KR20040043243A - 레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법 - Google Patents

레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 레이저 다이오드는 윈도우가 형성되는 p-클래드층의 상면에 길게 형성되는 릿지, 상기 p-클래드층 상면에서 상기 릿지의 양측에 릿지와 근사한 높이로 형성되는 전류블록층, 상기 릿지 및 전류 블록층 상면의 일정 모서리 부분에 형성되는 유전막 블록층, 상기 유전막 블록층을 제외한 상기 릿지 및 상기 전류 블록층의 상면에 증착되는 p-캡층이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조 방법은 더블 헤테로 구조가 형성되는 단계; 단일창 구조를 형성하기 위하여 윈도우를 형성하는 단계; 상기 더블 헤테로 구조의 상면에 릿지를 형성하는 단계; 릿지와 근사한 높이로, 전류 블록층을 상기 더블 헤테로 구조의 상면에 더 형성하는 단계; 및 적어도 상기 릿지와, 상기 전류 블록층이 동시에 포함되는 일정 부분에 유전막 블록층을 형성하고, 상기 유전막 블록층의 상면에 p-캡층을 증착하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단일창 구조를 형성하기 위하여 불가결하게 발생되는 누설 전류를 예방하기 위한 공정으로서, p-캡층의 형성 공정을 보다 단순화시킬 수 있다. 또한, 적층된 p-캡층을 에칭으로 제거하는 공정에서 에칭이 과하게 되어 불량이 발생되는 문제를 방지할 수 있다.
결국에는, 레이저 다이오드의 COD 레벨을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법{Laser diode and fabrication method of laser diode}
본 발명을 레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 레이저 다이오드의 고 출력화에 방해가 되는 계면파괴(Catastrophe Optical Damage : 이하, "COD"라 한다.)의 레벨을 높이는 레이저 다이오드의 구조및 레이저 다이오드의 제조 방법을 제안한다.
근래들어, 광 기록 장치(Optical Storage 장치)의 사용이 급증하고 있고, 광 기록 장치의 기록 속도가 빨라짐으로써, 이에 사용되는 레이저 다이오드의 고출력화가 요구되고 있다.
COD가 발생되는 과정을 설명하도록 한다. 레이저 다이오드에서 광출력의 증대, 다시 말하면 광폐입계수의 증대에 의해 단면의 광밀도가 높아지면, 단면에서의 광흡수에 의해 국소적 발열이 커지고, 이로 인한 온도 상승에 의해서 단면 근방 활성층의 금제대폭이 축소된다. 그리고, 금제대폭의 축소에 의해 흡수계수가 더욱 더 커지고, 온도 또한 상승되게 된다. 다시 말하면, 광흡수, 발열, 금제대폭축소 및 광흡수의 순환관계를 초래하여, 그 결과로 단면 근방의 온도는 융점까지 도달되어, 결정 용융 파괴로 이어져, 결국 COD가 초래되는 것이다.
이러한 COD를 방지하기 위하여, 단면 부근의 금제 대폭을 확장함으로써, 단면에서의 광흡수를 없앨 수 있고, COD에 의해 제한되었던 최대 광출력 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 종래 적용되었던, Zn(아연), Si(실리콘)등의 도펀트(Dopant)을 확산(diffusion)함으로써 얻어지는 윈도우 구조(window structure, 즉, 단면창 구조)를 형성하는 방법 및 그에 관한 레이저 다이오드의 구체적인 제조 방법을 제시한다.
도 1 내지 도 5는 종래 단면창 구조(window structure)가 구현되는 레이저 다이오드의 제조 과정을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, GaAs 기판(1), n-클래드층(2), 활성층(3), p-클래드층(4)전류블록층(Current Block Layer, "CBL")(5)의 이중 헤테로 구조가 형성된다. 상기된 구조는 유기금속기상증착법(MOCVD)에 의해서 증착될 수 있다. 특히, 상기 p-클래드층(4)은 AlGaAs로 형성되고, 전류블록층(5)은 n-AlGaAs로 형성된다.
도 2를 참조하면, 상기 더블 헤테로 구조의 상면에서 ZnO(산화아연)를 일정 부위에만 증착하여 어닐링을 실시함으로써, 산화아연이 증착된 하측으로 Zn(아연)을 확산시켜 무질서화하여, 윈도우(10)를 형성한다.
그리고, 도 3과 같이, 전류블록층(5)의 상면에 V-홈 형상으로 릿지(6)를 형성하고, 그 상면에 도 4와 같이, p-클래드층(7) 및 p-캡층(8)을 더 적층한다. 상기 p-클래드층(7)은 AlGaAs로, 상기 p-캡층(8)은 GaAs를 재질로 한다.
그 뒤에 도 5와 같이, 누설 전류를 줄이고, 효율 높은 발진을 만들어 내기 위하여 윈도우(10)가 형성되는 상면에 있는 p-캡층(8)의 전부와, p-클래드층(7)의 일부를 에칭하여 제거하여 제거부(9)를 형성한다. 그 뒤에 오믹 전극과 같은 다른 구조를 계속해서 형성한다.
그러나, 이러한 방식은 계면에서의 문제로 인하여 누설전류가 발생될 염려가 있다. 또한, p-캡층(8) 및 p-클래드층(7)을 제거하기 위한 에칭 공정 중에, 하측까지 에칭이 되어 불량품이 발생될 염려가 있는 단점이 있다.
또한, 레이저 다이오드의 제조 공정이 복잡하여, 제조 경비 및 시간이 많이 들어가는 단점이 있다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서, 아연과, 실리콘등을 도프하여 윈도우가 형성되는 단면창 구조를 제조하면서도, 누설 전류의 발생을 최소화 할 수 있는 레이저 다이오드의 제조 방법을 제안한다.
그리고, 레이저 다이오드의 제조 공정을 보다 신뢰성있고, 단순화시킬 수 있는 공정 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 내지 도 5는 종래 단면창 구조(window structure)가 구현되는 레이저 다이오드의 제조 과정을 설명하는 도면.
도 6내지 도 10은 본 발명에 따른 단면창 구조가 구현되는 레이저 다이오드의 제조 방법을 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 11 : GaAs 기판2, 12 : n-클래드층3, 13 : 활성층
4, 14 : p-클래드층5, 18 : 전류블록층10, 16 : 윈도우
6, 17 : 릿지7 : p-클래드층8, 20 : p-캡층
9, 21 : 제거부19 : 유전막 블록층
상기된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 구조는 윈도우가 형성되는 p-클래드층의 상면에 길게 형성되는 릿지, 상기 p-클래드층 상면에서 상기 릿지의 양측에 릿지와 근사한 높이로 형성되는 전류블록층, 상기 릿지 및 전류 블록층 상면의 일정 모서리 부분에 형성되는 유전막 블록층, 상기 유전막 블록층을 제외한 상기 릿지 및 상기 전류 블록층의 상면에 증착되는 p-캡층이 포함되는 것을 특징으로 하고,
본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조 방법은 더블 헤테로 구조가 형성되는 단계; 단일창 구조를 형성하기 위하여 윈도우를 형성하는 단계; 상기 더블 헤테로 구조의 상면에 릿지를 형성하는 단계; 릿지와 근사한 높이로, 전류 블록층을 상기 더블 헤테로 구조의 상면에 더 형성하는 단계; 및 적어도 상기 릿지와, 상기 전류 블록층이 동시에 포함되는 일정 부분에 유전막 블록층을 형성하고, 상기 유전막 블록층의 상면에 p-캡층을 증착하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
설명된 바와 같은 레이저 다이오드의 구조 및 레이저 다이오드의 제조 방법에 의해서 단면창 구조를 안정되게 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 누설 전류를 효과적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 6내지 도 10은 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, GaAs 기판(GaAs substrate)(11)과, n-클래드층(12)과, 활성층(13)과, p-클래드층(AlGaAs)(14)이 차례로 적층되어 더블 헤테로 구조를 이룬다.
상기된 적층의 과정은 유기금속기상증착법(MOCVD)에 의해서 형성될 수 있고, 도한, 상기 n-클래드층(12)은 n-AlGaInP가 사용될 수 있다.
상기된 적층 구조 상면의 대향되는 모서리의 상측에는, Zn(아연) 및/또는 Si(실리콘)을 증착한 다음, 600℃ 정도의 온도에서 어닐링처리하여, 상기 Zn 및/또는 Si가 확산(diffusion)되어 들어가 무질서화됨으로써, 윈도우가 형성되도록 한다.
상기 윈도우는 제조 상의 편의를 위하여 레이저 다이오드의 마주보는 양측의 전 모서리 부분에 형성된다. 이러한 구조를 취함으로써 레이저 다이오드의 제조 공정을 단순화시킬 수 있으며, 본 발명 레이저 다이오드의 구조에 의해서 레이저 다이오드의 동작에 있어서는 영향이 없다.
도 7을 참조하면, 윈도우(16)가 레이저 다이오드의 대향되는 양면에 형성된 것으로 살필 수 있다.
도 8에서는 윈도우(16)의 상측 중간 부위에 릿지(17)가 형성된 것을 살필 수 있고, 도 9를 참조하면, 릿지(17)와 근사한 높이로 전류블록층(18)이 더 형성된 것을 살필 수 있다. 바람직하게, 상기 릿지(17)의 상측면에는 전류 블록층(18)이 형성되지 않는다. 그리고, 상기 전류블록층(18)은 n-AlGaAs를 재질로 한다.
한편, 상기 윈도우(16)에 의해서 무질서화된 영역은, 활성층(13), p-클래드층(14) 및/또는 n-클래드층(12)등이 서로 섞이는 부분이기 때문에, 상기 부분에서는 pn접합이 구성되지 못하여 누설 전류가 발생되는 문제가 있다.
이하에서는 이러한 누설 전류를 방지할 수 있는 구조 및 방법을 설명한다.
상기 전류블록층(18) 및 릿지(17)의 상측면에는 유전막 블록층(19)을 형성한 뒤에, 릿지(17) 및 전류블록층(18) 모서리 부분의 일정 상측면을 제외한 거의 모든 부분은 에칭하여 제거한다. 한편, 상기 유전막 블록층(19)은 SiOx또는 Si3Nx가 사용될 수 있고, 바람직하게는 SiO2또는 Si3N4가 사용된다.
한편, 에칭으로 일정 부분을 제외한 모든 부분이 제거된 부분의 상면에는 p-캡층(20)이 더 형성되는데, 상기 p-캡층(20)은 GaAs를 재질로 할 수 있다.
한편, 상기 p-캡층(20)은 유전막 블록층(19)에 의해서 유전막 블록층(19)이 형성된 곳에는 증착되지 않는 제거부(21)를 형성하고, 그외의 다른 면에 선택 성장됨으로써, 결론적으로 p-캡층(20)이 제거되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이러한 구성에 의해서 누설 전류를 방지할 수 있다.
도 10은 상기 p-캡층이 형성된 것을 설명하는 도면이다.
나아가, 상기 p-캡층(20)과 동일하게 p-캡층(20)의 상면에 더 형성되는 클래드층이 포함되는 다른 증착 구조 또한, 동일하게 유전막 블록층(19)이 형성된 부분에서는 성장되지 않는다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 다이오드는, 특정한 위치에만 형성되는 유전막 블록층(19)에 의해서, 유전막 블록층(19)의 상면에는 p-캡층(20)이 형성되지 않도록 함으로서, 종래의 p-캡층(20)이 제거되는 것과 동일한 구성을 이루게 된다. 그리고, 종래에 p-캡층을 제거하기 위하여 사용된 에칭의 공정에서 발생될 수 있는 에칭 공정의 오류를 미연에 방지할 수 있다.
그리고, 단일창 구조를 형성하기 위하여 형성된 윈도우에 의해서 발생될 수 있는 누설 전류를 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 사상은 설명된 바와 같은 구조 및 순서에 제한되지 않고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 또 다른 실시예를 용이하게 만들어 낼 수 있다.
본 발명은 단일창 구조를 형성하기 위하여 불가결하게 발생되는 누설 전류를 예방하기 위한 공정으로서, p-캡층의 형성 공정을 보다 단순화 시킬 수 있다.
또한, 적층된 p-캡층을 에칭으로 제거하는 공정에서 에칭이 과하게 되어 불량이 발생되는 문제를 방지할 수 있다.
결국에는, 레이저 다이오드의 COD 레벨을 높이고, 레이저 다이오드의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 윈도우가 형성되는 p-클래드층의 상면에 길게 형성되는 릿지,
    상기 p-클래드층 상면에서 상기 릿지의 양측에 릿지와 근사한 높이로 형성되는 전류블록층,
    상기 릿지 및 전류 블록층 상면의 일정 모서리 부분에 형성되는 유전막 블록층,
    상기 유전막 블록층을 제외한 상기 릿지 및 상기 전류 블록층의 상면에 증착되는 p-캡층이 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전막 블록층에는 SiOx및/또는 Si3Nx가 사용되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우는 대향되는 한쌍의 모서리 전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.
  4. 더블 헤테로 구조를 형성하는 단계;
    단일창 구조를 형성하기 위하여 윈도우를 형성하는 단계;
    상기 더블 헤테로 구조의 상면에 릿지를 형성하는 단계;
    릿지와 근사한 높이로, 전류 블록층을 상기 더블 헤테로 구조의 상면에 더 형성하는 단계; 및
    적어도 상기 릿지와, 상기 전류 블록층이 동시에 포함되는 일정 부분에 유전막 블록층을 형성하고, 상기 유전막 블록층의 상측에 p-캡층을 증착하여 상기 유전막 블록층을 제외한 전체면에 P-캡층이 형성되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유전막 블록층은 상기 릿지와, 상기 전류블록층의 전체면에 도포된 뒤 에칭에 의하여 제거되어 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 윈도우가 형성되기 위하여 아연 및/또는 실리콘이 확산되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62295480A (ja) * 1986-06-16 1987-12-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
JPH06302907A (ja) * 1993-04-15 1994-10-28 Sanyo Electric Co Ltd リッジ埋込み型半導体レーザ及びその製造方法
US5953357A (en) * 1996-08-30 1999-09-14 Sony Corporation Semiconductor laser
JP2001094207A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Sharp Corp 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2002094179A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Sharp Corp 半導体レーザ素子及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62295480A (ja) * 1986-06-16 1987-12-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
JPH06302907A (ja) * 1993-04-15 1994-10-28 Sanyo Electric Co Ltd リッジ埋込み型半導体レーザ及びその製造方法
US5953357A (en) * 1996-08-30 1999-09-14 Sony Corporation Semiconductor laser
JP2001094207A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Sharp Corp 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2002094179A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Sharp Corp 半導体レーザ素子及びその製造方法

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