킨다(S401).
그리고, 포토리토그래피(Photo Lithograpy)를 이용하여 p형 AlGaInP 클래드층 상측 부위에 소정의 폭으로 릿지(ridge)를 형성한 후 선택적 성장으로 n형 GaAs 전류차단층(Current Block Layer:CBL)을 상기 p형 클래드층의 릿지(ridge)면와 수평하게 형성한다(S402).
그리고 상기 릿지(ridge) 위의 SiO2를 제거하고 그위에 다시 p형 GaAs 캡층을 성장시키고, p 형, n 형 전극을 증착시킨다(S403).
도 5는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 드라이 에칭을 이용하여 벽개면을형성한 것을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 상태에서 미러 코팅을 진행하기 위하여 드라이 에칭(Dry etching)을 이용하여 벽개면을 형성한다(S404).
여기서, 상기 드라이 에칭에 의해 형성된 벽개면은 상기 릿지(ridge)와 서로 수직되는 방향으로 칩바가 웨이퍼상에서 절단되지 않고 상기 기판위까지 에칭된다.
상기 드라이 에칭되어 형성된 벽개면의 양측은 각자의 역할에 따라 반사막 (HR:high-reflrect)이나 무반사막(AR:anti-reflect)으로 구분되어지고, 각각 다른 물질이 코팅되어 진다.
도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트를 이용하여 벽개면을 미러 코팅한 것을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 무반사막(AR:anti-reflect)쪽의 코팅을 위하여, 코팅 영역 이외의 부분은 포토레지스트(photoresist)를 이용한 패턴으로 블럭킹(blocking)하여 준다. 이 후, 스퍼터링, PECVD 또는 전자빔 증발기 등의 장비를 이용하여 절연막을 코팅한다(S405).
그리고, 다른 한 면에 반사막(HR:high-reflrect)을 코팅하기 위하여 패턴되어 있는 포토레지스트를 지우고 반사막(HR) 영역을 제외한 부분을 블럭킹하여 주는 패턴을 하여 준다. 여기서, 상기 무반사막(AR)과 마찬 가지로 절연막을 스퍼터링, PECVD 또는 전자빔 증발기 등의 장비를 이용하여 절연막을 코팅하여 준다(S406).
상기 벽개면의 코팅은 한 쪽면은 Al2O3, SiO2등으로 무반사막(AR:anti-reflect)으로 코팅한 후, 다시 다른 한 쪽을 TiO2, Al2O3등으로 여러층으로 반사막(HR:high-reflrect)을 코팅하게 된다.
따라서, 레이저 다이오드의 광출력을 한 방향으로 모아주기 위해 무반사막과 반사막으로 미러 코팅을 하게된다.
또한, 상기 레이저 다이오드 칩바의 미러면에 코팅막을 형성시키기 위하여 스퍼터링, PECVD 또는 전자빔 증발기 등의 장비가 이용되고 있으며, 이 중에서 전자빔 증발기를 이용한 미러면 코팅 방법은 코팅막의 두께 균일도가 다른 장비를 이용하는 경우 보다 우수하기 때문에 주로 사용되고 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 미러 코팅방법은, 드라이 에칭을 이용하여 웨이퍼 상태로 벽개면을 형성함으로써 공정의 단순화와 공정시간 단축으로 공정의 효율성을 높이고, 칩의 손실을 줄여 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 포토레지스트 마스크를 이용하여 코팅을 진행함으로써, 코팅 영역이 오버(over)되지 않아 조립 공정과정에서 다이 본딩(die bonding) 불량을 줄일 수 있다.
Claims (2)
- 기판위에 소정층의 에피텍셜층을 순서대로 성장시키는 단계와;상기 성장된 에피텍셜층의 상측 부위에 소정의 폭으로 릿지를 형성한 후 전류차단층을 성장시키는 단계와;상기 형성된 릿지위에 캡층을 성장시키고, p 형, n 형 전극을 증착시키는 단계와;상기 캡층이 성장된 웨이퍼를 상기 릿지와 수직된 방향으로 드라이 에칭을 이용하여 벽개면을 형성하는 단계와;상기 형성된 벽개면의 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 무반사막으로 코팅하는 단계와;상기 형성된 벽개면의 다른 한 쪽을 마스크 패턴을 형성하여 반사막으로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 미러 코딩방법.
- 제 1항에 있어서,상기 무반사막과 상기 반사막의 코팅을 하기 위해 포토레지스트 패턴을 이용하는 것을 특징으로 레이저 다이오드의 미러 코딩방법.
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