KR20080052233A

KR20080052233A - 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자

Info

Publication number: KR20080052233A
Application number: KR1020070057088A
Authority: KR
Inventors: 권용환; 최중선; 이명현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-06-11

Abstract

본 발명은 초고속 광송신기 모듈 제작에 필요한 변조기 집적 레이저(Electroabsorption modulator-integrated laser: EML)와 광섬유간의 광결합을 용이하게 하고 단면 반사율을 줄여줄 수 있는 광모드 크기 변환기(spot size converter: SSC)와 변조기 집적 레이저가 결합된 광모드 크기 변환기 집적 레이저 소자에 관한 것이다. 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자는 반도체 기판; 광섬유와의 광 결합을 위해 상기 반도체 기판 상에 리지 형태로 적층 형성되는 제1 광도파로; 반도체 레이저 영역, 광변조기 영역, 및 상기 광모드 변환기 영역을 포함하며, 상기 제1 광도파로 상에 적층 형성되는 제2 광도파로; 및 상기 제2 광도파로 상에 형성되는 금속 접촉층을 포함하며, 상기 제2 광도파로는 상기 광모드 변환기 영역에서 폭이 점점 얇아지는 테이퍼 형상으로 단면이 역메사 형태이다.

이에 따라, 본 발명이 제시한 구조에 의하면 광섬유와 변조기 집적 레이저 소자와의 결합을 용이하게 하여, 광결합 효율을 크게 향상시킬 수 있고 틸팅(tilting) 된 구조를 사용하면 광모드 크기 변환기가 없는 구조에 비해서 단면 반사율을 낮추어 줄 수 있다.

광모드 크기 변환기, 테이퍼 형상, 역메사, 제2 광도파로, 제1 광도파로

Description

광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자{Spot Size Converter integrated Laser Device}

도 1은 종래 기술에 따른 광모드 크기 변환기가 결합된 변조기 집적 레이저 구조의 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 광모드 크기 변환기가 결합된 변조기 집적 레이저 구조의 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 리지 형태의 광 모드 변환기가 집적된 레이저 소자의 개략도이다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 에피층 구조의 측단면도이다.

도 5a는 도 4의 A-A'선에 따른 에피층 구조의 측단면도이고, 도 5b는 도 4의 B-B' 선에 따른 에피층 구조의 측단면도이다.

도 6a는 도 4의 A-A'선에 따른 에피층 구조에서의 광모드 분포도이고, 도 6b는 도 4의 B-B' 선에 따른 에피층 구조에서의 광모드 분포도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

31: 기판 32: 제1 광도파로

33: 제2 광도파로 34: 클래딩층

35: 제1 금속 접촉층 36: 제2 금속 접촉층

41: InGaAsP층 42: InP층

43: 그레이팅층 44: 제1 도파로층

45: 제2 도파로층

본 발명은 광변조기가 집적된 레이저 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광 변환기 영역에서 폭이 점점 얇아지는 테이퍼 형상을 가지며 단면이 역 메사구조로 형성된 제2 광도파로를 이용한 광변조기가 집적된 레이저 소자에 관한 것이다.

광통신을 위해 사용되는 광변조기가 집적된 레이저 다이오드는 수 ~ 수십 Gb/s급 전송속도를 갖는 초고속 장거리 광통신 시스템에서 중요한 광원으로 사용되고 있다. 집적 변조용 분포 궤환용(distributed feedback: DFB) 레이저 다이오드는 주입되는 변조 전류에 의해 활성층 내의 캐리어 밀도가 변화하면서 발진 주파수가 변화하여 발진 파장 폭을 증가시키는 처핑(chirping: 광원의 파장이 급격히 변화하는 현상) 때문에 단일모드 광섬유를 통과한 광 펄스 폭이 더욱 넓어지므로 장거리 전송에 적합하지 않다. 반면, 광변조기 집적 레이저 다이오드는 바이어스 전압을 조절함에 따라 처핑 양을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 (-) 처핑도 만들어 낼 수 있으므로 장거리 전송에 유리하여 많이 사용되고 있다. 광변조기 집적 레이저 다이오드의 활성층 구조는, 특히 수직방향으로 0.5㎛ 이하(〈 0.5㎛)의 영역에 빛을 가두는 구조를 가지며 이로부터 퍼져 나오는 빛의 확산각 (divergence angle)이 커서 단일모드 광섬유와의 결합 효율이 10% 미만이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 광변조기 집적 레이저 다이오드와 결합하여 빛과 커플링하는 쪽의 모드 크기를 증가시키고 모드 모양을 원형으로 변화시켜 단일모드 광섬유 또는 렌즈형 광섬유(lensed fiber)와 쉽게 광 결합을 하는 광모드 크기 변환기(SSC; spot size converter) 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. SSC를 이용함으로써 광변조기 집적 레이저 다이오드와 광섬유 사이에 부가적인 광학계 없이 직접적인 광 결합이 가능하고, 적은 광 결합 손실/큰 광 정렬 허용오차 뿐만 아니라 낮은 단면 반사율을 얻을 수 있어 원하지 않는 광 반사를 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하야 종래 기술에 따른 SSC 구조를 포함하는 몇몇 변조기 집적 레이저 구조를 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 광모드 크기 변환기(SSC)를 포함하는 변조기 집적 레이저 구조이다. 구체적으로, 도 1은 전계 흡수형 광변조기와 광 검출기 및 광모드 변환기(SSC)를 집적한 구조이다. 도 1을 참조하면, 종래 변조기 집적 레이저 구조(10)는 기판(11) 상에 높은 광 결합을 위해 형성된 베이스 도파로(BG; base guide, 12), 베이스 도파로(12) 상에 형성된 한 쌍의 제2 광모드 변환기(SSC2, 14) 및 한 쌍의 제1 광모드 변환기(SSC1, 13), 및 제1 광모드 변환기(13) 사이에 형성되는 중간도파로(15, middle guide; MG)를 포함한다. 제2 광모드 변환기(14)는 각각 광변조기 영역과 광검출기 영역을 포함한다. 베이스 도파로(12)는 InGaAsP층(12a)과 InP 층(12b)이 교대로 각각 세층씩 형성되어 있으며, InGaAsP층(12a)은 4㎛ 폭이 50㎚ 두께로 형성되고, InP층(12b)은 600㎚ 두께로 형성된다.

중간 도파로(15)는 400㎚ 두께의 InGaAsP층으로 구성되어 있으며, 베이스 도파로(12)로 빛을 내려 보내거나 베이스 도파로(12)로부터 빛을 끌어올리는 역할을 한다. 광변조기와 광검출기 영역의 활성층(16)은 다중양자우물 구조로 100㎚ 정도의 두께로 형성되며, 아래 위에 각각 100㎚ 두께로 형성된 InGaAsP층과, 1㎛ 두께의 p-InP 층, 100㎚ 두께의 p-InGaAs 층을 포함한다.

상술한 구성을 갖는 변조기 집적 레이저(10)는 베이스 도파로(12)를 형성하고, 그 상부에 제2 광모드 변환기(14)와 광검출기/광변조기의 활성층(16)을 형성하며, 그 상부에 중간 도파로(15)와 제1 광모드 변환기(13)를 형성함으로써 제조된다. 제2 광모드 변환기(14)는 제2 광모드 변환기(14)의 단부(tip) 폭이 0.2㎛ 이고 길이는 50 ㎛이며, 광검출기와 광변조기는 각각 2㎛ 폭을 지니고 길이는 50㎛ 와 100㎛ 이다. 제2 광모드 변환기(14)의 얇은 단부(tip)를 형성하기 위해, 더블 노광방법을 사용하였으며 드라이 에칭 방법을 사용해서 1.7㎛ 두께를 식각하였다. 제1 광모드 변환기(13)는 제2 광모드 변환기(14)에 비해서 상대적으로 얕은 깊이인 0.4㎛를 에칭해야 할 필요가 있으며, 이를 위해 선택적 습식 식각 방법을 사용하였다. 이때 중간도파로(15)는 동시에 형성하였으며 중간도파로(15)의 일정영역에 n metal 공정을 통해서 n 접촉층(17)을 형성하였다. 다음으로 RIE(reactive ion etching) 공정을 통해서 폭이 4㎛ 이고 깊이가 2.6㎛ 인 베이스 도파로(12)를 형성하였다.

도 2는 종래 기술에 따른 광모드 크기 변환기가 결합된 변조기 집적 레이저 구조의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 종래 변조기 집적 레이저(20)는 전계 흡수형 광변조기(21; electro absorption modulator), 광 증폭기(22; optical amplifier) 및 광모드 변환기(23; spot size converter)가 집적된 소자이다. 광변조기(21)와 광 증폭기(22) 사이에는 절연 트렌치(24)가 형성되어 있다. 상기 변조기 집적 레이저(20)는 이중 도파로 구조를 사용하고 있으며, 선택적 에피 성장법(Selective Area Growth: SAG)을 사용하여 수동(passive) 광도파로가 끝단으로 갈수록 그 두께가 줄어들도록 형성하였으며, 광증폭기와 광변조기의 활성층이 밴드갭이 다르기 때문에 역시 SAG를 사용하여 각각의 활성층을 성장하였다. 또한 광 증폭기의 활성 도파로로부터 수동 도파로 쪽으로 광 모드의 이동을 위하여 광 증폭기의 활성 도파로를 수평 방향으로 테이퍼를 주었다.

그러나, 전술한 종래 기술에 따른 광변조기 집적 레이저 다이오드의 구조 및 제조 공정은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 첫째, 도 1에 개시된 광변조기 집적 레이저(10)의 경우에는 사진 전사 및 RIE 방법으로 만들어지는 테이퍼 도파로의 시작부분이 0.5㎛ 이하의 폭을 가져야 하기 때문에, 이중 노광 방법 등을 이용해야 하므로 제작 공정이 용이하지 않고 번거롭다는 단점이 있다. 또한, 제1 광모드 변환기(SSC1)의 단차가 있는 부분에서 폭이 좁은 단부(tip)를 형성해야 하므로 제작 공정이 용이하지 않다. 둘째, 도 2에서와 같이 수직 방향의 두께를 변화시키는 테이퍼 구조를 갖는 광변조기 집적 레이저(20)의 경우에는 선택적 MOVPE(Metal organic vapor phase epitaxy) 방법이나 기존의 사진 전사 방법으로 제작이 용이하지 않기 때문에, 이 방법들을 개선한 다른 여타의 공정이나 기술이 요구된다. 게다가 기존의 광변조기 집적 레이저 구조는 레이저가 집적된 변조기를 고려한 구조가 아니기 때문에 레이저가 집적되었을 때 생기는 문제를 고려하고 있지 않다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술함 문제점들을 모두 해결하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은 테이퍼 구조를 갖는 광모드 크기 변환기(spot size converter: SSC)를 집적한 변조기 집적 레이저 소자를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 광 모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자는 반도체 기판; 광섬유와의 광 결합을 위해 상기 반도체 기판 상에 리지 형태로 적층 형성되는 제1 광도파로; 레이저 영역, 광변조기 영역, 및 상기 광모드 변환기 영역을 포함하며, 상기 제1 광도파로 상에 적층 형성되는 제2 광도파로; 및 상기 제2 광도파로 상에 형성되는 금속 접촉층을 포함하며, 상기 제2 광도파로는 상기 광모드 변환기 영역에서 폭이 점점 얇아지는 테이퍼 형상으로 단면이 역메사 형태이다.

바람직하게, 상기 제2 광도파로는 상기 레이저 영역 및 상기 광변조기 영역에서 1 ~ 3㎛의 폭을 가지며, 상기 광모드 변환기 영역에서 0㎛보다 크고 1㎛ 보다 작은 폭을 갖는다. 상기 제1 광도파로는 InP층과 InGaAsP층이 반복 형성된 다층 구조이며, 상기 InGaAsP층 중 최상층에는 그레이팅(grating)이 형성된다. 상기 InP층은 100 ~ 1000㎚두께이며, 상기 InGaAsP층은 10 ~ 100㎚ 두께이다.

상기 제2 광도파로는 InGaAsP층, InGaAsP/InGaAsP 다중 양자 우물층, 클래드층을 포함한다. 상기 InGaAsP층은 50 ~ 200㎚ 두께이며, 상기 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물층은 50 ~ 150㎚ 두께이다. 상기 클래드층은 p 타입 InP층으로, 1~3 ㎛ 두께로 형성된다. 상기 금속 접촉층은 50 ~ 300 ㎚ 두께의 p 타입 InGaAs층이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 리지 형태의 광 모드 변환기가 집적된 변조기 레이저 구조의 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광모드 변환기가 집적된레이저 소자(30)의 구조는 광변조기, 광증폭기, 제1 및 제2 광 모드 변환기(SSC1, SSC2)를 포함하는 구조로, 레이저 영역(Ⅰ), 변조기 영역(Ⅱ) 및 광 모드 변환기 영역(Ⅲ) 등 3개 영역으로 이루어져 있으며, 모든 영역의 아래쪽에는 광섬유와의 결합을 위한 광도파로(fiber guide)가 형성되어 있다. 분포 궤환형(DFB) 레이저 영역(Ⅰ)에서 발진한 빛은 변조기 영역(Ⅱ)에서 변조되고, 이후 상기 빛은 광 모드 변환기(SSC) 영역(Ⅲ)을 지나며 하부에 형성된 광도파로에 결합되어 대부분 광도파로로 넘어간 후 광섬유와 효율적으로 결합된다. 본 발명에 따른 변조기 집적 레이저 소자의 구성 및 동작원리를 구체적으로 이해하기 위하여, 도 3을 참조하여 상기 소자의 에피층 구조와 제작 공정을 구체적으로 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 변조기 집적 레이저 소자(30)는 기판(31), 기판(31) 상에 형성된 제1 광도파로(32), 제1 광도파로(32) 상에 형성된 제2 광도파로(33), 제2 광도파로 상에 형성된 제1 금속 접촉층(35)을 포함한다. 제1 광도파로(32)는 유효 굴절률이 작은 광도파로로 광 결합을 위한 것이고, 제1 광도파로(32) 상에 형성된 제2 광도파로(33)는 제1 광도파로(32)에 비해 굴절률이 큰 광도파로로, 테이퍼 형태로 제조된다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 에피층 구조의 측단면도이고, 도 5a는 도 4의 A-A'선에 따른 에피층 구조의 측단면도이며, 도 5b는 도 4의 B-B' 선에 따른 에피층 구조의 측단면도이다.

도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 광 모드 변환기가 집적된 레이저 소자(30)는 기판(31), 기판(31) 상에 형성된 제1 광도파로(32), 제1 광도파로(32) 상에 형성된 제2 광도파로(33)를 포함한다. 제2 광도파로(33) 상부에는 소자의 길이 방향의 중앙영역에 트렌치(37)가 형성되어 있으며, 트렌치(37)를 제외한 제2 광도 파로(33) 상부에는 제1 금속 접촉층(35)이 형성된다.

제1 광도파로(32)는 광섬유와의 광 결합을 위한 것으로, 리지 형태를 가진 다중층으로 구성되어 있다. 구체적으로, 제1 광도파로(32)는 InGaAsP층(41)과 InP층(42)이 교대로 형성되어 있는 구조이다. 한편, 제1 광도파로(32)는 분포 궤환형 레이저 발진을 위해, InGaAsP층(41) 중 가장 상부에 노광공정을 통해 형성된 그레이팅을 포함하는 그레이팅층(43)을 더 포함한다. 따라서, 제1 광도파로(32)는 동시에 인덱스 결합 방식의 그레이팅(grating)층의 역할을 수행한다. 여기서, InGaAsP층(41)은 10 ~ 100nm, InP층(42)은 100 ~ 1000nm 두께 범위로 형성된다. 본 실시 예에서 InGaAsP층(41)은 50㎚의 두께로 형성되며 파장(λg)은 1.24㎛ 정도이고, InP층(42)은 600 ㎚ 두께로 형성된다. 또한, 도 5a를 참조하면, 노출된 제1 광도파로(32) 상에는 제2 금속 접촉층(36)이 형성된다. 제2 금속 접촉층(36)은 n 타입으로 n+-InGaAsP층으로 형성된다.

제1 광도파로(32) 상에 형성되는 제2 광도파로(33)는 레이저 영역(Ⅰ), 변조기 영역(Ⅱ)과 광모드 변환기 영역(Ⅲ) 등 3개 영역으로 이루어지며, 제1 도파로층(44)과 제2 도파로층(45)을 포함한다. 제2 광도파로는 레이저 영역(Ⅰ) 및 광변조기 영역(Ⅱ)에서 1 ~ 3㎛의 폭을 가지며, 광모드 변환기 영역(Ⅲ)에서 0보다 크고 1㎛보다 작은 폭을 갖는다. 제1 도파로층(44)과 제2 도파로층(45)은 번갈아 형성된다. 제1 도파로층(44)은 InGaAsP층으로 분리 집속 이종 구조(SCH; separate confinement heterostructure)에서 빛을 안내하는 역할을 하며, 제2 도파로층(45)은 다중 양자 우물층으로 이루어져 변조기와 레이저의 활성층 역할을 수행한다. 상기 제2 도파로층(45)은 InGaAsP/InGaAsP으로 이루어진 다중 양자 우물층이다. 제1 도파로층(44)인 InGaAsP층은 50 ~ 200nm 범위, 제2 도파로층(45)인 InGaAsP/InGaAsP은 50 ~ 150nm범위에서 형성된다. 상기 제2 도파로층(45)의 최상부에는 트렌치(37)가 형성된 클래딩층(34)이 형성되어 있으며, 상기 클래딩층(34)은 p 타입으로 p-InP층으로 형성되며, 1 ~ 3㎛ 두께로 형성된다. 본 제2 광도파로(33)는 테이퍼 형태로 단면이 역 메사 형태로 형성되는데, 특히, 제2 광도파로(33)를 이루는 상기 클래드층(34)이 낮은 직렬저항과 낮은 커패시턴스 값을 얻기 위해서 역 메사의 형태로 구성되어 있다. 트렌치(37)를 제외한 클래딩층(34) 상에는 제1 금속 접촉층(35)이 형성된다. 제1 금속 접촉층은 50 ~ 300nm 두께로 형성된다. 제1 금속 접촉층(35)은 p타입으로 p+ InGaAs층으로 형성한다. 전술한 제2 광도파로(33), 즉, 밴드갭 에너지가 서로 다른 레이저 영역, 변조기 영역과 광모드 변환기 영역으로 이루어진 제2 광도파로(33)를 형성하기 위해서는, SixN, SiO2 등으로 마스크를 형성한 다음, 이를 이용하여 제2 광도파로(33)를 이루는 각층을 에피 성장시키는 공정을 수행한다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 및 제2 광도파로(32, 33)에는 각각 타원형상의 광모드(a, b)가 형성되어 있다. 전술한 구성에서 가장 중요한 특징은 도 5a에 개시된 광모드(a)가 도 5b에 개시된 광 모드(b)처럼 광 방사 손실 없이 점차적으로 바뀌어야 한다는 것으로, 이를 위해서는 테이퍼 형태의 제2 광도파로(33)의 단부 폭을 0보다는 크고 1㎛ 보다 작게 형성하는 것이 가장 바람직하다.

도 6a는 도 4의 A-A'선에 따른 에피층 구조에서의 광모드 분포도이고, 도 6b는 도 4의 B-B' 선에 따른 에피층 구조에서의 광모드 분포도이다. 도 6a 및 도 6b에는 빛 전파 방법(beam propagation method: BPM)으로 계산한 TM 모드 프로파일(transverse mode profile)이 각각 개시되어 있다.

도 6a 및 도 6a를 참조하면, 가로축은 수평 방향(horizontal direction; ㎛)을 나타내고 세로축은 수직 방향(vertical direction; ㎛)을 나타낸다. 도 6a에 개시된 바에 따르면, 도 5a의 제2 광도파로(33)에서의 광모드(a)는 거의 타원형에 가까운 형태를 보이고, 도 6b에 따르면, 도 5b의 제1 광도파로(32)에서의 광 모드(b)는 상하로 긴 원형에 가까운 타원형태를 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6a 및 도 6b에는 펀더멘털 모드(fundamental mode; m)가 나타나 있으며, 본 구조는 단일 모드입니다. 도 6a 및 도 6b를 광 모드와 굴절률로 표시한다면, 도 6a는 m은 0이고, 굴절률(neff; effective refractive index, 즉, 유효굴절률)은 3.22281이고, 도 6b는 m은 0이고 굴절률(neff)은 3.169173이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명하였지만, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 본 발명의 기술적인 범주 및 사상이 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

이상 전술한 구성에 따르면, 상기와 같이 본 발명은 SSC 집적된 변조기 집적 레이저 소자의 구현에 대한 것으로, 본 발명이 제시한 구조에 의하면 광섬유와 변조기 집적 레이저 소자와의 결합을 용이하게 하여, 광결합 효율을 크게 향상시킬 수 있고 틸팅(tilting) 된 구조를 사용하면 SSC가 없는 구조에 비해서 단면 반사율을 낮추어 줄 수 있다.

또한, 전술한 구성에 따르면, 변조기 집적 레이저에서 나오는 출력광을 광섬유에 쉽게 결합시킬 수 있게 되어, 광정렬을 위한 비용을 절감하고 광결합 효율을 향상시킬 수 있고, 단면 반사율을 보다 더 효과적으로 줄여줄 수 있다. 또한, 전술한 구성에 따르면, 경제성이 향상될 뿐 아니라 특성이 향상된다.

Claims

반도체 기판;

광섬유와의 광 결합을 위해 상기 반도체 기판 상에 리지 형태로 적층 형성되는 제1 광도파로;

반도체 레이저 영역, 광변조기 영역, 및 상기 광모드 변환기 영역을 포함하며, 상기 제1 광도파로 상에 적층 형성되는 제2 광도파로; 및

상기 제2 광도파로 상에 형성되는 금속 접촉층

을 포함하며, 상기 제2 광도파로는 상기 광모드 변환기 영역에서 폭이 점점 얇아지는 테이퍼 형상으로 단면이 역메사 형태인 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제1항에 있어서,

상기 제2 광도파로는 상기 반도체 레이저 영역 및 상기 광변조기 영역에서 1 ~ 3㎛의 폭을 가지며, 상기 광모드 변환기 영역에서 0보다 크고 1㎛ 이하의 폭을 갖는 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2 광도파로는 InGaAsP층, InGaAsP/InGaAsP 다중 양자 우물층, 클래드층을 포함하는 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제3항에 있어서,

상기 InGaAsP층은 50 ~ 200㎚ 두께이며, 상기 InGaAsP/InGaAsP 다중양자우물층은 50 ~ 150㎚ 두께인 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제3항에 있어서,

상기 클래드층은 p 타입 InP층으로, 1~3 ㎛ 두께로 형성되는 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제1항에 있어서,

상기 제1 광도파로는 InP층과 InGaAsP층이 반복 형성된 다층 구조이며, 상기 InGaAsP층 중 최상층에 그레이팅(grating)이 형성되는 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제6항에 있어서,

상기 InP층은 100 ~ 1000㎚두께이며, 상기 InGaAsP층은 10 ~ 100㎚ 두께인 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.
제1항에 있어서,

상기 금속 접촉층은 50 ~ 300 ㎚ 두께의 p 타입 InGaAs층인 광모드 크기 변환기가 집적된 레이저 소자.