KR20070096456A - 반도체 레이저 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

고전력 출력이 가능한 모놀리딕 이중-레이저 반도체 레이저 장치에서, 각 레이저 요소에 대한 윈도 구조가 공통 단계를 통하여 형성되어 장치 신뢰성을 향상시킨다. 반도체 레이저 장치는 n-형 반도체 기판에 단일하게 집적된 적외선 레이저 요소(110)와 적색 레이저 요소(120)를 갖는다. 적외선 및 적색 레이저 요소(110, 120) 각각은 리지 도파관과 각 공진기 패싯에 Zn 확산으로 형성된 윈도 구조를 갖는다. 적외선 및 적색 레이저 요소(110, 120)는 각 도파관의 리지 위에 p-형 접촉층(109, 119)을 포함한다. p-형 접촉층(109)은 p-형 접촉층(119)보다 얇다.

공진기, 패싯, 모놀리딕, 리지, 도파, 두께, 윈도, 창 구조

Description

반도체 레이저 장치 및 그 제조방법{SEMICONDUCTOR LASER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1a와 도 1b는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 사시도 및 단면도이다.

도 2a-2d는 제 1 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 제조방법의 단계를 설명하는 도면이다.

도 3a와 3b는 도 2로부터 이어지며, 제조방법의 단계를 설명하는 도면이다.

도 4a-4c는 도 3으로부터 이어지며, 제조방법의 단계를 설명하는 도면이다.

도 5a와 5b는 제 2 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 제조방법의 단계를 설명하는 도면이다.

도 6a와 도 6b는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 사시도 및 단면도이다.

도 7a-7c는 종래기술에 따라 패싯 윈도 구조를 갖는 적색 레이저 장치의 제조방법을 설명하는 도면이다.

본 발명은 반도체 레이저 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 사로 다른 공진 파장의 두 반도체 레이저를 갖는 모놀리딕 이중-파장 반도체 레이저 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어, 광 정보의 기록 및 재생을 위한 대용량 DVD 드라이브가 많은 분야에서 빠르게 공통화되고 있고, 비디오 재생기 분야에서 가장 뚜렷하다. DVD 드라이브가 CD, CD-R, 및 CD-RW와 같은 종래의 기록매체를 판독할 수 있는 것이 강력하게 요구되고 있다. 이러한 요구를 만족하기 위하여, DVD 드라이브는 광 픽업이 DVD와 CD를 기록하고 재생하도록 두 광원을 갖는다. DVD용으로 사용되는 것은 약 650㎚의 파장으로 빛을 방출하는 적색 반도체 레이저이다. CD용으로 사용한 것은 약 780㎚의 파장으로 빛을 방출하는 적외선 반도체 레이저이다.

PC와 같은 정보처리장치가 더 작아지는 경향으로, DVD와 다른 기록매체에 대한 기록/재생장치도 콤팩트 및 슬림화가 요구되고 있다. 이를 위해, 광 픽업이 더 작아지고 얇아지는 것은 필수적이다. 광 픽업은 광 부품의 수를 줄여 구조를 간단하게 함으로써 더 작고 얇아질 수 있다. 광 부품의 수를 줄이는데 도움을 주는 한 구성으로 단일체에 적색 반도체 레이저와 적외선 반도체 레이저를 집적하는 것이 있다.

종래에 알려진 예의 하나로, 일본특허공개 11-186651호(이라, "특허문헌 1"이라 함)는 적색 및 적외선 반도체 레이저가 단일 반도체 기판에 집적된 모놀리딕 반도체 레이저를 제안하고 있다. 두 개의 반도체 레이저가 단일체에 집적된다는 이 점에 더하여, 개시된 구성은 콜리메이터 렌즈 및 빔 스플리터와 같은 광 부품이 적색 및 적외선 반도체 레이저 간에 공유되도록 한다. 따라서, 개시된 구성은 장치 크기와 두께를 줄이는데 도움이 된다.

이러한 모놀리딕 반도체 레이저 장치에 대하여, 고출력 전력 동작시 장치의 안정성과 신뢰성이 보장되면서 광 출력을 개선하는 것이 요구된다. 이러한 목적으로, 더 많은 장치가 실 굴절률 가이드 구조와 레이저 패싯에 형성된 윈도 구조를 적용하기 시작하였다. 윈도 구조에서, 레이저 패싯 근방의 밴드갭은 레이저 빔 방출의 밴드갭보다 더 넓다. 레이저 출력을 개선하기 위해서, 더 많은 양의 전류가 공급될 필요가 있다. 공급 전류의 증가로, 레이저 패싯 근방은 패싯 코팅 막과 레이저 패싯 간에 존재하는 계면에서 유래하는 비방사 재결합(nonradiative recombination)을 통하여 생성되는 열을 받는다. 이 열 때문에, 레이저는 열화하기 쉽다. 그러나, 레이저 패싯 윈도 구조를 적용함으로써, 열에 의한 레이저 열화는 억제된다.

적외선 및 적색 레이저 모두 고전력으로 동작하도록 기대되기 때문에, 양 레이저는 패싯 윈도 구조를 구비할 필요가 있다.

종래에 알려진 몇 가지 제조방법은, 예를 들어, 일본특허공개 2001-210907, 2002-026447, 및 2001-345514(이하, 기재된 순서로 "특허문헌 2, 3 및 4"라 함)에 개시되어 있다.

도 7은 특허문헌 2에 개시된 패싯 윈도 구조를 갖는 적색 레이저 장치의 제조방법을 나타낸다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 다음의 층이 기재된 순서로 GaAs로 구성된 n-형 반도체 기판(403)에 애피택셜 성장된다: GaAs로 구성된 n-형 버퍼층(402); AlGaInP로 구성된 n-형 클래딩층(403); 활성층(660㎛의 진동 파장을 갖는 다수의 양자우물 구조)(404); AlGaInP로 구성된 p-형 제 1 클래딩층(405); GaInP로 구성된 에칭 스톱층(406); AlGaInP로 구성된 p-형 제 2 클래딩층(407); GaInP로 구성된 p-형 중간층(408); 및 GaAs로 구성된 p-형 접촉층(409).

다음, 스퍼터링 장치와 같은 막 형성장치를 이용하여, ZnO가 웨이퍼 표면 전면에 증착되어 ZnO막(미도시)을 형성한다. 이어 ZnO막은 포토리소그래피를 이용하여 패터닝되고, 후에 형성되는 레이저 패싯 근방에만 ZnO막을 남겨둔다(ZnO의 잔류 영역은 참조부호 410a로 나타낸다).

다음, 절연막(411)이 웨이퍼 전면에 증착된다. 열 처리를 통하여, ZnO막(410a)으로부터 라미네이트된 반도체 층으로 Zn이 확산한다. 열 처리는 Zn이 활성층에 도달하기에 적절한 온도와 시간으로 수행된다(도 7b).

Zn이 확산된 영역에서, 활성층(404)은 구조적 무질서(disorder)를 겪는다. 그 결과, 활성층(404)보다 더 큰 밴드갭을 갖는 윈도 구조(412)가 형성된다. 마지막으로, 각 ZnO막(410a)이 제거된다(도 7c).

일반적으로, 알려진 바와 같이, GaAs 물질은 AlGaInP 물질보다 Zn 확산계수가 작다. 이러한 특성을 이용하여 GaAs 접촉층(409)은 Zn 확산 공정에서 Zn 확산 제어층으로 작용하여 윈도 구조가 각 패싯에 안정하게 형성된다. 또한, 윈도 구조(412)의 과도한 Zn 확산이 억제된다. 이는 p-형 제 2 클래딩층(407)을 스트라이프 패턴으로 처리하는 연속 공정에서 유리하다. 즉, p-형 제 2 클래딩층(407) 아래에 있는 GaInP 에칭 스톱층(406)이 부스러지는 것이 방지되기 때문이다. 결과적으로, 형상에서 레이저 이득 영역에 일치하는 스트라이프 패턴이 형성될 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같이, GaAs 물질의 Zn 확산계수는 오히려 작다. 적외선 레이저는 GaAs-베이스 활성층을 갖기 때문에, AlGaInP-베이스 활성층을 갖는 적색 레이저에서보다 윈도 구조를 형성하는 것이 더 어렵다. 이러한 제한은 적외선 및 적색 레이저를 실질적으로 같은 수준의 Zn 확산을 얻기 위해 서로 다른 열 처리를 별개로 함으로써 처리할 수 있다. 그러나, 별개로 열 처리를 수행함으로써, 윈도 구조 형성을 위해 먼저 처리된 레이저는 다른 레이저에 대해 열 처리를 수행하는 경우 불필요한 열을 받게 된다. 과도한 열은 반도체의 결점의 발생을 가져온다. 또한, Zn을 지나치게 확산하면 레이저 이득 영역에서 활성층의 신뢰성을 감소한다.

특허문헌 3을 보면, Zn 확산을 용이하게 하기 위하여 GaAs 대신에 AlGaAs가 p-형 접촉층에 대해 사용되는 것을 개시한다. 그 결과, GaAs 물질을 사용하는 적외선 레이저에서도, 우수한 제어성과 높은 재생성으로 윈도 구조가 형성된다.

특허문헌 4를 보면, 적외선 및 적색 레이저의 활성층이 두께가 개별적으로 최적화된 것을 개시한다. 각각 최적의 두께를 갖는 활성층은 Zn이 단일 열 처리에 의해 양 레이저의 윈도 구조로부터 적절하게 확산하도록 한다.

그러나, 불행하게 특허문헌 3과 4에 개시된 기술에 의해서도, 적외선 레이저 요소와 적색 레이저 요소가 단일 기판에 집적된 모놀리딕 이중-파장에 관하여 다음 의 단점이 여전히 있다. 즉, 양 레이저 요소의 성능을 최적화하면서 동시에 양 레이저 요소에 대한 윈도 구조를 형성하는 것이 여전히 어렵다.

구체적으로, 특허문헌 3에 개시된 방법에 따르면, AlGaAs 접촉층은 AlGaInP 물질과 실질적으로 동일한 Zn 확산을 얻기 위하여 상대적으로 높은 조성비로 Al을 함유할 필요가 있다. 그러나, AlGaAs에 Al 함유량의 증가로 고유저항이 증가한다. 결과적으로, 적외선 레이저 요소의 전체 고유저항이 증가하고, 이는 고전력 출력 측면에서 불리하다.

그러나, 특허문헌 4에 개시된 방법도 다음의 단점을 갖는다. 활성층의 최적의 두께는 레이저 요소의 성능 측면에서 최적의 두께가 아닐 수 있다. 따라서, 최적의 Zn 확산과 각 레이저 요소의 최적 성능에 대한 요건을 모두 만족하는 활성층 두께를 결정하는 것은 어렵다.

또한, 모놀리딕 이중-파장 레이저 장치를 제조하는데 있어서, 적색 및 적외선 레이저 요소 양자의 클래딩층에 대해 같은 물질이 사용되어 제조단계 수를 줄인다. 통상적으로, 클래딩층은 AlGaInP 물질로 구성된다. 이 경우, 각 클래딩층의 조성은 최적 성능을 위해 조정될 수 있다. 그 결과, 적색 및 적외선 레이저 요소의 클래딩층은 Zn 확산계수에서 서로 다르다. 그 차이는 활성층의 두께를 변경함으로써만 수용할 수 있다.

본 발명은 간단한 구조를 갖는 모놀리딕 이중-파장 반도체 레이저 장치의 제조방법에 관한 것으로, 장치의 고신뢰성을 보장하면서 Zn을 동시에 열 확산함으로써 적외선 및 적색 레이저 요소의 활성층이 무질서하게 되도록 한다.

상기한 목적을 충족하기 위한 시도로, 모놀리딕 반도체 레이저 장치는 단일 기판 위에 배치된 제 1 반도체 레이저 요소와 제 2 반도체 레이저 요소를 포함한다. 제 1 반도체 레이저 요소는 제 1 파장으로 빛을 방출하도록 동작할 수 있다. 제 2 반도체 레이저 요소는 제 2 파장으로 빛을 방출하도록 동작할 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 제 1 도전성 타입의 클래딩층, 활성층, 제 2 도전성 타입의 클래딩층, 및 접촉층이 기재된 순서로 라미네이트되어 구성된 이중-헤테로 구조를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 상기 각 접촉층의 두께가 서로 다르다.

본 발명에 따른 상기 반도체 레이저 장치에 의하면, 제 1 및 제 2 레이저 요소는 막 두께에서 서로 다르다. 막 두께의 차이는 각 레이저 장치에 이용되는 물질의 차이에서 비롯되는 제 1 및 제 2 레이저 요소 간의 불순물 분배의 불균형으로의 경향을 억제하도록 작용한다. 결과적으로, 두 레이저 요소의 활성층과 클래딩층은 동시에 최적화될 수 있다.

구체적으로, 두 레이저 요소가 같은 두께의 접촉층을 갖는 것으로 가정하자. 이 경우, 접촉층이 더 적은 불순물이 확산하도록 하는 물질로 구성된 레이저 요소 중 하나에, 윈도 구조를 형성하는 단계에서 더 적은 불순물이 확산한다.

반면, 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소의 접촉층이 서로 다른 경우, 윈도 구조를 형성하는 단계에서 더 두꺼운 접촉층을 갖는 레이저 요소에 더 적은 불순물이 확산한다.

즉, 제 1 레이저 요소의 활성층이 제 2 레이저 요소의 물질보다 더 작은 불 순물 확산계수를 갖는 물질로 구성된 경우, 제 1 레이저 요소의 접촉층은 제 2 레이저 요소의 접촉층보다 더 얇게 이루어진다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 레이저 요소는 양 레이저 요소를 윈도 구조를 형성하기 위해 동시에 처리함으로써 같은 수준의 불순물 확산을 수행한다.

상기한 바와 같이, 더 적은 불순물 확산을 허용하는 물질로 구성된 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 중 하나는 다른 반도체 레이저 요소의 접촉층보다 더 얇은 접촉층을 갖는다. 이러한 구성에 의하면, 윈도 구조를 형성하는 공정을 수행함으로써 균일한 불순물 확산의 두 레이저 요소가 얻어진다. 즉, 윈도 구조가 제 및 제 2 반도체 레이저 요소에 대해 동시에 형성될 수 있기 때문에, 윈도 구조 형성단계는 전체 제조공정을 통하여 단 한 번 수행되도록 요구된다. 따라서, 공정단계의 수는 줄어들 수 있고 제조 비용이 결과적으로 감소한다. 또한, 반도체 레이저 요소 중 어느 것도 열 처리 단계를 과도하게 수행할 필요가 없다. 따라서, 이러한 과도한 열 처리에 의해 활성층으로 불순물이 지나치게 확산하는 것이 방지되며, 이는 반도체 레이저 장치의 신뢰성을 개선하게 된다.

본 발명의 상기 반도체 레이저 장치는 바람직하게 다음의 구조를 갖는다.

상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 리지를 갖는 도파관을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 상기 각 도파관의 리지의 측면을 덮는 전류차단층을 포함할 수 있다.

제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 상기 각 접촉층의 두께가 적어도 0.01㎛ 정도 서로 다를 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 적어 도 두께가 0.05㎛일 수 있다.

제 1 파장은 780㎚의 적외선 주파대이고 상기 제 2 파장은 660㎚의 적색 주파대일 수 있다.

제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 Al_xGa_{1 - x}As (여기서, 0 ＜ x ≤ 0.4)로 구성될 수 있다.

제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 캐리어 밀도가 5 × 10¹⁷cm^-3 이상일 수 있다.

전류차단층은 적어도 윈도 구조가 형성된 곳에 대응하는 영역에서 각 도파관의 리지의 상부면을 덮을 수 있다. 통상적으로, 윈도 구조 영역으로의 전류 주입은 각 공진기 패싯에서 열 생성을 가져온다. 그러나, 이러한 열 생성은 전류차단층이 각 윈도 구조 영역의 상부면을 덮기 때문에 억제된다.

제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 내부면이 절연막으로 덮이는 분리 그루우브에 의해 분리될 수 있다.

상기한 목적을 충족하기 위한 시도로서, 본 발명의 다른 측면은 반도체 레이저 장치의 제조방법을 제공한다. 그 방법은, 제 1 도전성 타입의 제 1 클래딩층, 제 1 활성층, 제 2 도전성 타입의 제 1 클래딩층, 및 제 1 접촉층이 기재된 순서로 반도체 기판 위에 라미네이트되어 구성된 제 1 반도체 라미네이트를 형성하는 제 1 라미네이트 형성단계; 상기 기판의 기설정된 영역에 대응하는 부분에서 상기 제 1 라미네이트를 제거하는 제 1 라미네이트 제거단계; 상기 제 1 도전성 타입의 제 2 클래딩층, 제 2 활성층, 상기 제 2 도전성 타입의 제 2 클래딩층, 및 상기 제 1 접촉층과 두께가 다른 제 2 접촉층이 기재된 순서로 상기 기판의 상기 기설정된 영역에 라미네이트되어 구성된 제 2 반도체 라미네이트를 형성하는 제 2 라미네이트 형성단계; 상기 기판의 상기 기설정된 영역에 대응하는 부분에서 상기 제 2 라미네이트를 제거하는 제 2 라미네이트 제거단계; 및 반도체 레이저 요소를 형성하도록 상기 각 반도체 라미네이트에 각각 전극 쌍을 형성하는 전극 형성단계를 포함하며, 각 전극 쌍은 상기 기판의 이면에 형성된 전극과 상기 각 반도체 라미네이트의 도파관의 리지 상부면에 형성된 전극으로 구성된다.

본 발명에 따른 제조방법에 의하면, 제 2 도전성 타입의 제 1 접촉층은 제 2 도전성 타입의 제 2 접촉층과 다른 막 두께를 갖는다. 따라서, 더 적은 불순물 확산을 허용하는 물질을 이용하는 반도체 레이저 요소 중 하나에 대해, 접촉층은 다른 반도체 레이저 요소의 접촉층보다 더 얇게 된다. 이러한 구성에 의하면, 두 레이저 요소는 윈도 구조 형성시 실질적으로 같은 수준의 불순물 확산을 받는다.

본 발명의 상기 제조방법은 바람직하게 다음의 구조를 가질 수 있다.

제조방법은 상기 제 1 및 제 2 반도체 라미네이트의 표면의 기설정된 영역에 불순물 소스를 적용하는 불순물 적용단계; 및 상기 기판을 열 처리하여 상기 불순물이 상기 제 1 및 제 2 반도체 라미네이트에 확산하고, 이에 따라 윈도 구조를 형성하는 윈도 구조 형성단계를 추가로 포함할 수 있다.

제조방법은 두 개의 도파관 각각의 리지의 측면을 덮는 전류차단층을 형성하는 전류차단층 형성단계를 추가로 포함할 수 있다.

전류차단층 형성단계에서, 상기 전류차단층은 윈도 구조가 형성된 곳에 대응하는 영역에 각 도파관의 리지의 상부면을 덮도록 형성할 수 있다.

제조방법은 각 반도체 레이저 요소의 공진기의 어느 하나 또는 양 패싯의 근방에 대응하는 영역에 상기 제 1 및 제 2 접촉층 각각을 제거하는 접촉층 제거단계를 추가로 포함할 수 있다.

접촉층 제거단계에서, 상기 제 1 및 제 2 접촉층 각각은 레이저 이득 영역 쪽 방향으로 상기 각 공진기 패싯으로부터 적어도 5㎛ 되는 영역에서 제거될 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 이점 및 특징은 본 발명의 구체적 실시예를 설명하는 첨부도면을 참조하는 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

제 1 실시예

이중-파장 반도체 레이저 장치의 구조

도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 개략적인 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.

이 실시예에 따르면, 모놀리딕 이중-파장 반도체 레이저 장치는 n-형 GaAs 기판(101), 및 기판(101) 위에 조립된 적외선 레이저 소자(110)와 적색 레이저 소자(120)로 구성된다. 각 레이저 소자는 다음의 구성을 갖는다.

적외선 레이저 소자(110)는 n-형 GaAs 기판(101) 위에 기재된 순서로 다음의 층이 라미네이트된다. 즉, n-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 클래딩층(103); GaAs/AlGaAs-베이스 활성층(104); p-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 제 1 클래딩층(105); p-형 GaInP 에칭 스톱층(106); 리지(ridge) 형상을 갖는 p-형(Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1- y}P 제 2 클래딩층(107); p-형 GaInP 중간층(108); 및 p-형 GaAs 접촉층(109)이 라미네이트된다.

반면, 적색 레이저 소자(120)는 n-형 GaAs 기판(101) 위에 기재된 순서로 다음의 층이 라미네이트된다. 즉, n-형 GaAs 버퍼층(112); n-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 클래딩층(113); GaInP/AlGaInP-베이스 활성층(114); p-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 제 1 클래딩층(115); p-형 GaInP 에칭 스톱층(116); 리지(ridge) 형상을 갖는 p-형(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP 제 2 클래딩층(117); p-형 GaInP 중간층(118); 및 p-형 GaAs 접촉층(119)이 라미네이트된다.

또한, 전류차단층(132)이 형성되어 에칭 스톱층(106, 116)의 상부면 뿐만 아니라 리지-형상의 제 2 클래딩층(107, 117)의 측면을 덮는다. 윈도 구조(131)는 각 레이저 소자의 한 패싯에 인접하여 각 영역에 형성된다.

여기서, GaAs 접촉층(109, 119)은 윈도 구조(131) 위에 존재하는 그것의 영역을 제거하도록 에칭되었다.

적외선 레이저 소자(110)와 적색 레이저 소자(120)는 n-형 기판(101)의 영역이 노출되도록 에칭함으로써 형성된 분리 그루우브(130)에 의해 전기적으로 절연된다. 분리 그루우브(130)의 내면은 절연막으로 코팅된다. 적외선 및 적색 레이저 소 자(110, 120)의 층들은 유기 금속 화학증착법(MOCVD)에 의해 형성된다.

이 실시예의 특징은, 적외선 레이저 소자(110)의 p-형 GaAs 접촉층(109)이 적색 레이저 소자(120)의 p-형 GaAs 접촉층(119)보다 얇다는 것이다. 더 구체적으로, 적외선 레이저 소자의 접촉층(109)은 두께가 0.1㎛이 되고, 적색 레이저 소자의 접촉층(119)은 두께가 0.2㎛가 된다.

또 다른 특징은 GaAs 접촉층(109, 119)이 에칭되어 윈도 구조(131) 위에 존재하는 그것의 영역을 제거하였다는 것이다. 이중-파장 반도체 레이저 장치의 제조방법에 관한 이하의 기재에서, 서로 다른 두께의 접촉층을 제공하고 윈도 구조 위에 존재하는 접촉층 영역을 제거한 효과에 대해 설명할 것이다.

이중-파장 반도체 레이저 장치의 제조방법

다음은 상기한 구조를 갖는 이중-파장 반도체 레이저 장치의 제조방법을 설명한다. 설명에서, 각각 제조방법의 단계를 나타내는 단면도인 도 2, 3 및 4에 대해 참조한다.

먼저, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 다음의 층들이 n-형 GaAs 기판(201) 위에 MOCVD를 이용하여 순차적으로 형성된다. 즉, n-형 GaAs 버퍼층(202); n-형 (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP 클래딩층(203); GaAs/AlGaAs-베이스 활성층(204); p-형 (Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP 제 1 클래딩층(205); p-형 GaInP 에칭 스톱층(206); p-형(Al_xGa_{1 -x})_yIn_1-yP 제 2 클래딩층(207); p-형 GaInP 중간층(208); 및 p-형 GaAs 접촉층(209)이 형성된다.

이 실시예에서, 각 클래딩층은 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P(여기서, x= 0.7 및 y = 0.5)로 구성된다.

다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기한 라미네이트 보디(laminate body)의 일부가 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여 제거된다. 여기서, 제거된 부분은 적색 레이저 소자(120)가 형성되는 기판 영역에 대응한다. 즉, 적외선 레이저 소자(210)에 대응하는 부분에서 라미네이트 보디는 제거되지 않고 잔류한다.

도 2b에 설명한 에칭은 n-형 버퍼층(202)까지 각 층의 대응 부분을 제거하도록 수행되어, n-형 GaAs 기판(201)의 표면이 부분적으로 노출된다. 선택적 에칭을 정확하게 수행하기 위하여, P를 포함하는 반도체층을 에칭하기 위하여 에천트로 염산이 이용되고 As를 포함하는 반도체층을 에칭하기 위하여 에천트로 황산이 이용된다.

다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 그것의 노출표면을 포함하는 표면(201)의 영역 위에 MOCVD를 이용하여 다음을 층을 순차로 형성한다. 즉, n-형 GaAs 버퍼층(212); n-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 클래딩층(213); GaInP/AlGaInP-베이스 활성층(214); p-형 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P 제 1 클래딩층(215); p-형 GaInP 에칭 스톱층(216); p-형(Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1- y}P 제 2 클래딩층(217); p-형 GaInP 중간층(218); 및 p-형 GaAs 접촉층(219)이 형성된다.

이 실시예에서, 각 클래딩층은 (Al_xGa_{1 -x})_yIn_{1 - y}P(여기서, x= 0.7 및 y = 0.5) 로 구성된다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 이 단계의 결과로 상기 층들이 적외선 레이저 소자(210) 위에 라미네이트된다.

다음, 도 2d에 도시된 바와 같이, 적색 레이저 소자를 형성하기 위해 라미네이트된 층들이 적외선 레이저 소자(210)로부터 제거된다. 그 결과, 적색 레이저 소자의 층은 적색 레이저 영역(220)에만 남는다. 또한, 분리 그루우브(230)가 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여 형성되어, 적외선 레이저 소자(110)와 적색 레이저 소자(120)가 분리된다.

적색 레이저 소자(120)를 구성하는 각 층은 P를 포함하는 반도체층이기 때문에, 염산이 에천트로 사용된다.

접촉층을 형성하는 단계에서, 적외선 레이저 소저의 p-형 GaAs 접촉층(209)은 적색 레이저 소자의 p-형 GaAs 접촉층(129)보다 얇다. 두께의 차이에 의해, 윈도 구조(231)를 형성하는 다음 단계에서 Zn의 균일한 열 확산이 보장된다.

또한, 각 접촉층은, 전극 형성에 앞서, 접촉층의 표면에서 산화막을 제거하는 단계 또는 접촉층을 에칭하는 단계를 거친다. 상기한 것을 고려하면, 각 접촉층은 형성시 두께가 최소한 0.05㎛가 되는 것이 바람직하다.

이 실시예에서, p-형 GaAs 접촉층(219)은 0.2㎛ 두께로 형성되고, 반면 p-형 GaAs 접촉층(209)은 0.1㎛ 두께로 형성된다.

다음, 패싯 윈도(facet window) 구조(231)가 다음의 단계를 통하여 형성된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, n-형 기판(201)의 전면에 스퍼터링에 의해 ZnO(미도시)를 증착한다. 이어, 레이저 분열 표면(도면에서 사선으로 빗금친 영역으로 도시됨)에서 20㎛ 정도 내측으로 확장하는 영역에만 ZnO를 남기도록 ZnO 증착이 패터닝된다. 또한, SiO₂막(미도시)이 ZnO층 표면을 포함하는 기판(201)의 전면에 캡 필름으로 증착된다.

이어, 열 처리를 통하여, Zn은 ZnO층 바로 아래에 존재하는 영역의 반도체층으로 열 확산한다. 그 결과, 활성층의 ZnO 확산 영역이 혼란되어 윈도 구조(231)가 형성된다.

이 실시예의 방법에 따르면, 적외선 레이저 소자의 p-형 GaAs 접촉층(209)과 적색 레이저 소자의 p-형 GaAs 접촉층(219)은 서로 다른 두께를 갖도록 형성된다. 두께 차이 때문에, 두 레이저 소자의 활성층과 클래딩층의 불순물의 확산은 동시에 최적화된다. 즉, Zn 확산이 레이저 소자 하나 또는 다른 하나의 활성층 및 클래딩층에서 부족하거나 과도한 것을 방지한다.

추가로 설명하면, 적외선 레이저 소자의 p-형 GaAs 접촉층(209)의 두께는 적색 레이저 소자의 p-형 GaAs 접촉층(219)의 두께와 다르다. Zn은 각 접촉층 위에 배치된 동일한 확산 소스로부터 같은 열 조건 하에서 열 확산한다. 당연히, 적외선 및 적색 레이저 소자는 각 접촉층을 통하여 사로 다른 확산 프로파일을 보인다. 더 얇은 적외선 레이저 소자의 접촉층은 더 많은 Zn이 그 안으로 확산하도록 한다.

반면, 적외선 레이저 소자의 활성층은 As를 포함하는 반도체층이고, 적색 레 이저 소자의 활성층은 P를 포함하는 반도체층인 것에 주목해야 한다. 통상적으로, As를 포함하는 반도체층은 P를 포함하는 반도체층보다 Zn의 열확산계수가 작다.

두 가지 요소를 고려하면, 적색 레이저 소자는 Zn 열확산계수가 더 작은 활성층을 가지며, 더 많은 Zn이 확산하도록 하는 더 얇은 접촉층을 구비한다. 이러한 구성에 의하면, Zn 확산의 정도는 실질적으로 두 레이저 소자의 각 활성층 사이에 균형을 이룬다.

다음, SiO₂막(미도시)이 적외선 및 적색 레이저 영역(210, 220) 각각에 형성된다. 이어 SiO₂막은 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여 스트라이프(stripe) 마스크 패턴(미도시)으로 처리된다. 스트라이프 마스크 패턴을 이용하여, 적외선 레이저 요소의 제 2 클래딩층(207)과 적색 레이저 요소의 제 2 클래딩층(217)은 도 3b에 도시된 바와 같이 에칭되어 깊이가 에칭 스톱층(206, 216)에 도달한다. 그 결과, 클래딩층(207, 217)은 각각 리지 형상으로 된다.

도 3b에 도시된 에칭은 유도결합 플라즈마 또는 반응이온 플라즈마와 함께 습식 및 건식 에칭을 결합하여 실행한다.

이어, 마스크 패턴은 에천트로서 산소 불화물을 이용하여 제거된다. 또한, 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여, p-형 GaAs 접촉층(209, 219)은 각 레이저 이득(gain) 영역 쪽으로 각 윈도 구조(231)에서 25㎛ 이상 넘어서는 영역(미도시)에서 제거된다. 여기서, 황산이 에천트로서 이용되어 접촉층을 에칭한다.

다음, 도 4a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 표면 전체에 절연막을 증착함으로 써 전류차단층(232)을 형성한다. 이어 절연막은, 접촉층(209, 219)이 에칭에 의해 제거된 Zn 확산영역에 대응하는 상부면 영역을 제외하고, 리지-형상의 클래딩층(207, 217) 각각의 상부면이 노출되도록 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여 부분적으로 제거된다.

도 4b는 도 4a의 A-A'선을 따라 절단한 단면도로서 레이저 이득 영역의 단면을 보여준다. 도 4c는 도 4a의 B-B'선을 따라 절단한 단면도로서 윈도 구조의 단면을 보여준다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 접촉층(209, 219)은 윈도 구조(231) 영역에서 제거되었다. 전류차단층(232)은 이 접촉층 제거의 결과로 노출된 리지의 상부면 영역을 덮는다. 이러한 구성에 의하면, 레이저 요소를 구동할 때 윈도 구조(231) 영역에 전류가 주입되지 않는다. 이에 따라, 주입 전류에 응답하여 공진기 패싯(resonator facet)에서 생성되는 열에 의한 열화가 억제되어 구동 신뢰성을 보증하도록 한다.

윈도 구조(231) 영역에의 전류 주입을 적절하게 방지하기 위하여, 접촉층(209, 219)은 각 이득 영역 쪽 방향으로 각 윈도 구조(231) 영역을 적어도 5㎛ 이상 제거할 필요가 있으며, 전류차단층(232)은 접촉층 제거의 결과로 노출된 리지의 상부면 영역을 덮을 필요가 있다. 그러나, 접촉층이 지나치게 제거되면, 저항의 증가로 원치않는 특성 변화의 가능성이 있을 것이다. 예를 들어, 레이저 요소의 전류-광 출력특성의 임계치가 변화할 수 있다. 이 변화를 억제하기 위해서, 각 제거영역을 레이저 패싯으로부터 80㎛ 이내로 유지하는 것이 바람직하다.

마지막으로, p-전극(미도시)이 n-형 기판(201)에 라미네이트된 최상위층의 표면에 형성되고, n-전극(미도시)이 기판(201)의 이면에 형성된다.

상기한 바와 같이, 이 실시예에 따르면, 각 레이저 요소의 GaAs 접촉층은 윈도 구조를 형성하기 위해 실행되는 Zn 확산을 제어할 목적으로 두께에서 서로 다르도록 된다. 결과적으로, 각 레이저 요소의 활성층은 균일한 조성을 달성하기 위해 동일한 어닐링 조건하에서 균일하게 무질서하게 된다.

또한, 양 레이저 요소의 Zn 확산이 동일한 어닐링 조건하에서 동시에 실행되기 때문에, 제조단계의 수를 줄일 수 있다. 또한, 장치의 신뢰성이 향상된다. 더 구체적으로, 각 레이저 요소의 윈도 구조가 다른 조건하에서 다수의 열 처리를 통하여 형성되는 경우, 레이저 요소는 불필요한 열 가공을 겪게 되어 레이저 요소의 신뢰성을 감소시키기 쉽다. 그러나, 이 실시예에 따르면, Zn 확산은 같은 조건에서 실행되고, 따라서 레이저 요소 중 어느 것도 불필요한 열 가공을 겪지 않는다. 그 결과, 레이저 장치의 제조 수율과 신뢰성이 향상된다.

전극과의 접촉 저항을 줄이고 계면 상태를 억제하기 위하여 GaAs 접촉층(209, 219)의 표면을 습식 세정하는 것이 바람직하다는 점에 유의해야 한다. 이러한 측면에서, 각 접촉층(209, 219)은 두께가 적어도 0.05㎛가 되는 것이 바람직하다. 즉, 적외선 레이저 요소(210)의 p-형 GaAs 접촉층(209)은 두께가 적어도 0.05㎛가 되는 것이 바람직하다.

또한, 적외선 레이저 요소(210)의 접촉층(209)과 적색 레이저 요소의 접촉층(219) 간의 막 두께의 차이는 활성층(204, 214) 간의 Zn 확산계수(이 계수는 각 활 성층으로의 Zn 확산율을 나타냄)에서의 차이에 기초하여 결정된다. Zn 확산계수 간의 차이가 큰 경우, 그에 따라 두께 차이가 크게 설정된다.

각 Zn 확산계수는 GaAs 접촉층과 p-형 클래딩층의 캐리어 밀도에 따른다. 이 실시예의 적외선 및 적색 레이저 요소(210, 220)의 확산계수 간의 차이를 고려하면, 두께 차이는 적어도 0.01㎛일 필요가 있고, 바람직하게 적어도 0.05㎛일 필요가 있다.

또한, 접촉층과 전극 간의 접촉 저항을 줄일 목적으로 각 접촉층의 캐리어 밀도를 적절하게 설정하는 것이 중요하다.

간단히 말하면, 접촉층과 전극 간의 접촉 저항을 10^-5Ω·㎠으로 줄이기 위하여 접촉층의 캐리어 밀도는 1×10¹⁸cm^-3 이상일 필요가 있다.

그러나, 실제 레이저 요소의 저항은 접촉층의 접촉 저항에 의해서가 아니라 리지의 폭에 의해 결정된다. 이것을 고려하면, 접촉 저항을 5Ω 이내로 유지하기 위해서, 캐리어 밀도는 5×10¹⁷cm^-3 이상일 필요가 있다.

이 실시예에서, p-형 GaAs 접촉층(209, 219)의 캐리어 밀도는 모두 1×10¹⁹cm^-3로 설정된다.

캐리어 밀도의 상한에 관하여, 결정성장 중 도핑이 가능하고 활성층으로의 Zn 확산에 영향을 주지 않는 범위 내에서 도핑 농도가 높을 수 있다. 이 실시예에서, Zn이 도펀트로서 이용된다.

또한, 상기한 바와 같이, Zn 확산에 의한 활성층의 무질서(disordering)는 적외선 레이저 요소(210)의 접촉층(209)과 적색 레이저 요소의 접촉층(219) 간의 캐리어 밀도를 다르게 함으로써 어느 정도 제어할 수 있다.

결과적으로, 접촉층(209, 219) 간에 두께 차이뿐만 아니라 캐리어 밀도를 다르게 함으로써, Zn 확산이 더 작은 두께 차이로 적절하게 조절된다.

이러한 방법에 의하면, 두 레이저 요소가 각 활성층의 구조 또는 각 클래딩층의 두께 및/또는 조성에서 다른 경우에도 두 접촉층 사이의 두께 차는 상대적으로 작게 유지될 수 있다.

두께 차를 최소로 유지함으로써, 다양한 이점을 얻는다. 예를 들어, 모놀리딕 반도체 레이저 장치를 서브마운트(submount)에 장착할 때, 레이저 요소의 발광점은 가능한 한 기준면에 평행하게 된다. 그 결과, 레이저 장치를 적용하는 관학 시스템이 설계에 강요되는 제한은 없다.

구체적으로, 예를 들어, 캐리어 밀도를 1×10¹⁹cm^-3에서 3×10¹⁹cm^-3 정도로 증가함으로써, 두께가 30% 이상 증가한 적외선 레이저 요소의 p-형 GaAs 접촉층(209)은 여전히 같은 수준의 Zn 확산율을 나타낸다. 따라서, 적색 레이저 요소의 접촉층과의 두께 차가 감소한다.

이 실시예에서, GaAs가 적외선 및 적색 레이저 요소의 p-형 접촉층으로 이용된다. 그러나, 선택적으로, Al_xGa_{1 -x}As(0 ＜ x ≤ 0.4)가 접촉층으로 이용될 수 있다.

각 접촉층에 Al이 존재함으로써, 활성층으로의 Zn의 확산은 특히 적외선 레이저에서 쉬워진다. 그러나, Al의 존재는 접촉층의 표면이 산화되기 쉽게 하여 계면 상태에 기인하여 접촉 저항을 증가한다. 이러한 측면에서, Al 함유량 x를 0.4 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 이 실시예에 따르면, 적외선 및 적색 레이저 요소의 클래딩층의 조성은 동일하다. 그러나, 각 클래딩층의 조성은 Al, Ga, 및 In의 함유량에서 다르게 될 수 있다. 이 경우, 접촉층 간에 두께 및/또는 캐리어 밀도의 차를 조정하는데 있어서, 클래딩층의 조성의 차를 추가로 고려하는 것이 필요하다.

이 실시예에 따르면, 각 클래딩층은 AlGaInP-베이스 물질로 구성된다. 그러나, GaAs-베이스 물질이 클래딩층에 대해 이용될 수 있다. 또한, 전류차단층은 AlInP와 같은 반도체층으로 구성할 수 있다.

이 실시예에 따르면, 윈도 구조가 Zn을 확산함으로써 형성된다. 그러나, Zn 이외의 다른 불순물이 사용될 수 있으며, Si가 일 예이다.

제 2 실시예

도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 개략적인 사시도이다. 도 6b와 6c는 반도체 레이저 장치의 단면도이다.

제 2 실시예의 반도체 레이저 장치는 기본적으로 제 1 실시예의 반도체 레이저 장치의 구조가 유사하다. 차이는 전류차단층이 AlInP로 구성된다는 점이다. 또한, 제조방법이 제 1 실시예와 다르다. 다음은 도 5와 6을 참조하여 제 2 제조방법 을 설명한다.

제 1 실시예의 도 2a-3b에 도시된 것과 같은 단계를 통하여, 도파관(waveguide) 부분을 구성하는 리지가 형성된다.

다음, 도 5a에 도시된 바와 같이, SiO₂막(미도시)과 접촉층(309, 319)은 포토리소그래피를 이용하여 에치되어 윈도 구조(331) 위에 존재하는 영역이 제거된다.

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, AlInP가 선택적으로 성장되어 접촉층(309, 319) 위에 위치하는 SiO₂ 마스크 패턴을 제거하지 않고 전류차단층(332)을 형성한다. AlInP로 구성된 이 전류차단층(332)은 구동시 패싯에 형성된 윈도 구조 영역에의 전류 주입을 방지한다.

다음, 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여, 전류차단층(332)이 에치되어 분리 그루우브(330) 위에 성장된 영역을 제거한다. 에천트로서 염산을 이용하여, AlInP 전류차단층(332)은 선택적으로 제거되고, GaAs 기판(301)과 AlGaInP 클래딩층(307, 317)을 남겨둔다.

다음, 도 6a에 도시된 바와 같이, 절연물질이 증착되고, 이어 포토리소그래피와 습식 에칭법을 이용하여 패터닝하여 분리 그루우브(330) 표면에 절연막(333)을 남겨둔다.

분리 그루우브(330) 표면에서 AlInP 전류차단층(332)의 상기 에칭 결과로, GaAs 기판(301)의 대응 영역이 노출되게 된다. 반도체 레이저 장치를 부분적으로 노출된 기판과 결합하는 것은 원치않는 가능성을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 솔더와 같은 칩 본딩 물질이 우연히 그루우브에 적용될 수 있다. 그 결과, 적외선 레이저 요소(310)와 적색 레이저 요소(320) 사이에 회로 단락이 일어날 수 있다. 그러나, 분리 그루우브(330)의 내면은 상기한 바와 같이 절연막(333)으로 덮인다. 따라서, 조립시 회로 단락의 발생이 억제된다.

마지막으로, p-전극(미도시)이 n-형 기판(301)에 라미네이트된 최상위층의 표면에 형성되고 n-전극(미도시)이 기판(301)의 이면에 형성된다.

제 2 실시예는 제 1 실시예에 대하여 상기한 것과 같은 이점을 얻는다. 또한, 조립시 레이저 요소 간의 회로 단락의 발생이 방지된다. 또한, 전류차단층은 AlInP 반도체층으로 이루어져 각 레이저 요소에 의해 방출된 광을 흡수하지 않는다. 이것은 높은 광 출력의 측면에서 유리하다. 또한, AlInP로 구성된 전류차단층은 SiO₂와 같은 유전체층보다 더 높은 열 전도도를 가지며 이에 따라 더 우수한 열 방출성을 구비한다. 이것도 높은 광 출력의 측면에서 유리하다. 또한, AlInP로 구성된 전류차단층에 의해 각 레이저 요소를 구성하는 반도체층의 회절격자 간의 차이가 SiO₂와 같은 유전체층이 사용되는 경우와 비교하여 더 작게 된다. 이것도 높은 광 출력의 측면에서 유리하다.

제 2 실시예에 따른 전류차단층은 AlInP로 구성되지만, 높은 Al 함유량을 갖는 AlGaP를 이용하는 것을 적용할 수 있다. 이러한 전류차단층은 각 레이저 요소가 방출하는 빛을 흡수하지 않는 유사한 이점을 갖는다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 레이저 장치는 적외선 레이저 요소와 적색 레이저 요소를 단일체로 조립되고, 적외선 및 적색 레이저 요소를 동일한 열 처리를 받도록 함으로써 각 패싯에서 윈도 구조를 형성하도록 각 활성층을 무질서하게 하는 것을 적절하게 달성한다. 양 레이저 요소의 윈도 구조가 하나의 열 처리에 의해 동시에 형성되기 때문에, 처리 단계의 수는 감소하고 레이저 요소 중 어느 것도 과도한 열 처리를 받지 않는다. 따라서, 결과적인 레이저 장치는 높은 광 출력과 높은 신뢰성을 보장한다. 그러한 레이저 장치는 특히 광 디스크 기록장치 등에 적합하다.

첨부한 도면을 참조하여 예를 통하여 본 발명을 충분하게 설명하였지만, 다양한 변경과 변형이 당업자에게 자명할 것임을 유의해야 한다. 따라서, 그러한 변경과 변형이 본 발명의 범주를 이탈하지 않는 한, 이들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 반도체 레이저 장치에 따르면, 제 1 및 제 2 레이저 요소는 막 두께에서 서로 다르ㅁ며, 이러한 막 두께의 차이는 각 레이저 장치에 이용되는 물질의 차이에서 비롯되는 제 1 및 제 2 레이저 요소 간의 불순물 분배의 불균형으로의 경향을 억제하도록 작용한다. 결과적으로, 두 레이저 요소의 활성층과 클래딩층은 동시에 최적화될 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법에 의하면, 제 2 도전성 타입의 제 1 접촉층은 제 2 도전성 타입의 제 2 접촉층과 다른 막 두께를 갖는다. 따라서, 더 적은 불순물 확 산을 허용하는 물질을 이용하는 반도체 레이저 요소 중 하나에 대해, 접촉층은 다른 반도체 레이저 요소의 접촉층보다 더 얇게 된다. 이러한 구성에 의하면, 두 레이저 요소는 윈도 구조 형성시 실질적으로 같은 수준의 불순물 확산을 받는다.

Claims (20)

1. 모놀리딕 반도체 레이저 장치로서,

   단일 기판에 배치되며, 제 1 파장으로 빛을 방출하도록 동작가능한 제 1 반도체 레이저 요소 및 제 2 파장으로 빛을 방출하도록 동작가능한 제 2 반도체 레이저 요소를 포함하고,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 제 1 도전성 타입의 클래딩층, 활성층, 제 2 도전성 타입의 클래딩층, 및 접촉층이 기재된 순서로 라미네이트되어 구성된 이중-헤테로 구조를 포함하며,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 상기 각 접촉층의 두께가 서로 다른 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 반도체 레이저 요소의 활성층 물질은 상기 제 2 반도체 레이저 요소의 활성층 물질보다 불순물 확산계수가 더 작으며,

   상기 제 1 반도체 레이저 요소의 접촉층은 상기 제 2 반도체 레이저 요소의 접촉층보다 더 얇은 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 불순물 도입에 의해 공진기의 어느 하나 또는 양 패싯(facet)에 형성된 윈도 구조 영역을 구비하는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 리지를 갖는 도파관을 포함하는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각은 상기 각 도파관의 리지의 측면을 덮는 전류차단층을 포함하는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 상기 각 접촉층의 두께가 적어도 0.01㎛ 정도 서로 다른 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 적어도 두께가 0.05㎛인 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 파장은 780㎚의 적외선 주파대이고 상기 제 2 파장은 660㎚의 적색 주파대인 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 Al_xGa_{1 - x}As (여기서, 0 ＜ x ≤ 0.4)로 구성되는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소 각각의 접촉층은 캐리어 밀도가 5 × 10¹⁷cm^-3 이상인 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
11. 청구항 5에 있어서,

    상기 전류차단층은 적어도 윈도 구조가 형성된 곳에 대응하는 영역에서 각 도파관의 리지의 상부면을 덮는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
12. 청구항 1에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 반도체 레이저 요소는 내부면이 절연막으로 덮이는 분리 그루우브에 의해 분리되는 모놀리딕 반도체 레이저 장치.
13. 반도체 레이저 장치의 제조방법으로서,

    제 1 도전성 타입의 제 1 클래딩층, 제 1 활성층, 제 2 도전성 타입의 제 1 클래딩층, 및 제 1 접촉층이 기재된 순서로 반도체 기판 위에 라미네이트되어 구성된 제 1 반도체 라미네이트를 형성하는 제 1 라미네이트 형성단계;

    상기 기판의 기설정된 영역에 대응하는 부분에서 상기 제 1 라미네이트를 제거하는 제 1 라미네이트 제거단계;

    상기 제 1 도전성 타입의 제 2 클래딩층, 제 2 활성층, 상기 제 2 도전성 타입의 제 2 클래딩층, 및 상기 제 1 접촉층과 두께가 다른 제 2 접촉층이 기재된 순서로 상기 기판의 상기 기설정된 영역에 라미네이트되어 구성된 제 2 반도체 라미네이트를 형성하는 제 2 라미네이트 형성단계;

    상기 기판의 상기 기설정된 영역에 대응하는 부분에서 상기 제 2 라미네이트를 제거하는 제 2 라미네이트 제거단계; 및

    반도체 레이저 요소를 형성하도록 상기 각 반도체 라미네이트에 각각 전극 쌍을 형성하는 전극 형성단계를 포함하며,

    각 전극 쌍은 상기 기판의 이면에 형성된 전극과 상기 각 반도체 라미네이트의 도파관의 리지 상부면에 형성된 전극으로 구성되는 반도체 레이저 장치 제조방법.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 반도체 라미네이트의 표면의 기설정된 영역에 불순물 소 스를 적용하는 불순물 적용단계; 및

    상기 기판을 열 처리하여 상기 불순물이 상기 제 1 및 제 2 반도체 라미네이트에 확산하고, 이에 따라 윈도 구조를 형성하는 윈도 구조 형성단계를 추가로 포함하는 반도체 레이저 장치 제조방법.
15. 청구항 14에 있어서,

    Zn 및 Si로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나가 불순물로 사용되는 반도체 레이저 장치 제조방법.
16. 청구항 13에 있어서,

    상기 제 2 도전성 타입의 제 1 클래딩층과 상기 제 2 도전성 타입의 제 1 접촉층을 패터닝하고, 상기 제 2 도전성 타입의 제 2 클래딩층과 상기 제 2 도전성 타입의 제 2 접촉층을 패터닝함으로써 각각 상기 리지를 갖는 두 개의 도파관을 형성하는 리지-도파관 형성단계를 추가로 포함하는 반도체 레이저 장치 제조방법.
17. 청구항 16에 있어서,

    상기 두 개의 도파관 각각의 리지의 측면을 덮는 전류차단층을 형성하는 전류차단층 형성단계를 추가로 포함하는 반도체 레이저 장치 제조방법.
18. 청구항 17에 있어서,

    상기 전류차단층 형성단계에서, 상기 전류차단층은 윈도 구조가 형성된 곳에 대응하는 영역에 각 도파관의 리지의 상부면을 덮도록 형성되는 반도체 레이저 장치 제조방법.
19. 청구항 13에 있어서,

    상기 각 반도체 레이저 요소의 공진기의 어느 하나 또는 양 패싯의 근방에 대응하는 영역에 상기 제 1 및 제 2 접촉층 각각을 제거하는 접촉층 제거단계를 추가로 포함하는 반도체 레이저 장치 제조방법.
20. 청구항 19에 있어서,

    상기 접촉층 제거단계에서, 상기 제 1 및 제 2 접촉층 각각은 레이저 이득 영역 쪽 방향으로 상기 각 공진기 패싯으로부터 적어도 5㎛ 되는 영역에서 제거되는 반도체 레이저 장치 제조방법.

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