KR20080111135A - 광전자 반도체 소자 - Google Patents

광전자 반도체 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20080111135A
KR20080111135A KR1020087027804A KR20087027804A KR20080111135A KR 20080111135 A KR20080111135 A KR 20080111135A KR 1020087027804 A KR1020087027804 A KR 1020087027804A KR 20087027804 A KR20087027804 A KR 20087027804A KR 20080111135 A KR20080111135 A KR 20080111135A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor device
optoelectronic semiconductor
vertical emitter
pump source
layer
Prior art date
Application number
KR1020087027804A
Other languages
English (en)
Inventor
슈테판 루트겐
페터 브릭크
토니 알브레히트
Original Assignee
오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 filed Critical 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
Publication of KR20080111135A publication Critical patent/KR20080111135A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18388—Lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/041—Optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 수직 이미터 층(3)을 포함하는 표면 방사하는 수직 이미터 영역(2), 상기 수직 이미터 층(3)을 광학적으로 펌핑하기 위해서 제공된 적어도 하나의 펌프 소스(4) 그리고 상기 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선(31)이 반도체 몸체(1)를 벗어날 때 통과하는 방사선 관통면(26)을 갖는 반도체 몸체(1)를 포함하는 광전자 반도체 소자에 관한 것으로서, 이 경우 상기 펌프 소스(4)와 수직 이미터 층(3)은 수직 방향으로 상호 이격되어 있다.

Description

광전자 반도체 소자 {OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR ELEMENT}
본 발명은 광전자 반도체 소자에 관한 것이다.
본 특허 출원서는 독일 특허 출원서 102006017572.7호 및 독일 특허 출원서 102006024220.3호를 우선권으로 청구하고 있으며, 상기 특허 출원서들의 공개 내용은 인용의 형태로 본 특허 출원서에 수용된다.
간행물 WO 2005/048424 A1호는 광전자 반도체 소자를 기술한다.
본 발명의 과제는 작동 중에 발생하는 열이 특히 효율적으로 주변으로 방출될 수 있는 광전자 반도체 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 소자는 반도체 몸체를 포함한다. 반도체 몸체는 바람직하게 성장 기판상에 에피택셜 성장 방식으로 증착된다.
반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 몸체는 수직 이미터 영역을 포함한다. 수직 이미터 영역은 수직 이미터 층을 포함한다. 수직 이미터 층은 수직 이미터 영역의 활성 영역을 형성한다. 수직 이미터 층은 전자기 방사선을 발생시키기 위해서 제공되었다. 다시 말해, 수직 이미터 층은 반도체 소자의 작동 중에 전자기 방사선 필드를 발생시킨다. 이 목적을 위하여 수직 이미터 층은 바람직하게 양자 웰 구조물, 특히 바람직하게는 다중 양자 웰 구조물을 포함한다. 이 경우 양자 웰 구조물이라는 명칭은 전하 캐리어가 구속("Confinement")에 의해서 자체 에너지 상태의 양자화를 경험할 수 있는 모든 구조물을 포함한다. 특히 양자 웰 구조물이라는 명칭은 양자화의 차원(dimensionality)에 대한 지시는 전혀 포함하지 않는다. 따라서, 상기 양자 웰 구조물이라는 명칭은 다른 무엇보다도 양자 웰, 양자 와이어 및 양자 포인트 그리고 상기 구조물들의 각각의 조합을 포함한다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 몸체는 적어도 하나의 펌프 소스를 포함한다. 펌프 소스는 수직 이미터 층을 광학적으로 펌핑할 목적으로 제공되었다. 바람직하게 펌프 소스는 모놀리식으로 반도체 몸체 내부에 집적된다. 모놀리식으로 집적된다는 표현은 펌프 소스가 수직 이미터 영역과 함께 하나의 공통된 성장 프로세스를 통해 에피택셜 방식으로 성장한다는 것을 의미한다. 다시 말해, 반도체 몸체는 에피택셜 방식으로 성장된 수직 이미터 영역 그리고 에피택셜 방식으로 성장된 펌프 소스를 포함한다.
적어도 한 실시예에 따르면 반도체 몸체는 방사선 관통면을 포함한다. 수직 이미터 영역 내에서 발생되는 전자기 방사선의 적어도 한 부분은 상기 방사선 관통면을 통해서 반도체 몸체를 벗어난다. 방사선 관통면은 예를 들어 반도체 몸체의 한 주요 면의 적어도 한 부분에 의해서 형성되었으며, 상기 주요 면은 바람직하게 반도체 몸체의 성장 방향에 대하여 가로로 뻗는다. 예를 들어 성장 방향은 주요 면에 대하여 수직이다.
반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 펌프 소스와 수직 이미터 층은 상호 수직으로 이격되어 있다. 다른 말로 다시 말하자면, 펌프 소스는 수직으로 상기 수직 이미터 층 앞에 그리고/또는 뒤에 배치되어 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 소자는 반도체 몸체를 포함한다. 반도체 몸체는 표면 방사하는 수직 이미터 영역을 포함하고, 상기 수직 이미터 영역은 수직 이미터 층을 포함한다. 또한, 상기 반도체 몸체는 적어도 하나의 펌프 소스를 포함하고, 상기 펌프 소스는 수직 이미터 층을 광학적으로 펌핑할 목적으로 제공되었다. 반도체 몸체는 또한 방사선 관통면을 포함하고, 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선이 상기 방사선 관통면을 통해서 반도체 몸체를 벗어나며, 이 경우 펌프 소스와 수직 이미터 층은 수직 방향으로 상호 이격되어 있다.
반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 펌프 소스는 수직 이미터 층과 방사선 관통면 사이에 배치되어 있다. 다른 말로 다시 말하자면, 펌프 소스는 수직으로 상기 수직 이미터 층 앞에 또는 뒤에 배치되어 있으며, 이 경우 반도체 몸체의 방사선 관통면은 수직 이미터 층으로부터 떨어져서 마주한 상기 펌프 소스의 측에 배치되어 있다. 예를 들어 펌프 소스는 반도체 몸체의 성장 방향으로 상기 방사선 관통면의 뒤를 따른다. 그 다음에 수직 이미터 층이 반도체 몸체의 성장 방향으로 펌프 소스의 뒤를 따른다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 소자는 반도체 몸체를 포함한다. 반도체 몸체는 표면 방사하는 수직 이미터 영역을 포함하고, 상기 수직 이미터 영역은 수직 이미터 층을 포함한다. 또한, 반도체 몸체는 적어도 하나의 펌프 소스를 포함하고, 상기 펌프 소스는 수직 이미터 층을 광학적으로 펌핑할 목적으로 제공되었다. 반도체 몸체는 또한 방사선 관통면을 포함하고, 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선이 상기 방사선 관통면을 통해서 반도체 몸체를 벗어나며, 이 경우 펌프 소스는 수직 이미터 층과 반도체 몸체의 방사선 관통면 사이에 배치되어 있다.
반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 수직 이미터 층은 펌프 소스와 방사선 관통면 사이에 배치되어 있다. 다른 말로 다시 말하자면, 수직 이미터 층은 수직으로 펌프 소스 앞에 또는 뒤에 배치되어 있으며, 이 경우 반도체 몸체의 방사선 관통면은 펌프 소스로부터 떨어져서 마주한 상기 수직 이미터 층의 측에 배치되어 있다. 예를 들어 수직 이미터 층은 반도체 몸체의 성장 방향으로 상기 펌프 소스의 뒤를 따른다. 그 다음에 방사선 관통면이 반도체 몸체의 성장 방향으로 수직 이미터 층의 뒤를 따른다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 소자는 반도체 몸체를 포함한다. 반도체 몸체는 표면 방사하는 수직 이미터 영역을 포함하고, 상기 수직 이미터 영역은 수직 이미터 층을 포함한다. 또한, 반도체 몸체는 적어도 하나의 펌프 소스를 포함하고, 상기 펌프 소스는 수직 이미터 층을 광학적으로 펌핑할 목적으로 제공되었다. 반도체 몸체는 또한 방사선 관통면을 포함하고, 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선이 상기 방사선 관통면을 통해서 반도체 몸체를 벗어나며, 이 경우 수직 이미터 층은 펌프 소스와 반도체 몸체의 방사선 관통면 사이에 배치되어 있다.
본 출원서에 기재된 광전자 반도체 소자는 다른 무엇보다도 다음과 같은 인식을 토대로 한다: 한편으로는 수직 이미터 층, 펌프 소스 및 방사선 관통면이 반도체 몸체 내에 전술된 방식으로 배치됨으로써 수직 이미터 층 및 펌프 소스는 상호 수직으로 이격된 - 예를 들어 에피택셜 방식으로 차례로 성장된 - 연속층으로 구현될 수 있다. 이와 같은 구조는 재료 선택 및 반도체 몸체 영역의 치수 설계와 관련해서 다수의 가능성을 허용한다. 그럼으로써, 예를 들어 수직 이미터 층을 광학적으로 펌핑하기 위한 펌핑 방사선의 파장 및/또는 상기 수직 이미터 층에 의해서 수직으로 방사되는 방사선의 파장이 넓은 한계 안에서 조절될 수 있다.
전술된 구조는 또한 수직 이미터 영역이 있는 반도체 몸체의 측이 열전도 몸체에 - 예를 들어 캐리어에 - 열에 의해서 연결될 수 있도록 해준다. 이와 같은 가능성은 반도체 소자의 동작 중에 수직 이미터 영역 내에서 발생하는 열의 특히 효율적인 방출을 가능케 한다. 그럼으로써 예를 들어 광전자 반도체 소자의 시간에 따라 특히 안정적인 cw-레이저 동작이 가능해진다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 수직 이미터 층은 반도체 몸체의 메사(mesa) 내에 배치되어 있다. 다시 말해, 반도체 몸체는 한 측으로부터 국부적으로 제거된다. 그럼으로써, 그 내부에 수직 이미터 층이 존재하는 돌출부 - 메사 - 가 형성된다. 예를 들어 메사는 반도체 몸체 내에 에칭 방법에 의해서 형성된다. 적어도 한 실시예에 따르면 메사의 주변은 특히 우수한 열전도성을 갖는 재료로 적어도 국부적으로 코팅된다. 다시 말해, 메사 주변에서 그리고 경우에 따라서는 메사의 측면 및 커버링 면에서도 재료가 반도체 몸체상에 제공된다.
바람직하게는 상기 재료가 적어도 하나의 금속을 함유하거나 또는 상기 재료가 적어도 하나의 금속으로 이루어진다. 이 경우에는 바람직하게 다음과 같은 금속들 중에서 적어도 하나의 금속이 사용된다: 구리, 금, 은.
바람직하게 재료는 메사 위에 상기 재료가 형성되도록 메사 주변에서 반도체 몸체상에 제공된다. 다시 말해, 예를 들어 상기 재료는 메사 그리고 메사 주변이 상기 재료로 커버링 되도록 방사선 관통면으로부터 떨어져서 마주한 반도체 몸체의 면에 제공된다. 그 다음에 상기 반도체 몸체의 측이 바람직하게 상기 재료에 의해서 평탄화된다. 다시 말해, 예를 들어 상기 재료는 이 재료가 메사와 동일한 높이를 갖거나 또는 상기 재료가 메사 위로 돌출할 정도의 두께로 제공된다. 이 경우에는 특히 메사를 완전히 재료로 둘러싸는 것도 가능하다.
바람직하게 방사선 관통면으로부터 떨어져서 마주한 반도체 몸체의 측은 열전도 몸체상에 - 예를 들어 캐리어 상에 - 고정되어 있다.
적어도 한 실시예에 따르면 방사선 관통면으로부터 떨어져서 마주한 반도체 몸체의 측이 수직 이미터 층을 갖는 메사 그리고 상기 메사의 주변 - 이 메사 주변에서는 반도체 몸체가 국부적으로 제거됨 - 을 가짐으로써, 결과적으로 그곳에서는 예를 들어 펌프 소스의 콘택층이 노출된다.
다시 말해, 열전도 몸체와 반도체 몸체 사이에 있는 영역은 적어도 부분적으로 상기 재료로 채워진다. 바람직하게는 - 메사와 달리 - 반도체 몸체와 열전도 몸체 사이의 전체 영역이 상기 재료로 완전히 채워진다.
본 출원서에 기재된 광전자 반도체 소자는 다른 무엇보다도 펌프 소스의 노출에 의해서 그리고 펌프 소스 및 수직 이미터 층을 포함하는 메사가 상기 재료에 의해서 열전도 몸체에 열에 의해 결함됨으로써 수직 이미터 층 및 펌프 소스의 특히 효율적인 냉각이 가능해진다. 그럼으로써, 메사 그리고 상기 메사를 둘러싸는 재료는 반도체 소자의 작동 중에 열 방출을 더욱 개선하는 데 기여한다. 그로 인해 예를 들어 시간에 따라 특히 일정한 반도체 소자의 cw-레이저 동작이 가능해진다. 바람직하게는 재료가 우수한 열전도성 외에 특히 우수한 전기 전도성도 가짐으로써, 펌프 소스는 상기 재료에 의해 전기적으로도 콘택팅 될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 상기 재료는 갈바닉 방식으로 메사 주변에 증착된다. 이 경우 증착된 층으로서는 예를 들어 Ag-, Au-, 또는 Ag/Au-갈바닉-재료가 다루어질 수 있다.
더 나아가서는 재료를 구조화된 히트 싱크로서 구현하는 것도 가능하다. 그 경우 히트 싱크 내에서는 예컨대 상기 히트 싱크의 표면을 확대하기에 적합한 냉각 블레이드 또는 다른 구조물들이 구조화될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 메사를 제한하는 반도체 몸체의 측면은 펌핑 방사선을 수직 이미터 층으로 방향 전환하기 위해서 적어도 국부적으로 제공되었다. 바람직하게 메사의 측면은 펌핑 방사선을 수직 이미터 층의 방향으로 반사하기에 적합하다. 다시 말해, 펌프 소스로부터 출발하여 수직 이미터 층에 흡수되지 않고서 상기 수직 이미터 층을 가로 지르는 펌핑 방사선은 메사의 측면에서 - 다시 말해 메사 플랭크에서 - 반사된다. 반사된 펌핑 방사선은 재차 수직 이미터 층 내부로 유입된다. 그럼으로써 수직 이미터 층 내에서 펌핑 방사선이 흡수될 가능성이 커진다. 다시 말해 펌핑 방사선은 의도한 바대로 다중 통과 방식에서 이용될 수 있다.
바람직하게 메사의 측면은 적어도 국부적으로 - 특히 바람직하게는 완전히 - 적어도 80 %의 반사율을 갖는 재료로 코팅된다. 상기 재료는 바람직하게 펌핑 방사선의 파장 범위에 대하여 높은 반사율을 갖는다. 예를 들어 상기 재료로서는 금속 또는 투명한 패시베이션 층 및 반사 작용하는 금속 층을 갖는 연속층이 사용될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 메사의 측면의 형태는 메사 플랭크가 의도한 바대로 펌핑 방사선을 수직 이미터 층 내부로 반사하도록 선택되었다. 예를 들어 메사의 측면은 적어도 국부적으로 다음과 같은 광학 기본 소자들 중에 한 기본 소자의 형태로 형성될 수 있다: 원뿔대 광학 장치, 각뿔대 광학 장치, 복합 포물선형 집중기(CPC - compound parabolic concentrator), 복합 타원형 집중기(CEC - compound elliptic concentrator), 복합 쌍곡선 집중기(CHC - compound hyperbolic concentrator). 다시 말해, 메사는 적어도 국부적으로 원뿔대, 각뿔대, 포물선, 타원, 쌍곡선 등의 형태로 형성되었다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 수직 이미터 영역은 브래그-미러 구조물을 포함한다. 바람직하게 상기 브래그-미러 구조물을 펌프 소스로부터 떨어져서 마주한 수직 이미터 층의 측에 배치되어 있다. 특히 바람직하게 브래그-미러 구조물에는 도핑 재료가 없다.
본 출원서에 기재된 광전자 반도체 소자는 다른 무엇보다도 도핑되지 않은 브래그-미러 구조물에 의하여 - 예를 들어 수직 이미터 층으로부터의 - 자유 전하 캐리어의 흡수가 도핑된 브래그-미러 구조물에 비해 확연히 줄어들었다는 발견을 이용한다. 그럼으로써 - 도핑된 브래그-미러 구조물과 비교할 때 - 수직 이미터 층 내에서의 방사선 발생 효율은 적어도 2배만큼 증가할 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 광전자 반도체 소자는 적어도 하나의 추가 미러를 포함하고, 상기 미러는 브래그-미러 구조물과 함께 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선을 위한 레이저-공진기를 형성한다. 예를 들어 상기 추가 미러로서는 모놀리식으로 반도체 몸체와 통합되지 않는 외부 미러가 다루어질 수 있다. 다시 말해, 상기 미러는 예를 들어 반도체 몸체의 나머지 영역들과 함께 에피택셜 방식으로 성장되지 않는다. 그러나 반도체 몸체에 모놀리식으로 통합되는 브래그-미러 구조물이 추가 미러로서 사용될 수도 있다. 그 경우 상기 추가의 브래그-미러 구조물은 방사선 관통면으로부터 떨어져서 마주한 또는 방사선 관통면 쪽을 향하고 있는 펌프 소스의 측에 배치될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 광학 소자는 레이저-공진기 내에 배치되어 있으며, 상기 광학 소자는 열에 의해 반도체 몸체와 접촉한다. 다시 말해, 상기 광학 소자는 적어도 한 가지 이중 기능에 도움이 된다. 한편으로 상기 광학 소자는 특정한 광학적 특성을 가짐으로써 공진기 내에서 순환하는 전자기 방사선의 광학적 조작을 목적으로 제공되었다. 다른 한편으로 상기 광학 소자는 열에 의해 반도체 몸체와 접촉하는 열 확산기로서 이용된다. 이와 같은 방식으로 광학 소자는 반도체 소자의 열 처리를 더욱 개선하는 데 기여한다. 예를 들어 광학 소자는 반도체 몸체의 방사선 관통면 상에 고정되어 있다.
적어도 한 실시예에 따르면 광학 소자는 다음과 같은 광학 특성들 중에 적어도 한 가지 광학 특성을 갖는다: 주파수 선택적인 특성, 주파수 증배적인 특성, 반사적인 특성, 광학적으로 굴절하는 특성. 예를 들어 상기 광학 소자로서는 다음과 같은 광학 소자들 중에 한 가지 광학 소자가 다루어질 수 있다: 집적 거울(etalon), 이중 굴절 필터, 광학적으로 비선형의 결정, 미러, 렌즈.
적어도 한 실시예에 따르면 광학 소자는 다음과 같은 물질들 중에서 한 가지 물질을 함유하거나 또는 그 물질로 이루어진다: 다이아몬드, 탄화규소(SiC). 이 경우 상기 광학 소자는 바람직하게 반도체 몸체로부터 방출되는 전자기 방사선의 방향으로 20 ㎛ 내지 70 ㎛, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 60 ㎛의 두께를 갖는다. 이 경우 광학 소자는 예를 들어 다이아몬드-집적 거울 또는 탄화규소-집적 거울을 형성한다. 다시 말해, 상기 광학 소자는 상응하게 반사 작용하도록 형성될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 반도체 소자의 공진기 내에는 광학적으로 비선형의 결정이 배치되어 있다. 이 경우 상기 광학적으로 비선형의 결정으로서는 열에 의해서 반도체 몸체와 접촉하는 광학 소자가 다루어질 수 있다. 그러나 반도체 몸체로부터 이격되어 레이저-공진기 내에 배치된 추가의 광학 소자도 광학적으로 비선형의 결정이 될 수 있다. 바람직하게 상기 광학적으로 비선형의 결정은 공진기 내에서 순환하는 전자기 방사선의 적어도 한 부분의 주파수를 변환하기 위해서 제공되었다.
레이저 장치의 적어도 한 실시예에 따르면 광학적으로 비선형의 결정은 다음과 같은 결정들 중에 적어도 하나의 결정을 포함한다: 예컨대 LiB3O5(LBO)와 같은 리튬트리보레이트, 예컨대 BiB3O6(BiBO)과 같은 비스무트트리보레이트, 칼륨티탄포스페이트 KTiOPO4(KTP), 예컨대 MgO:LiNbO3(MgO:LN)과 같은 마그네슘 산화물 도핑된 합동(congruent) 리튬니오베이트, 예컨대 MgO:s-LiNbO3(MgO:SLN)과 같은 마그네슘 산화물 도핑된 화학량론적인 리튬니오베이트, 예컨대 MgO:LiTaO3(MgO:SLT)과 같은 마그네슘 산화물 도핑된 화학량론적인 리튬탄탈레이트, 화학량론적인 LiNbO3(SLN), 화학량론적인 LiTaO3(SLT), RTP(RbTiOPO4), KTA(KTiOAsO4), RTA(RbTiOAsO4), CTA(CaTiOAsO4).
바람직하게 광학적으로 비선형의 결정은 상기 결정을 관통하는 방사선의 주파수를 배가하기에 적합하다.
그러나 본 출원서에 기재된 주파수 변환용 결정 외에 주파수 변환에 적합한 다른 결정 또는 물질들도 레이저 공진기 내에 대안적으로 또는 추가로 배치될 수 있다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 레이저-공진기는 최대 10 mm의 길이를 갖는다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 레이저-공진기는 최대 5 mm의 길이를 갖는다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 레이저-공진기는 최대 0.25 mm의 길이를 갖는다.
이와 같이 짧은 공진기 길이는 특히 공진기 외부의 변조 장치가 반드시 없더라도 10 MHz 이상의 높은 변조 주파수를 허용한다. 이와 같이 높은 변조 주파수는 특히 광전자 반도체 소자가 광학 투영 장치 - 예를 들어 레이저 프로젝터 - 에 사용되는 경우에 특히 바람직한 것으로 입증되었으며, 상기 광학 투영 장치에서는 투영된 이미지가 소위 "플라잉 스팟(flying spot)" 기술에 의해서 발생한다.
광전자 반도체 소자의 적어도 한 실시예에 따르면 펌프 소스는 에칭된 레이저 패시트(facet)를 갖는다. 상기 에칭된 패시트는 펌프 소스의 레이저 공진기를 위한 미러를 형성한다. 바람직하게 상기 패시트는 역반사체(retroreflector)로서 구현되었다. 이와 같은 에칭된 레이저 패시트는 예컨대 간행물 WO 2005/048423호에 기재되어 있으며, 에칭된 레이저 패시트와 관련하여 상기 간행물에 공개된 내용은 인용 방식으로 본 출원서에 수용된다.
본 발명에 따른 반도체 소자는 실시예 및 상기 실시예에 속하는 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
실시예 및 도면에서 동일한 또는 동일하게 작용하는 구성 부품들에는 각각 동일한 도면 부호가 제공되어 있다. 도시된 소자들은 척도에 맞는 것으로 간주되지 않으며, 오히려 각각의 소자들은 이해를 돕기 위하여 과도하게 크게 도시될 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도며,
도 2는 제 2 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도고,
도 3은 제 3 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도며,
도 4는 제 4 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도고,
도 5는 제 5 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도며,
도 6은 제 6 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도고,
도 7은 제 7 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도며,
도 8은 제 8 실시예에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도고,
도 9A, 9B, 9C, 9D, 9E 및 9F는 다양한 실시예들에 따른 광전자 반도체 소자에 대한 개략적인 평면도며,
도 10A, 10B, 10C 및 10D는 다양한 실시예들에 따른 광전자 반도체 소자에 대한 개략적인 평면도다.
도 1은 본 발명에 따른 광전자 반도체 소자의 제 1 실시예의 개략적인 단면도를 보여주고 있다.
반도체 소자는 반도체 몸체(1)를 포함한다. 반도체 몸체(1)는 성장 기판(8)을 포함한다. 성장 기판(8)으로서는 예를 들어 n-도핑된 GaAs-기판이 사용된다. 성장 기판(8)은 바람직하게 얇게 형성되었다. 다시 말해, 성장 기판(8)의 두께는 바람직하게 에피택셜 성장이 종료된 후에 축소되었다. 이 경우에는 성장 기판(8)을 완전히 제거하는 것도 가능하다.
바람직하게 성장 기판(8)의 두께는 100 내지 200 ㎛다.
도 1과 관련하여 기술된 반도체 소자의 실시예에서 성장 기판(8) 내부에는 개구(25)가 형성되어 있다. 상기 개구(25)는 예를 들어 에칭에 의해서 형성될 수 있다. 개구(25) 내에서는 반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26)이 노출되어 있다. 개구(25) 영역에서는 바람직하게 성장 기판(8)이 완전히 제거되었다.
성장 기판(8) 다음에는 펌프 소스(4) 그리고 수직 이미터 영역(2)이 뒤따른다. 펌프 소스(4) 및 수직 이미터 영역(2)은 차례로 에피택셜 방식으로 성장 기판(8) 상에 증착되고, 그로 인해 공통으로 모놀리식으로 반도체 몸체(1)에 집적된다.
수직 이미터 영역(2)은 제 1 미러(7)를 포함한다. 제 1 미러(7)로서는 바람직하게 브래그-미러 구조물이 다루어진다. 대안적으로 제 1 미러(7)는 금속 미러 또는 유전성 미러로 구현되거나 또는 전술된 세 가지 종류의 미러 중에서 두 가지 종류 이상의 미러의 조합으로 구현될 수도 있다. 특히 바람직하게 제 1 미러(7)로서는 도핑 물질이 없는 브래그-미러 구조물이 다루어진다. 도핑된 미러에 비해 도핑 물질이 없는 브래그-미러 구조물에서는 수직 이미터 영역(2)의 수직 이미터 층(3)으로부터 자유 전하 캐리어의 흡수가 바람직하게 줄어들었다.
제 1 미러(7)는 바람직하게 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선을 위한 공진기-미러를 형성한다.
반도체 소자의 작동 중에는 수직 이미터 층(3)으로부터 전자기 방사선(31), 예를 들어 적외 광선, 가시 광선 또는 자외 광선이 방출된다. 수직 이미터 층(3) 은 바람직하게 Ⅲ-Ⅴ-화합 반도체 물질, 특히 InxAlyGa1-x-yN, InxAlyGa1-x-yP 또는 InxAlyGa1-x-yAs를 함유하며, 이 경우 0≤x≤1이고, 0≤y≤1이며, x+y≤1이다.
또한, 수직 이미터 층(3)이 예컨대 ZnSe 또는 ZnO와 같은 Ⅱ-Ⅵ-화합 반도체 물질을 함유하는 것도 가능하다.
수직 이미터 층(3)은 예컨대 싱글-헤테로 구조물, 더블-헤테로 구조물, 단일-양자 웰 구조물로 형성되거나 또는 특히 바람직하게는 다중-양자 웰 구조물로 형성되었다.
바람직하게 수직 이미터 층(3)의 양자 웰-구조물은 펌프 소스(4) 내에서 발생되는 전자기 방사선을 흡수하기에 적합하다. 다시 말해, 펌핑 방사선의 흡수는 바람직하게 수직 이미터 영역(2)에 배치된 추가의 배리어 층 내에서 이루어지지 않고, 오히려 펌핑 방사선은 수직 이미터 층(3)의 양자 웰 구조물 내에서 흡수되어 그곳에서 전자기 방사선(31)의 형성을 야기한다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 쪽 방향으로 수직 이미터 영역(2) 내에서 수직 이미터 층(3) 다음에는 수직 도파관 층(14)이 뒤따른다. 최대 30 ㎛의 층 두께를 갖는 도파관 층(14)의 두께는 바람직하게 상대적으로 두껍게 선택되었다. 특히 바람직하게 도파관 층(14)의 두께는 절반 ㎛와 5 ㎛ 사이의 범위에 있다. 실시예에서 도파관 층(14)의 두께는 대략 1.5 ㎛다. 바람직하게 도파관 층(14)은 알루미늄-갈륨-비소화물을 함유하며, 이 경우 알루미늄-농도는 대략 6 %다. 도파관 층(14)은 펌프 소스(4) 내에서 발생하는 펌핑 방사선의 확장을 위해서 제공되었다. 다시 말해, 펌핑 방사선은 바람직하게 도파관 층(14)의 굴절 지수 프로파일에 의해 수직 이미터 층(3) 내부로 가이드 되며, 이때 상기 펌핑 방사선은 적어도 국부적으로 흡수되어 방사선 형성을 위해 이용된다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 쪽 방향으로 도파관 층(14) 다음에는 적어도 하나의 에칭 스톱 층(15)이 뒤따른다. 에칭 스톱 층(15)은 한편으로는 선택적인 에칭 스톱 층을 형성한다. 상기 에칭 스톱 층(15)에 의해서는 펌프 소스(4)의 하이-도핑된 콘택 층(18)이 노출될 수 있고, 이와 같은 방식으로 메사(6)가 만들어질 수 있으며, 상기 메사는 예를 들어 제 1 미러(7), 수직 이미터 층(3) 그리고 도파관 층(14)을 포함한다. 다른 한편으로 상기 에칭 스톱 층(15)은 펌프 소스로부터 수직 이미터 층(3) 내부로 이루어지는 펌핑 방사선의 결합을 개선하기 위해서 이용된다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 쪽 방향으로 에칭 스톱 층(15) 다음에는 하이-도핑된 콘택 층(18)이 뒤따른다. 상기 하이-도핑된 콘택 층(8)은 펌프 소스(4)를 콘택팅하기 위하여 낮은 콘택 저항 및 직렬 저항을 갖는 유사-옴 콘택을 가능하게 한다. 바람직하게 콘택 층(18)은 가급적 낮은 층 두께를 갖는다. 하이-도핑된 콘택 층(18)은 예를 들어 p-도펀트로 도핑되고, 적어도 1019 cm-3의 도펀트 농도를 갖는다. 바람직하게 콘택 층(18)은 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 전자기 방사선(31)의 광학 수직파 필드의 노드에 배치되어 있다. 그럼으로써, 바람직하게는 발생 가능한 손실 메커니즘 - 예컨대 하이-도핑된 콘택 층(18) 내에서 이 루어지는 자유 전하 캐리어의 흡수 - 이 줄어든다.
펌프 소스(4)를 콘택팅하기 위하여 하이-도핑된 콘택 층(18)은 바람직하게 투명한 콘택 층(16)에 의해서 콘택팅 되며, 상기 투명한 콘택 층은 예를 들어 ZnO, ITO 또는 다른 TCO-재료(TCO; transparent conductive oxide)를 함유할 수 있거나 또는 상기 재료들로 이루어진다. 또한, 수직 이미터 영역(2)으로부터 펌프 소스(4)로 변환되는 전이 영역은 추가의 층들을 포함할 수 있다.
예를 들어 하이-도핑된 콘택 층(18)과 투명한 콘택 층(16) 사이에는 알루미늄-농도가 높은 다수의 층들이 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 층들로서는 국부적으로 산화된 AlxGa1-xAs-층이 다루어진다. 알루미늄 함유 정도가 높은 층들은 바람직하게 에칭에 의해서 가로로 구조화되고, 부분적으로 국부적으로 산화된다. 상기 국부적으로 산화된 AlxOy-영역(이 경우 x는 예를 들어 0.98보다 크거나 같음)에서는 펌핑 방사선의 웨이브가 특히 우수하게 가이드 될 수 있다. 부분 영역에서 이루어지는 알루미늄 함량이 높은 층의 산화는 그곳에서 대략 1.4의 상대적으로 큰 굴절 지수 변동을 야기하고, 수직 방향으로 이루어지는 펌핑 광의 강한 광학적 웨이브 가이드를 국부적으로 가능하게 한다. 수직 이미터 영역(2) 내에서는 알루미늄 함량이 높은 층들이 산화되지 않았다. 이 경우에는 굴절 지수의 차가 대략 0.13으로 상대적으로 낮음으로써, 결과적으로 펌핑 웨이브는 수직 이미터 층(3)의 영역 내부로 확장되고, 그곳에서 양자 웰 구조물 내부로 흡수될 수 있다.
전기적으로 절연 작용하는 AlxOy-영역과 달리 산화되지 않은 영역에서는 에 칭 트렌치에 의해 펌프 소스(4)에 대하여 도전 콘택이 만들어진다. 콘택팅은 투명한 콘택 층(16)에 의해서 이루어지거나, 또는 예컨대 AuZn을 함유하거나 또는 AuZn으로 이루어진 콘택 층에 의해서 이루어질 수 있다.
대안적으로는 알루미늄 함량이 높은 층들도 생략될 수 있다. 이 경우 투명한 콘택 층(16)은 하이-도핑된 콘택 층(16) 상에 최대한 넓은 표면에 걸쳐서 제공된다. 콘택 층(16)은 예컨대 ZnO 또는 ITO와 같은 투명한 전도성 산화물(TCO)을 함유하거나 또는 바람직하게는 상기 산화물로 이루어진다. 콘택 층(16)은 바람직하게 펌프 소스(4)의 반도체 재료에 비해 상대적으로 낮은, 대략 1.7 내지 2.2의 굴절 지수를 갖는다. 예를 들어 ZnO는 대략 1.85의 굴절 지수를 갖고, ITO는 대략 2.0의 굴절 지수를 갖는다.
상기와 같이 굴절 지수가 낮다는 것 그리고 그와 관련하여 인접하는 반도체 층들에 대한 굴절 지수 차가 높다는 사실은 바람직하게 펌프 소스(4) 내에서 이루어지는 펌핑 방사선의 특히 우수한 웨이브 가이드를 가능하게 한다. 펌프 소스(4)와 투명한 콘택 층(16) 간의 전기 접촉을 개선하기 위하여 하이-도핑된 콘택 층(18)과 상기 투명한 콘택 층(16) 사이에는 얇은 금속 층이 배치될 수 있으며, 상기 얇은 금속 층은 바람직하게 소수의 단일 층들을 가지며, 바람직하게는 약 1개 단일 층의 두께를 갖는다. 상기 금속 층은 바람직하게 다음과 같은 금속들 중에 한 금속을 함유하거나 또는 그 금속으로 이루어진다: 크롬, 백금, 금, 티타늄, 은.
도 1과 연관하여 기술된 광전자 반도체 소자의 실시예에 대한 대안으로서, 투명한 콘택 층(16) 그리고 하이-도핑된 콘택 층(18)을 생략하는 것도 가능하다. 이 경우 선택적인 두 단계의 에피택셜 성장 과정에서는 상대적으로 작은 굴절 지수를 갖는 도핑된 도파관 층이 펌프 소스(4) 상에 제공된다. 상기 층은 예를 들어 알루미늄-갈륨-비소화물로 이루어지며, 이 경우 알루미늄 함량은 대략 45 %고, 도핑 원자 농도는 1*1017 내지 20*1017 cm-3다. 상기 도파관 층의 두께는 바람직하게 대략 600 nm다. 상대적으로 작은 굴절 지수를 갖는 상기 층 상에는 하이-도핑된 커버 층이 제공되고, 상기 커버 층은 예를 들어 도펀트 농도가 1*1020 cm-3인 갈륨-비소화물로 이루어질 수 있다. 상기 커버 층 상에는 옴 콘택을 형성하는 금속 층이 제공될 수 있다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 쪽 방향으로 상기 하이-도핑된 콘택 층(18) 다음에는 펌프 소스(4)가 뒤따른다. 펌프 소스(4)는 재킷 층(19) 그리고 펌프 층(5)을 포함한다. 펌프 소스(4)는 바람직하게 에지 방출 레이저를 형성한다. 이 목적을 위하여 반도체 몸체(1)의 측면에서 적어도 펌프 소스(4)의 영역에는 펌핑 방사선에 대한 반사율이 높게 형성된 - 예를 들어 유전성 - 코팅이 제공된다.
펌프 층(5)은 바람직하게 pn-접합부를 포함하고, 상기 pn-접합부는 전기 펌핑에 의해 방사선을 형성하기 위해서 제공되었다. 펌프 소스(4)의 재킷 층(19)은 예를 들어 알루미늄 농도가 대략 20 %인 도핑된 알루미늄-갈륨-비소화물로부터 형성되고, 대략 2 ㎛의 두께를 갖는다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26)의 방향으로 펌프 소스(4) 다음에는 에 칭 스톱 층(20)이 뒤따른다. 에칭 스톱 층(20)은 개구(25)의 규정된 에칭을 가능하게 하며, 상기 개구를 통해서는 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 전자기 방사선(31)이 특히 손실 없이 반도체 몸체(1)를 벗어날 수 있다. 또한, 에칭 스톱 층(20)은 바람직하게 펌프 소스(4)의 펌핑 방사선에 대한 굴절 지수가 작은, 웨이브 가이드 층도 형성한다. 추가로 에칭 스톱 층(20)은 바람직하게 큰 스트립 갭을 갖는다. 이와 같은 방식으로 에칭 스톱 층(20)에 의해서는 펌프 소스(4) 내에서의 전하 캐리어 구속이 개선된다. 예를 들어 에칭 스톱 층(20)은 대략 460 nm 두께의 갈륨-인듐-포스파이드-층으로 형성된다.
도 1과 연관하여 기술된 광전자 반도체 소자의 실시예에서 에칭 스톱 층(20) 다음에는 도파관 층(21)이 뒤따른다. 바람직하게 도파관 층(21)은 n-도핑 되었다. 도파관 층(21)은 예를 들어 1017 cm-3의 도펀트 농도를 갖는다. 도파관 층(21)은 예를 들어 대략 1000 nm 두께의 알루미늄-갈륨-비소화물 층으로 형성되며, 이 경우 알루미늄 함량은 45 %다.
도파관 층(21) 다음에는 성장 기판(8)이 배치되어 있다. 바람직하게 성장 기판(8)은 얇게 형성되었고, 100 내지 200 ㎛의 두께, 바람직하게는 대략 150 ㎛의 두께를 갖는다. 상기 성장 기판은 예를 들어 대략 2*1018 cm-3의 도펀트 농도를 갖는 n-도핑된 갈륨-비소화물로 형성되었다.
성장 기판(8) 상에는 콘택 금속화층(22)이 제공되며, 상기 콘택 금속화층은 예를 들어 금을 함유할 수 있거나 또는 금으로 이루어진다. 콘택 금속화층(22)은 대략 200 nm의 층 두께를 갖는다.
방사선 관통면(26)으로부터 떨어져서 마주한 반도체 몸체(1)의 측은 열 확산기(11) 상에 제공된다. 예를 들어 반도체 몸체(1)는 예컨대 주석을 함유하는 납땜 층(10)에 의해서 열 확산기(11) 상에 제공될 수 있다. 납땜 층(10)의 두께는 바람직하게 대략 2 ㎛다. 열 확산기(11)로서는 예컨대 구리 또는 세라믹 재료와 같이 열전도성이 우수한 재료를 함유하는 캐리어가 사용된다.
투명한 콘택 층(16), 메사(6) 그리고 열 확산기(11) 사이의 영역은 바람직하게 재료(9)로 완전히 채워져 있다. 재료(9)로서는 특히 열전도성 및 전기 전도성이 우수한 재료가 다루어진다. 바람직한 재료(9)로서는 금속이 다루어진다.
재료(9)는 메사 주변에서 반도체 몸체상에, 다시 말해 하이-도핑된 콘택 층(18) 상에 그리고 메사를 제한하는 상기 메사의 측면에 제공된다.
바람직하게 재료(9)로서는 은- 또는 금-갈바닉-층이 다루어진다. 이 경우 은 및/또는 금은 우수한 열전도성 및 전기 전도성 때문에 적합하다. 바람직하게 상기 재료(9)는 저온-갈바닉 프로세스에 의해서 반도체 몸체(1) 상에 제공된다.
갈바닉 증착의 경우에는 대략 20 내지 100 ℃의 비교적 낮은 프로세스 온도가 특히 바람직한데, 그 이유는 반도체 몸체(1)의 토대가 되는 반도체 재료 및 상기 재료(9)가 상이한 열 팽창율을 갖기 때문이다. 이와 같은 사실은 예를 들어 GaAs와 같은 비소화물-복합 반도체에서 기본이 되는 반도체 연속층의 경우에 해당되며, 상기 반도체 연속층은 대략 6*10-6 K-1의 열 팽창율을 갖고, 상기 반도체 연속 층 상에는 금 층이 갈바닉 방식으로 제공되며, 상기 금 층은 대략 14*10-6 K-1의 열 팽창율을 갖는다.
도 1과 연관하여 기술된 광전자 반도체 소자의 실시예의 경우에는 반도체 몸체(1)로부터 떨어져서 마주한 열 확산기(11)의 측이 캐리어(12) 상에 장착되어 있다. 이 경우 열 확산기(11)는 납땜 층(13)에 의해서 캐리어(12)에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 납땜 층(13)은 예를 들어 주석으로 이루어지고, 대략 2 ㎛의 두께를 갖는다. 캐리어(12)로서는 예컨대 금속 코어 플레이트와 같은 접속 캐리어가 다루어질 수 있으며, 상기 접속 캐리어에 의해서는 펌프 소스(4)가 전기적으로 콘택팅 될 수 있다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 뒤에는 광학 소자(30)가 배치되어 있다. 광학 소자(30)로서는 예컨대 주파수 선택적인 광학 소자가 사용되며, 상기 주파수 선택적인 광학 소자는 반도체 소자의 협대역 단일 모드 작동을 가능하게 한다. 주파수 선택적인 소자(30)로서는 예를 들어 집적 거울 및/또는 이중 굴절 필터가 다루어진다.
반도체 소자는 또한 링클 미러(33)를 포함하고, 상기 링클 미러는 공진기-미러(34)와 함께 외부 공동부를 형성하며, 상기 외부 공동부 내에는 광학적으로 비선형의 결정(22)이 배치되어 있다. 상기 주파수 변환 작용하는 결정(32)은 바람직하게 상기 결정을 통과하는 전자기 방사선의 주파수를 배가하기에 적합하다. 링클 미러(33)는 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 기본 파장의 전자기 방사선(31)에 대하여 높은 반사율을 갖도록 형성되었다. 주파수 변환된 방사선의 적어도 한 큰 부분은 링클 미러(33)에 의해서 투과된다.
더 나아가서는 추가의 광학 소자들, 예컨대 모드를 결합하는 광학 소자, 위상을 보상하는 광학 소자, 렌즈, 특히 프레넬 렌즈와 같이 광학적인 전사 작용을 하는 소자 및/또는 변조 가능한 소자들이 레이저 공진기 내부에 배치될 수 있다. 상기 광학 소자들은 부분적으로 반도체 몸체(1) 상에 직접 제공될 수 있거나 또는 반도체 몸체(1)와 모놀리식으로 통합될 수 있다.
도 2는 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 2 실시예의 개략적인 단면도를 보여주고 있다. 도 1과 연관하여 기술된 실시예와 달리 도 2의 실시예에서는 링클 미러가 생략되었다. 주파수 변환 작용하는 결정(32)은 방사선 관통면(26) 쪽을 향하고 있는 자신의 방사선 관통면에 코팅(41)을 가지며, 상기 코팅은 주파수 변환된 방사선에 대하여 높은 반사율을 갖는다. 코팅(41) 상에는 추가의 코팅(40)이 제공되며, 상기 추가 코팅은 기본 파장의 방사선(31)에 대하여 비반사 방식으로 구현되었다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26)으로부터 떨어져서 마주한 상기 광학적으로 비선형인 결정(32)의 방사선 관통면 상에는 코팅(42)이 제공되며, 상기 코팅은 기본 파장의 방사선에 대하여 비반사 방식으로 구현되었다. 공진기-미러(34)는 기본 파장의 방사선에 대해서는 반사하도록 형성되었고, 주파수 변환된 방사선에 대해서는 투과하도록 형성되었다.
본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 3 실시예는 도 3과 연관하여 기술된다. 도 2와 연관하여 기술된 실시예와 달리 광학적으로 비선형의 결정(32)은 본 실시예에서 반도체 몸체(1) 상에 직접 장착된다. 이와 같은 방식에 의해서는 공진기 길이가 10 mm보다 작거나 같을 수 있는 특히 콤팩트한 레이저 모듈이 구현된다. 이와 같이 짧은 공진기 길이는 특히 공진기 외부의 변조 장치가 반드시 없더라도 10 MHz 이상의 높은 변조 주파수를 허용한다.
도 4는 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 4 실시예의 개략적인 단면도를 보여주고 있다. 도 3과 연관하여 기술된 실시예에 비해 더욱 축소된 실시예를 가능하게 하기 위하여, 본 실시예에서 외부 공진기-미러(34)는 주파수 변환 작용하는 결정(32)의 아치형으로 구부러진 방사선 관통면으로 대체되었다. 이 목적을 위하여 반도체 몸체(1)로부터 떨어져서 마주한 상기 광학적으로 비선형인 결정(32)의 방사선 관통면에는 코팅(43)이 제공되며, 상기 코팅은 주파수 변환된 방사선에 대해서는 비반사 작용하고, 기본 파장의 방사선에 대해서는 반사율이 높다.
도 5는 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 5 실시예의 개략적인 단면도를 보여주고 있다. 도 1 내지 도 4와 연관하여 기술된 실시예들과 달리 본 실시예에서는 메사(6)가 원뿔대 형태로 형성되었다. 다시 말해, 메사를 제한하는 측면(27)은 비스듬하게 기울어져 예를 들어 수직 이미터 층(3)의 표면 법선과 0 °보다 큰 각을 형성한다. 이 경우 측면(27)은 펌프 소스(4) 내에서 발생되는 펌핑 방사선에 대하여 반사하도록 형성되었다. 이 목적을 위하여 메사(6)의 측면(27)은 패시베이션 층(23)으로 코팅되고, 상기 코팅은 예를 들어 질화 규소를 함유할 수 있거나 또는 질화 규소로 이루어진다. 패시베이션 층(23) 상에는 펌핑 방사선에 대하여 반사 작용하는 층(24)이 제공된다. 상기 반사 층(24)은 바람직하게 펌핑 방사선에 대하여 80 %보다 크거나 같은 반사율을 갖는다. 예를 들어 상기 반사 층(24)은 AuZn을 함유하거나 또는 AuZn으로 이루어진다. 이와 같은 방식으로 코팅된 메사(6)는 재료(9)에 의해 전체 표면에 걸쳐서 밀폐된다. 이와 같은 사실은 열 확산기(11)에 대한 반도체 몸체(1)의 특히 우수한 열적 결합을 가능케 한다.
반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26) 상에는 추가의 열 확산기로서 기능을 하는 광학 소자(30)가 제공되어 있다. 상기 광학 소자(30)는 방사선 관통면의 열 저항을 와트당 대략 8 켈빈(K)만큼 줄여준다. 추가로 광학 소자(30)는 예를 들어 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 전자기 방사선을 위한 집적 거울로서 이용되고, 그럼으로써 레이저-공진기 내에서 순환하는 방사선의 스펙트럼적인 협착을 가능케 한다. 그로 인해, 전체적으로 볼 때 상기 광학 소자(30)는 레이저 파장의 가급적 온도에 의존하지 않는 고정을 가능케 한다. 광학 소자(30)는 바람직하게 모세관 본딩(Capillary Bonding) 또는 다른 결합 기술에 의해서 방사선 관통면(26) 상에 고정된다.
광학 소자(30)는 바람직하게 탄화 규소 또는 다이아몬드로 이루어진다.
상기 광학 소자를 방사선 관통면(26) 상에 배치함으로써 또한 특히 작은 공진기 길이(L)가 얻어진다. 특히 10 mm 미만의 공진기 길이가 구현될 수 있다.
도 6은 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 6 실시예의 개략적인 단면도를 보여주고 있다. 도 5와 연관하여 기술된 반도체 소자의 실시예와 달리 본 실시예에 따른 광학 소자는 곡선의 방사선 관통면을 가지며, 상기 곡선의 방사 선 관통면은 기본 파장의 전자기 방사선에 대하여 반사 작용하는 코팅(42)을 구비한다. 이와 같은 방식에 의해서는 예를 들어 적외선을 발생시키기에 적합할 수 있는 최대로 콤팩트한 레이저가 구현된다.
본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 7 실시예는 도 7과 연관하여 기재되어 있다. 본 실시예의 경우에 레이저-공진기 내에서 광학 소자(30) 다음에는 광학적으로 비선형의 결정(32)의 배치되어 있다. 상기 광학 소자(30)는 본 실시예에서 반도체 몸체(1)의 방사선 관통면(26)으로부터 멀어지는 방향으로 볼록하게 구부러진 방사선 관통면 때문에 마이크로 렌즈로서 이용되며, 상기 마이크로 렌즈는 기본 파장의 전자기 방사선을 광학적으로 비선형의 결정(32) 내부에 포커싱할 목적으로 이용된다. 그럼으로써, 주파수 변환시에는 특히 높은 출력 밀도에 도달할 수 있다. 이와 같은 특성은 변조 주파수가 높은 경우에 주파수를 효율적으로 배가시킬 수 있다.
본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 제 8 실시예는 도 8과 연관하여 기재되어 있다. 예를 들어 도 5와 연관하여 기술된 실시예와 달리 본 실시예에서는 수직 이미터 층(2)이 펌프 소스(4)와 방사선 관통면(26) 사이에 배치되어 있다. 다시 말해, 수직 이미터 영역(2)은 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 전자기 방사선(31)의 방출 방향으로 펌프 소스(4) 뒤를 따른다. 바람직하게 본 실시예에서는 펌프 소스(4)의 콘택팅을 가능하게 하기 위하여 브래그-미러 구조물이 도핑된다. 수직 이미터 영역(2)을 펌프 소스(4)와 방사선 관통면(26) 사이에 배치하는 것은 도 1 내지 도 7과 연관하여 기술된 실시예들에서도 가능하다.
전체적으로 볼 때 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자는 상대적으로 짧은 공진기 길이(L) 때문에, 플라잉-스팟-기술에 의해 이미지 형성이 이루어지는 레이저 프로젝터용으로 특히 우수하게 적합하다.
도 9A 내지 도 9F는 본 출원서에 기술된 광전자 반도체 소자의 반도체 몸체(1)의 다양한 실시예들에 대한 개략적인 평면도를 보여주고 있다.
펌프 소스는 레이저 패시트(40)를 갖고, 상기 레이저 패시트는 반사율이 높은 미러로서 구현되었다. 예를 들어 상기 미러는 반사율이 높은 코팅을 이용한 코팅 및 스크래칭에 의해서 형성될 수 있다. 그밖에, 패시트(40)가 에칭에 의해서 형성되는 경우도 가능하다. 그 경우 패시트에서 이루어지는 반사는 전(全) 반사에 의해서 그리고/또는 반사 작용하는 코팅으로 인해 이루어질 수 있다.
도 9A는 마주 놓인 두 개의 선형 펌프 소스(4)를 갖춘 실시예를 보여주고 있으며, 상기 선형의 펌프 소스들은 본 실시예에서 6각형으로 구현된 중앙의 수직 이미터 영역(2)에 측면에서 이웃하여 배치된다.
도 9B는 정방형의 수직 이미터 영역(2)에서 가급적 방사형으로 대칭인 방사선 프로파일이 실현된 실시예를 도시하고 있다. 이 경우 수직 이미터 영역(2)의 외부 영역에서는 수직 이미터 층(3)이 예컨대 이온 방출 충격에 의해 손상됨으로써, 결과적으로 상기 수직 이미터 층은 이 영역에서 최대로 원형으로 구현된 손상되지 않은 내부 영역에서보다 효율이 더 낮은 펌프 소스(4)의 펌핑 광을 흡수하게 된다.
도 9C, 9D 및 9E는 상이한 개수의 펌프 소스(4)를 갖춘 실시예를 보여주고 있다.
도 9D와 연관하여 기술된 실시예에서 레이저 패시트(40)는 평면도 상에서 볼 때 화살 모양으로 형성된 역반사체로서 구현되었다.
도 9F는 선형의 펌프 소스(4)를 갖춘 실시예를 보여주고 있으며, 상기 선형의 펌프 소스들은 예를 들어 도 9C 내지 도 9E와 연관하여 기술된 펌프 소스(4)의 별 모양 배열 상태와 달리 특히 공간 절약 방식으로 배치되어 있다.
도 10A 내지 도 10D와 연관하여 기술된 실시예들에서 펌프 소스(4)는 링형 레이저로서 구현되었다.
도 10A, 10B 및 10C에는 수직 이미터 영역(2)이 각각 정방형으로 설계된 배열 상태가 도시되어 있다. 이 경우 펌프 소스(4)는 링형 레이저로서 구현되었다.
도 10B에는 숫자 "8" 모양으로 감긴 링형 레이저(4)가 존재하는 실시예가 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 숫자 "8"의 교차점에는 재차 수직 이미터 영역(2)이 배치되어 있다.
도 10C와 연관하여 기술된 실시예의 경우에는 링형 레이저로 구현된 두 개의 펌핑 방사선 소스(4)가 제공되어 있으며, 상기 펌핑 방사선 소스들은 수직 이미터 영역(2) 내에서 서로 교차하도록 중첩되어 있다.
웨이브 가이드를 기초로 하는 전술된 링형 레이저 구조물은, 공진기-단부 미러가 생략될 수 있다는 것 그리고 그로 인해 상기 공진기-단부 미러에서 상황에 따라 발생할 수 있는 손실이 생략될 수 있다는 장점을 갖는다.
도 10D에는 하나의 열로 배치된 다수의 6각형 수직 이미터 영역(2)의 배열 상태가 도시되어 있으며, 상기 다수의 6각형 수직 이미터 영역은 다양한 선형의 또는 구부러진 펌프 소스(4)에 의해서 펌핑된다.
본 발명은 실시예들을 참조한 설명에 한정되지 않는다. 오히려 본 발명은 각각의 새로운 특징 그리고 특징들의 각각의 조합을 포함하며, 특히 상기 특징 또는 특징 조합 자체가 특허 청구 범위 또는 실시예에 명시적으로 기재되어 있지 않더라도 상기 특징 또는 특징 조합은 특허 청구 범위에 포함된 것으로 간주된다.

Claims (23)

  1. 광전자 반도체 소자로서,
    - 수직 이미터 층(3)을 포함하는 표면 방사하는 수직 이미터 영역(2),
    - 상기 수직 이미터 층(3)을 광학적으로 펌핑하기 위해서 제공된 적어도 하나의 펌프 소스(4), 그리고
    - 상기 수직 이미터 층 내에서 발생되는 전자기 방사선(31)이 반도체 몸체(1)를 벗어날 때 통과하는 방사선 관통면(26)을 갖는 반도체 몸체(1)를 포함하는 광전자 반도체 소자에 있어서,
    - 상기 펌프 소스(4)와 수직 이미터 층(3)이 수직 방향으로 상호 이격된, 광전자 반도체 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프 소스(4)가 수직 이미터 층(3)과 방사선 관통면(26) 사이에 배치되는, 광전자 반도체 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직 이미터 층(3)이 펌프 소스(4)와 방사선 관통면(26) 사이에 배치되는, 광전자 반도체 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수직 이미터 층(3)이 반도체 몸체(1)의 메사(6) 내부에 배치되는, 광전자 반도체 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메사(6)의 주변에는 금속을 함유하는 재료(9)가 반도체 몸체(1) 상에 적어도 국부적으로 제공되는, 광전자 반도체 소자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재료(9)가 메사(6)의 주변에 갈바닉 방식으로 증착되는, 광전자 반도체 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메사(6)를 제한하는 측면(27)이 펌핑 방사선에 대하여 반사 작용하도록 형성된, 광전자 반도체 소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메사(6)의 측면(27)이 펌핑 방사선에 대하여 적어도 80 %의 반사율을 갖는 재료(23, 24)로 적어도 국부적으로 코팅되는, 광전자 반도체 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메사(6)의 측면(27)이 적어도 국부적으로는 원뿔대 광학 장치, 각뿔대 광학 장치, CPC, CHC, CEC와 같은 광학 기본 소자들 중에서 한 가지 소자로 형성되는, 광전자 반도체 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메사(6)의 측면(27)이 수직 이미터 층(3) 쪽으로 펌핑 방사선을 방향 전환하기 위해서 적어도 국부적으로 제공되는, 광전자 반도체 소자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직 이미터 영역(3)은 도핑 재료가 없는 브래그-미러 구조물(7)을 포함하는, 광전자 반도체 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 브래그-미러 구조물(7)이 펌프 소스(4)로부터 떨어져서 마주한 상기 수직 이미터 층(3)의 측에 배치되는, 광전자 반도체 소자.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전자 반도체 소자는 적어도 하나의 미러(34)를 포함하고, 상기 미러는 브래그-미러 구조물(7)과 함께 수직 이미터 층(3) 내에서 발생되는 전자기 방사 선(31)을 위한 레이저-공진기를 형성하는, 광전자 반도체 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    적어도 하나의 광학 소자(30, 32)가 레이저-공진기 내에 배치되고, 상기 광학 소자는 광전자 반도체 소자의 반도체 몸체와 열에 의해서 접촉하는, 광전자 반도체 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 소자(30, 32)가 주파수 선택적 특성, 주파수 다중화 특성, 반사 특성, 광학적으로 굴절되는 특성 중에서 적어도 한 가지 광학적 특성을 갖는, 광전자 반도체 소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광학 소자(30, 32)는 적어도 국부적으로 집적 거울(etalon), 이중 굴절 필터, 광학적으로 비선형의 결정, 미러, 렌즈와 같은 광학 기본 소자들 중에 한 가지 기본 소자에 의해 형성되는, 광전자 반도체 소자.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저-공진기가 최대 10 mm의 길이(L)를 갖는, 광전자 반도체 소자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저-공진기가 최대 5 mm의 길이(L)를 갖는, 광전자 반도체 소자.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 레이저-공진기가 최대 0.25 mm의 길이(L)를 갖는, 광전자 반도체 소자.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 소스(4)가 에칭된 레이저 패시트(40)를 갖는, 광전자 반도체 소자.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    펌핑 방사선이 펌프 소스의 레이저 패시트(40)에서 전(全) 반사되는, 광전자 반도체 소자.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 소스(4)는 투명한 콘택 층(16)에 의해서 전기적으로 콘택팅 되는, 광전자 반도체 소자.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 투명한 콘택 층(16)이 ZnO 및 ITO와 같은 재료들 중에서 적어도 한 가 지 재료를 함유하는, 광전자 반도체 소자.
KR1020087027804A 2006-04-13 2007-03-15 광전자 반도체 소자 KR20080111135A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006017572.7 2006-04-13
DE102006017572 2006-04-13
DE102006024220.3 2006-05-23
DE102006024220A DE102006024220A1 (de) 2006-04-13 2006-05-23 Optoelektronisches Halbleiterbauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080111135A true KR20080111135A (ko) 2008-12-22

Family

ID=38514704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087027804A KR20080111135A (ko) 2006-04-13 2007-03-15 광전자 반도체 소자

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8351479B2 (ko)
EP (1) EP2005542B1 (ko)
JP (1) JP2009533848A (ko)
KR (1) KR20080111135A (ko)
CN (1) CN101421890B (ko)
DE (1) DE102006024220A1 (ko)
TW (1) TWI357700B (ko)
WO (1) WO2007118440A2 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008595A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenemittierender Halbleiterlaser und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008030844A1 (de) * 2008-06-30 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit mehreren aktiven Zonen
DE102008030818B4 (de) * 2008-06-30 2022-03-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Oberflächenemittierender Halbleiterlaser mit mehreren aktiven Zonen
DE102008048903B4 (de) 2008-09-25 2021-06-24 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauteil
DE102008054217A1 (de) 2008-10-31 2010-05-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102008061152B4 (de) * 2008-12-09 2017-03-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
TWI407232B (zh) * 2009-12-04 2013-09-01 Univ Ishou A waveguide device with energy compensation
EP2802046B1 (en) * 2013-05-08 2022-11-23 Camlin Technologies (Switzerland) Limited Light guiding for vertical external cavity surface emitting laser
EP3410486B1 (en) * 2017-06-02 2022-08-24 ams AG Resonant cavity enhanced image sensor
US10644196B2 (en) 2018-03-30 2020-05-05 Facebook Technologies, Llc Reduction of surface recombination losses in micro-LEDs
US10622519B2 (en) 2018-03-30 2020-04-14 Facebook Technologies, Llc Reduction of surface recombination losses in micro-LEDs
US10468552B2 (en) * 2018-03-30 2019-11-05 Facebook Technologies, Llc High-efficiency micro-LEDs
US11309464B2 (en) 2019-10-14 2022-04-19 Facebook Technologies, Llc Micro-LED design for chief ray walk-off compensation
US11749964B2 (en) * 2020-06-24 2023-09-05 Meta Platforms Technologies, Llc Monolithic light source with integrated optics based on nonlinear frequency conversion
CN114006265B (zh) * 2021-11-02 2024-02-13 苏州镓港半导体有限公司 垂直腔面发射激光器及其制作方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774488A (en) * 1994-06-30 1998-06-30 Lightwave Electronics Corporation Solid-state laser with trapped pump light
US5513204A (en) * 1995-04-12 1996-04-30 Optical Concepts, Inc. Long wavelength, vertical cavity surface emitting laser with vertically integrated optical pump
US5594751A (en) * 1995-06-26 1997-01-14 Optical Concepts, Inc. Current-apertured vertical cavity laser
FR2751796B1 (fr) 1996-07-26 1998-08-28 Commissariat Energie Atomique Microlaser soilde, a pompage optique par laser semi-conducteur a cavite verticale
US5796771A (en) * 1996-08-19 1998-08-18 The Regents Of The University Of California Miniature self-pumped monolithically integrated solid state laser
US5914976A (en) * 1997-01-08 1999-06-22 W. L. Gore & Associates, Inc. VCSEL-based multi-wavelength transmitter and receiver modules for serial and parallel optical links
US6243407B1 (en) * 1997-03-21 2001-06-05 Novalux, Inc. High power laser devices
US6760357B1 (en) * 1998-04-14 2004-07-06 Bandwidth9 Vertical cavity apparatus with tunnel junction
GB2342773A (en) 1998-10-17 2000-04-19 Mitel Semiconductor Ab Long wavelength vertical cavity laser with integrated short wavelength pump laser
US6735234B1 (en) 2000-02-11 2004-05-11 Giga Tera Ag Passively mode-locked optically pumped semiconductor external-cavity surface-emitting laser
US20020017652A1 (en) 2000-08-08 2002-02-14 Stefan Illek Semiconductor chip for optoelectronics
US6434180B1 (en) * 2000-12-19 2002-08-13 Lucent Technologies Inc. Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)
JP2002305354A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 面発光型半導体レーザ素子
US6556610B1 (en) * 2001-04-12 2003-04-29 E20 Communications, Inc. Semiconductor lasers
DE10120703A1 (de) 2001-04-27 2002-10-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip für die Optoelektronik
DE10147888A1 (de) * 2001-09-28 2003-04-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpter vertikal emittierender Halbleiterlaser
DE10223540B4 (de) * 2002-05-27 2006-12-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte Halbleiterlaservorrichtung
DE10234976B4 (de) 2002-07-31 2012-05-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenemittierender Halbleiterlaserchip und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10241192A1 (de) 2002-09-05 2004-03-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte strahlungsemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
JP2004253800A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh レーザーパルス形成用レーザー装置
DE102004024611A1 (de) * 2003-05-23 2005-03-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte Halbleitervorrichtung
KR101180166B1 (ko) * 2003-11-13 2012-09-05 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 반도체 레이저 장치
DE502004008051D1 (de) 2003-11-13 2008-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte halbleiterlaservorrichtung
DE102004004781A1 (de) * 2004-01-30 2005-08-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
DE102004042146A1 (de) * 2004-04-30 2006-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte Halbleitervorrichtung
DE102004036963A1 (de) 2004-05-28 2005-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisch gepumpte oberflächenemittierende Halbleiterlaser-Vorrichtung
US20060056473A1 (en) * 2004-08-20 2006-03-16 Tatsuya Tanigawa Semiconductor light emitting element and method for fabricating the same
DE102005053274A1 (de) 2005-09-30 2007-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips und Halbleiterbauelement
DE102005058237A1 (de) 2005-09-30 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenemittierendes Halbleiterlaser-Bauelement und optische Projektionsvorrichtung mit solch einem oberflächenemittierenden Halbleiterlaser-Bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
EP2005542B1 (de) 2013-12-18
DE102006024220A1 (de) 2007-10-18
WO2007118440A3 (de) 2008-03-20
CN101421890B (zh) 2013-02-06
TWI357700B (en) 2012-02-01
US20090304039A1 (en) 2009-12-10
TW200746571A (en) 2007-12-16
US8351479B2 (en) 2013-01-08
WO2007118440A2 (de) 2007-10-25
EP2005542A2 (de) 2008-12-24
JP2009533848A (ja) 2009-09-17
CN101421890A (zh) 2009-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080111135A (ko) 광전자 반도체 소자
US6015719A (en) Transparent substrate light emitting diodes with directed light output
RU2491682C2 (ru) Полупроводниковое светоизлучающее устройство со структурами вывода света
TW516246B (en) Semiconductor-chip for optoelectronics and its production method
US8964808B2 (en) Laser light source and method for producing a laser light source
US7283577B2 (en) Radiation-emitting semiconductor component
US5793062A (en) Transparent substrate light emitting diodes with directed light output
EP3293775A1 (en) Semiconductor light emitting element
JP7024786B2 (ja) 発光素子および発光装置
KR20100016631A (ko) 광전 소자，및 복수 개의 광전 소자들의 제조 방법
JP2004349711A (ja) 光ポンプ半導体装置
US7620088B2 (en) Surface emitting-semiconductor laser component featuring emission in a vertical direction
EP1720225A1 (en) End-pumped vertical external cavity surface emitting laser
JP2007096327A (ja) ビーム放射半導体チップ
US5710441A (en) Microcavity LED with photon recycling
JP2013540365A (ja) オプトエレクトロニクス素子及びその製造方法
US8299484B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip
US7778289B2 (en) Optically pumped surface-emitting semiconductor laser and optical projection apparatus having a semiconductor laser such as this
US8811448B2 (en) Optoelectronic component
TWI276272B (en) Surface-emitting semiconductor-laser component with a vertical emission-direction
JP4692075B2 (ja) 半導体発光素子
CN118136761A (zh) 发光二极管及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application