KR20180075323A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a semiconductor device comprises a semiconductor structure, a first electrode, an electrode 2-1, and an electrode 2-2. The semiconductor structure includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer which is arranged between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer. The first electrode is arranged on the first conductive semiconductor layer. The electrode 2-1 is arranged on the second conductive semiconductor layer. The electrode 2-2 is arranged on the second conductive semiconductor layer and is separated from the electrode 2-1. The second conductive semiconductor layer arranged between the electrode 2-1 and the electrode 2-2 is thinner than the second conductive semiconductor layer which is vertically overlapped with the electrode 2-1 and the electrode 2-2. The electrode 2-2 faces the electrode 2-1, and includes a first area which is closest to the electrode 2-1. The electrode 2-1 faces the electrode 2-2 and includes a second area which is closest to the electrode 2-2. The relationship between the width (W1) of the first area and the width (W2) of the second area satisfies W1 >= W2. The present invention is able to improve optical power of the semiconductor device.

Description

반도체 소자 {SEMICONDUCTOR DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

실시 예는 반도체 소자에 관한 것이다.Embodiments relate to semiconductor devices.

GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have many merits such as wide and easy bandgap energy, and can be used variously as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.

특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.Particularly, a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode using a semiconductor material of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors can be applied to various devices such as a red, Blue, and ultraviolet rays. By using fluorescent materials or combining colors, it is possible to realize a white light beam with high efficiency. Also, compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, low power consumption, , Safety, and environmental friendliness.

뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when a light-receiving element such as a photodetector or a solar cell is manufactured using a semiconductor material of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor, development of a device material absorbs light of various wavelength regions to generate a photocurrent , It is possible to use light in various wavelength ranges from the gamma ray to the radio wave region. It also has advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, so it can be easily used for power control or microwave circuit or communication module.

따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Accordingly, the semiconductor device can be replaced with a transmission module of an optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, White light emitting diodes (LEDs), automotive headlights, traffic lights, and gas and fire sensors. In addition, semiconductor devices can be applied to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.

광 통신 수단을 사용하는 반도체 소자는 레이저 다이오드의 단파장을 이용한 전계 흡수 변조기(EAM)가 대표적이다. 그러나, 레이저 다이오드는 제조가 어려울 뿐만 아니라, 협소한 빔에 의해 광변조기와 레이저 다이오드의 얼라인이 어려운 문제가 있다. 따라서, 광출력이 떨어지는 문제가 있다.A semiconductor device using optical communication means is typically an electric field absorption modulator (EAM) using a short wavelength of a laser diode. However, the laser diode is not only difficult to manufacture, but also has a difficulty in aligning the optical modulator and the laser diode by a narrow beam. Therefore, there is a problem that the light output is lowered.

실시예는 광 출력이 향상된 반도체 소자를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device with improved light output.

실시예는 발광부와 광변조부의 얼라인이 향상된 반도체 소자를 제공한다.The embodiment provides a semiconductor device in which the alignment of the light emitting portion and the light modulation portion is improved.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problems to be solved in the embodiments are not limited to these, and the objects and effects that can be grasped from the solution means and the embodiments of the problems described below are also included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자는 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물; 상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제 2-1 전극; 및 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제 2-1 전극과 이격되어 배치되는 제 2-2 전극을 포함하고, 상기 제 2-1 전극과 제 2-2 전극 사이의 상기 제 2 도전형 반도체층의 두께는, 상기 제 2-1 전극 및 제 2-2 전극과 수직으로 중첩되는 제 2 도전형 반도체층의 두께보다 얇고, 상기 제 2-2 전극은 상기 제 2-1 전극과 마주보며, 상기 제 2-1 전극과 거리가 가장 가까운 제 1 영역을 포함하고,상기 제 2-1 전극은 상기 제 2-2 전극과 마주보며 상기 제 2-2 전극과 거리가 가장 가까운 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 1 영역의 폭(W1)은 상기 제 2 영역의 폭(W2)과 W1≥W2의 관계를 가질 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer ; A first electrode disposed on the first conductive semiconductor layer; A second-1 electrode disposed on the second conductive type semiconductor layer; And a second -2 electrode disposed on the second conductivity type semiconductor layer and spaced apart from the second -1 electrode, and the second electrode between the second electrode and the second electrode, The thickness of the conductive type semiconductor layer is thinner than the thickness of the second conductivity type semiconductor layer vertically overlapped with the second-first electrode and the second-second electrode, and the second- And the second electrode includes a first region closest to the second electrode, and the second electrode includes a second region facing the second electrode and a second region facing the second electrode, , And the width (W1) of the first region may have a relationship of a width (W2) of the second region and W1? W2.

실시예에 따르면, 반도체 소자의 광 출력이 향상될 수 있다.According to the embodiment, the light output of the semiconductor element can be improved.

실시예에 따르면, 반도체 소자의 발광부와 광변조부의 얼라인이 향상될 수 있다.According to the embodiment, the alignment of the light emitting portion and the light modulation portion of the semiconductor element can be improved.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 광통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자에 의하여 광신호가 변조되는 과정을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 영역의 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 다양한 변형예에 따른 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 중, 도 4의 A 부분에 대응되는 영역의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자와 그 비교예의 전압에 따른 전류 값을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 광송신 모듈의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of an optical communication system according to the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a process of modulating an optical signal by a semiconductor device according to the present invention.
3 is a perspective view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the region I-I 'of FIG.
5 is an enlarged view of a portion A in Fig.
6A to 6C are plan views according to various modifications of the semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged view of a region corresponding to portion A of FIG. 4 among semiconductor devices according to another embodiment of the present invention. FIG.
8 is a graph showing a current value according to a voltage of a semiconductor device and its comparative example according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram of an optical transmission module according to the present invention.

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment described below.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. Although not described in the context of another embodiment, unless otherwise described or contradicted by the description in another embodiment, the description in relation to another embodiment may be understood.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if the features of configuration A are described in a particular embodiment, and the features of configuration B are described in another embodiment, even if the embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described, It is to be understood that they fall within the scope of the present invention.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiments, in the case where one element is described as being formed "on or under" another element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

반도체 소자는 발광소자, 수광소자, 광변조기 등 각종 전자 소자를 포함할 수 있으며, 발광소자, 수광소자, 광변조기는 모두 제 1 도전형 반도체층과 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.The semiconductor device may include various electronic devices such as a light emitting device, a light receiving device, and an optical modulator. The light emitting device, the light receiving device, and the optical modulator may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer and the second conductivity type semiconductor layer have.

본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자 및 광변조기일 수 있다.The semiconductor device according to this embodiment may be a light emitting device and an optical modulator.

발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭에 의해서 결정된다. 따라서, 방출되는 빛은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.The light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of the light is determined by the energy band gap inherent to the material. Thus, the light emitted may vary depending on the composition of the material.

광변조기는 전계 흡수 변조기(EAM: Electro-Absorption Modulator)일 수 있다. 그러나 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 전계 흡수 변조기는 저전압에서 구동이 가능하고, 소자를 소형화할 수 있다. 광변조기는 인가되는 전압에 따라 광흡수의 정도가 변할 수 있다. 즉, 광변조기는 인가되는 전압의 변화에 따라 입사되는 광을 외부로 방출하거나(on-state) 흡수함으로써(off-state) 변조된 광을 출력할 수 있다.The optical modulator may be an electro-absorption modulator (EAM). However, the present invention is not limited thereto. The electric field absorptive modulator can be driven at a low voltage and the device can be downsized. The degree of optical absorption of the optical modulator may vary depending on the applied voltage. That is, the optical modulator can output the modulated light by off-state by absorbing (absorbing) the incident light to the outside according to the change of the applied voltage.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 광통신 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an optical communication system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광통신 시스템은 제 1 호스트(1)와 통신하는 제 1 광 트랜시버(3), 제 2 호스트(2)와 통신하는 제 2 광 트랜시버(4) 및 제 1 광 트랜시버(3)와 제 2 광 트랜시버(4) 사이에 연결된 채널을 포함한다.1, an optical communication system according to the present invention comprises a first optical transceiver 3 in communication with a first host 1, a second optical transceiver 4 in communication with a second host 2, And a channel connected between the transceiver 3 and the second optical transceiver 4.

제 1 호스트(1)와 제 2 호스트(2)는 통신 가능한 전자 디바이스이면 특별히 제한되지 않는다. 예시적으로 제 1 호스트(1)는 서버이고, 제 2 호스트(2)는 퍼스널 컴퓨터일 수 있다.The first host 1 and the second host 2 are not particularly limited as long as they are electronic devices capable of communicating with each other. Illustratively, the first host 1 may be a server and the second host 2 may be a personal computer.

제 1 광 트랜시버(3)와 제 2 광 트랜시버(4)는 각각 광 송신 모듈(5)과 광 수신 모듈(6)을 포함하는 양방향 통신 모듈일 수 있으나, 본 발명의 실시 예는 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 제 1 광 트랜시버(3)는 광 송신모듈일 수 있고 제 2 광 트랜시버(4)는 광 수신모듈일 수도 있다. 이하에서는 양방향 통신방법을 기준으로 설명한다.The first optical transceiver 3 and the second optical transceiver 4 may be bidirectional communication modules each including an optical transmitting module 5 and a light receiving module 6 but the embodiments of the present invention are not limited thereto Do not. Illustratively, the first optical transceiver 3 may be an optical transmission module and the second optical transceiver 4 may be a light receiving module. Hereinafter, a bidirectional communication method will be described.

제 1 광 트랜시버(3)의 광 송신 모듈(5)은 제 1 광섬유(8)에 의하여 제 2 광 트랜시버(4)의 광 수신 모듈(6)과 연결될 수 있다. 광 송신 모듈(5)은 호스트의 전기신호를 광신호로 변환할 수 있다. 제어부(7)는 호스트의 전기신호에 따라 광신호를 변조할 수 있다. 예시적으로 제어부(7)는 드라이버 IC를 포함할 수 있다.The optical transmission module 5 of the first optical transceiver 3 can be connected to the optical receiving module 6 of the second optical transceiver 4 by the first optical fiber 8. The optical transmission module 5 can convert an electrical signal of the host into an optical signal. The control unit 7 can modulate the optical signal according to the electrical signal of the host. Illustratively, the control unit 7 may include a driver IC.

제 1 광 트랜시버(3)의 광 수신 모듈(6)은 제 2 광섬유(9)에 의하여 제 2 광 트랜시버(4)의 광 송신 모듈(5)과 연결될 수 있다. 광 수신 모듈(6)은 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 제어부(7)는 변환된 전기신호를 증폭(TIA)하거나, 전기신호에서 패킷 정보를 추출하여 호스트에 전송할 수 있다.The optical receiving module 6 of the first optical transceiver 3 may be connected to the optical transmitting module 5 of the second optical transceiver 4 by means of the second optical fiber 9. The light receiving module 6 can convert an optical signal into an electric signal. The control unit 7 can amplify (TIA) the converted electrical signal or extract the packet information from the electrical signal and transmit it to the host.

한편, 광 송신 모듈(5)은 본 발명에 따른 반도체 소자(100)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the optical transmission module 5 may include the semiconductor device 100 according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자에 의하여 광신호가 변조되는 과정을 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a process of modulating an optical signal by a semiconductor device according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a) 및 광변조부(5b)를 포함할 수 있다. 이러한 반도체 소자(100)는 도 1의 광 송신 모듈(5)의 구성 요소일 수 있다.Referring to FIG. 2, the semiconductor device 100 according to the present invention may include a light emitting portion 5a and a light modulating portion 5b. The semiconductor device 100 may be a component of the optical transmission module 5 of FIG.

반도체 소자(100)는 전기신호(E1)를 이용하여 광신호(L1)를 변조할 수 있다. 즉, 발광부(5a)에서 출사된 광은 광변조부(5b)에 의해 변조될 수 있다. 여기서, 전기신호(E1)를 제공할 때를 “1 상태”, 전기적인 신호(E1)를 제공하지 않을 때를 “0 상태”라 할 수 있다. 전기신호(E1)는 역 바이어스 전압일 수 있다.The semiconductor device 100 can modulate the optical signal L1 using the electrical signal E1. That is, the light emitted from the light emitting portion 5a can be modulated by the light modulating portion 5b. Here, the case of providing the electric signal E1 may be referred to as " 1 state ", and the case of not providing the electric signal E1 may be referred to as the " 0 state. &Quot; The electric signal E1 may be a reverse bias voltage.

“1 상태”일 때, 반도체 소자(100)는 광신호(L1)를 방출할 수 있고(On-state), “0 상태”일 때 반도체 소자(100)는 광신호(L1)를 방출하지 않을 수 있다(Off-state). 이에 따라, 반도체 소자(100)는 주기를 가지며 광신호(L1)를 방출하거나 방출하지 않는 펄스 광신호(Pulsed light signal)를 출력할 수 있다.When the semiconductor device 100 is in the " 1 state ", the semiconductor device 100 can emit the optical signal L1 (On-state) Off-state. Accordingly, the semiconductor device 100 can output a pulsed light signal having a period and not emitting or emitting the optical signal L1.

한편, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 전계가 없을 경우 벤딩된 에너지 밴드갭 구조를 갖고, 역방향 전압이 제공되면 상대적으로 평탄한 에너지 밴드갭 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, the semiconductor device 100 according to the present invention has a bend energy band gap structure in the absence of an electric field, and has a relatively flat energy band gap structure when a reverse voltage is provided.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 전계가 없는 경우 활성층에서 광을 흡수할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 질화물계 반도체를 포함하여 활성층의 에너지 밴드갭이 비대칭하게 형성된다. 이는 광흡수층 내부에 강한 압전 전기장(piezoelectric field)이 존재하기 때문이다. 이러한 압전 전기장은 다양한 원인에 의해 유발될 수 있다. 예시적으로 압전 자기장은 격자 상수 부정합에 의한 스트레인(strain)에 의해 유발될 수 있다.More specifically, the semiconductor device 100 according to the present invention can absorb light in the active layer in the absence of an electric field. That is, the semiconductor device 100 according to the present invention includes a nitride-based semiconductor, and the energy band gap of the active layer is formed asymmetrically. This is because there is a strong piezoelectric field inside the light absorption layer. Such a piezoelectric field can be caused by various causes. By way of example, the piezoelectric field can be caused by strain due to lattice constant mismatch.

그러나, 활성층에 역 바이어스 전압이 걸린 경우, 활성층은 광을 투과할 수 있다. 이는 역 바이어스 전압이 걸렸을 때 에너지 밴드가 상대적으로 평탄해지며 밴드갭이 커지기 때문이다.However, when a reverse bias voltage is applied to the active layer, the active layer can transmit light. This is because the energy band becomes relatively flat and the band gap becomes large when the reverse bias voltage is applied.

이처럼, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a)에서 광이 출사되고, 광변조부(5b)는 출사된 광을 전압의 변화에 따라 변조하여 광신호를 출력할 수 있다.As described above, in the semiconductor device 100 according to the present invention, light is emitted from the light emitting portion 5a, and the light modulating portion 5b can output the optical signal by modulating the emitted light according to the change of the voltage.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이다. 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 영역의 단면도이다. 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.3 is a perspective view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the region I-I 'of FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in Fig.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a), 광변조부(5b) 및 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이에 배치된 스페이서 영역(5c)을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 소자(100)는 기판(110), 반도체 구조물(120), 제 1 전극(161) 및 제 2 전극(162a, 162b)을 포함한다.3 to 5, a semiconductor device 100 according to an embodiment of the present invention includes a light emitting portion 5a, a light modulating portion 5b, and a light emitting portion 5a and a light modulating portion 5b Spaced apart spacer regions 5c. The semiconductor device 100 also includes a substrate 110, a semiconductor structure 120, a first electrode 161 and second electrodes 162a and 162b.

본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a) 및 광변조부(5b)가 기판(110) 상에 함께 배치될 수 있다. 즉, 발광부(5a)는 기판(110)의 일측에 배치되고, 광변조부(5b)는 기판(110)의 타측에 배치될 수 있다. 발광부(5a) 및 광변조부(5b)는 스페이서 영역(5c)에 의해 광이 진행하는 제 1 방향(X축 방향)에서 서로 분리될 수 있다. The semiconductor device 100 according to the present invention may be arranged such that the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b are disposed on the substrate 110 together. That is, the light emitting portion 5a may be disposed on one side of the substrate 110, and the light modulating portion 5b may be disposed on the other side of the substrate 110. [ The light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b can be separated from each other in the first direction (X axis direction) in which the light travels by the spacer region 5c.

스페이서 영역(5c)은 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이에 배치될 수 있다. 스페이서 영역(5c)에 대응되는 제 2 도전형 반도체층(140)의 일부는 에칭되어 발광부(5a)와 광변조부(5b)를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 따라서, 스페이서 영역(5c)에 의하여 발광부(5a) 및 광변조부(5b)는 개별 구동될 수 있다. 예컨대, 발광부(5a)는 광을 발광하기 위해 일정한 직류구동될 수 있고, 광변조부(5b)는 광을 변조하기 위해 교류구동될 수 있다.The spacer region 5c may be disposed between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. A part of the second conductivity type semiconductor layer 140 corresponding to the spacer region 5c may be etched to electrically isolate the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. Therefore, the light emitting portion 5a and the light modulation portion 5b can be individually driven by the spacer region 5c. For example, the light emitting portion 5a may be driven by a constant direct current to emit light, and the light modulating portion 5b may be ac driven to modulate the light.

발광부(5a)의 발광층(활성층)에서 발광된 광은 발광층의 상부, 하부 및 측부와의 굴절률 차이로 인해 장축과 대응되는 제 1 방향(X축 방향)으로 진행할 수 있다. 즉, 발광부(5a)는 X축 방향으로 광이 발광되어 이동할 수 있다. 광변조부(5b)의 흡수층(활성층)은 발광부(5a)로부터 입사된 광을 제 1 방향(X축 방향)으로 흡수 또는 투과할 수 있다. 또한, 광변조부(5b)는 출력단으로 방출되는 광 신호를 변조할 수 있다. 여기서, 출력단은 광변조부(5b) 중 발광부(5a)의 반대편에 위치하는 끝단을 의미할 수 있다.Light emitted from the light emitting layer (active layer) of the light emitting portion 5a can travel in the first direction (X axis direction) corresponding to the long axis due to the difference in refractive index between the upper portion, the lower portion and the side portion of the light emitting layer. That is, the light emitting portion 5a can emit light in the X-axis direction. The absorption layer (active layer) of the light modulation section 5b can absorb or transmit the light incident from the light emitting section 5a in the first direction (X axis direction). Also, the optical modulator 5b can modulate the optical signal emitted to the output terminal. Here, the output terminal may mean the end of the light modulating part 5b located on the opposite side of the light emitting part 5a.

이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a)와 광변조부(5b)가 수평 타입으로 기판(110) 상에 함께 집적될 수 있다. 그리고 발광부(5a)와 광변조부(5b)는 스페이서 영역(5c)에 의하여 분리될 수 있다. 이 때, 발광부(5a), 스페이서 영역(5c) 및 광변조부(5b)는 제 1 방향(X축 방향)을 따라 연속적으로 형성될 수 있다. 즉, 발광부(5a), 스페이서 영역(5c) 및 광변조부(5b)는 동시에 제조될 수 있다.As described above, the semiconductor device 100 according to the present invention can be integrated with the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b on the substrate 110 in a horizontal type. The light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b can be separated by the spacer region 5c. At this time, the light emitting portion 5a, the spacer region 5c, and the light modulating portion 5b may be continuously formed along the first direction (X-axis direction). That is, the light emitting portion 5a, the spacer region 5c, and the light modulating portion 5b can be manufactured at the same time.

발광부(5a)의 광 출사부(5a-1, 발광부 중 광변조부와 마주보는 끝단) 및 광변조부(5b)의 입력단(5b-1, 광변조부 중 발광부와 마주보는 끝단)은 제 1 방향(X축 방향)을 따라 서로 마주보도록 얼라인될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 얼라인 불량을 방지할 수 있으며, 광 손실을 개선할 수 있다.The light output portion 5a-1 of the light emitting portion 5a and the input end 5b-1 of the light modulating portion 5b facing the light modulating portion of the light emitting portion, Can be aligned to face each other along the first direction (X-axis direction). That is, the semiconductor device 100 according to the present invention can prevent defective alignment between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b, and can improve optical loss.

기판(110)은 투광성, 전도성 또는 절연성 기판일 수 있다. 예컨대 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, 및 Ga2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The substrate 110 may be a light-transmitting, conductive or insulating substrate. For example, the substrate 110 may include at least one of sapphire (Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga2O3.

기판(110)은 반도체 구조물(120)이 배치되는 제 1 면(111)을 포함한다. 여기서, 제 1 면(111)의 일측에는 발광부(5a)가 배치되고, 타측에는 광변조부(5b)가 배치될 수 있다.The substrate 110 includes a first side 111 on which the semiconductor structure 120 is disposed. Here, the light emitting portion 5a may be disposed on one side of the first surface 111, and the light modulating portion 5b may be disposed on the other side.

반도체 구조물(120)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 반도체 구조물(120)은 제 1 도전형 반도체층(130), 제 2 도전형 반도체층(140) 및 제 1 도전형 반도체층(130)과 제 2 도전형 반도체층(140) 사이에 배치되는 활성층(150)을 포함할 수 있다. The semiconductor structure 120 may be disposed on the substrate 110. The semiconductor structure 120 includes a first conductive semiconductor layer 130, a second conductive semiconductor layer 140, and an active layer 140 disposed between the first conductive semiconductor layer 130 and the second conductive semiconductor layer 140, (150).

제 1 도전형 반도체층(130)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(130)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(130)은 예컨대 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(130)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 도전형 반도체층(130)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다.The first conductive semiconductor layer 130 may be disposed on the substrate 110. The first conductive semiconductor layer 130 may be formed of at least one of Group III-V and Group II-VI compound semiconductors. The first conductivity type semiconductor layer 130 may be formed of a semiconductor material having a composition formula of InxAlyGa1-x-yN (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The first conductive semiconductor layer 130 may include at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and AlInN. The first conductive semiconductor layer 130 may be an n-type semiconductor layer doped with an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.

활성층(150)은 제 1 도전형 반도체층(130) 상에 배치될 수 있다. 활성층(150)은 제 1 도전형 반도체층(130)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제 2 도전형 반도체층(140)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다.The active layer 150 may be disposed on the first conductive semiconductor layer 130. The active layer 150 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductivity type semiconductor layer 130 and holes (or electrons) injected through the second conductivity type semiconductor layer 140 meet.

활성층(150)은 자발분극을 가져 밴드 갭이 벤딩된 물질 일 수 있다. 활성층(150)은 예로서 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 활성층(150)이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 활성층(150)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 활성층(150)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 활성층(150)은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN의 페어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The active layer 150 may be a material having a bandgap bending due to spontaneous polarization. The active layer 150 may be formed of at least one of Group III-V and Group II-VI compound semiconductors. When the active layer 150 is implemented as a multi-well structure, the active layer 150 may include a plurality of alternately arranged well layers and a plurality of barrier layers, but is not limited thereto. The active layer 150 may be formed of a semiconductor material having a composition formula of InxAlyGa1-x-yN (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The active layer 150 may include at least one of a pair of InGaN / GaN, GaN / AlGaN, AlGaN / AlGaN, InGaN / AlGaN, and InGaN / InGaN.

한편, 발광부(5a)에 배치되는 활성층(150)은 발광층으로 작용할 수 있다. 즉, 발광부(5a)의 활성층(150)은, 전자와 정공이 재결합함에 따라, 활성층(150)의 형성 물질에 따른 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 생성할 수 있다. On the other hand, the active layer 150 disposed in the light emitting portion 5a may serve as a light emitting layer. That is, as the electrons and the holes are recombined, the active layer 150 of the light emitting portion 5a can generate light due to a band gap difference according to the formation material of the active layer 150.

또한, 광변조부(5b)에 배치되는 활성층(150)은 광흡수층으로 작용할 수 있다. 즉, 광변조부(5b)의 활성층(150)은, 전자와 정공이 재결합함에 따라, 활성층(150b)의 형성 물질에 따른 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 광을 흡수 또는 투과시킬 수 있다. Further, the active layer 150 disposed in the light modulating portion 5b can act as a light absorbing layer. That is, the active layer 150 of the light modulating part 5b can absorb or transmit light by the band gap difference according to the material of the active layer 150b as electrons and holes are recombined.

광변조부(5b)의 활성층(150)이 광을 흡수하는 경우, 출력단에서 출력되는 광의 세기가 약할 수 있다. 광변조부(5b)의 활성층(150)이 광을 투과하는 경우, 출력단에서 출력되는 광의 세기가 충분할 수 있다. 광변조부(5b)의 활성층(150)은 발광부(5a)의 활성층(150)으로부터 입력되는 광신호가 출력단에서 변조될 수 있도록 광을 흡수 또는 투과하는 역할을 할 수 있다.When the active layer 150 of the light modulation part 5b absorbs light, the intensity of light output from the output end may be weak. When the active layer 150 of the light modulating portion 5b transmits light, the intensity of light output from the output end may be sufficient. The active layer 150 of the light modulating part 5b may serve to absorb or transmit light so that an optical signal input from the active layer 150 of the light emitting part 5a can be modulated at the output terminal.

이처럼, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)에서, 활성층(150)은 광 도파로일 수 있다. 즉, 발광부(5a)의 활성층(150)에서는 광이 생성되고, 광변조부(5b)의 활성층(150)에서는 광이 변조된다. 광은 발광부(5a)의 활성층(150)으로부터 광변조부(5b)의 활성층(150)을 따라 제 1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다.As described above, in the semiconductor device 100 according to the present invention, the active layer 150 may be an optical waveguide. That is, light is generated in the active layer 150 of the light emitting portion 5a, and light is modulated in the active layer 150 of the light modulating portion 5b. The light can move in the first direction (X-axis direction) along the active layer 150 of the light modulation part 5b from the active layer 150 of the light emitting part 5a.

활성층(150)은, 상부에서 바라보았을 때, 제 1 도전형 반도체층(130)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 일반적으로 활성층(150)의 면적이 커질수록 커패시턴스가 커질 수 있다. 또한, 커패시턴스 값이 작아질수록 반도체 소자(100)의 고속 동작을 구현할 수 있다. 특히, 광변조부(5b)의 고속 동작을 위해서는 낮은 커패시턴스 값을 갖는 것이 유리하다. 따라서, 활성층(150)은 제 1 도전형 반도체층(130) 상의 일부 영역에만 배치될 수 있다.The active layer 150 may have a smaller area than the first conductivity type semiconductor layer 130 when viewed from above. Generally, the larger the area of the active layer 150, the larger the capacitance. Also, as the capacitance value decreases, high-speed operation of the semiconductor device 100 can be realized. Particularly, it is advantageous to have a low capacitance value for the high-speed operation of the light modulation section 5b. Therefore, the active layer 150 may be disposed only on a part of the region of the first conductivity type semiconductor layer 130.

제 2 도전형 반도체층(140)은 활성층(150) 상에 배치될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(140)은 활성층(150)과 대응되는 면적을 가질 수 있다.The second conductive semiconductor layer 140 may be disposed on the active layer 150. The second conductive semiconductor layer 140 may have an area corresponding to the active layer 150.

제 2 도전형 반도체층(140)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(140)은 예컨대 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(140)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 2 도전형 반도체층(140)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.The second conductive semiconductor layer 140 may be formed of at least one of compound semiconductor such as group III-V and group II-VI. The second conductivity type semiconductor layer 140 may be formed of a semiconductor material having a composition formula of InxAlyGa1-x-yN (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? The second conductive semiconductor layer 140 may include at least one of GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, and AlInN. The second conductive semiconductor layer 140 may be a p-type semiconductor layer doped with a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba.

한편, 반도체 구조물(120)은 제 1 도전형 반도체층(130), 활성층(150) 및 제 2 도전형 반도체층(140)이 순차 형성된 후, 일부 영역이 에칭됨으로써 형성될 수 있다. 즉, 제 1 도전형 반도체층(130), 활성층(150) 및 제 2 도전형 반도체층(140)을 동일 면적을 갖도록 배치한 뒤, 제 2 도전형 반도체층(140)으로부터 제 1 도전형 반도체층(130)의 일부 영역까지 에칭이 이루어질 수 있다. 따라서, 에칭 후 제 1 도전형 반도체층(130)의 일부 영역이 노출될 수 있다.The semiconductor structure 120 may be formed by partially etching the first conductive semiconductor layer 130, the active layer 150, and the second conductive semiconductor layer 140 in sequence. That is, the first conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 150, and the second conductivity type semiconductor layer 140 are arranged to have the same area, and then the second conductivity type semiconductor layer 140, Etching may be done to a portion of the layer 130. Therefore, a portion of the first conductivity type semiconductor layer 130 may be exposed after etching.

이와 같이 하여, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 반도체 소자(120)의 상부(제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 2 도전형 반도체층(140))는 제 1 도전형 반도체층(130)의 일부 영역으로부터 돌출된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 활성층(150)의 면적이 제 1 도전형 반도체층(130)의 면적보다 상대적으로 작아지고, 감소된 커패시턴스로 인하여 반도체 소자(100)의 고속 동작을 구현할 수 있다.3 and 4, the upper part of the semiconductor element 120 (the upper part of the first conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 150 and the second conductivity type semiconductor layer 140) And may have a shape protruding from a part of the region of the first conductivity type semiconductor layer 130. Therefore, the area of the active layer 150 is relatively smaller than the area of the first conductivity type semiconductor layer 130, and the high-speed operation of the semiconductor device 100 can be realized due to the reduced capacitance.

도 3 및 도 4에서는 활성층(150)의 장축 길이(X축 방향)와 단축 길이(Y축 방향)가 모두 제 1 도전형 반도체층(130)의 장축 길이 및 단축 길이보다 짧게 배치되도록 도시되었다. 그러나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기에 설명된 것으로 본 발명의 반도체 구조물(100)의 제조 방법을 한정하는 것은 아니다.3 and 4, the major axis length (X axis direction) and the minor axis length (Y axis direction) of the active layer 150 are arranged to be shorter than the major axis length and minor axis length of the first conductivity type semiconductor layer 130. However, this does not limit the present invention. In addition, the method of manufacturing the semiconductor structure 100 of the present invention is not limited to those described above.

한편, 도 3을 참조하면, 발광부(5a)는 광변조부(5b)와 마주보는 제 1-1 면(5a-1) 및 제 1-1 면(5a-1)과 마주보는 제 1-2 면(5a-2)을 포함할 수 있다. 또한, 광변조부(5b)는 발광부(5a)와 마주보는 제 2-1 면(5b-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1-1 면(5a-1)의 길이는 제 2-1 면(5b-1)의 길이와 같거나 더 작을 수 있다. 또한, 제 1-2 면(5a-2)의 길이는 제 1-1 면(5a-1) 및 제 2-1 면(5b-1)의 길이보다 길 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.3, the light-emitting portion 5a includes a first-facet 5a-1 and a first-facet 5a-1 facing the optical modulator 5b, And may include two surfaces 5a-2. The light modulation section 5b may include a second-first surface 5b-1 facing the light-emitting section 5a. Here, the length of the first-first surface 5a-1 may be equal to or smaller than the length of the second-first surface 5b-1. The length of the first-second surface 5a-2 may be longer than the length of the first-first surface 5a-1 and the second-first surface 5b-1. This will be described later.

제 2 도전형 반도체층(140)은, 발광부(5a)와 대응되는 제 2 도전형 제 1 반도체층(140a), 광변조부(5b)와 대응되는 제 2 도전형 제 2 반도체층(140b) 및 스페이서 영역(5c)과 대응되는 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 도전형 반도체층(140)은, 활성층(150)과 접하는 제 1 면(140-1) 및 제 1 면(140-1)과 마주보는 제 2 면(140-2)을 포함할 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer 140 may include a second conductive type first semiconductor layer 140a corresponding to the light emitting portion 5a and a second conductive type second semiconductor layer 140b corresponding to the light modulating portion 5b And a second conductive type third semiconductor layer 140c corresponding to the spacer region 5c. The second conductive semiconductor layer 140 may include a first surface 140-1 contacting the active layer 150 and a second surface 140-2 facing the first surface 140-1 .

스페이서 영역(5c)에는 제 2 도전형 반도체층(140)의 제 2 면(140-2)으로부터 일정 깊이를 갖는 홈(H)이 형성될 수 있다. 즉, 스페이서 영역(5c)은 에칭에 의하여 일정 깊이의 홈(H)이 형성된 영역일 수 있다. 스페이서 영역(5c)은 에칭이 이루어진 홈(H)의 일측 끝단과 타측 끝단 사이의 영역을 의미할 수 있다.A groove H having a certain depth from the second surface 140-2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be formed in the spacer region 5c. That is, the spacer region 5c may be a region where a groove H of a certain depth is formed by etching. The spacer region 5c may mean a region between one end and the other end of the groove H to be etched.

본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 발광부(5a)와 광변조부(5b)가 기판(110) 상에 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 광 도파로(활성층, 150)가 연속적으로 형성되므로 둘 사이의 간섭을 최소화하기 위한 구조가 필요할 수 있다. 따라서, 제 2 도전형 반도체층(140)의 일부는 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 분리를 위하여 에칭될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는, 발광부(5a) 및 광변조부(5b) 사이의 제 2 도전형 반도체층(140)의 일부를 에칭하여 스페이서 영역(5c)을 구성할 수 있다.The semiconductor device 100 according to the present invention may have the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b formed integrally on the substrate 110. [ That is, since the optical waveguide (active layer) 150 of the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b are continuously formed, a structure for minimizing the interference between the two may be required. Therefore, a part of the second conductivity type semiconductor layer 140 can be etched to separate the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. That is, the semiconductor device 100 according to the present invention can form a spacer region 5c by etching a part of the second conductivity type semiconductor layer 140 between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b have.

특히, 도 5를 참조하면, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 두께는 제 2 도전형 제 1, 2 반도체층(140a, 140b)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 즉, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)은 제 2 도전형 반도체층(140) 중 에칭되어 두께가 상대적으로 얇은 부분을 총칭할 수 있다. 따라서, 에칭된 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 최소 두께는 에칭되지 않은 제 2 도전형 제 1, 2 반도체층(140a, 140b)의 두께보다 얇을 수 있다.5, the thickness of the second conductive type third semiconductor layer 140c may be smaller than the thickness of the first and second semiconductor layers 140a and 140b of the second conductive type. That is, the second conductive type third semiconductor layer 140c may be generally referred to as a portion of the second conductive type semiconductor layer 140 that is etched and has a relatively small thickness. Therefore, the minimum thickness of the etched second conductive type third semiconductor layer 140c may be thinner than the thickness of the unetched second and first conductive semiconductor layers 140a and 140b.

제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)이 제 2 도전형 제 1, 2 반도체층(140a, 140b)에 비하여 두께가 얇게 형성됨에 따라, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)에서의 전기적 저항이 증가할 수 있다. 즉, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 전류의 흐름이 최소화되고, 제 2 도전형 제 1, 2 반도체층(140a, 140b)이 전기적으로 절연될 수 있다. 따라서, 스페이서 영역(5c)에 의하여 제 1 방향으로의 전류의 흐름을 억제하고, 발광부(5a)과 광변조부(5b) 사이의 전기적 간섭을 최소화할 수 있다.Since the second conductive type third semiconductor layer 140c is formed to be thinner than the second conductive type first and second semiconductor layers 140a and 140b in the second conductive type third semiconductor layer 140c, The resistance may increase. That is, the current flow of the second conductive type third semiconductor layer 140c is minimized, and the first and second semiconductor layers 140a and 140b of the second conductive type can be electrically isolated. Therefore, the flow of current in the first direction can be suppressed by the spacer region 5c, and the electrical interference between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b can be minimized.

한편, 도 5에서는 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)과 제 2 도전형 제 1, 2 반도체층(140a, 140b)의 연결면이 경사면으로 도시되었다. 이는, 스페이서 영역(5c)의 제 2 도전형 반도체층(140)이 에칭될 때 중심부에서 에칭이 더 활발하게 이루어지기 때문일 수 있다. 그러나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)은 에칭 후 다양한 형태를 가질 수 있다.5, the connecting surfaces of the second conductive type third semiconductor layer 140c and the first and second semiconductor layers 140a and 140b of the second conductive type are shown as inclined surfaces. This may be because etching becomes more active in the center portion when the second conductive semiconductor layer 140 of the spacer region 5c is etched. However, the present invention is not limited thereto, and the second conductive type third semiconductor layer 140c may have various shapes after etching.

제 2 도전형 반도체층(140)의 최소 두께(T2)는 최대 두께(T1)의 0.1 내지 0.5배일 수 있다. 여기서, 제 2 도전형 반도체층(140)의 최대 두께(T1)는 제 2 도전형 제 1 반도체층(140a) 또는 제 2 도전형 제 2 반도체층(140b)의 두께(최대 두께)일 수 있다. 즉, 제 2 도전형 반도체층(140)의 최대 두께(T1)는 식각되지 않은 영역의 두께일 수 있다. 또한, 제 2 도전형 반도체층(140)의 최소 두께(T2)는 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 최소 두께일 수 있다. 즉, 제 2 도전형 반도체층(140)의 최소 두께(T2)는 최대로 식각된 영역의 두께일 수 있다. 따라서, 제 2 도전형 반도체층(140)의 식각되는 최대 깊이(T3)는 최대 두께(T1)의 0.5 내지 0.9배일 수 있다.The minimum thickness T2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be 0.1 to 0.5 times the maximum thickness T1. The maximum thickness T1 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be a thickness of the second conductivity type first semiconductor layer 140a or the second conductivity type second semiconductor layer 140b . That is, the maximum thickness T1 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be the thickness of the unetched region. In addition, the minimum thickness T2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be a minimum thickness of the second conductivity type third semiconductor layer 140c. That is, the minimum thickness T2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 may be the thickness of the etched region. Therefore, the maximum depth T3 of the second conductive semiconductor layer 140 to be etched may be 0.5 to 0.9 times the maximum thickness T1.

제 2 도전형 반도체층(140)의 최소 두께(T2)가 최대 두께(T1)의 0.1배보다 얇을 경우, 광의 통로가 충분히 확보되지 못할 수 있다. 구체적으로, 광은 활성층(150)뿐만 아니라, 활성층(150)과 인접한 제 1, 2 도전형 반도체층(130, 140)의 일부 영역에도 퍼질 수 있다. 이는 광이 확산성을 갖기 때문일 수 있다. 즉, 광은 활성층(150) 및 이와 인접한 제 1, 2 도전형 반도체층(130, 140)의 일부 영역을 따라 이동하게 된다. 따라서, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 두께가 너무 얇을 경우, 광의 통로가 너무 작아져 광 손실이 발생할 수 있다. 또한, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 두께가 너무 얇아져 그 하부의 활성층(150)의 손상이 발생할 수 있다.If the minimum thickness T2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 is thinner than 0.1 times the maximum thickness T1, a sufficient optical path may not be secured. Specifically, light can be spread not only in the active layer 150 but also in a part of the first and second conductivity-type semiconductor layers 130 and 140 adjacent to the active layer 150. This may be because the light is diffusible. That is, light travels along a part of the active layer 150 and the first and second conductive semiconductor layers 130 and 140 adjacent thereto. Therefore, when the thickness of the second conductive type third semiconductor layer 140c is too small, the light path may become too small, resulting in optical loss. Also, the thickness of the second conductive type third semiconductor layer 140c may become too thin, and the active layer 150 may be damaged.

제 2 도전형 반도체층(140)의 최소 두께(T2)가 최대 두께(T1)의 0.5배보다 두꺼울 경우, 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 전기적 간섭이 발생할 수 있다. 즉, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)이 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 간섭을 방지할 정도의 저항값을 갖지 못할 수 있다.If the minimum thickness T2 of the second conductivity type semiconductor layer 140 is thicker than 0.5 times the maximum thickness T1, electrical interference may occur between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. That is, the second conductive type third semiconductor layer 140c may not have a resistance value enough to prevent interference between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b.

제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 너비(D1)는 5 내지 50㎛일 수 있다. 여기서, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 너비(D1)는 스페이서 영역(5c)의 너비(D1)일 수 있다. 즉, 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 너비(D1)는 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이의 이격 거리일 수 있다.The width D1 of the second conductive type third semiconductor layer 140c may be 5 to 50 占 퐉. Here, the width D1 of the second conductive type third semiconductor layer 140c may be the width D1 of the spacer region 5c. That is, the width D1 of the second conductive type third semiconductor layer 140c may be a distance between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b.

제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 너비(D1)가 5㎛보다 작은 경우, 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이의 절연이 이루어지지 않을 수 있다. 즉, 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 거리가 너무 가까워 둘 사이에 전기적 간섭이 발생할 수 있다.If the width D1 of the second conductive type third semiconductor layer 140c is smaller than 5 占 퐉, insulation between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b may not be achieved. That is, the distance between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b is too close to cause electrical interference between the two portions.

제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 너비(D1)가 50㎛보다 큰 경우, 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이에서 광의 손실이 발생할 수 있다. 즉, 발광부(5a)와 광변조부(5b)의 거리가 너무 멀어 광 손실이 발생할 수 있다.If the width D1 of the second conductive type third semiconductor layer 140c is larger than 50 占 퐉, light loss may occur between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. That is, the distance between the light-emitting portion 5a and the light-modulating portion 5b is too large to cause optical loss.

제 1 전극(161)은 제 1 도전형 반도체층(130) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 1 전극(161)은, 제 1 도전형 반도체층(130) 중 활성층(150) 및 제 2 도전형 반도체층(140)이 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다. 또한, 제 1 전극(161)은 에칭 후 노출된 제 1 도전형 반도체층(130)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 도면에서는 제 1 전극(161)이 발광부(5a), 광변조부(5b) 및 스페이서 영역(5c)과 제 2 방향(Y축)에서 중첩되도록 도시되었으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.The first electrode 161 may be disposed on the first conductive semiconductor layer 130. Specifically, the first electrode 161 may be disposed in a region of the first conductivity type semiconductor layer 130 where the active layer 150 and the second conductivity type semiconductor layer 140 are not disposed. The first electrode 161 may be disposed on a portion of the first conductive semiconductor layer 130 exposed after etching. Although the first electrode 161 is illustrated as overlapping the light emitting portion 5a, the light modulating portion 5b, and the spacer region 5c in the second direction (Y axis) in the drawing, the present invention is not limited thereto.

제 1 전극(161)은 제 1 도전형 반도체층(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전극(161)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다.The first electrode 161 may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 130. The first electrode 161 may be selected from Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag and Au and alloys thereof.

제 2 전극(162a, 162b)은 반도체 구조물(120) 상에 배치될 수 있다. 제 2 전극(162a, 162b)은 제 1 전극(161)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.The second electrodes 162a and 162b may be disposed on the semiconductor structure 120. The second electrodes 162a and 162b may be formed of the same material as the first electrode 161.

제 2 전극(162a, 162b)은 제 2-1 전극(162a) 및 제 2-2 전극(162b)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2-1 전극(162a)은 발광부(5a)에 배치되고, 제 2-2 전극(162b)은 광변조부(5b)에 배치될 수 있다. 제 2-1 전극(162a)과 제 2-2 전극(162b)은 서로 이격될 수 있다.The second electrodes 162a and 162b may include a second-first electrode 162a and a second-second electrode 162b. Here, the second-1 electrode 162a may be disposed in the light-emitting portion 5a, and the second-second electrode 162b may be disposed in the light-modulating portion 5b. The second-first electrode 162a and the second-second electrode 162b may be spaced apart from each other.

제 2-1 전극(162a)은 발광부(5a) 상면 전체를 덮을 수 있다. 따라서, 발광부(5a)에 대응되는 반도체 구조물은 제 2-1 전극(162a)의 내측(하부)에 배치될 수 있다. 제 2-2 전극(162b)은 광변조부(5b) 상면 전체를 덮을 수 있다. 따라서, 광변조부(5b)에 대응되는 반도체 구조물은 제 2-2 전극(162b)의 내측(하부)에 배치될 수 있다. 즉, 제 2-1 전극(162a)은 제 2 도전형 제 1 반도체층(140a)에 배치되고, 제 2-2 전극(162b)은 제 2 도전형 제 2 반도체층(140b)에 배치될 수 있다.The second-first electrode 162a may cover the entire upper surface of the light-emitting portion 5a. Accordingly, the semiconductor structure corresponding to the light emitting portion 5a may be disposed inside (lower) of the second-1 electrode 162a. And the second -2 electrode 162b can cover the entire upper surface of the light modulation section 5b. Therefore, the semiconductor structure corresponding to the light modulating portion 5b can be disposed inside (lower) of the second -2 electrode 162b. That is, the second-1 electrode 162a may be disposed on the second conductive type first semiconductor layer 140a, and the second-second electrode 162b may be disposed on the second conductive type second semiconductor layer 140b. have.

제 2-2 전극(162b)은 제 2-1 전극(162a)과 마주보는 제 1 영역(162b-1)을 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 영역(162b-1)은 제 2-2 전극(162b) 중 제 2-1 전극(162a)과 가장 가깝게 배치되어 제 2-1 전극(162a)과 마주보고 있는 면일 수 있다.The second -2 electrode 162b may include a first region 162b-1 facing the second-1 electrode 162a. In this case, the first area 162b-1 may be the one closest to the second-1 electrode 162a of the second -2 electrode 162b and facing the second-1 electrode 162a.

제 2-1 전극(162a)은 제 2-2 전극(162b)과 마주보는 제 2 영역(162a-1)을 포함할 수 있다. 이 때, 제 2 영역(162a-1)은 제 2-1 전극(162a) 중 제 2-2 전극(162b)과 가장 가깝게 배치되어 제 2-2 전극(162b)과 마주보고 있는 면일 수 있다. 즉, 제 2 영역(162a-1)과 제 1 영역(162b-1)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.The second-1 electrode 162a may include a second region 162a-1 facing the second-second electrode 162b. In this case, the second region 162a-1 may be the one closest to the second-second electrode 162b of the second-first electrode 162a and facing the second-second electrode 162b. That is, the second region 162a-1 and the first region 162b-1 may be arranged to face each other.

제 2-1 전극(162a)은 제 2 영역(162a-1)의 반대편에서 제 2 영역(162a-1)과 마주보는 제 3 영역(162a-2)을 더 포함할 수 있다. 제 3 영역(162a-2)은 제 2-1 전극(162a) 중 제 2-2 전극(162b)과 가장 멀리 배치된 면일 수 있다. 제 3 영역(162a-2)과 제 2 영역(162a-1)은 X축 방향에서 제 2-1 전극(162a)의 일측 및 타측 끝단에 배치된 면들일 수 있다.The second-1 electrode 162a may further include a third region 162a-2 facing the second region 162a-1 on the opposite side of the second region 162a-1. The third region 162a-2 may be a surface disposed farthest from the second-second electrode 162b of the second-first electrode 162a. The third region 162a-2 and the second region 162a-1 may be planes disposed on one side and the other end of the second -1 electrode 162a in the X-axis direction.

제 1 영역(162b-1)의 길이(W1), 제 2 영역(162a-1)의 길이(W2) 및 제 3 영역(162a-2)의 길이(W3)는 W3>W1≥W2의 관계를 가질 수 있다. 이는 제 2-1, 2-2 전극(162a, 162b)의 하부에 배치된 제 2 도전형 반도체층(140)과 활성층(150)의 길이에도 동일하게 적용될 수 있다. 구체적으로, 활성층(150), 제 2 도전형 반도체층(140) 및 제 2-1, 2-2 전극(162a, 162b)은 서로 동일한 면적을 가지며 순차 적층될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.The length W1 of the first area 162b-1, the length W2 of the second area 162a-1, and the length W3 of the third area 162a-2 satisfy the relation of W3> W1? W2 Lt; / RTI > The same can be applied to the lengths of the second conductivity type semiconductor layer 140 and the active layer 150 disposed under the second and second electrodes 162a and 162b. In detail, the active layer 150, the second conductivity type semiconductor layer 140, and the second and first and second electrodes 162a and 162b have the same area and can be sequentially stacked. This will be described later.

제 2-1 전극(162a) 및 제 2-2 전극(162b)은 제 2 도전형 반도체층(140)의 서로 이격된 영역에 각각 배치되어 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 즉, 발광부(5a) 및 광변조부(5b)의 제 2 도전형 반도체층(140a, 140b)과 전기적으로 연결된 제 2 전극(162a, 162b)들은 스페이서 영역(5c)에 의하여 독립적으로 구동될 수 있다. 반면, 제 1 도전형 반도체층(130)과 전기적으로 연결된 제 1 전극(161)은 발광부(5a) 및 광변조부(5b)의 공통 전극으로 작용할 수 있다.The second-first electrode 162a and the second-second electrode 162b may be respectively disposed in mutually spaced regions of the second conductivity type semiconductor layer 140 and electrically isolated from each other. That is, the second electrodes 162a and 162b electrically connected to the second conductivity type semiconductor layers 140a and 140b of the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b are independently driven by the spacer region 5c . On the other hand, the first electrode 161 electrically connected to the first conductive semiconductor layer 130 may serve as a common electrode of the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b.

제 1 전극(161) 및 제 2 전극(162a, 162b) 상에는 전극 패드(미도시)가 더 배치될 수도 있다. 반도체 소자(100)는 전극 패드에 의하여 외부 소자와 연결되어 구동될 수 있다.An electrode pad (not shown) may be further disposed on the first electrode 161 and the second electrodes 162a and 162b. The semiconductor device 100 may be driven by being connected to an external device by an electrode pad.

또한, 반도체 소자(100) 중 전극(161, 162a, 162b) 및 후술될 반사층(270)이 배치되지 않은 영역에는 절연층(미도시)이 배치되어 외부와의 전기적 절연이 이루어질 수도 있다.An insulating layer (not shown) may be disposed in an area of the semiconductor device 100 where the electrodes 161, 162a, and 162b and the reflective layer 270 are not disposed.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 다양한 변형예에 따른 평면도이다.6A to 6C are plan views according to various modifications of the semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 6a는 도 3에 도시된 반도체 소자(100)의 평면도일 수 있다. 여기서는, 편의상 제 1 전극(161)은 생략하여 도시되었다. 이하에서는 앞서 설명한 도 3 내지 도 5를 함께 참조하여 발광부(5a) 및 광변조부(5b)의 제 2 방향(Y축 방향)에서의 길이에 대하여 설명하도록 한다.6A is a plan view of the semiconductor device 100 shown in FIG. Here, for convenience, the first electrode 161 is omitted. Hereinafter, the lengths of the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b in the second direction (Y-axis direction) will be described with reference to FIGS. 3 to 5 described above.

도 6a를 참조하면, 발광부(5a) 상에는 제 2-1 전극(162a)이 배치되고, 광변조부(5b) 상에는 제 2-2 전극(162b)이 배치될 수 있다.6A, a second-1 electrode 162a may be disposed on the light-emitting portion 5a, and a second-second electrode 162b may be disposed on the light-modulating portion 5b.

제 2-2 전극(162b)은 제 1 영역(162b-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 영역(162b-1)은 제 2-2 전극(162b) 중 제 2-1 전극(162a)과 마주보는 면일 수 있다. The second -2 electrode 162b may include a first region 162b-1. Here, the first region 162b-1 may be a surface of the second-second electrode 162b facing the second-first electrode 162a.

제 2-1 전극(162a)은 제 2 영역(162a-1) 및 제 3 영역(162a-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 영역(162a-1)은 제 2-1 전극(162a) 중 제 2-2 전극(162b)과 마주보는 면일 수 있다. 즉, 제 2 영역(162a-1)과 제 1 영역(162b-1)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 제 3 영역(162a-2)은 제 2-1 전극(162a) 중 제 2 영역(162a-1)의 반대편에 배치되는 면일 수 있다. 즉, 제 2 영역(162a-1)과 제 3 영역(162a-2)은 각각 제 1 방향(X축 방향)에서의 제 2-1 전극(162a)의 양끝단에 배치된 면일 수 있다.The second-1 electrode 162a may include a second region 162a-1 and a third region 162a-2. Here, the second region 162a-1 may be a surface facing the second-second electrode 162b of the second-first electrode 162a. That is, the second region 162a-1 and the first region 162b-1 may be arranged to face each other. The third region 162a-2 may be a surface of the second-1 electrode 162a disposed on the opposite side of the second region 162a-1. That is, the second area 162a-1 and the third area 162a-2 may be the surfaces disposed at both ends of the second-1 electrode 162a in the first direction (X-axis direction).

한편, 상기의 도 3에서 설명한 바와 같이, 발광부(5a)는 광변조부(5b)와 마주보는 제 1-1 면(5a-1) 및 제 1-1 면(5a-1)과 마주보는 제 1-2 면(5a-2)을 포함할 수 있다. 제 1-1 면(5a-1) 및 제 1-2 면(5a-2)은 각각 제 1 방향(X축 방향)에서의 발광부(5a)의 양끝단에 배치된 면을 의미할 수 있다. 광변조부(5b)는 발광부(5a)와 마주보는 제 2-1 면(5b-1)을 포함할 수 있다. 제 2-1 면(5b-1)은 제 1 방향에서의 광변조부(5b)의 일측 끝단에 배치된 면을 의미할 수 있다.3, the light-emitting portion 5a is provided on the first surface 5a-1 and the first surface 5a-1 facing the light modulating portion 5b, And the first and second surfaces 5a-2. The first-first surface 5a-1 and the first-second surface 5a-2 may each mean a surface disposed at both ends of the light emitting portion 5a in the first direction (X-axis direction) . The light modulation section 5b may include a second-first surface 5b-1 facing the light-emitting section 5a. The second-first surface 5b-1 may mean a surface disposed at one end of the light modulating portion 5b in the first direction.

여기서, 발광부(5a)의 제 1-1 면(5a-1) 및 제 1-2 면(5a-2)은 발광부(5a)에 배치된 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150), 제 1 영역(140a) 및 제 2-1 전극(162a)의 양끝단에 배치된 면들을 포함할 수 있다. 또한, 광변조부(5b)의 제 2-1 면(5b-1)은 광변조부(5b)에 배치된 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150), 제 2 영역(140b) 및 제 2-2 전극(162b)의 일측 끝단에 배치된 면들을 포함할 수 있다.The first-first surface 5a-1 and the first-second surface 5a-2 of the light emitting portion 5a are formed on the upper portion of the first conductivity type semiconductor layer 130 disposed in the light emitting portion 5a, The active layer 150, the first region 140a, and the second-1 electrode 162a. The second-1 surface 5b-1 of the optical modulator 5b is formed on the upper portion of the first conductivity type semiconductor layer 130 disposed in the light modulating portion 5b, the active layer 150, 140b and the second-second electrode 162b.

더불어, 발광부(5a)의 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 1 영역(140a)은 함께 식각되므로 동일한 면적을 가질 수 있다. 이 때, 발광부(5a)를 덮도록 배치되는 제 2-1 전극(162a)도 동일한 면적을 가질 수 있다. 또한, 광변조부(5b)의 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 2 영역(140b)은 함께 식각되므로 동일한 면적을 가질 수 있다. 이 때, 광변조부(5b)를 덮도록 배치되는 제 2-2 전극(162b)도 동일한 면적을 가질 수 있다. 따라서, 이들의 길이에 대한 관계도 서로 동일하게 이루어질 수 있다.In addition, since the upper portion of the first conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 150, and the first region 140a of the light emitting portion 5a are etched together, they can have the same area. At this time, the second-1 electrode 162a disposed so as to cover the light-emitting portion 5a may have the same area. In addition, the upper portion of the first conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 150 and the second region 140b of the optical modulator 5b are etched together, so that they can have the same area. At this time, the second-second electrode 162b disposed to cover the light modulation section 5b may have the same area. Therefore, the relationship with respect to their lengths can also be made equal to each other.

즉, 제 1-1 면(5a-1)은 제 2 영역(162a-1)을 포함하고, 제 1-2 면(5a-2)은 제 3 영역(162a-2)을 포함하고, 제 2-1 면(5b-1)은 제 1 영역(162b-1)을 포함할 수 있다. 발광부(5a) 및 광변조부(5b)를 구성하는 각각의 층들은 서로 대응되는 면적을 가지므로, 이하에서는 가장 상부에 배치된 제 2-1 전극(162a) 및 제 2-2 전극(162b)의 길이를 중심으로 설명하도록 한다.That is, the first-first surface 5a-1 includes the second area 162a-1, the first-second surface 5a-2 includes the third area 162a-2, 1 plane 5b-1 may include a first area 162b-1. Since the respective layers constituting the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b have areas corresponding to each other, the second-1 electrode 162a and the second-2 electrode 162b ) Will be mainly described.

제 1 영역(162b-1)은 제 1 길이(W1)를 갖고, 제 2 영역(162a-1)은 제 2 길이(W2)를 갖고, 제 3 영역(162a-2)은 제 3 길이(W3)를 가질 수 있다. 여기서, 제 1, 2, 3 길이(W1, W2, W3)는 제 2 방향(Y축 방향)에 대한 길이일 수 있다. 또한, 제 2 방향은 광이 진행되는 제 1 방향(X축 방향)과 수직인 방향일 수 있다. 또한, 제 2 방향은 제 1 도전형 반도체층(130), 활성층(150) 및 제 2 도전형 반도체층(140)이 배치된 제 3 방향(Z축 방향)과 수직인 방향일 수 있다.The first region 162b-1 has a first length W1 and the second region 162a-1 has a second length W2 and the third region 162a-2 has a third length W3 ). Here, the first, second, and third lengths W1, W2, and W3 may be lengths in the second direction (Y-axis direction). Further, the second direction may be a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction) in which the light advances. The second direction may be a direction perpendicular to the third direction (Z-axis direction) in which the first conductivity type semiconductor layer 130, the active layer 150, and the second conductivity type semiconductor layer 140 are disposed.

한편, 제 1 길이(W1)는 제 2-1 면(5b-1)에 배치된 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 2 도전형 제 2 반도체층(140b)의 폭일 수도 있다. 제 2 길이(W2)는 제 1-1 면(5a-1)에 배치된 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 2 도전형 제 1 반도체층(140a)의 폭일 수도 있다. 제 3 길이(W3)는 제 1-2 면(5a-2)에 배치된 제 1 도전형 반도체층(130)의 상부, 활성층(150) 및 제 2 도전형 제 1 반도체층(140a)의 폭일 수도 있다.On the other hand, the first length W1 corresponds to the upper portion of the first conductivity type semiconductor layer 130 disposed on the second-first surface 5b-1, the active layer 150, and the second conductive type second semiconductor layer 140b. . The second length W2 is a width of the active layer 150 and the width of the second conductive type first semiconductor layer 140a on the first conductive type semiconductor layer 130 disposed on the first- It is possible. The third length W3 is the width of the active layer 150 and the second conductive type first semiconductor layer 140a on the first conductive type semiconductor layer 130 disposed on the first-second surface 5a- It is possible.

제 1, 2, 3 길이(W1, W2, W3)는 W2≤W1<W3의 관계를 가질 수 있다. 이 때, 스페이서 영역(5c)의 폭은 제 2 길이(W2)와 동일할 수 있다. 그러나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The first, second, and third lengths W1, W2, and W3 may have a relationship of W2? W1 < W3. At this time, the width of the spacer region 5c may be the same as the second length W2. However, this does not limit the present invention.

본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 커패시턴스의 감소를 위하여 활성층(150)의 면적을 작게 형성할 수 있다. 특히, 광변조부(5b)의 제 1 길이(W1)를 작게 형성하여 고속 변조가 이루어질 수 있다. 이 때, 발광부(5a) 및 광변조부(5b)는 광 도파로(활성층)로 서로 연결될 수 있다. 따라서, 발광부(5a) 중 광이 출사되는 제 1-1 면(5a-1)의 제 2 길이(W2)는 제 1 길이(W1)와 대응되도록 형성될 수 있다.The semiconductor device 100 according to the present invention can reduce the area of the active layer 150 in order to reduce the capacitance. Particularly, the first length W1 of the light modulation part 5b is made small, so that high-speed modulation can be performed. At this time, the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b may be connected to each other by an optical waveguide (active layer). Therefore, the second length W2 of the first-first surface 5a-1 on which light is emitted from the light-emitting portion 5a may be formed to correspond to the first length W1.

즉, 제 2 길이(W2)는 제 1 길이(W1)와 같거나 작을 수 있다. 만약, 제 2 길이(W2)가 제 1 길이(W1)보다 클 경우, 발광부(5a)의 광 도파로의 폭이 더 커지므로 광 손실이 발생할 수 있다. 다시 말해서, 발광부(5a)의 광 출사부의 폭이 광변조부(5b)의 입력단의 폭보다 커져 광 손실이 발생할 수 있다.That is, the second length W2 may be equal to or less than the first length W1. If the second length W2 is larger than the first length W1, the width of the optical waveguide of the light emitting portion 5a becomes larger, so that light loss may occur. In other words, the width of the light output portion of the light emitting portion 5a is larger than the width of the input end of the light modulating portion 5b, and light loss may occur.

한편, 제 2 길이(W2)는 제 1 길이(W1)의 0.1배 이상의 값을 가질 수 있다. 만약, 제 2 길이(W2)가 제 1 길이(W1)의 0.1배보다 작을 경우, 발광부(5a)의 광 출사부(5a-1)의 폭이 상당히 작아져 광의 세기가 약해질 수 있다. On the other hand, the second length W2 may have a value of 0.1 times or more of the first length W1. If the second length W2 is smaller than 0.1 times the first length W1, the width of the light outputting portion 5a-1 of the light emitting portion 5a is significantly reduced, and the light intensity can be weakened.

한편, 발광부(5a)의 동작 전압은 발광부(5a)의 면적과 반비례할 수 있다. 즉, 제 2 길이(W2)를 감소시킬 경우, 발광부(5a)의 면적이 상대적으로 작아져 소자 구동시 동작 전압과 소모 전력이 상승하고, 열이 발생할 수 있다. 이는 소자의 열화 및 수명 단축을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 제 3 길이(W3)는 제 2 길이(W2)보다 큰 값을 가질 수 있다. 즉, 제 1-2 면(5a-2)을 보다 길게 형성함에 따라 제 1-1 면(5a-1)을 짧게 형성함에 따른 면적의 감소를 보상할 수 있다.On the other hand, the operating voltage of the light emitting portion 5a may be inversely proportional to the area of the light emitting portion 5a. That is, when the second length W2 is reduced, the area of the light emitting portion 5a is relatively small, so that the operating voltage and consumed power increase during driving the device, and heat may be generated. This may lead to deterioration of the device and shortening of its service life. In order to prevent this, the third length W3 may have a value larger than the second length W2. That is, as the first-second surface 5a-2 is formed longer, it is possible to compensate for the decrease in area due to the short formation of the first-first surface 5a-1.

제 3 길이(W3)는 제 2 길이(W2)의 2 내지 50배일 수 있다. 제 3 길이(W3)가 제 2 길이(W2)의 2배보다 작은 값을 가질 경우, 발광부(5a)의 동작 전압이 상승될 수 있다. 제 3 길이(W3)가 제 2 길이(W2)의 50배보다 클 경우, 소자의 전체 면적이 그만큼 넓어져 비효율적일 수 있다.The third length W3 may be 2 to 50 times the second length W2. When the third length W3 is smaller than twice the second length W2, the operating voltage of the light emitting portion 5a can be increased. If the third length W3 is larger than 50 times the second length W2, the entire area of the device may be enlarged to be inefficient.

더불어, 제 3 길이(W3)는 제 1 길이(W1)보다 큰 값을 가질 수 있다. 제 3 길이(W3)가 제 1 길이(W1) 이하일 경우, 발광부(5a)의 면적이 상당히 작아질 수 있다. 즉, 제 3 길이(W3)보다도 더 작은 제 2 길이(W2)로 인하여 발광부(5a)의 면적이 감소하여 동작 전압이 대폭 상승될 수 있다.In addition, the third length W3 may have a larger value than the first length W1. When the third length W3 is equal to or less than the first length W1, the area of the light emitting portion 5a can be significantly reduced. That is, the area of the light emitting portion 5a is reduced due to the second length W2, which is smaller than the third length W3, so that the operating voltage can be greatly increased.

한편, 도 6a에 따른 제 1 변형예는 발광부(5a)가 테이퍼(taper) 구조로 배치될 수 있다. 즉, 발광부(5a)는 제 3 영역(162a-2)으로부터 제 2 영역(162a-1)까지 그 폭이 점점 감소될 수 있다. 여기서, 제 3 영역(162a-2)의 길이(W3)는 제 2 영역(162a-1)의 길이(W2)보다 크다. 또한, 광변조부(5b)의 제 1 영역(162b-1)의 길이(W1)는 제 2 영역(162a-1)의 길이(W2)보다 크다. 그러나, 이러한 형태로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, W3>W1≥W2를 만족하는 모든 형태가 적용될 수 있다.Meanwhile, in the first modification according to FIG. 6A, the light emitting portion 5a may be arranged in a tapered structure. That is, the width of the light emitting portion 5a from the third region 162a-2 to the second region 162a-1 can be gradually reduced. Here, the length W3 of the third area 162a-2 is larger than the length W2 of the second area 162a-1. The length W1 of the first area 162b-1 of the light modulation part 5b is larger than the length W2 of the second area 162a-1. However, the present invention is not limited to such a form, and any form satisfying W3 > W1 &gt;

도 6b에 따른 제 2 변형예를 참조하면, 발광부(5a)는 제 3 영역(162a-2)으로부터 제 1 방향으로 일정 구간은 동일한 폭을 갖도록 배치되고, 그 이후부터 제 2 영역(162a-1)까지 폭이 점점 좁아질 수 있다. 또한, 광변조부(5b)의 폭은 제 2 영역(162a-1)보다 크고, 제 3 영역(162a-2)보다 작을 수 있다. 즉, 도 6b의 제 1 길이(W1), 제 2 길이(W2) 및 제 3 길이(W3)는 W3>W1≥W2의 관계를 가질 수 있다.6B, the light emitting portion 5a is arranged to have the same width in the first direction from the third region 162a-2, and thereafter the second region 162a- 1). The width of the light modulating portion 5b may be larger than the second region 162a-1 and smaller than the third region 162a-2. That is, the first length W1, the second length W2, and the third length W3 in FIG. 6B may have a relationship of W3> W1? W2.

또한, 도 6c를 참조하면, 도 6a와 유사하게 테이퍼 구조를 가지나, 제 3 영역(162a-2)이 곡선 형태를 가질 수 있다. 즉, 제 3 길이(W3)가 곡선 형태를 가짐으로써, 직선 형태의 제 3-1 길이(W3’)보다 더 길어질 수 있다. 이러한 경우, 발광부(5a)의 면적이 보다 커짐으로써 동작 전압, 소모 전력의 감소 효과가 상승될 수 있다. 한편, 도 6c의 경우도 그 형태는 다르나 제 1 길이(W1), 제 2 길이(W2) 및 제 3 길이(W3)는 W3>W1≥W2의 관계를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6C, the third region 162a-2 has a tapered structure similar to FIG. 6A, but may have a curved shape. That is, since the third length W3 has a curved shape, it can be longer than the third-first length W3 'in a straight line shape. In this case, since the area of the light emitting portion 5a is larger, the effect of reducing the operating voltage and consumed power can be increased. 6C, the first length W1, the second length W2, and the third length W3 may have a relationship of W3> W1? W2, though the shape is different.

이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자는 제 1 길이(W1), 제 2 길이(W2) 및 제 3 길이(W3)가 W3>W1≥W2의 관계를 가질 수 있다. 특히, 이러한 관계를 만족한다면 발광부(5a) 및 광변조부(5b)가 어떠한 형태로 배치되어도 무방하다.As described above, the semiconductor device according to the present invention may have a relationship of W3> W1? W2 where the first length W1, the second length W2, and the third length W3. In particular, the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b may be arranged in any form if they satisfy this relationship.

한편, 도면에서는 제 1 방향에 대한 발광부(5a)의 폭이 광변조부(5b)의 폭보다 길게 도시되었다. 그러나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.On the other hand, in the drawing, the width of the light emitting portion 5a in the first direction is longer than the width of the light modulating portion 5b. However, the present invention is not limited to this.

본 발명에 따른 반도체 소자는 발광부(5a)의 광 출사부(제 1-1 면(5a-1) 또는 제 2 영역(162a-1))의 제 2 길이(W2)가 광변조부(5b)의 입력단(제 2-1 면(5b-1) 또는 제 1 영역(162b-1))의 제 1 길이(W1) 이하로 형성됨으로써, 광 손실을 최소화할 수 있다. 따라서, 광변조부(5b)로 입사되는 광의 세기를 증가시키고, 신호의 안정성 및 전달 거리를 증가시킬 수 있다.The semiconductor device according to the present invention is configured such that the second length W2 of the light output portion of the light emitting portion 5a (the first surface 5a-1 or the second region 162a-1) Or less than the first length W1 of the input end (the second surface 1 (5b-1) or the first area 162b-1) of the first area 162b. Therefore, it is possible to increase the intensity of light incident on the light modulator 5b, and to increase the signal stability and transmission distance.

더불어, 발광부(5a)의 제 1-2 면(5a-2)(제 3 영역(162a-2))의 제 3 길이(W3)를 제 1-1 면(5a-1)(제 2 영역(162-a))의 제 2 길이(W2)보다 크게 배치할 수 있다. 따라서, 발광부(5a)의 면적을 보다 증가시켜 구동시 동작 전압과 소모 전력을 낮출 수 있다. 또한, 발열을 감소시켜 발광부(5a)의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, the third length W3 of the first-second surface 5a-2 (third area 162a-2) of the light emitting portion 5a is defined as the first-first surface 5a-1 (162-a)). Therefore, it is possible to further increase the area of the light emitting portion 5a, thereby lowering the operating voltage and consuming power during driving. Further, the heat generation can be reduced, and the reliability and lifetime of the light emitting portion 5a can be improved.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 중, 도 4의 A 부분에 대응되는 영역의 확대도이다.FIG. 7 is an enlarged view of a region corresponding to portion A of FIG. 4 among semiconductor devices according to another embodiment of the present invention. FIG.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자는 발광부(5a), 광변조부(5b) 및 스페이서 영역(5c)을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 소자는 기판(110, 도 3), 반도체 구조물(120), 전극(161, 162a, 162b, 도 3) 및 반사층(270)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자는 반사층(270)이 더 배치되는 것을 제외하면 앞선 실시예와 동일하다. 따라서, 이하에서는 반사층(270)의 구조만을 설명하도록 한다.Referring to FIG. 7, a semiconductor device according to another embodiment of the present invention may include a light emitting portion 5a, a light modulating portion 5b, and a spacer region 5c. The semiconductor device may also include a substrate 110 (FIG. 3), a semiconductor structure 120, electrodes 161, 162a, 162b (FIG. 3), and a reflective layer 270. That is, the semiconductor device according to another embodiment of the present invention is the same as the previous embodiment except that the reflection layer 270 is further disposed. Therefore, only the structure of the reflective layer 270 will be described below.

반사층(270)은 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이에 배치되는 제 2 도전형 반도체층(140) 상에 배치될 수 있다. 반사층(270)은 제 2 도전형 반도체층(140)의 에칭된 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 반사층(270)은 스페이서 영역(5c)의 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c) 상에 배치될 수 있다. 또한, 반사층(270)은 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)뿐 아니라, 제 2-1, 2-2 전극(162a, 162b)의 일부에도 배치될 수 있다. 그러나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.The reflective layer 270 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 140 disposed between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. The reflective layer 270 may be disposed on the etched region of the second conductive semiconductor layer 140. That is, the reflective layer 270 may be disposed on the second conductive type third semiconductor layer 140c of the spacer region 5c. The reflective layer 270 may be disposed not only on the second conductive type third semiconductor layer 140c but also on a portion of the second and first electrodes 2 and 2-2. However, the present invention is not limited to this.

반사층(270)은 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 2개의 층이 적층되어 배치될 수 있다. 또한, 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 2개의 층은 적어도 1회 이상 교대로 적층될 수 있다. 반사층(270)은 DBR(Distribute Bragg Reflector) 또는 OBR(Omni-directional Reflector) 중 선택된 하나이거나, 이들의 조합일 수 있다.The reflective layer 270 may be disposed by stacking at least two layers having different refractive indices. Further, at least two layers having different refractive indices may be alternately laminated at least once. The reflective layer 270 may be a selected one of DBR (Distribute Bragg Reflector) or OBR (Omni-directional Reflector), or a combination thereof.

반사층(270)이 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)에 배치됨으로써, 두께가 상대적으로 얇은 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)에서의 광 손실이 최소화될 수 있다. 구체적으로, 광은 활성층(150)뿐만 아니라 그 주변의 일부 영역까지 확산되어 이동할 수 있다. 이 때, 스페이서 영역(5c)을 통과하는 광은, 발광부(5a)와 광변조부(5b) 사이의 구조 및 굴절율의 불연속성으로 인하여 산란되어 외부로 손실될 수 있다. 또한, 스페이서 영역(5c)에 배치되는 제 2 도전형 제 3 반도체층(140c)의 두께가 상대적으로 얇으므로, 광이 외부로 산란되어 손실될 수도 있다. 따라서, 스페이서 영역(5c)에 반사층(270)을 배치함으로써, 외부로 산란되는 광을 최소화할 수 있다. Since the reflective layer 270 is disposed on the second conductive type third semiconductor layer 140c, light loss in the second conductive type third semiconductor layer 140c having a relatively small thickness can be minimized. Specifically, light can be diffused not only to the active layer 150 but also to a part of the periphery thereof. At this time, the light passing through the spacer region 5c may be scattered to the outside due to the discontinuity of the refractive index and the structure between the light emitting portion 5a and the light modulating portion 5b. In addition, since the thickness of the second conductive type third semiconductor layer 140c disposed in the spacer region 5c is relatively thin, light may be scattered to the outside and may be lost. Therefore, by arranging the reflection layer 270 in the spacer region 5c, the light scattered to the outside can be minimized.

이처럼, 본 발명에 따른 반도체 소자(100)는 반사층(270)을 통해 광이 내부로 반사되도록 함으로써, 광 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 광출력을 향상시킴으로써 소모 전력을 줄이고, 발광부의 수명을 개선시킬 수 있다.In this way, the semiconductor device 100 according to the present invention can minimize light loss by allowing light to be reflected internally through the reflection layer 270. Further, by improving the light output, the power consumption can be reduced and the life of the light emitting portion can be improved.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자와 그 비교예의 전압에 따른 전류 값을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a current value according to a voltage of a semiconductor device and its comparative example according to an embodiment of the present invention.

실시예1(N1)의 경우, 본 발명의 도 6a에 따라 제 1 길이(W1), 제 2 길이(W2) 및 제 3 길이(W3)가 W3>W1≥W2의 관계를 갖도록 반도체 소자를 구현한 것이다. 비교예1(N2)의 경우, 제 1 길이(W1), 제 2 길이(W2), 제 3 길이(W3)를 모두 동일하게 하여 반도체 소자를 구현한 것이다. 여기서, 실시예1(N1)과 비교예1(N2)의 제 1 길이는 동일하게 이루어질 수 있다.In the case of Embodiment 1 (N1), the semiconductor device is implemented so that the first length W1, the second length W2, and the third length W3 have a relation of W3> W1? W2 according to FIG. 6A of the present invention It is. In the case of Comparative Example 1 (N2), the first length W1, the second length W2, and the third length W3 are all the same, thereby realizing a semiconductor device. Here, the first lengths of the first embodiment (N1) and the first comparative example (N2) may be the same.

도 8을 참조하면, 동일한 전류 값에서 실시예1(N1)의 전압 값이 비교예1(N2)의 전압 값보다 작은 것을 알 수 있다. 즉, 실시예1(N1)은 비교예1(N2)에 비하여 발광부(5a)의 면적이 상대적으로 넓음으로써, 저항이 감소될 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the voltage value of Example 1 (N1) is smaller than the voltage value of Comparative Example 1 (N2) at the same current value. That is, in Example 1 (N1), the area of the light-emitting portion 5a is relatively larger than that in Comparative Example 1 (N2), so that the resistance can be reduced.

이처럼, 본 발명에 따른 반도체 소자는 발광부(5a)의 제 1-1 면(5a-1)과 제 1-2 면(5a-2)의 길이를 서로 다르게 형성할 수 있다. 즉, 제 1-2 면(5a-2)의 길이를 제 1-1 면(5a-1)의 길이보다 더 길게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 발광부(5a)는 제 1-1, 1-2 면의 길이가 동일하게 형성된 것보다 면적을 보다 넓힐 수 있다. 이와 같이 하여, 본 발명의 발광 소자는 구동 시 동작 전압, 소모 전력을 낮출 수 있다. 또한, 발열 현상이 개선되어 소자의 수명 및 신뢰성이 개선될 수 있다.As described above, the semiconductor device according to the present invention may have different lengths of the first-first surface 5a-1 and the first-second surface 5a-2 of the light emitting portion 5a. That is, the length of the first-second surface 5a-2 may be longer than the length of the first-first surface 5a-1. Therefore, the light emitting portion 5a of the present invention can have a wider area than that formed by the same lengths of the 1-1, 1-2 surfaces. In this manner, the light emitting device of the present invention can lower the operating voltage and the consumed power at the time of driving. Further, the heat generation phenomenon is improved, and the lifetime and reliability of the device can be improved.

도 9는 본 발명에 따른 광송신 모듈의 개념도이다.9 is a conceptual diagram of an optical transmission module according to the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 광 송신 모듈(5)은 반도체 소자(100), 렌즈 모듈(13) 및 출력 도파로(15)를 포함할 수 있다.9, the optical transmission module 5 according to the present invention may include a semiconductor device 100, a lens module 13, and an output waveguide 15.

반도체 소자(100)는 앞서 설명한 구조를 포함할 수 있다.The semiconductor device 100 may include the structure described above.

렌즈 모듈(13)은 반도체 소자(100)와 출력 도파로(15) 사이에 배치될 수 있다. 렌즈 모듈(13)은 반도체 소자(100)로부터 제공되는 광 신호를 출력 도파로(15)에 제공하는 기능을 포함할 수 있다.The lens module 13 may be disposed between the semiconductor device 100 and the output waveguide 15. The lens module 13 may include a function of providing an optical signal provided from the semiconductor device 100 to the output waveguide 15.

출력 도파로(15)는 렌즈 모듈(13)을 통해서 제공되는 광 신호를 외부로 출력할 수 있다. 출력 도파로(15)는 클래드와 코어를 포함할 수 있고, 렌즈 모듈(13) 및 반도체 소자(100)와 수직방향으로 나란하게 배치될 수 있다.The output waveguide 15 can output the optical signal provided through the lens module 13 to the outside. The output waveguide 15 may include a clad and a core, and may be arranged in parallel with the lens module 13 and the semiconductor device 100 in the vertical direction.

광 송신 모듈(5)은 제 1 커버부, 제 2 커버부 및 제 3 커버부(11A, 11B, 11C)를 포함할 수 있다. 제 1, 2, 3 커버부(11A, 11B, 11C)는 반도체 소자(100), 렌즈 모듈(13) 및 출력 도파로(15)를 각각 커버할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The optical transmission module 5 may include a first cover portion, a second cover portion and a third cover portion 11A, 11B, and 11C. The first, second and third cover parts 11A, 11B and 11C may cover the semiconductor device 100, the lens module 13 and the output waveguide 15, respectively, but are not limited thereto.

본 발명에 따른 반도체 소자는 100m 이하의 10Gbps 고속 광통신으로 예컨대 홈 네트워크, 자동차 등의 근거리 고속 광통신용으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 반도체 소자는 일반적인 레이저 다이오드(발광부)의 제조비용 및 레이저 다이오드와 광변조기(광변조부)의 얼라인 신뢰성 문제를 개선할 수 있다.The semiconductor device according to the present invention can be used for a high-speed optical communication of 10 Gbps or less of 100 m or less and for a short distance high-speed optical communication such as a home network or an automobile. Further, the semiconductor device according to the present invention can improve the manufacturing cost of a general laser diode (light emitting portion) and the aline reliability problem of the laser diode and the optical modulator (light modulation portion).

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100; 반도체 소자 5a; 발광부
5b; 광변조부 5c; 스페이서 영역
5a-1; 제 1-1 면 5a-2; 제 1-2 면
5b-1; 제 2-1 면 110; 기판
120; 반도체 구조물 130; 제 1 도전형 반도체층
140; 제 2 도전형 반도체층 140a; 제 2 도전형 제 1 반도체층
140b; 제 2 도전형 제 2 반도체층 140c; 제 2 도전형 제 3 반도체층
150; 활성층 161; 제 1 전극
162a; 제 2-1 전극 162b; 제 2-2 전극
162a-1; 제 2 영역 162a-2; 제 3 영역
162b-1; 제 1 영역 270; 반사층
100; A semiconductor element 5a; The light-
5b; An optical modulator 5c; Spacer region
5a-1; 1-1 sheet 5a-2; Pages 1-2
5b-1; 2-1 surface 110; Board
120; Semiconductor structure 130; The first conductive semiconductor layer
140; A second conductive semiconductor layer 140a; The second conductive type first semiconductor layer
140b; A second conductive type second semiconductor layer 140c; The second conductive type third semiconductor layer
150; An active layer 161; The first electrode
162a; A second-1 electrode 162b; 2-2 electrode
162a-1; A second region 162a-2; The third region
162b-1; A first region 270; Reflective layer

Claims (13)

제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층 및 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 반도체 구조물;
상기 제 1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제 2-1 전극; 및
상기 제 2 도전형 반도체층 상에 배치되며, 상기 제 2-1 전극과 이격되어 배치되는 제 2-2 전극을 포함하고,
상기 제 2-1 전극과 제 2-2 전극 사이의 상기 제 2 도전형 반도체층의 두께는, 상기 제 2-1 전극 및 제 2-2 전극과 수직으로 중첩되는 제 2 도전형 반도체층의 두께보다 얇고,
상기 제 2-2 전극은 상기 제 2-1 전극과 마주보며, 상기 제 2-1 전극과 거리가 가장 가까운 제 1 영역을 포함하고,상기 제 2-1 전극은 상기 제 2-2 전극과 마주보며 상기 제 2-2 전극과 거리가 가장 가까운 제 2 영역을 포함하며,
상기 제 1 영역의 폭(W1)은 상기 제 2 영역의 폭(W2)과 W1≥W2의 관계를 갖는 반도체 소자.
A semiconductor structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer;
A first electrode disposed on the first conductive semiconductor layer;
A second-1 electrode disposed on the second conductive type semiconductor layer; And
And a second -2 electrode disposed on the second conductivity type semiconductor layer and spaced apart from the second -1 electrode,
The thickness of the second conductivity type semiconductor layer between the second-first electrode and the second-second electrode is preferably set to a thickness of the second conductivity type semiconductor layer vertically overlapped with the second-first electrode and the second- Thinner,
The second electrode includes a first region facing the second electrode, the first electrode having a distance closest to the second electrode, and the second electrode includes a second electrode facing the second electrode, And a second region closer to the second electrode than the second electrode,
Wherein a width (W1) of the first region has a relationship of a width (W2) of the second region and W1? W2.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영역의 폭(W2)은 상기 제 1 영역의 폭(W1)의 0.1배 이상인 반도체 소자.
The method according to claim 1,
And a width (W2) of the second region is 0.1 times or more of a width (W1) of the first region.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2-1 전극은 상기 제 2 영역의 반대편 끝단에 배치되는 제 3 영역을 더 포함하고,
상기 제 3 영역의 폭(W3)은 상기 제 1 영역의 폭(W1)과 W3>W1의 관계를 갖는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
And the second-1 electrode further includes a third region disposed at the opposite end of the second region,
And the width (W3) of the third region has a relationship of a width (W1) of the first region and W3 > W1.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 영역의 폭(W3)은 상기 제 2 영역의 폭(W2)의 2 내지 50배인 반도체 소자.
The method of claim 3,
And the width (W3) of the third region is 2 to 50 times the width (W2) of the second region.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2-1 전극 및 제 2-2 전극은 제 1 방향으로 서로 이격되며,
상기 W1, W2는 제 1 방향과 수직인 제 2 방향에 대한 길이인 반도체 소자.
The method according to claim 1,
The second-first electrode and the second-electrode are spaced apart from each other in the first direction,
And W1 and W2 are lengths in a second direction perpendicular to the first direction.
제 5 항에 있어서,
상기 반도체 구조물의 제 1 도전형 반도체층, 활성층 및 제 2 도전형 반도체층은 제 3 방향으로 배치되며,
상기 제 3 방향은 상기 제 2 방향과 수직인 반도체 소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer of the semiconductor structure are arranged in a third direction,
And the third direction is perpendicular to the second direction.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 도전형 반도체층은,
상기 제 2-1 전극이 배치된 제 2 도전형 제 1 반도체층;
상기 제 2-2 전극이 배치된 제 2 도전형 제 2 반도체층; 및
상기 제 2 도전형 제 1 반도체층과 제 2 도전형 제 2 반도체층 사이에 배치된 제 2 도전형 제 3 반도체층을 포함하는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
The second conductivity type semiconductor layer may include a first conductivity type semiconductor layer,
A second conductive type first semiconductor layer in which the second-1 electrode is disposed;
A second conductive type second semiconductor layer in which the second -2 electrode is disposed; And
And a second conductive type third semiconductor layer disposed between the second conductive type first semiconductor layer and the second conductive type second semiconductor layer.
제 7 항에 있어서,
상기 반도체 소자는, 발광부; 상기 발광부와 이격된 광변조부; 및 상기 발광부와 광변조부 사이에 배치되는 스페이서 영역을 포함하고,
상기 발광부는 상기 제 2 도전형 제 1 반도체층을 포함하고, 상기 광변조부는 상기 제 2 도전형 제 2 반도체층을 포함하고, 상기 스페이서 영역은 상기 제 2 도전형 제 3 반도체층을 포함하는 반도체 소자.
8. The method of claim 7,
The semiconductor device may further include: a light emitting portion; An optical modulation unit spaced apart from the light emitting unit; And a spacer region disposed between the light emitting portion and the light modulating portion,
The light emitting portion may include the second conductive type first semiconductor layer, the light modulating portion may include the second conductive type second semiconductor layer, and the spacer region may include a semiconductor containing the second conductive type third semiconductor layer, device.
제 8 항에 있어서,
상기 발광부에 대응되는 반도체 구조물은 상기 제 2-1 전극의 내측에 배치되고, 상기 광변조부에 대응되는 반도체 구조물은 상기 제 2-2 전극의 내측에 배치되는 반도체 소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the semiconductor structure corresponding to the light emitting portion is disposed inside the second-1 electrode, and the semiconductor structure corresponding to the light modulating portion is disposed inside the second-second electrode.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2-1 전극은 상기 발광부의 상면 전체를 덮도록 배치되고, 상기 제 2-2 전극은 상기 광변조부의 상면 전체를 덮도록 배치되는 반도체 소자.
9. The method of claim 8,
The second-1 electrode is disposed so as to cover the entire upper surface of the light emitting portion, and the second -2 electrode is disposed so as to cover the entire upper surface of the light modulating portion.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 도전형 제 3 반도체층 상에 배치되는 반사층을 더 포함하는 반도체 소자.
8. The method of claim 7,
And a reflective layer disposed on the second conductive type third semiconductor layer.
제 11 항에 있어서,
상기 반사층은 상기 제 2-1 전극 및 제 2-2 전극의 일부를 덮도록 배치되는 반도체 소자.
12. The method of claim 11,
And the reflective layer is disposed so as to cover a part of the second-first electrode and the second-electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 활성층은 상기 제 1 도전형 반도체층 상의 일부 영역에 배치되는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the active layer is disposed in a partial region on the first conductive type semiconductor layer.
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