KR20060036488A - 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (26)
- 제 1 도전형 반도체층과, 활성층과, 상기 제 1 도전형층과는 다른 제 2 도전형 반도체층이 차례로 적층된 적층구조체를 구비하고, 상기 활성층 및 그 근방에서 횡방향으로 광의 퍼짐을 제한하여 그 폭방향과 직교하는 방향으로 광을 도파시키는 도파로영역이 형성되어 있는 반도체 레이저 소자에 있어서,상기 도파로영역은 제 1 도파로영역과 제 2 도파로영역을 가지며,상기 제 1 도파로영역은 상기 활성층의 폭을 제한함으로써 상기 활성층과 그 양측영역 사이의 굴절율차에 의하여 상기 제한된 활성층내에 광을 가두도록한 영역이고,상기 제 2 도파로영역은 상기 활성층에서 실효적인 굴절율차를 만들도록함으로써 광을 가두도록 한 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 도파로영역에서의 활성층은 상기 활성층을 포함하는 제 1 리지를 형성함으로써 상기 활성층의 폭이 제한되고,상기 실효적인 굴절율이 높은 영역은 상기 제 2 도전형층에 제 2 리지를 형성함으로써 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 리지는 상기 제 1 리지양측을 상기 제 1 도전형층이 노출할때까지 에칭함으로써 형성되고,상기 제 2 리지는 상기 제 2 리지의 양측에서 상기 활성층의 위에 상기 제 2 도전형층을 남기도록 에칭함으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 2 리지의 양측에서의 상기 활성층위에 위치하는 상기 제 2 도전형의 막두께가 0.1㎛이하인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 리지는 상기 제 1 리지 보다 긴 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도파로영역은 레이저 공진기의 한쪽의 공진단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 6 항에 있어서,상기 한쪽의 공진기 단면을 출사면으로한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도파로영역의 길이는 1㎛이상인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도전형 반도체층과, 상기 활성층과, 상기 제 2 도전형 반도체층이, 각각 질화물 반도체에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 활성층은, In을 포함하는 질화물 반도체층으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 리지 양측면과 상기 제 2 리지 양측면에 각각 절연막이 형성되고, 이 절연막은 Ti, V, Zr, Nb, Hf, Ta의 각 산화물 및 SiN, BN, SiC, AlN으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 도전형층과, 활성층과, 이 제 1 도전형층과 다른 도전형의 제 2 도전형 층이 차례로 적층된 적층구조체에 스트라이프형상의 도파로영역을 가지는 반도체 레이저 소자에 있어서,상기 스트라이프형상의 도파로가 공진기 방향에서 완전굴절율에 의해 스트라이프형상의 도파로가 설치된 제 1 도파로영역과,실효굴절율에 의해 스트라이프형상의 도파로가 설치된 제 2 도파로영역과를 적어도 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 도파로영역의 완전굴절율이 제 1 도전형층에 설치된 스트라이프형상의 凸부에 의해 형성되고, 상기 제 2 도파로영역의 완전굴절율이 제 2 도전형층에 설치된 스트라이프형상의 凸부에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 1 도전형층과, 활성층과, 이 제 1 도전형층과 다른 도전형의 제 2 도전형층이 차례로 적층된 적층구조체에서, 스트라이프형상의 도파로영역을 가진 반도체 레이저 소자에 있어서,상기 스트라이프형상의 도파로영역이, 공진기 방향에서, 상기 제 2 도전형층에, 제 2 도전형층의 일부가 제거되어서 스트라이프형상의 凸부가 설치된 제 2 도파로영역과,상기 제 1 도전형층에, 상기 제 1 도전형층, 활성층, 및 제 2 도전형층의 일 부가 제거되고, 스트라이프형상의 凸가 설치된 제 1 도파로영역을 적어도 가지고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 적층구조체의 일부가 제거되어서, 스트라이프형상의 凸부로 이루지는 리지도파로가 형성됨과 동시에, 이 스트라이프형상의 凸가 상기 제 1 도파로영역과 제 2 도파로영역을 적어는 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 도파로영역에서의 스트라이프길이가 상기 제 1 도파로영역보다도 긴 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 반도체 레이저 소자의 공진기면중의 적어도 하나의 공진기면이 상기 제 1 도파로영역의 단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 1 도파로영역의 단부에 형성된 공진기면이, 출사면인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,상기 단부에 공진기면을 가진 제 1 도파로영역의 스트라이프길이가 적어도 1㎛이상인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도전형층, 활성층, 및 제 2 도전형층에 질화물 반도체가 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 20 항에 있어서,상기 활성층이 In을 포함하는 질화물 반도체인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,상기 제 1 반도체층에서 n형 질화물 반도체를 가지며, 상기 제 2 반도체층에 서, p형 반도체를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 2 도파로영역이 p형 질화물 반도체를 포함하는 p형 클래드층을 가짐과 동시에 제 2 도파로영역의 스트라이프형상의 凸부가 이 p형 클래드층의 막두께가 0.1㎛보다 아래이고, 활성층보다도 위로 되는 위치에 설치되어 있는 것을 특징 으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 20 항 내지 제 23 항중의 어느한 항에 있어서,제 1 도파로영역의 스트라이프형상의 凸부 측면 및 제 2 도파로영역의 스트라이프형상의 凸부 측면에 질화물 반도체가 노출되어 있고, 이 스트라이프형상의 凸부 측면에 절연막이 만들어지고, 이 절연막이 Ti, V, Zr, Nb, Hf, Ta로되는 군에서 선택되는 적어도 일종의 원소를 포함하는 산화물, 또는 SiN, BN, SiC, AlN으로되는 군에서 선택되는 적어도 일종으로 되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스트라이프형상의 凸부의 폭이 1㎛이상 3㎛이하인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
- 질화물 반도체를 사용하여, 제 1 도전형층과, 활성층과, 제 2 도전형층을 차례로 적층한 적층구조체를 형성하는 공정과,적층구조체를 형성한 후, 스트라이프형상의 제 1 보호막을 형성하는 공정과,상기 제 1 보호막이 형성되어 있지 않는 부분의 적층구조체를 에칭하여, 제 2 도전형층에 스트라이프형상의 凸부를 형성하는 제 1 에칭공정과,이 제 1 에칭공정에서 노출한 표면의 일부에 제 1 보호막을 끼워서 제 3 보 호막을 형상하고, 이 제 3 보호막이 형성되어 있지 않는 부분의 적층구조체를 에칭하여 제 1 도전형층에 스트라이프형상의 凸부를 형성하는 제 2 에칭공정과,제 1 보호막과 다른 재료로서, 절연성을 가진 제 2 보호막을, 상기 스트라이프형상의 凸부측면 및 에칭에 의해 노출한 질화물 반도체 평면에 형성하는 공정과,제 2 보호막을 형성한 후 제 1 보호막을 제거하는 공정과를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자의 제조방법.
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