KR20050009271A - 멀티 빔형 반도체 레이저, 반도체 발광 소자 및 반도체 장치 - Google Patents

멀티 빔형 반도체 레이저, 반도체 발광 소자 및 반도체 장치 Download PDF

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요시후미 야부끼
신이찌 안사이
도모노리 히노
오사무 고또
쯔요시 후지모또
오사무 마쯔모또
모또노부 다께야
요시오 오후지
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Abstract

사파이어 기판 등의 기판의 한쪽의 주면 상에 레이저 구조를 형성하는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 갖고, 이 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층 상에 복수의 애노드 전극 및 복수의 캐소드 전극이 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서, 하나의 애노드 전극을 절연막을 개재하여 하나의 캐소드 전극 상에 걸쳐 형성하고, 다른 하나의 애노드 전극을 절연막을 개재하여 다른 하나의 캐소드 전극 상에 걸쳐 형성한다.

Description

멀티 빔형 반도체 레이저, 반도체 발광 소자 및 반도체 장치{MULTIBEAM SEMICONDUCTOR LASER, SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
AlGaInN 등의 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 반도체 레이저로서는 현재 싱글 빔형의 것이 개발되어, 고밀도 광 디스크용의 광원 등으로서 실용화 단계에 있다.
한편, 이 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 반도체 레이저를 레이저 빔 프린터의 광원에 응용하기 위해서는, 2빔 혹은 4빔의 독립 구동이 가능한 멀티 빔형 반도체 레이저를 실현할 필요가 있다.
본 출원인은, 이러한 멀티 빔형의 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 반도체 레이저로서, 도 1에 도시한 바와 같은 2빔형의 것을 제안하였다(제62회 응용 물리학회 학술 강연회 강연 예비 요약 원고집, 14p-N-9, 2001년 9월). 도 1에 도시한 바와 같이, 이 2빔형 반도체 레이저에서는, c면 사파이어 기판(101) 상에가로 방향 결정 성장 기술에 의해 n형 GaN층(102)이 성장되고, 그 위에, 레이저 구조를 형성하는 GaN계 반도체층, 즉 n형 AlGaN 클래드층(103), n형 GaN 광 도파층(104), 활성층(105), p형 GaInN 중간층(106), p형 AlGaN 캡층(107), p형 GaN 광 도파층(108), p형 AlGaN 클래드층(109) 및 p형 GaN 컨택트층(110)이 전체적으로 메사 형상을 이루도록 순차 적층되어 있다. 이 경우, 레이저 구조를 형성하는 GaN계 반도체층의 최상부, 즉 p형 AlGaN 클래드층(109)의 상부 및 p형 GaN 컨택트층(110)에, 2개의 릿지(111, 112)가 서로 평행하게 형성되어 있다. 또한, 메사부를 피복하도록 절연막(113)이 형성되어 있다. 이 절연막(113) 중의 릿지(111, 112) 상의 부분에 개구(113a, 113b)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 개구(113a, 113b)를 통해 릿지(111, 112)의 p형 GaN 컨택트층(110)과 접촉하도록 p측 전극(애노드 전극)(114, 115)이 형성되어 있다. 또한, 이들 p측 전극(114, 115) 및 절연막(113)을 피복하도록 p측 전극(애노드 전극)(116)이 형성되어 있다. 한편, 메사부에 인접하는 부분의 절연막(113)에는 개구(113c, 113d)가 형성되어 있고, 이들 개구(113c, 113d)를 통해 n형 GaN층(102)과 접촉하도록 n측 전극(캐소드 전극)(117, 118)이 형성되어 있다.
그러나, 상술한 도 1에 도시한 2빔형 반도체 레이저에서는, 각 레이저 구조를 독립 구동하는 것이 불가능하기 때문에, 그 상태 그대로는 레이저 빔 프린터용의 광원으로서 이용할 수는 없다.
한편, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체와는 다른 반도체를 이용한 반도체 레이저이기는 하지만, 일본 특개2000-269601호 공보에 멀티 빔형 반도체 레이저가 제안되어 있다. 그러나, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 반도체 레이저에서는, 기판으로서 오로지 이용되는 사파이어 기판이 전기적으로 절연성이기 때문에, 기판의 한쪽에서 p측 전극 및 n측 전극의 양방을 인출하기 위해, 이 일본 특개2000-269601호 공보에 개시된 구조를 그대로 채용하는 것은 곤란하다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 독립 구동이 가능하며, 또한 실장 전의 동작 확인을 용이하게 행할 수 있는, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 멀티 빔형 반도체 레이저를 제공하는 것이다.
보다 일반적으로는, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 독립 구동이 가능하며, 또한 실장 전의 동작 확인을 용이하게 행할 수 있는, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, 그 밖의 반도체 재료를 이용한 멀티 빔형 반도체 레이저를 제공하는 것이다.
또한 일반적으로는, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 독립 구동이 가능하며, 또한 실장 전의 동작 확인을 용이하게 행할 수 있는, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, 그 밖의 반도체 재료를 이용한 집적형의 반도체 발광 소자 및 반도체 장치를 제공하는 것이다.
<발명의 개시>
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 발명은,
기판의 한쪽의 주면 상에 레이저 구조를 형성하는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 갖고, 이 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 애노드 전극 및 캐소드 전극에는, 외부와의 전기적 접속에 이용하는 패드 전극도 포함되는 것으로 한다. 전기적으로 절연된 상태의 실현을 위해서는, 소위 에어 브릿지 구조를 채용하는 것도 가능하지만, 전형적으로는, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 절연막을 개재하여, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성된다. 이 경우, 전형적으로는, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽의 적어도 일부와 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 다른쪽의 적어도 일부가 표면에 노출되어 있다. 가장 전형적으로는, 애노드 전극이 절연막을 개재하여 캐소드 전극 상에 걸쳐 형성되며, 애노드 전극의 적어도 일부와 캐소드 전극의 적어도 일부가 표면에 노출되어 있다.
또한, 전형적으로는, 기판의 상층부는, 가로 방향 성장에 의해 형성되며, 주기적으로 저결함 영역을 갖는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, 전형적으로는 GaN으로 이루어지고, 소자 수명의 향상 등의 관점에서, 적합하게는, 이 저결함 영역 상에 발광부(레이저 스트라이프 혹은 릿지라고도 할 수 있음)가 형성된다. 레이저 칩을 실장하는 경우, 가장 전형적으로는, 에피택셜 성장에 의해 형성되는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 아래로 하여, 즉 에피택셜 사이드다운(epi-side down)으로 실장되지만, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 위로 하여, 즉 에피택셜 사이드 업(epi-side up)으로 실장하는 것도 가능하다.
레이저 빔이 출사되는 발광부(레이저 구조)간의 전기적 및 열적 크로스토크(각 레이저 구조의 구동 시에, 하나의 레이저 구조로부터 출사되는 레이저 빔이 다른 레이저 구조로부터 출사되는 레이저 빔에 미치는 영향을 나타냄)를 저감하고, 레이저 빔의 출력 변동을 방지하는 관점에서, 혹은, 멀티 빔형 반도체 레이저를 애노드 공통으로도 캐소드 공통으로도 이용 가능하다고 하는 관점에서, 적합하게는 발광부마다 소자 분리되며, 구체적으로는, 예를 들면, 각각의 발광부가 홈 혹은 절연체 혹은 이들 쌍방에 의해 서로 분리된다.
질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는, 가장 일반적으로는 AlxByGa1-x-y-zInzAsuN1-u-vPv(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤Z≤1, 0≤U≤1, 0≤V≤1, 0≤x+y+z<1, 0≤u+v<1)로 이루어지고, 보다 구체적으로는 AlxByGa1-x-y-zInzN(단, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, 0≤x+y+z<1)으로 이루어지며, 전형적으로는 AlxGa1-x-y-zInzN(단, 0≤x≤1, 0≤z≤1)으로 이루어진다. 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 구체예를 들면, GaN, InN, AlN, AlGaN, InGaN, AlGaInN 등이다.
본 발명의 제2 발명은,
기판의 한쪽의 주면 상에 레이저 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이 반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을특징으로 한다.
본 발명의 제3 발명은,
기판의 한쪽의 주면 상에 발광 소자 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이 반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 반도체 발광 소자에 있어서,
애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 발명은,
기판의 한쪽의 주면 상에 소자 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이 반도체층 상에 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 반도체 장치에 있어서,
제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 제1 전극 및 제2 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2∼제4 발명에서, 반도체층은, 기본적으로는 어떤 것이라도 되지만, 구체적으로는, 예를 들면, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 외에, AlGaAs계 반도체, AlGaInP계 반도체, InGaAsP계 반도체, GaInNAs계 반도체 등의 각종 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, 혹은, ZnSe계 반도체나 ZnO계 반도체 등의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 등의 층이다. 또한, 본 발명의 제1 발명에 관련하여 설명한 것은, 그 성질에 반하지 않는 한, 본 발명의 제2∼제4 발명에서도 성립한다. 본 발명의 제4 발명에서의 제1 전극 및 제2 전극은, 본 발명의 제1 발명에서의 애노드 전극 및 캐소드전극에 대응한다.
본 발명의 제3 및 제4 발명에서, 반도체 발광 소자에는, 반도체 레이저나 발광 다이오드가 포함되고, 반도체 장치에는 이들 반도체 발광 소자 외에, 수광 소자, 또는 고전자 이동도 트랜지스터 등의 전계 효과 트랜지스터(FET)나 헤테로 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 전자 주행 소자가 포함된다.
본 발명에서, 기판은, 구체적으로는, 예를 들면, 사파이어 기판 외에, GaN 기판, ZrB2기판, SiC 기판, Si 기판, GaAs 기판, GaP 기판, InP 기판, 첨정석 기판, 산화실리콘 기판, ZnO 기판 등이다.
질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체나 그 밖의 반도체층 등의 성장 방법으로서는, 예를 들면, 유기 금속 화학 기상 성장(MOCVD), 수소화 기상 에피택셜 성장 또는 할로겐 기상 에피택셜 성장(HVPE) 등 외에, 분자선 에피택시(MBE) 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 제5 발명은,
절연 기판 상에 모노리식으로 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
각 소자가 상호 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 발명에서는, 그 성질에 반하지 않는 한, 본 발명의 제1 및 제2 발명에 관련하여 설명한 것이 성립한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 예를 들면 사파이어 기판, 그 밖의 기판 상에 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층, 그 밖의 반도체층을 성장시킨후, 예를 들면 이 기판을 바 형상으로 벽개한 상태에서, 애노드 전극 및 캐소드 전극 혹은 제1 전극 및 제2 전극에 프로브(탐침)를 접촉시켜 동작 확인을 행할 수 있다. 또한, 이들의 애노드 전극 및 캐소드 전극 혹은 제1 전극 및 제2 전극을 이용함으로써, 각 발광부의 레이저 구조 혹은 발광 소자 구조 혹은 소자 구조를 독립적으로 구동할 수 있다.
본 발명은, 멀티 빔형 반도체 레이저, 반도체 발광 소자 및 반도체 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 멀티 빔형 반도체 레이저에 적용하기에 적합한 것이다.
도 1은 종래의 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는 단면도.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는 단면도.
도 4A 및 도 4B는 본 발명의 제3 실시예에 따른 4빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는 평면도 및 단면도.
도 5A 및 도 5B는 본 발명의 제4 실시예에 따른 4빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는 평면도 및 단면도.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저의 크로스토크 특성의 측정 결과를 도시하는 개략선도.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저의 크로스토크 특성의 측정 결과를 도시하는 개략선도.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시하는단면도.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저(칩 상태)를 도시한다. 여기서, 도 2A는 평면도, 도 2B는 도 1A의 B-B선을 따라 취한 단면도이다. 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저는, 릿지 구조 및 SCH(Separate Confinement Hetero structure) 구조를 갖는 실제 굴절율 도파형 반도체 레이저이다.
도 2A 및 도 2B에 도시한 바와 같이, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, c면 사파이어 기판(1) 상에, 저온 성장에 의한 도핑되지 않은 GaN 버퍼층(도시 생략)을 개재하여, ELO(Epitaxial Lateral Overgrowth) 등의 가로 방향 결정 성장 기술을 이용하여 성장된 n형 GaN층(2)이 적층되어 있다. 그리고, 이 n형 GaN층(2) 상에, 레이저 구조를 형성하는 GaN계 반도체층이 적층되어 있다. 구체적으로는, 레이저 구조를 형성하는 GaN계 반도체층으로서, n형 AlGaN 클래드층(3), n형 GaN 광 도파층(4), 예를 들면 도핑되지 않은 InxGa1-xN/InyGa1-yN 다중 양자 웰 구조의 활성층(5), p형 GaInN 중간층(6), p형 AlGaN 캡층(7), p형 GaN 광 도파층(8), p형 AlGaN 클래드층(9) 및 p형 GaN 컨택트층(10)이 순차 적층되어 있다.
여기서, 도핑되지 않은 GaN 버퍼층은 두께가 예를 들면 30㎚이다. n형 GaN층(2)은 두께가 예를 들면 약 7㎛이고, n형 불순물로서 예를 들면 실리콘(Si)이 도핑되어 있다. n형 AlGaN 클래드층(3)은 두께가 예를 들면 1.0㎛이고, n형 불순물로서 예를 들면 Si가 도핑되며, Al 조성은 예를 들면 0.07이다. n형 GaN 광 도파층(4)은 두께가 예를 들면 0.1㎛이고, n형 불순물로서 예를 들면 Si가 도핑되어 있다. 또한, 도핑되지 않은 InxGa1-xN/InyGa1-yN 다중 양자 웰 구조의 활성층(5)은, 장벽층으로서의 InxGa1-xN층과 웰층으로서의 InyGa1-yN층이 교대로 적층된 것으로, 예를 들면, 장벽층으로서의 InxGa1-xN층의 두께가 7㎚로 x=0.02, 웰층으로서의 InyGa1-yN층의 두께가 3.5㎚로 y=0.14, 웰 수가 3이다.
p형 GaInN 중간층(6)은 두께가 예를 들면 20㎚이고, p형 불순물로서 예를 들면 Mg가 도핑되며, In 조성은 예를 들면 0.02이다. 또한, p형 AlGaN 캡층(7)은 두께가 예를 들면 20㎚이고, p형 불순물로서 예를 들면 Mg가 도핑되고, Al 조성은 예를 들면 0.18이다. 이 p형 AlGaN 캡층(7)은, p형 GaN 광 도파층(8), p형 AlGaN 클래드층(9) 및 p형 GaN 컨택트층(10)의 성장 시에 활성층으로부터 In이 이탈하여 열화되는 것을 방지함과 함께, 활성층(5)으로부터의 전자의 오버플로우를 방지하기 위한 것이다.
p형 GaN 광 도파층(8)은 두께가 예를 들면 0.1㎛이고, p형 불순물로서 예를 들면 Mg가 도핑되어 있다. p형 AlGaN 클래드층(9)은 두께가 예를 들면 0.5㎛이고, p형 불순물로서 예를 들면 Mg가 도핑되며, Al 조성은 예를 들면 0.18이다. 또한, p형 GaN 컨택트층(10)은 두께가 예를 들면 0.1㎛이고, p형 불순물로서 예를 들면 Mg가 도핑되어 있다.
n형 GaN층(2)의 상층부, n형 AlGaN 클래드층(3), n형 GaN 광 도파층(4), 활성층(5), p형 GaInN 중간층(6), p형 AlGaN 캡층(7), p형 GaN 광 도파층(8) 및 p형 AlGaN 클래드층(9)은, 상호 인접하는 2개의 메사 형상을 이루도록 형성되어 있으며, 이들 메사부는 n형 GaN층(2)에 달하는 홈(11)에 의해 상호 분리되어 있다. 그리고, 이들 메사부에서의 p형 AlGaN 클래드층(9)의 상층부 및 p형 GaN 컨택트층(10)에, 예를 들면 <1-100> 방향으로 연장되는 릿지(12, 13)가 각각 형성되어 있다. 이들 릿지(12, 13)의 폭은 예를 들면 1.7㎛이다. 여기서, 이들 릿지(12, 13), 즉 레이저 스트라이프부는, 가로 방향 성장 시에 이용한 종 결정으로부터 상층으로 전파된 전위(14) 사이의 저결함 영역에 위치하고 있다. 릿지(12, 13)의 간격은, 적합하게는, 이 저결함 영역의 주기의 배수로 선택되며, 구체적으로는, 예를 들면 저결함 영역의 주기가 16㎛일 때, 그 배수인 96㎛로 선택된다(단, 도 2B에서는, 도시의 편의상 이것은 반영되어 있지 않다).
또한, 상기한 각 메사부 상에, 예를 들면 두께가 40㎚인 SiO2막과 같은 절연막과 그 상의 예를 들면 두께가 45㎚인 Si막으로 이루어지는 복합막(15)이 형성되어 있다. 여기서, 절연막은 전기 절연 및 표면 보호를 위한 것이다. 또한, Si막은, 릿지(12, 13)의 폭이 1.7㎛로 좁으면 가로 방향의 광 가두기가 강해져, 레이저광의 어스펙트비가 작아져 바람직하지만, 킹크 현상이 발생하기 쉽기 때문에, 릿지(12, 13)의 측벽부에서, 킹크 현상의 원인이 되는 레이저광의 1차 모드의 흡수 계수를 높여, 킹크 현상을 방지하기 위한 것이다. 이 복합막(15) 내의 릿지(12, 13) 상의 부분에는 각각 개구가 형성되어 있고, 이 개구를 통해 각 메사부의 p형GaN 컨택트층(10)에 각각 p측 전극(16, 17)이 접촉하고 있다. 이들 p측 전극(16, 17)은, 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 적층한 구조를 갖는다. 복합막(15) 및 p측 전극(16, 17)을 피복하도록 p측 전극(18, 19)이 형성되어 있다. 이들 p측 전극(18, 19)은, 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Ni막을 순차 적층한 구조를 갖는다.
한편, 각 메사부에 인접하는 소정 부분의 n형 GaN층(2) 상에 각각 n측 전극(20, 21)이 접촉하고 있다. 이들 n측 전극(20, 21)은, 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 적층한 구조를 갖는다. 참조 부호 22는 예를 들면 SiO2막과 같은 절연막을 나타낸다. 이 절연막(22)은, 각 메사부의 측벽 및 n측 전극(20, 21)의 일부를 피복하도록 형성되어 있다. 또한, 각각 p측 전극(18, 19)에 접촉하여 p측 패드 전극(23, 24)이 형성되어 있다. 이들 p측 패드 전극(23, 24)은 릿지(12, 13)를 따라 연장되는 부분과 이것에 직교하는 부분으로 이루어지며, 후자의 부분은 절연막(22)을 개재하여 각각 n측 전극(20, 21)의 일단부 상에 걸쳐 있다.
이 GaN계 반도체 레이저에서는, 공진기 길이 L은 예를 들면 600㎛ 정도이고, 이것에 직교하는 방향의 칩 폭은 예를 들면 400㎛ 정도이다.
다음으로, 이 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 미리 서멀클리닝 등에 의해 표면을 청정화한 c면 사파이어 기판(1) 상에 MOCVD법에 의해 예를 들면 500℃ 정도의 온도로 도핑되지 않은 GaN 버퍼층을 성장시킨 후, 예를 들면 ELO 등의 가로 방향 결정 성장 기술을 이용하여 예를 들면1000℃의 성장 온도로 n형 GaN층(2)을 성장시킨다.
계속해서, n형 GaN층(2) 상에 MOCVD법에 의해, 레이저 구조를 형성하는 GaN계 반도체층, 구체적으로는, n형 AlGaN 클래드층(3), n형 GaN 광 도파층(4), 도핑되지 않은 Ga1-xInxN/Ga1-yInyN 다중 양자 웰 구조의 활성층(5), p형 GaInN 중간층(6), p형 AlGaN 캡층(7), p형 GaN 광 도파층(8), p형 AlGaN 클래드층(9) 및 p형 GaN 컨택트층(10)을 순차 성장시킨다. 여기서, 이들 층의 성장 온도는, 예를 들면, n형 AlGaN 클래드층(3) 및 n형 GaN 광 도파층(4)은 1000℃, 활성층(5)으로부터 p형 GaN 광 도파층(8)까지는 780℃, p형 AlGaN 클래드층(9) 및 p형 GaN 컨택트층(10)은 1000℃로 한다.
이들 GaN계 반도체층의 성장 원료는, 예를 들면, Ga의 원료로서는 트리메틸갈륨((CH3)3Ga, TMG), Al의 원료로서는 트리메틸 알루미늄((CH3)3Al, TMA), In의 원료로서는 트리메틸 인듐((CH3)3In, TMI)을, N의 원료로서는 NH3을 이용한다. 도우펀트에 대해서는, n형 도우펀트로서는 예를 들면 실란(SiH4)을, p형 도우펀트로서는 예를 들면 비스=메틸시클로펜타디에닐마그네슘((CH3C5H4)2M9) 혹은 비스=시클로펜타디에닐마그네슘((C5H5)2Mg)을 이용한다.
또한, 이들 GaN계 반도체층의 성장 시의 캐리어 가스 분위기로서는, n형 GaN층(2)으로부터 n형 GaN 광 도파층(4)까지는 N2와 H2와의 혼합 가스, 활성층(5)으로부터 p형 AlGaN 캡층(7)까지는 N2가스 분위기, p형 GaN 광 도파층(8)으로부터 p형GaN 컨택트층(10)까지는 N2와 H2와의 혼합 가스를 이용한다. 이 경우, 활성층(5)을 성장시킨 후, p형 AlGaN 캡층(7)의 성장까지는 캐리어 가스 분위기를 N2분위기로 하고 있으며, 캐리어 가스 분위기에 H2가 포함되지 않기 때문에, 활성층(5)으로부터 In이 이탈하는 것을 억제할 수 있어, 활성층(5)의 열화를 방지할 수 있다. 또한, p형 GaN 광 도파층(8)으로부터 p형 GaN 컨택트층(10)까지의 성장 시에는 캐리어 가스 분위기를 N2와 H2의 혼합 가스 분위기로 하고 있기 때문에, 이들 p형층을 양호한 결정성으로 성장시킬 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같이 하여 GaN계 반도체층을 성장시킨 c면 사파이어 기판(1)을 MOCVD 장치로부터 추출한다. 다음으로, 기판 전면에 예를 들면 SiO2막을 형성한 후, 이 SiO2막을 에칭에 의해 소정 형상으로 패터닝한다. 다음으로, 기판 전면에 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 형성한 후, SiO2막을 그 위에 형성된 Pd막 및 Pt막과 동시에 리프트 오프 상태로 하여, p측 전극(16, 17)을 형성한다. 다음으로, 이들 p측 전극(16, 17)을 마스크로 하여 p형 AlGaN 클래드층(9)의 두께 방향의 소정 깊이까지 반응성 이온 에칭(RIE)법에 의해 선택적으로 에칭하여 릿지(12, 13)를 형성한다.
다음으로, 기판 전면에 SiO2막과 같은 절연막 및 Si막을 순차 형성하여 복합막(15)을 형성한다. 다음으로, 릿지(12, 13) 상의 부분의 복합막(15)을 에칭 제거하여 개구를 형성한다. 다음으로, 기판 전면에 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Ni막을순차 형성한 후, 그 위에 리소그래피에 의해 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성한다. 다음으로, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 이들의 Ti막, Pt막 및 Ni막을 예를 들면 RIE법에 의해 에칭함으로써 p측 전극(18, 19)을 형성한다. 또한, 이들 p측 전극(18, 19)을 마스크로 하여 예를 들면 RIE법에 의해, n형 GaN층(2)에 달할 때까지 에칭을 행한다. 이 에칭에 의해, n형 GaN층(2)의 상층부, n형 AlGaN 클래드층(3), n형 GaN 광 도파층(4), 활성층(5), p형 GaInN 중간층(6), p형 AlGaN 캡층(7), p형 GaN 광 도파층(8), p형 AlGaN 클래드층(9) 및 p형 GaN 컨택트층(10)이 상호 인접하는 2개의 메사 형상으로 패터닝됨과 함께, 이들 메사부를 분리하는 홈(11)이 형성된다.
다음으로, 기판 표면에 리소그래피에 의해 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성한 후, 기판 전면에 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 형성한다. 다음으로, 레지스트 패턴을 그 위에 형성된 Ti막, Pt막 및 Au막과 함께 리프트 오프 상태로 하여, n측 전극(20, 21)을 형성한다. 다음으로, 기판 전면에 SiO2막과 같은 절연막(22)을 형성한 후, 그 위에 리소그래피에 의해 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 이 절연막(22)을 예를 들면 RIE법에 의해 소정 형상으로 패터닝한다.
다음으로, 기판 표면에 리소그래피에 의해 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성한 후, 기판 전면에 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 형성한다. 다음으로, 레지스트 패턴을 그 위에 형성된 Ti막, Pt막 및 Au막과 함께 리프트 오프 상태로하여, p측 패드 전극(23, 24)을 형성한다.
다음으로, 상술한 바와 같이 하여 레이저 구조가 형성된 c면 사파이어 기판(1)을 벽개에 의해 바 형상으로 가공하여 양 공진기 단면을 형성한다. 다음으로, 이들 공진기 단면에 단면 코팅을 실시한 후, 이 바를 벽개 등에 의해 칩화한다. 프론트측의 공진기 단면의 반사율은 예를 들면 20%, 리어측의 공진기 단면의 반사율은 예를 들면 70%로 한다.
이상에 의해, 목적으로 하는 2빔형 GaN계 반도체 레이저가 제조된다.
이 2빔형 GaN계 반도체 레이저는, 전형적으로는, 동작 시의 방열성의 향상을 도모하기 위해, 에피택셜 사이드다운(p 사이드다운)으로 예를 들면 AlN으로 이루어지는 히트싱크 상에 실장된다. 이 경우, 히트싱크의 상면에 형성된 소정의 배선 패턴 상에 형성된 범프 전극과 2빔형 GaN계 반도체 레이저의 p측 패드 전극(23, 24) 및 n측 전극(20, 21)이, 예를 들면 주석(Sn)으로 이루어지는 땜납(도시 생략)으로 융착된다.
이 제1 실시예에 따르면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 즉, 이 2빔형 CaN계 반도체 레이저에서는, p측 패드 전극(23)과 n측 전극(20) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써, 도 2A 및 도 2B에서 좌측의 메사부의 레이저 구조를 구동할 수 있고, 또한, p측 패드 전극(24)과 n측 전극(21) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써, 도 2A 및 도 2B에서 우측의 메사부의 레이저 구조를 구동할 수 있다. 즉, 이들 2개의 레이저 구조를 상호 독립적으로 구동할 수 있다.
또한, 레이저 바로 가공된 상태에서, p측 패드 전극(23)의 전부와 n측전극(20)의 일부가 표면에 노출되고, p측 패드 전극(24)의 전부와 n측 전극(21)의 일부가 표면에 노출되어 있기 때문에, 도 2A에서 일점쇄선으로 도시한 바와 같이, 예를 들면 이들의 노출된 부분의 p측 패드 전극(24)과 n측 전극(21)에 각각 프로브 P1, P2를 세워, 이들 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 동작 특성의 체크를 행할 수 있고, 마찬가지로, 노출된 부분의 p측 패드 전극(25)과 n측 전극(22)에 각각 프로브 P1, P2를 세워, 이들 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 동작 특성의 체크를 행할 수 있다. 즉, 바 체크를 행할 수 있음으로써, 조립 전의 동작 확인 혹은 특성 평가를 행할 수 있다. 이 때문에, 양호한 특성의 2빔형 GaN계 반도체 레이저만을 선택적으로 조립할 수 있어, 조립 후의 수율 향상을 도모할 수 있다.
또한, p측 패드 전극(23, 24) 및 n측 전극(20, 21)은, 와이어 본딩 패드로서도 이용할 수 있기 때문에, 에피택셜 사이드다운, 에피택셜 사이드업 모두에 대응할 수 있어, 조립의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 동작 시에 발열원이 되는 레이저 스트라이프 상이 2중 배선 구조로 되어 있지 않기 때문에, 신뢰성을 저하시키지 않고, 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 실현할 수 있다.
또한, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 다층 배선 구조로 하고 있기 때문에, 릿지(12, 13)의 간격, 즉 빔 간격을 용이하게 좁힐 수 있다.
또한, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 각 레이저 구조를 분리하는 홈(11)은 절연막(22)에 의해 피복되어 있기 때문에, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 히트싱크 상에 Sn 땜납(도시 생략)으로 융착할 때에, 그 Sn 땜납이 메사부의 측벽을 타고 올라 n형층에 달하여, 애노드와 캐소드 사이가 단락하는 문제가 발생할 우려가 없다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저에 대하여 설명한다.
도 3에, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저의, 도 2B와 마찬가지의 단면도를 도시한다. 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저의 평면도는 도 2A와 마찬가지이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 2개의 레이저 구조를 분리하는 홈(11)이 n형 GaN층(2)을 관통하여 형성되고, 이 홈(11)을 매립하도록 절연막(22)이 형성되어 있다.
그 밖의 것은 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이 제2 실시예에 따르면, 제1 실시예와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있는 것 외에, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 즉, 홈(11)이 n형 GaN층(2)을 관통하고 있음으로써, 2개의 레이저 구조간을 접속하는 도전성 반도체층은 존재하지 않기 때문에, 이들 레이저 구조간은 전기적으로 완전하게 분리되어 있다. 이 때문에, p측 패드 전극(23)과 n측 전극(20) 사이에 전압을 인가함으로써 도 3에서 좌측의 레이저 구조를 동작시키고, p측 패드 전극(24)과 n측 전극(21) 사이에 전압을 인가함으로써 도 3에서 우측의 레이저 구조를 동작시킴으로써, 서로 전기적 크로스토크를 발생시키지 않고, 2개의 레이저 구조를 상호 완전하게 독립적으로 구동할 수 있다.
또한, p측 패드 전극(23, 24)은 상호 완전하게 독립적으로 형성되며, n측 전극(20, 21)도 상호 완전하게 독립적으로 형성되어 있기 때문에, 애노드, 캐소드 어느 것을 공통으로 해도, 즉 애노드 공통에서도 캐소드 공통에서도 각 레이저 구조를 상호 독립적으로 구동할 수 있다. 이 때문에, 애노드 공통, 캐소드 공통을 자유롭게 선택할 수 있어, 구동 회로마다 소자 구조를 변화시킬 필요가 없다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 4빔형 GaN계 반도체 레이저에 대하여 설명한다.
도 4A 및 도 4B는 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저(칩 상태)를 도시한다. 여기서, 도 4A는 평면도, 도 4B는 도 4A의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
도 4A 및 도 4B에 도시한 바와 같이, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 4빔형인 것에 대응하여 4개의 레이저 구조가 상호 분리되어 형성되어 있다. 이하에서는, 이들 4개의 레이저 구조에 대하여 도 4A 및 도 4B에서 좌측으로부터 순서대로 1, 2, 3, 4로 번호를 붙여 설명한다. 참조 부호 25∼28은 이들 4개의 레이저 구조의 릿지를 도시한다. 이들 릿지(25∼28)의 간격은 예를 들면 16㎛이다.
1번째의 레이저 구조에서는, 릿지(25)의 p형 GaN 컨택트층(10)과 접촉하여, 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 적층한 구조의 p측 전극(29)이 형성되고, 그 위에, 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 적층한 구조의 패드 전극 겸용의 p측 전극(30)이 형성되어 있다. 이 p측 전극(30)은, 릿지(25)를 따라 연장되는 부분과 이것에 직교하는 부분으로 이루어지며, 후자의 부분은 절연막(22)을 개재하여 n측 전극(20)의 일단부 상에 걸쳐 있다.
2번째의 레이저 구조에서는, 릿지(26)의 p형 GaN 컨택트층(10)과 접촉하여, 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 적층한 구조의 p측 전극(31)이 형성되고, 그 위에, 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 적층한 구조의 p측 패드 전극(32)이 형성되어 있다. 이 p측 패드 전극(32)은, 릿지(26)를 따라 연장되는 부분과 이것에 직교하는 부분으로 이루어지며, 후자의 부분은 절연막(22)을 개재하여 n측 전극(20)의 타단부 상에 걸쳐 있다. 이 p측 패드 전극(32) 중의 릿지(26)에 직교하는 부분이 1번째의 레이저 구조를 가로지르는 부분에서는, 예를 들면 SiO2막과 같은 절연막(33)에 의해, p측 전극(30)과 전기적으로 절연되어 있다.
3번째 및 4번째의 레이저 구조는, 1번째 및 2번째의 레이저 구조와 대칭인 구조를 갖는다. 즉, 3번째의 레이저 구조에서는, 릿지(27)의 p형 GaN 컨택트층(10)과 접촉하여, 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 적층한 구조의 p측 전극(34)이 형성되어 있다. 또한, 4번째의 레이저 구조에서는, 릿지(28)의 p형 GaN 컨택트층(10)과 접촉하여, 예를 들면 Pd막 및 Pt막을 순차 적층한 구조의 p측 전극(35)이 형성되고, 그 위에, 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 적층한 구조의 패드 전극 겸용의 p측 전극(36)이 형성되어 있다. 이 p측 전극(36)은, 릿지(28)를 따라 연장되는 부분과 이것에 직교하는 부분으로 이루어지며, 후자의 부분은 절연막(22)을 개재하여 n측 전극(21)의 일단부 상에 걸쳐 있다. 그리고, 3번째의 레이저 구조에서는, p측 전극(34) 상에 예를 들면 Ti막, Pt막 및 Au막을 순차 적층한 구조의 p측 패드 전극(37)이 형성되어 있다. 이 p측 패드 전극(37)은,릿지(27)를 따라 연장되는 부분과 이것에 직교하는 부분으로 이루어지고, 후자의 부분은 절연막(22)을 개재하여 n측 전극(21)의 타단부 상에 걸쳐 있다. 이 p측 패드 전극(37) 중의 릿지(27)에 직교하는 부분이 4번째의 레이저 구조를 가로지르는 부분에서는, 예를 들면 SiO2막과 같은 절연막(33)에 의해, p측 전극(36)과 전기적으로 절연되어 있다.
그 밖의 것은 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이 제3 실시예에 따르면, 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서, 제1 실시예와 마찬가지의 다양한 이점을 얻을 수 있다.
구체적으로는, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, p측 전극(30)과 n측 전극(20) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 1번째의 레이저 구조를 구동할 수 있고, p측 패드 전극(32)과 n측 전극(20) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 2번째의 레이저 구조를 구동할 수 있으며, p측 패드 전극(37)과 n측 전극(21) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 3번째의 레이저 구조를 구동할 수 있고, p측 전극(36)과 n측 전극(21) 사이에 전압을 인가하여 통전함으로써 4번째의 레이저 구조를 구동할 수 있다. 즉, 이들 4개의 레이저 구조를 상호 독립적으로 구동할 수 있다.
또한, 레이저 바로 가공된 상태에서, p측 전극(30)의 일부, p측 패드 전극(32)의 전부, p측 패드 전극(37)의 전부, p측 전극(36)의 일부, n측 전극(20)의 일부 및 n측 전극(21)의 일부가 표면에 노출되어 있기 때문에, 이들 전극을 이용하여 탐침을 행함으로써, 각 레이저 구조의 동작 특성의 체크를 행할 수 있다. 이 때문에, 양호한 특성의 4빔형 GaN계 반도체 레이저만을 선택적으로 조립할 수 있어, 조립 후의 수율 향상을 도모할 수 있다.
또한, p측 전극(30, 36), p측 패드 전극(32, 37) 및 n측 전극(20, 21)은, 와이어 본딩 패드로서도 이용할 수 있기 때문에, 에피택셜 사이드다운, 에피택셜 사이드업 중 어디에도 대응할 수 있어, 조립의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 동작 시에 발열원이 되는 레이저 스트라이프 상이 2중 배선 구조로 되어 있지 않기 때문에, 신뢰성을 저하시키지 않고, 4빔형 GaN계 반도체 레이저를 실현할 수 있다.
또한, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 다층 배선 구조로 하고 있기 때문에, 릿지(25∼28)의 간격, 즉 빔 간격을 용이하게 좁힐 수 있다.
또한, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 각 레이저 구조를 분리하는 홈(11)은 절연막(22)에 의해 피복되어 있기 때문에, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 히트싱크 상에 Sn 땜납(도시 생략)으로 융착할 때에, 그 Sn 땜납이 메사부의 측벽을 타고 올라 n형층에 달하여, 애노드와 캐소드 사이가 단락하는 문제가 발생할 우려가 없다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 4빔형 GaN계 반도체 레이저에 대하여 설명한다.
도 5A 및 도 5B는 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저(칩 상태)를 도시한다. 여기서, 도 5A는 평면도, 도 5B는 도 5A의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 이 4빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 1번째부터 4번째의 레이저 구조용으로 n측 전극(38∼41)이 각각 독립적으로 형성되어 있다. 또한, 홈(11)은, 각 레이저 구조간을 분리하고, 또한, 1번째의 레이저 구조의 n측 전극(38)의 말단부가 위치하는 부분의 n형 GaN층(2)과 2번째의 레이저 구조의 n측 전극(39)의 말단부가 위치하는 부분의 n형 GaN층(2)을 분리하며, 또한, 3번째의 레이저 구조의 n측 전극(40)의 말단부가 위치하는 부분의 n형 GaN층(2)과 4번째의 레이저 구조의 n측 전극(41)의 말단부가 위치하는 부분의 n형 GaN층(2)을 분리하도록, n형 GaN층(2)을 관통하여 형성되어 있다.
그 밖의 것은 제3 실시예에 따른 4빔형 GaN계 반도체 레이저와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이 제4 실시예에 따르면, 제3 실시예와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있는 것 외에, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 즉, n형 GaN층(2)을 관통하여 형성된 홈(11)에 의해 각 레이저 구조간이 분리되며, 또한, 각 레이저 구조의 n측 전극(38∼41)의 말단부끼리도 분리되어 있기 때문에, 이들 4개의 레이저 구조간을 접속하는 도전성 반도체층은 존재하지 않기 때문에, 이들 레이저 구조간은 전기적으로 완전하게 분리되어 있다. 이 때문에, p측 전극(30)과 n측 전극(38) 사이에 전압을 인가함으로써 1번째의 레이저 구조를 동작시키고, p측 패드 전극(32)과 n측 전극(39) 사이에 전압을 인가함으로써 2번째의 레이저 구조를 동작시키며, p측 패드 전극(37)과 n측 전극(40) 사이에 전압을 인가함으로써 3번째의 레이저 구조를동작시키고, p측 전극(35)과 n측 전극(41) 사이에 전압을 인가함으로써 4번째의 레이저 구조를 동작시킴으로써, 서로 전기적 크로스토크를 발생하지 않고, 4개의 레이저 구조를 상호 완전하게 독립적으로 구동할 수 있다.
또한, p측 전극(30, 36) 및 p측 패드 전극(32, 37)은 상호 완전하게 독립적으로 형성되고, n측 전극(38∼41)도 상호 완전하게 독립적으로 형성되어 있기 때문에, 애노드, 캐소드 어느 것을 공통으로 해도, 즉 애노드 공통이라도 캐소드 공통이라도 각 레이저 구조를 상호 독립적으로 구동할 수 있다. 이 때문에, 애노드 공통, 캐소드 공통을 자유롭게 선택할 수 있어, 구동 회로마다 소자 구조를 바꿀 필요가 없다.
다음으로, 본 발명의 제5 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저에 대하여 설명한다.
이 제5 실시예에서는, 제1 실시예에서 레이저 구조간을 분리하는 홈(11)의 깊이, 다시 말하면 이 홈(11)의 부분에 남겨진 n형 GaN층(2)의 두께(잔류 두께)와 레이저 구조간의 크로스토크 특성과의 관계에 대하여 검토한다. 단, n형 GaN층(2)의 성장 시의 두께는 7㎛인 것으로 한다.
도 6은 홈(11)의 부분의 n형 GaN층(2)의 잔류 두께를 변화시켜 크로스토크를 측정한 결과를 도시한다. 단, 측정은, 환경 온도 Tc=60℃, 광 출력 Po=4mW의 조건으로 연속 발진 동작시켜, 펄스 구동 주파수 f를 변화시킴으로써 행하였다. 또한, 도 7은, 이 측정 결과를, 홈(11)의 부분의 n형 GaN층(2)의 잔류 두께를 횡축에 표시한 것이다.
도 6 및 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 홈(11)의 부분의 n형 GaN층(2)의 잔류 두께가 작아짐에 따라 전기적 크로스토크는 감소하고, 이 잔류 두께가 0㎛로 되면, 즉 홈(11)이 n형 GaN층(2)을 관통하면 전기적 크로스토크는 0으로 되지만, 이 잔류 두께가 3㎛ 이하에서는 전기적 크로스토크는 5∼7%로 되어 실용적인 레벨로 억제되어 있다. 열적 크로스토크도 거의 마찬가지의 경향을 나타낸다.
이상의 결과로부터, 크로스토크 특성의 향상을 도모하는 관점에서는, 홈(11)은 n형 GaN층(2)을 관통하도록 형성하는 것이 가장 바람직하다. 제2 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저는 그 예이다.
이 제5 실시예에서는, 홈(11)을 n형 GaN층(2)을 관통하도록 형성하는 것 외에, 홈(11)의 폭 W 및 레이저 구조간의 간격의 최적화를 도모함과 함께, 홈(11)의 내부를 절연물로 매립하는 것을 생각한다.
도 8에 이 제5 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 도시한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저에서는, 2개의 레이저 구조간을 분리하는 홈(11)은 n형 GaN층(2)을 관통하여 형성되어 있다. n형 GaN층(2)에서의 이 홈(11)의 내부는 예를 들면 SiO2막과 같은 절연막(42)에 의해 매립되어 있다. 이 경우, 릿지(12, 13)의 간격, 즉 빔의 간격은 예를 들면 96㎛로 선택되어 있다.
n형 GaN층(2)에서의 홈(11)의 폭 W는, 2개의 레이저 구조간의 기생 용량을작게 하고, 전기적 크로스토크를 낮게 억제하는 관점에서, 적합하게는 1㎛ 이상으로 선택되며, 클수록 좋지만, 실제로는, n형 GaN층(2)의 성장에 이용하는 가로 방향 결정 성장 기술상의 이유 등에 의해 일반적으로는 15㎛ 이하로 선택되며, 전형적으로는 10∼15㎛로 선택된다. 또한, 레이저 구조간의 간격 D는 예를 들면 20㎛로 선택된다.
n형 GaN층(2)에 홈(11)을 형성하기 위해서는, 예를 들면, p측 패드 전극(23, 24)까지 형성한 후에 기판 전면에 예를 들면 SiO2막을 형성하고, 다음으로 이 SiO2막을 리소그래피에 의해 소정 형상으로 패터닝하며, 다음으로 이 소정 형상의 SiO2막을 마스크로 하여 n형 GaN층(2)을 드라이 에칭, 예를 들면 RIE에 의해 에칭하면 된다. 이 후, 이 홈(11)의 내부에 SiO2막과 같은 절연막(42)을 매립한다.
그 밖의 것은 제1 실시예에 따른 2빔형 GaN계 반도체 레이저와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이 제5 실시예에 따르면, 제1 실시예와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있는 것 외에, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 즉, 2개의 레이저 구조간을 분리하는 홈(11)이 n형 GaN층(2)을 관통하여 형성되어 있음으로써, 펄스 구동 주파수 f가 10∼1000kHz에 있어서의 전기적 크로스토크는 거의 0%이고, 또한, 열적 크로스토크도 약 2%이므로, 레이저 빔 프린터용의 2빔형 반도체 레이저로서 실용적인 크로스토크 특성을 얻을 수 있다. 이것은, 지금까지 빔 간격이 약 100㎛ 이하에서는 크로스토크를 실용상 충분히 낮은 값, 예를 들면 5% 이하로 하는 것은 매우 곤란하였다는것을 생각하면, 매우 큰 개선이라고 할 수 있다.
또한, 홈(11)의 내부는 절연막(22, 42)에 의해 완전하게 피복되어 있기 때문에, 이 2빔형 GaN계 반도체 레이저를 히트싱크 상에 Sn 땜납(도시 생략)으로 융착할 때에, 그 Sn 땜납이 메사부의 측벽을 타고 올라 n형층에 달하여, 애노드와 캐소드 사이가 단락하는 문제가 발생할 우려가 없다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초하는 각종 변형이 가능하다.
예를 들면, 상술한 제1∼제5 실시예에서 예를 든 수치, 구조, 형상, 재료, 기판, 원료, 프로세스 등은 어디까지나 예에 지나가지 않고, 필요에 따라, 이들과 다른 수치, 구조, 형상, 재료, 기판, 원료, 프로세스 등을 이용해도 된다.
구체적으로는, 예를 들면, 상술한 제5 실시예에서, n형 GaN층(2)에 홈(11)을 형성하고, 이 홈(11)의 내부를 SiO2막과 같은 절연막(42)으로 매립하고 있지만, 절연막(42) 대신에 예를 들면 도핑되지 않은 다결정 Si나 AlGaN 등의 고저항 재료를 매립해도 된다. 또한, n형 GaN층(2)에 홈(11)을 형성하고, 이것을 절연막(42)으로 매립하는 것이 아니라, 홈(11)에 대응하는 부분에서의 n형 GaN층(2)에 예를 들면 아르곤 등을 선택적으로 이온 주입하여 결정을 파괴하여, 고저항화 혹은 절연체화하도록 해도 된다.
또한, 예를 들면, 상술한 제1∼제5 실시예에서는, c면 사파이어 기판을 이용하고 있지만, 필요에 따라 다른 기판을 이용해도 된다.
또한, 상술한 제1∼제5 실시예에서는, 본 발명을 SCH 구조의 GaN계 반도체 레이저에 적용한 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 예를 들면 DH(Double Heterostructure) 구조의 GaN계 반도체 레이저에 적용해도 되는 것은 물론, 그 밖의 각종 레이저 구조에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 독립 구동이 가능하고, 또한 실장 전의 동작 확인을 용이하게 행할 수 있는, 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, 그 밖의 반도체 재료를 이용한 멀티 빔형 반도체 레이저나 집적형의 반도체 발광 소자 혹은 반도체 장치를 실현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판의 한쪽의 주면 상에 레이저 구조를 형성하는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 갖고, 이 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 절연막을 개재하여, 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽의 적어도 일부와 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 다른쪽의 적어도 일부가 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전극이 절연막을 개재하여 상기 캐소드 전극 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 애노드 전극의 적어도 일부와 상기 캐소드 전극의 적어도 일부가 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상층부가, 가로 방향 성장에 의해 형성되며, 주기적으로 저결함 영역을 갖는 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저결함 영역 상에 발광부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 질화물계 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체층을 아래로 하여 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  9. 제1항에 있어서,
    발광부마다 소자 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 발광부가 홈에 의해 상호 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  11. 제9항에 있어서,
    각각의 발광부가 절연체에 의해 상호 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  12. 기판의 한쪽의 주면 상에 레이저 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이 반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
  13. 기판의 한쪽의 주면 상에 발광 소자 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이반도체층 상에 애노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 반도체 발광 소자에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 상기 애노드 전극 및 상기 캐소드 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.
  14. 기판의 한쪽의 주면 상에 소자 구조를 형성하는 반도체층을 갖고, 이 반도체층 상에 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 반도체 장치에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 적어도 한쪽이, 상호 전기적으로 절연된 상태에서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 다른쪽 상에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  15. 절연 기판 상에 모노리식으로 형성된 멀티 빔형 반도체 레이저에 있어서,
    각 소자가 상호 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 빔형 반도체 레이저.
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Families Citing this family (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100576856B1 (ko) * 2003-12-23 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
KR20060126823A (ko) * 2004-03-15 2006-12-08 산요덴키가부시키가이샤 반도체 레이저 소자, 및 그 제조 방법
JP2005286017A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子
JP4172459B2 (ja) * 2004-04-22 2008-10-29 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
KR100541110B1 (ko) * 2004-06-25 2006-01-11 삼성전기주식회사 다파장 반도체 레이저 제조방법
KR100541111B1 (ko) * 2004-06-25 2006-01-11 삼성전기주식회사 다파장 반도체 레이저 제조방법
JP4704703B2 (ja) * 2004-07-07 2011-06-22 株式会社リコー アレイ型半導体レーザ装置
US7586097B2 (en) * 2006-01-05 2009-09-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Switching micro-resonant structures using at least one director
US7791290B2 (en) * 2005-09-30 2010-09-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Ultra-small resonating charged particle beam modulator
US7626179B2 (en) * 2005-09-30 2009-12-01 Virgin Island Microsystems, Inc. Electron beam induced resonance
US20060035173A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Mark Davidson Patterning thin metal films by dry reactive ion etching
US7482634B2 (en) * 2004-09-24 2009-01-27 Lockheed Martin Corporation Monolithic array for solid state ultraviolet light emitters
JP4617907B2 (ja) * 2005-02-03 2011-01-26 ソニー株式会社 光集積型半導体発光素子
JP3924303B2 (ja) * 2005-05-09 2007-06-06 ローム株式会社 窒化物半導体素子およびその製法
WO2007064358A2 (en) * 2005-09-30 2007-06-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Structures and methods for coupling energy from an electromagnetic wave
US7579609B2 (en) * 2005-12-14 2009-08-25 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling light of light emitting resonator to waveguide
US7619373B2 (en) * 2006-01-05 2009-11-17 Virgin Islands Microsystems, Inc. Selectable frequency light emitter
US7470920B2 (en) * 2006-01-05 2008-12-30 Virgin Islands Microsystems, Inc. Resonant structure-based display
US20070152781A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Virgin Islands Microsystems, Inc. Switching micro-resonant structures by modulating a beam of charged particles
US7282776B2 (en) * 2006-02-09 2007-10-16 Virgin Islands Microsystems, Inc. Method and structure for coupling two microcircuits
US20070190794A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Virgin Islands Microsystems, Inc. Conductive polymers for the electroplating
US7605835B2 (en) * 2006-02-28 2009-10-20 Virgin Islands Microsystems, Inc. Electro-photographic devices incorporating ultra-small resonant structures
US20070200063A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Virgin Islands Microsystems, Inc. Wafer-level testing of light-emitting resonant structures
US20070200071A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling output from a micro resonator to a plasmon transmission line
US7443358B2 (en) 2006-02-28 2008-10-28 Virgin Island Microsystems, Inc. Integrated filter in antenna-based detector
US7558490B2 (en) * 2006-04-10 2009-07-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Resonant detector for optical signals
KR100738110B1 (ko) * 2006-04-11 2007-07-12 삼성전자주식회사 반도체 레이저 다이오드 어레이
JP2007287757A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法
US20070252089A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Charged particle acceleration apparatus and method
US7492868B2 (en) * 2006-04-26 2009-02-17 Virgin Islands Microsystems, Inc. Source of x-rays
US20070264023A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-15 Virgin Islands Microsystems, Inc. Free space interchip communications
US7646991B2 (en) * 2006-04-26 2010-01-12 Virgin Island Microsystems, Inc. Selectable frequency EMR emitter
US7876793B2 (en) * 2006-04-26 2011-01-25 Virgin Islands Microsystems, Inc. Micro free electron laser (FEL)
US7723698B2 (en) * 2006-05-05 2010-05-25 Virgin Islands Microsystems, Inc. Top metal layer shield for ultra-small resonant structures
US7557647B2 (en) * 2006-05-05 2009-07-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Heterodyne receiver using resonant structures
US7586167B2 (en) * 2006-05-05 2009-09-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Detecting plasmons using a metallurgical junction
US7710040B2 (en) * 2006-05-05 2010-05-04 Virgin Islands Microsystems, Inc. Single layer construction for ultra small devices
US7476907B2 (en) * 2006-05-05 2009-01-13 Virgin Island Microsystems, Inc. Plated multi-faceted reflector
US7986113B2 (en) * 2006-05-05 2011-07-26 Virgin Islands Microsystems, Inc. Selectable frequency light emitter
US7342441B2 (en) * 2006-05-05 2008-03-11 Virgin Islands Microsystems, Inc. Heterodyne receiver array using resonant structures
US7718977B2 (en) 2006-05-05 2010-05-18 Virgin Island Microsystems, Inc. Stray charged particle removal device
US7583370B2 (en) * 2006-05-05 2009-09-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Resonant structures and methods for encoding signals into surface plasmons
US7569836B2 (en) * 2006-05-05 2009-08-04 Virgin Islands Microsystems, Inc. Transmission of data between microchips using a particle beam
US7656094B2 (en) 2006-05-05 2010-02-02 Virgin Islands Microsystems, Inc. Electron accelerator for ultra-small resonant structures
US20070258720A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Inter-chip optical communication
US7732786B2 (en) * 2006-05-05 2010-06-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling energy in a plasmon wave to an electron beam
US7554083B2 (en) * 2006-05-05 2009-06-30 Virgin Islands Microsystems, Inc. Integration of electromagnetic detector on integrated chip
US7443577B2 (en) * 2006-05-05 2008-10-28 Virgin Islands Microsystems, Inc. Reflecting filtering cover
US7442940B2 (en) * 2006-05-05 2008-10-28 Virgin Island Microsystems, Inc. Focal plane array incorporating ultra-small resonant structures
US7741934B2 (en) * 2006-05-05 2010-06-22 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling a signal through a window
US7728702B2 (en) * 2006-05-05 2010-06-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Shielding of integrated circuit package with high-permeability magnetic material
US7728397B2 (en) * 2006-05-05 2010-06-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupled nano-resonating energy emitting structures
US7359589B2 (en) * 2006-05-05 2008-04-15 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling electromagnetic wave through microcircuit
US20070258675A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Multiplexed optical communication between chips on a multi-chip module
US7436177B2 (en) * 2006-05-05 2008-10-14 Virgin Islands Microsystems, Inc. SEM test apparatus
US20070257273A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Virgin Island Microsystems, Inc. Novel optical cover for optical chip
US8188431B2 (en) * 2006-05-05 2012-05-29 Jonathan Gorrell Integration of vacuum microelectronic device with integrated circuit
US20070258492A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Light-emitting resonant structure driving raman laser
US7746532B2 (en) 2006-05-05 2010-06-29 Virgin Island Microsystems, Inc. Electro-optical switching system and method
US7573045B2 (en) * 2006-05-15 2009-08-11 Virgin Islands Microsystems, Inc. Plasmon wave propagation devices and methods
US20070274365A1 (en) * 2006-05-26 2007-11-29 Virgin Islands Microsystems, Inc. Periodically complex resonant structures
US7679067B2 (en) * 2006-05-26 2010-03-16 Virgin Island Microsystems, Inc. Receiver array using shared electron beam
US7655934B2 (en) * 2006-06-28 2010-02-02 Virgin Island Microsystems, Inc. Data on light bulb
JP4091647B2 (ja) * 2006-07-21 2008-05-28 三菱電機株式会社 半導体光素子の製造方法
JP2008060132A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Rohm Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
US7450794B2 (en) * 2006-09-19 2008-11-11 Virgin Islands Microsystems, Inc. Microcircuit using electromagnetic wave routing
US7560716B2 (en) * 2006-09-22 2009-07-14 Virgin Islands Microsystems, Inc. Free electron oscillator
JP4930322B2 (ja) * 2006-11-10 2012-05-16 ソニー株式会社 半導体発光素子、光ピックアップ装置および情報記録再生装置
US7659513B2 (en) * 2006-12-20 2010-02-09 Virgin Islands Microsystems, Inc. Low terahertz source and detector
KR100861238B1 (ko) 2007-02-16 2008-10-02 (주)큐에스아이 다중 빔 레이저 다이오드 및 그 제조 방법
JP5118875B2 (ja) * 2007-04-24 2013-01-16 浜松ホトニクス株式会社 半導体発光素子および半導体発光素子製造方法
JP5043495B2 (ja) * 2007-04-24 2012-10-10 浜松ホトニクス株式会社 半導体発光素子
US7990336B2 (en) * 2007-06-19 2011-08-02 Virgin Islands Microsystems, Inc. Microwave coupled excitation of solid state resonant arrays
US7791053B2 (en) 2007-10-10 2010-09-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Depressed anode with plasmon-enabled devices such as ultra-small resonant structures
JP5515079B2 (ja) * 2007-11-27 2014-06-11 学校法人上智学院 Ｉｉｉ族窒化物構造体およびｉｉｉ族窒化物構造体の製造方法
JP5259166B2 (ja) * 2007-12-06 2013-08-07 日本オクラロ株式会社 半導体レーザ装置
JP5047013B2 (ja) * 2008-03-12 2012-10-10 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
JP2011009610A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子及びウェハ
JP2011077339A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Sony Corp 半導体レーザ
CN102194968B (zh) * 2010-03-19 2013-04-24 佛山市奇明光电有限公司 发光二极管
DE102010047451B4 (de) * 2010-10-04 2017-05-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaser
US8503498B2 (en) * 2011-03-23 2013-08-06 Rohm Co., Ltd. Multi-beam semiconductor laser apparatus
US8995492B2 (en) * 2011-07-05 2015-03-31 Nichia Corporation Semiconductor laser element
US8923357B2 (en) 2011-09-13 2014-12-30 Seagate Technology Llc Semiconductor laser with cathode metal layer disposed in trench region
EP2662884B1 (en) * 2012-05-09 2015-04-01 Nxp B.V. Group 13 nitride semiconductor device and method of its manufacture
JP2014049616A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Sony Corp ダイオードおよびダイオードの製造方法
JP5899136B2 (ja) * 2013-02-26 2016-04-06 日本電信電話株式会社 波長可変レーザアレイ素子およびその制御方法
KR101835877B1 (ko) * 2013-03-13 2018-03-07 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 트렌치 영역에 배치된 캐소드 금속층을 이용한 반도체 레이저
CN103346219B (zh) * 2013-07-12 2016-02-24 湘能华磊光电股份有限公司 复式多量子阱发光层结构的生长方法及led外延结构
US11025029B2 (en) * 2015-07-09 2021-06-01 International Business Machines Corporation Monolithic III-V nanolaser on silicon with blanket growth
DE102016103358A1 (de) 2016-02-25 2017-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserbarren mit gräben
DE102017115173A1 (de) * 2017-07-06 2019-01-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer metallischen Elektrode in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil und optoelektronisches Halbleiterbauteil
CN107623248A (zh) * 2017-07-25 2018-01-23 昂纳信息技术（深圳）有限公司 一种阵列式激光器的封装方法和阵列式激光器
DE102018106685A1 (de) 2018-03-21 2019-09-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser und projektor
CN111342339B (zh) * 2020-03-04 2022-02-08 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用
CN111313227B (zh) * 2020-03-04 2021-07-27 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器及其制造方法
CN111211482B (zh) * 2020-03-04 2021-09-14 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用
CN111211483B (zh) * 2020-03-04 2021-12-21 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器及其制造方法与应用
CN111313235B (zh) * 2020-03-04 2021-09-14 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种垂直腔面发射激光器及其制造方法
WO2022201813A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ソニーグループ株式会社 半導体レーザ、電子機器及び半導体レーザの製造方法
GB2615782A (en) * 2022-02-17 2023-08-23 Exalos Ag Monolithic edge-emitting semicon-ductor diode arrays

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01260878A (ja) 1988-04-12 1989-10-18 Mitsubishi Electric Corp 多点発光型半導体レーザ
JPH05347430A (ja) * 1991-07-17 1993-12-27 Ricoh Co Ltd 半導体発光装置
JPH06244496A (ja) * 1993-02-18 1994-09-02 Fuji Xerox Co Ltd マルチビーム半導体レーザ装置
JPH08250808A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
JP3742203B2 (ja) * 1996-09-09 2006-02-01 株式会社東芝 半導体レーザ
US6031858A (en) * 1996-09-09 2000-02-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor laser and method of fabricating same
JPH10200204A (ja) * 1997-01-06 1998-07-31 Fuji Xerox Co Ltd 面発光型半導体レーザ、その製造方法およびこれを用いた面発光型半導体レーザアレイ
KR100257192B1 (ko) * 1998-01-26 2000-05-15 구자홍 이종접합 바이폴라 트랜지스터
JP4169821B2 (ja) * 1998-02-18 2008-10-22 シャープ株式会社 発光ダイオード
JP4155368B2 (ja) 1998-03-19 2008-09-24 日本オプネクスト株式会社 半導体レーザアレイ素子
JPH11312841A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2000022274A (ja) * 1998-06-26 2000-01-21 Fuji Xerox Co Ltd ２次元発光素子アレイ及びこれを用いた画像形成装置
JP2000049376A (ja) * 1998-07-27 2000-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子
JP4032538B2 (ja) * 1998-11-26 2008-01-16 ソニー株式会社 半導体薄膜および半導体素子の製造方法
JP2000196197A (ja) * 1998-12-30 2000-07-14 Xerox Corp 成長基板が除去された窒化物レ―ザダイオ―ドの構造及び窒化物レ―ザダイオ―ドアレイ構造の製造方法
US6744800B1 (en) * 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US6654814B1 (en) 1999-01-26 2003-11-25 International Business Machines Corporation Systems, methods and computer program products for dynamic placement of web content tailoring
JP4457427B2 (ja) * 1999-03-18 2010-04-28 ソニー株式会社 半導体発光装置とその製造方法
JP2000277863A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
JP2001267687A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Toshiba Corp 多波長半導体発光装置

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