KR20190119387A - A surface-emitting laser device and light emitting device including the same - Google Patents

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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a surface-emitting laser element and a light emitting device including the same. According to an embodiment of the present invention, the surface-emitting laser element comprises: a first electrode; a first reflective layer on the first electrode; an active region on the first reflective layer; a second reflective layer on the active region; and a second electrode on the second reflective layer. The second electrode includes an ohmic contact layer arranged between the second reflective layer and the second electrode. The ohmic contact layer can directly contact the second reflective layer.

Description

표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치{A SURFACE-EMITTING LASER DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}Surface emitting laser device and light emitting device including the same {A SURFACE-EMITTING LASER DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE SAME}

실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a semiconductor device, and more particularly, to a surface emitting laser device and a light emitting device including the same.

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.A semiconductor device including a compound such as GaN, AlGaN, etc. has many advantages, such as having a wide and easy-to-adjust band gap energy, and can be used in various ways as a light emitting device, a light receiving device, 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 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.Particularly, light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductors have been developed through the development of thin film growth technology and device materials. Various colors such as blue and ultraviolet light can be realized, and efficient white light can be realized by using fluorescent materials or combining colors, and low power consumption, semi-permanent life, and quick response compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps. It has the advantages of speed, 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 device such as a photodetector or a solar cell is also manufactured using a group 3-5 or 2-6 compound semiconductor material of a semiconductor, the development of device materials absorbs light in various wavelength ranges to generate a photocurrent. As a result, light in various wavelength ranges, from gamma rays to radio wavelength ranges, can be used. It also has the advantages of fast response speed, safety, environmental friendliness and easy control of device materials, making it easy to use in power control or microwave circuits or communication modules.

따라서, 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.Therefore, a white light emitting device that can replace a fluorescent light bulb or an incandescent bulb that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a backlight of a transmission module of an optical communication means and a liquid crystal display (LCD) display device. Applications are expanding to diode lighting devices, car headlights and traffic lights, and sensors that detect gas or fire.

또한, 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다. 예를 들어, 종래 반도체 광원소자 기술 중에, 수직공진형 표면발광 레이저(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: VCSEL)가 있는데, 이는 광 통신, 광병렬 처리, 광연결 등에 사용되고 있다. 한편, 이러한 통신용 모듈에서 사용되는 레이저 다이오드의 경우, 저전류에서 작동하기 하도록 설계되어 있다. In addition, applications can be extended to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules. For example, in the conventional semiconductor light source device technology, there is a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL), which is used for optical communication, optical parallel processing, optical connection, and the like. On the other hand, the laser diode used in such a communication module is designed to operate at a low current.

그런데, 이러한 VCSEL을 구조광 센서, LDAF(Laser Diode Autofocus) 등에 적용하게 되면 고전류에서 작동하게 되므로 광도출력이 감소하거나 문턱 전류가 증가하는 등의 문제점이 발생한다.However, when the VCSEL is applied to a structured light sensor, a laser diode autofocus (LDAF), and the like, since the VCSEL operates at a high current, there is a problem of decreasing the light output or increasing the threshold current.

즉, 종래 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)의 에피(Epi) 구조는 기존의 데이터(Data) 광통신용 구조에서는 응답속도가 중요하였으나, 센서용 고전압 패키지(High Power PKG) 개발 시에는 광출력과 전압 효율이 중요한 특성이 된다.In other words, the epitaxial structure of the conventional VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is important in the structure of the existing data optical communication, but the response speed is important, but when developing the high power PKG for the sensor, the light output and voltage Efficiency is an important characteristic.

한편, 종래기술에서는 저전류에서 고전류로 인가됨에 따라 애퍼처 에지(aperture edge)에서의 캐리어 밀도가 급격히 증가하는 전류밀집(current crowding)이 발생하고, 이러한 애퍼처 에지에서의 전류밀집에 의해 전류주입 효율이 저하되는 문제가 있으며, 이러한 문제는 에피층과 전극의 오믹특성이 저하되는 경우 저항(resistance) 증가에 의해 더욱 전기적인 특성이 저하되는 문제가 있다.On the other hand, in the prior art, as the current is applied from low current to high current, current crowding occurs in which the carrier density at the aperture edge rapidly increases, and current injection is performed by the current density at the aperture edge. There is a problem that the efficiency is lowered, and such a problem is that when the ohmic characteristics of the epi layer and the electrode are lowered, there is a problem that the electrical characteristics are further lowered by an increase in resistance.

또한 종래기술에 의하면 고전류 인가됨에 따라 애퍼처 에지(aperture edge)에서의 전류밀집(current crowding) 발생 시 레이저 출사영역인 애퍼처(apertures)의 손상(damage)이 발생할 수 있으며, 저 전류에서 주 모드(dominant mode)가 발진되다가 고전류가 인가됨에 따라 고차 모드(higher mode) 발진으로인해 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)을 증가시키는 광학적 문제가 발생되고 있다.In addition, according to the related art, when a high current is applied, damage of apertures, which are laser emission areas, may occur when current crowding occurs at the aperture edge. As the dominant mode is oscillated and a high current is applied, an optical problem that increases the divergence angle of the beams due to higher mode oscillation occurs.

실시예는 오믹특성을 개선할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.Embodiments provide a surface emitting laser device capable of improving ohmic characteristics and a light emitting device including the same.

또한 실시예는 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same that can prevent damage to the aperture (apertures) or increase in the divergence angle of the beam (radiance angle of beams).

실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 제1 전극(215); 상기 제1 전극(215) 상에 제1 반사층(220); 상기 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230); 상기 활성영역(230) 상에 제2 반사층(250); 상기 제2 반사층(250) 상에 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.The surface emitting laser device according to the embodiment may include a first electrode 215; A first reflective layer 220 on the first electrode 215; An active region 230 on the first reflective layer 220; A second reflective layer 250 on the active region 230; The second electrode 280 may be included on the second reflective layer 250.

실시예는 상기 제1 전극 상에 배치된 기판을 더 포함할 수 있다.The embodiment may further include a substrate disposed on the first electrode.

상기 활성영역은 캐비티 영역을 포함할 수 있다.The active region may include a cavity region.

실시예는 상기 활성영역(230) 상에 배치되며, 애퍼처(aperture) 및 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역을 포함할 수 있다.An embodiment may include an aperture region disposed on the active region 230 and including an aperture and an insulating region.

상기 제2 전극(280)은, 상기 제2 반사층(250)과 상기 제2 전극(280) 사이에 배치되는 오믹컨택층(291)을 포함하며, 상기 오믹컨택층(291)은 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.The second electrode 280 includes an ohmic contact layer 291 disposed between the second reflective layer 250 and the second electrode 280, and the ohmic contact layer 291 is the second reflective layer. Direct contact with 250 is possible.

상기 제2 전극(280)은, 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 포함할 수 있다.The second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284.

상기 컨택 전극(282)은, 상기 오믹컨택층(291)을 관통하여 상기 제2 반사층(250)과 직접 접하는 컨택 전극(282)을 더 포함할 수 있다.The contact electrode 282 may further include a contact electrode 282 penetrating the ohmic contact layer 291 and directly contacting the second reflective layer 250.

상기 컨택 전극(282)은, 하부 컨택전극부(282a)와 상부 컨택전극부(282b)를 포함할 수 있다.The contact electrode 282 may include a lower contact electrode portion 282a and an upper contact electrode portion 282b.

상기 하부 컨택전극부(282a)는 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.The lower contact electrode part 282a may directly contact the second reflective layer 250.

상기 상부 컨택전극부(282b)는 상기 오믹컨택층(291)과 직접 접할 수 있다.The upper contact electrode part 282b may directly contact the ohmic contact layer 291.

상기 제2 전극(280)의 컨택 전극(282)은, 제1 수평 폭(W1)을 구비하는 하부 컨택전극부(282a); 및 상기 제1 수평 폭(W1)에 비해 큰 제2 수평 폭(W2)을 구비하는 상부 컨택전극부(282b);를 포함할 수 있다.The contact electrode 282 of the second electrode 280 may include a lower contact electrode part 282a having a first horizontal width W1; And an upper contact electrode portion 282b having a second horizontal width W2 that is larger than the first horizontal width W1.

상기 제2 반사층(250)은 p형 반사층이며, 상기 오믹컨택층(291)은 n형 오믹컨택층일 수 있다.The second reflective layer 250 may be a p-type reflective layer, and the ohmic contact layer 291 may be an n-type ohmic contact layer.

상기 오믹컨택층(291)의 두께는 100nm 내지 250nm일 수 있다.The ohmic contact layer 291 may have a thickness of about 100 nm to about 250 nm.

실시예는 상기 제2 반사층(250)과 상기 오믹컨택층(291) 사이에 전도성 도트(dot)를 더 포함할 수 있다.The embodiment may further include a conductive dot between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291.

또한 다른 실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 제1 전극(215); 상기 제1 전극(215) 상에 제1 반사층(220); 상기 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230); 상기 활성영역(230) 상에 제2 반사층(250); 상기 제2 반사층(250) 상에 제2 전극(280); 및 상기 제2 반사층(250)과 상기 제2 전극(280) 사이에 패시베이션층(270);을 포함할 수 있다.In addition, the surface-emitting laser device according to another embodiment includes a first electrode 215; A first reflective layer 220 on the first electrode 215; An active region 230 on the first reflective layer 220; A second reflective layer 250 on the active region 230; A second electrode 280 on the second reflective layer 250; And a passivation layer 270 between the second reflective layer 250 and the second electrode 280.

상기 제2 전극(280)은, 상기 제2 반사층(250)과 상기 제2 전극(280) 사이에 배치되는 제2 오믹컨택층(292); 및 상기 제2 오믹컨택층(292) 상에 컨택 전극(282);을 포함할 수 있다.The second electrode 280 may include a second ohmic contact layer 292 disposed between the second reflective layer 250 and the second electrode 280; And a contact electrode 282 on the second ohmic contact layer 292.

상기 제2 오믹컨택층(292)은 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.The second ohmic contact layer 292 may directly contact the second reflective layer 250.

상기 컨택 전극(282)은 상기 제2 오믹컨택층(292)을 관통하지 않고 상기 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다.The contact electrode 282 may be electrically connected to the second reflective layer 250 without passing through the second ohmic contact layer 292.

상기 패시베이션층(270)은 상기 제2 오믹컨택층(292)과 이격될 수 있다.The passivation layer 270 may be spaced apart from the second ohmic contact layer 292.

상기 제2 오믹컨택층(292)은 중심부(292c)와 에지부(292e)를 포함할 수 있다.The second ohmic contact layer 292 may include a central portion 292c and an edge portion 292e.

상기 제2 오믹컨택층(292)의 중심부(292c)는 상기 제2 반사층(250) 상에 상기 애퍼처(241)와 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다.The center portion 292c of the second ohmic contact layer 292 may be disposed on the second reflective layer 250 so as to overlap the aperture 241 up and down.

상기 제2 오믹컨택층의 에지부(292e)는 상기 컨택 전극(282)과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다.The edge portion 292e of the second ohmic contact layer may be disposed to overlap the contact electrode 282 up and down.

실시예의 발광장치는 상기 표면발광 레이저소자를 포함할 수 있다.The light emitting device of the embodiment may include the surface emitting laser device.

실시예는 오믹특성을 개선할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a surface emitting laser device capable of improving ohmic characteristics and a light emitting device including the same.

또한 실시예는 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가하는 것을 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same, which can prevent damage to apertures or increase divergence angle of beams.

도 1은 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 단면도.
도 2a는 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(B1)의 확대도.
도 2b는 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제2 영역(B2)의 확대도.
도 3은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 오믹컨택층 두께에 따른 저항 데이터.
도 4는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 오믹특성 데이터.
도 5a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 광투광성 데이터.
도 5b와 도 5c는 비교예와 실시예에서 광투과 특성 비교예시.
도 6은 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 단면도.
도 7a는 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 단면도.
도 7b는 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제3 영역(B3)의 확대도.
도 8은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 평면도.
도 9a는 도 8에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분 확대도.
도 9b는 도 9a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분 단면도.
도 10a 내지 도 14c는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제조공정도.
도 15는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자가 적용된 이동 단말기의 사시도.1 is a cross-sectional view of a surface emitting laser device according to a first embodiment.
2A is an enlarged view of a first region B1 of the surface emitting laser device according to the first embodiment.
2B is an enlarged view of the second region B2 of the surface emitting laser device according to the first embodiment.
3 is a resistance data according to the thickness of the ohmic contact layer of the surface-emitting laser device according to the embodiment.
4 is ohmic characteristic data of the surface emitting laser device according to the embodiment;
5A is a light transmissive data in the surface emitting laser device according to the embodiment.
5b and 5c are examples of comparing light transmission characteristics in Comparative Examples and Examples.
6 is a cross-sectional view of a surface emitting laser device according to a second embodiment.
7A is a sectional view of a surface emitting laser device according to a third embodiment.
7B is an enlarged view of a third region B3 of the surface emitting laser device according to the third embodiment.
8 is a plan view of a surface emitting laser device according to the embodiment;
9A is an enlarged view of a portion of a surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8;
9B is a partial cross-sectional view of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 9A.
10a to 14c is a manufacturing process diagram of the surface light emitting laser device according to the embodiment.
15 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device is applied according to an embodiment;

이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

실시예의 설명에 있어서, 각 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 element사이에 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, when described as being formed on the "on or under" of each element, the on or under is It includes both the two elements are in direct contact with each other, or one or more other elements are formed indirectly between the two elements. In addition, when expressed as "on" or "under", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.

(실시예)(Example)

도 1은 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the surface emitting laser device 201 according to the first embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)는 제1 전극(215), 기판(210), 제1 반사층(220), 활성영역(230), 애퍼처 영역(240), 제2 반사층(250), 오믹컨택층(291), 제2 전극(280), 패시베이션층(270) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 애퍼처 영역(240)은 애퍼처(241)(aperture) 및 절연영역(242)을 포함할 수 있다. 상기 절영영역(242)은 산화층으로 칭해질 수 있으며, 상기 애퍼처 영역(240)은 산화영역으로 칭해질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 포함할 수 있다. 또한 제2 전극(280)은 오믹컨택층(291)을 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the surface emitting laser device 201 according to the embodiment may include a first electrode 215, a substrate 210, a first reflective layer 220, an active region 230, an aperture region 240, One or more of the second reflective layer 250, the ohmic contact layer 291, the second electrode 280, and the passivation layer 270 may be included. The aperture region 240 may include an aperture 241 and an insulating region 242. The region 242 may be referred to as an oxide layer, and the aperture region 240 may be referred to as an oxide region, but is not limited thereto. The second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284. In addition, the second electrode 280 may include an ohmic contact layer 291.

예를 들어, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)는 제1 전극(215)과, 상기 제1 전극(215) 상에 제1 반사층(220)과, 상기 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230)과, 상기 활성영역(230) 상에 제2 반사층(250)과, 상기 제2 반사층(250) 상에 제2 전극(280)을 포함할 수 있다.For example, the surface emitting laser device 201 according to the embodiment may include a first electrode 215, a first reflective layer 220 on the first electrode 215, and a first reflective layer 220 on the first electrode 215. An active region 230, a second reflective layer 250 on the active region 230, and a second electrode 280 may be included on the second reflective layer 250.

또한 실시예는 상기 제2 반사층(250)과 상기 제2 전극(280) 사이에 배치되는 오믹컨택층(291)을 포함할 수 있으며, 상기 오믹컨택층(291)은 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.In addition, the embodiment may include an ohmic contact layer 291 disposed between the second reflective layer 250 and the second electrode 280, the ohmic contact layer 291 is the second reflective layer 250 Can be directly contacted.

이하 도 1을 중심으로 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)의 기술적 특징을 설명하기로 하며, 도 2a 내지 도 5c를 참조하여 기술적 효과도 함께 설명하기로 한다. 실시예의 도면에서 x축의 방향은 기판(210)의 길이방향에 평행한 방향일 수 있으며, y축은 x축에 수직한 방향일 수 있다.Hereinafter, technical features of the surface-emitting laser device 201 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 1, and technical effects will be described with reference to FIGS. 2A to 5C. In the drawings of the embodiment, the direction of the x-axis may be a direction parallel to the longitudinal direction of the substrate 210, the y-axis may be a direction perpendicular to the x-axis.

<기판, 제1 전극><Substrate, first electrode>

도 1을 참조하면, 실시예에서 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판을 사용할 경우 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면발광 레이저소자(201) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 1, in an embodiment, the substrate 210 may be a conductive substrate or a non-conductive substrate. In the case of using a conductive substrate, a metal having excellent electrical conductivity may be used, and since the heat generated when operating the surface emitting laser device 201 should be sufficiently dissipated, a GaAs substrate or a metal substrate having high thermal conductivity or using silicon (Si ) Substrates and the like can be used.

비전도성 기판을 사용할 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.In the case of using a non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic substrate may be used.

실시예에서 기판(210)의 하부에 제1 전극(215)이 배치될 수 있으며, 상기 제1 전극(215)은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(215)은 금속일 수 있고, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성되어 전기적 특성을 향상시켜 광출력을 높일 수 있다.In an embodiment, the first electrode 215 may be disposed below the substrate 210, and the first electrode 215 may be disposed in a single layer or multiple layers with a conductive material. For example, the first electrode 215 may be a metal and at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). Including a single layer or a multi-layer structure to improve the electrical characteristics can increase the light output.

<제1 반사층, 제2 반사층><1st reflective layer, 2nd reflective layer>

도 1을 참조하면, 실시예는 기판(210) 상에 배치되는 제1 반사층(220), 활성영역(230), 절연영역(242), 제2 반사층(250)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an embodiment may include a first reflective layer 220, an active region 230, an insulating region 242, and a second reflective layer 250 disposed on a substrate 210.

도 2a는 도 1에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1 영역(B1)의 확대도이며, 이하 도 2a를 참조하여 실시예의 실시예에 따른 표면발광 레이저소자를 설명하기로 한다.FIG. 2A is an enlarged view of the first region B1 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 1, and the surface light emitting laser device according to the embodiment of the embodiment will be described with reference to FIG. 2A.

상기 제1 반사층(220)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type. For example, the first conductivity type dopant may include an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.

또한 상기 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.In addition, the first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a distributed bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which a first layer and a second layer made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 도 2a와 같이, 상기 제1 반사층(220)은 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 상기 제1 그룹 제1 반사층(221) 상에 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 2A, the first reflective layer 220 is disposed on the first group first reflective layer 221 and the first group first reflective layer 221 disposed on the substrate 210. The second group first reflective layer 222 may be included.

제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어진 복수의 층을 구비할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may include a plurality of layers made of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). As the Al in each layer increases, the refractive index of each layer may decrease, and as Ga increases, the refractive index of each layer may increase.

그리고, 각각의 층의 두께는 λ/4n일 수 있고, λ는 활성영역(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980나노미터(nm)일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)은 약 940 나노미터의 파장 영역의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.In addition, the thickness of each layer may be λ / 4n, λ may be a wavelength of light generated in the active region 230, and n may be a refractive index of each layer with respect to light having the aforementioned wavelength. Here, λ may be 650 to 980 nanometers (nm), and n may be the refractive index of each layer. The first reflective layer 220 having such a structure may have a reflectance of 99.999% for light in a wavelength region of about 940 nanometers.

각 제1 반사층(220)에서의 층의 두께는 각각의 굴절률과 활성영역(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.The thickness of the layer in each of the first reflective layers 220 may be determined according to the refractive index and the wavelength λ of the light emitted from the active region 230.

또한 도 2a와 같이, 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2A, the first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may also be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively.

예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1 그룹 제1-1 층(221a)과 제1 그룹 제1-2 층(221b)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제1 그룹 제1-1 층(221a)은 상기 제1 그룹 제1-2 층(221b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 그룹 제1-1 층(221a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제1 그룹 제1-2 층(221b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.For example, the first group first reflective layer 221 may include about 30-40 pairs of the first group first-first layer 221a and the first group first-second layer 221b. have. The first group first-first layer 221a may be formed thicker than the first group first-second layer 221b. For example, the first group first-first layer 221a may be formed at about 40 to 60 nm, and the first group first-2 layer 221b may be formed at about 20-30 nm.

또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제2 그룹 제1-1 층(222a)과 제2 그룹 제1-2 층(222b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제2 그룹 제1-1 층(222a)은 상기 제2 그룹 제1-2 층(222b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 그룹 제1-1 층(222a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제2 그룹 제1-2 층(222b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.In addition, the second group first reflective layer 222 may also include about 5 to 15 pairs of the second group first-first layer 222a and the second group first-second layer 222b. The second group first-first layer 222a may be formed thicker than the second group first-second layer 222b. For example, the second group 1-1 layer 222a may be formed at about 40 nm to about 60 nm, and the second group 1-2 layer 222 b may be formed at about 20 nm to about 30 nm.

또한 도 2a와 같이, 상기 제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2A, the second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, and the second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. The second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, or the like. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

상기 제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflective layer 250 may also be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 그리고, 제2 반사층(250)의 각 층의 두께는 λ/4n이고, λ는 활성층에서 방출되는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다.Each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be formed of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). Herein, when Al increases, the refractive index of each layer may decrease, and when Ga increases, the refractive index of each layer may increase. In addition, the thickness of each layer of the second reflective layer 250 may be λ / 4n, λ may be a wavelength of light emitted from the active layer, and n may be a refractive index of each layer with respect to light having the aforementioned wavelength.

이러한 구조의 제2 반사층(250)은 약 940 나노미터의 파장 영역의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.The second reflective layer 250 having such a structure may have a reflectance of 99.9% with respect to light in a wavelength region of about 940 nanometers.

상기 제2 반사층(250)은 층들이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 층들의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 층들의 페어 수보다 더 많을 수 있으며, 이때 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999% 정도로서 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다. The second reflective layer 250 may be formed by alternately stacking layers, and the number of pairs of layers in the first reflective layer 220 may be greater than the number of pairs of layers in the second reflective layer 250. In this case, as described above, the reflectance of the first reflective layer 220 may be about 99.999%, which may be greater than 99.9% of the reflectance of the second reflective layer 250.

실시예에서 제2 반사층(250)은 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 상기 활성영역(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the second reflective layer 250 is spaced apart from the first region second reflecting layer 251 and the first group second reflecting layer 251 adjacent to the active region 230 in the active region 230. The second group second reflective layer 252 may be disposed.

도 2a와 같이, 제1 그룹 제2 반사층(251)과 제2 그룹 제2 반사층(252)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2A, the first group second reflective layer 251 and the second group second reflective layer 252 may also be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively.

예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제1 그룹 제2-1 층(251a)과 제1 그룹 제2-2 층(251b)의 약 1~5 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제1 그룹 제2-1 층(251a)은 상기 제1 그룹 제2-2 층(251b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 그룹 제2-1 층(251a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제1 그룹 제2-2 층(251b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.For example, the first group second reflective layer 251 may include about 1 to 5 pairs of the first group 2-1 layer 251a and the first group 2-2 layer 251b. have. The first group 2-1 layer 251a may be formed thicker than the first group 2-2 layer 251b. For example, the first group 2-1 layer 251a may be formed at about 40-60 nm, and the first group 2-2 layer 251b may be formed at about 20-30 nm.

또한, 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2 그룹 제2-1 층(252a)과 제2 그룹 제2-2 층(252b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. 상기 제2 그룹 제2-1 층(252a)은 상기 제2 그룹 제2-2 층(252b)보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 그룹 제2-1 층(252a)은 약 40~60nm로 형성될 수 있고, 상기 제2 그룹 제2-2 층(252b)은 약 20~30nm로 형성될 수 있다.In addition, the second group second reflection layer 252 may also include about 5 to 15 pairs of the second group 2-1 layer 252a and the second group 2-2 layer 252b. The second group 2-1 layer 252a may be formed thicker than the second group 2-2 layer 252b. For example, the second group 2-1 layer 252a may be formed at about 40 to 60 nm, and the second group 2-2 layer 252b may be formed at about 20 to 30 nm.

<활성영역><Active area>

계속하여 도 2a를 참조하면, 활성영역(230)이 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250) 사이에 배치될 수 있다.2A, the active region 230 may be disposed between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250.

상기 활성영역(230)은 활성층(232)과 적어도 하나 이상의 캐비티(231, 233)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a와 같이, 상기 활성영역(230)은 활성층(232)과, 상기 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 활성영역(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.The active region 230 may include an active layer 232 and at least one cavity 231 and 233. For example, as shown in FIG. 2A, the active region 230 includes an active layer 232, a first cavity 231 disposed below the active layer 232, and a second cavity 233 disposed above the active layer 232. It may include. In an exemplary embodiment, the active region 230 may include both the first cavity 231 and the second cavity 233, or may include only one of the two.

상기 활성층(232)은 단일 우물구조, 다중 우물구조, 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물(MQW: Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The active layer 232 may include any one of a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, and a quantum line structure.

상기 활성층(232)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층(232a)과 장벽층(232b)을 포함할 수 있다. 상기 우물층(232a)은 상기 장벽층(232b)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 활성층(232)은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 활성층(232)에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다.The active layer 232 may include a well layer 232a and a barrier layer 232b using a compound semiconductor material of group III-V elements. The well layer 232a may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer 232b. The active layer 232 may be formed in a 1 to 3 pair structure such as InGaAs / AlxGaAs, AlGaInP / GaInP, AlGaAs / AlGaAs, AlGaAs / GaAs, GaAs / InGaAs, but is not limited thereto. Dopants may not be doped in the active layer 232.

다음으로 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. Next, the first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of Al y Ga (1-y) As (0 <y <1) material, but is not limited thereto. For example, the first cavity 231 and the second cavity 233 may each include a plurality of layers made of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 상기 제1-2 캐비티층(231b)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first cavity 231 may include a first-first cavity layer 231a and a first-second cavity layer 231b. The first-first cavity layer 231a may be further spaced apart from the active layer 232 than the first-second cavity layer 231b. The first-first cavity layer 231a may be formed thicker than the first-second cavity layer 231b, but is not limited thereto.

또한 상기 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 상기 활성층(232)에서 더 이격될 수 있다. 상기 제2-2 캐비티층(233b)은 상기 제2-1 캐비티층(233a)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 제2-2 캐비티층(233b)이 약 60~70nm로 형성되고, 상기 제1-1 캐비티층(231a)은 약 40~55nm로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the second cavity 233 may include a 2-1 cavity layer 233a and a 2-2 cavity layer 233b. The 2-2 cavity layer 233b may be further spaced apart from the active layer 232 than the 2-1 cavity layer 233a. The 2-2 cavity layer 233b may be formed thicker than the 2-1 cavity layer 233a, but is not limited thereto. In this case, the second-second cavity layer 233b may be formed to about 60 to 70 nm, and the first-first cavity layer 231a may be formed to about 40 to 55 nm, but is not limited thereto.

<애퍼처 영역><Aperture area>

다시 도 1을 참조하면, 실시예에서 애퍼처 영역(240)은 절연영역(242)과 애퍼처(241)를 포함할 수 있다. 상기 애퍼처 영역(240)은 개구영역으로 칭해질 수도 있다.Referring back to FIG. 1, in an embodiment, the aperture region 240 may include an insulation region 242 and an aperture 241. The aperture region 240 may be referred to as an opening region.

상기 절연영역(242)은 절연층, 예를 들어 알루미늄 산화물로 이루어져서 전류 차단영역으로 작용할 수 있으며, 절연영역(242)에 의해 광 발산 영역인 애퍼처(241)가 정의될 수 있다.The insulating region 242 may be formed of an insulating layer, for example, aluminum oxide, to act as a current blocking region, and the aperture 241 may be defined by the insulating region 242.

예를 들어, 상기 애퍼처 영역(240)이 AlGaAs(aluminum gallium arsenide)를 포함하는 경우, 애퍼처 영역(240)의 AlGaAs가 H2O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al2O3)로 변함에 따라 절연영역(242)이 형성될 수 있고, H2O와 반응하지 않은 중앙영역은 AlGaAs로 이루어진 애퍼처(241)가 될 수 있다.For example, when the aperture region 240 includes aluminum gallium arsenide (AlGaAs), AlGaAs of the aperture region 240 reacts with H 2 O to change the edge to aluminum oxide (Al 2 O 3 ). The insulating region 242 may be formed, and the central region that does not react with H 2 O may be an aperture 241 made of AlGaAs.

실시예에 의하면, 애퍼처(241)를 통해 활성영역(230)에서 발광된 광을 상부 영역으로 방출할 수 있으며, 절연영역(242)과 비교하여 애퍼처(241)의 광 투과율이 우수할 수 있다.According to an embodiment, the light emitted from the active region 230 through the aperture 241 may be emitted to the upper region, and the light transmittance of the aperture 241 may be superior to that of the insulating region 242. have.

도 2a를 참조하면 상기 절연영역(242)은 복수의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어 제1 절연층(242a) 및 제2 절연층(242b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(242a)의 두께는 상기 제2 절연층(242b)과 서로 같거나 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2A, the insulating region 242 may include a plurality of layers. For example, the insulating region 242 may include a first insulating layer 242a and a second insulating layer 242b. The first insulating layer 242a may have a thickness that is the same as or different from that of the second insulating layer 242b.

<제2 전극, 오믹컨택층, 패시베이션층><Second electrode, ohmic contact layer, passivation layer>

다시 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 표면방출 레이저소자(201)는 애퍼처(241)의 둘레의 영역에서 제2 반사층(250)으로부터 절연영역(242)과 활성영역(230)까지 메사 식각 될 수 있다. 또한, 제1 반사층(220)의 일부까지도 메사 식각될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the surface-emitting laser device 201 according to the embodiment has mesa etching from the second reflective layer 250 to the insulating region 242 and the active region 230 in the region around the aperture 241. Can be. In addition, even a part of the first reflective layer 220 may be mesa etched.

제2 반사층(250) 상에는 제2 전극(280) 배치될 수 있으며, 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 전극(280)은 오믹컨택층(291)을 포함할 수 있다.The second electrode 280 may be disposed on the second reflective layer 250, and the second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284. In addition, the second electrode 280 may include an ohmic contact layer 291.

상기 컨택 전극(282)의 사이의 영역에서 제2 반사층(250)이 노출되는 영역은 상술한 애퍼처(241)와 대응될 수 있다. 상기 컨택 전극(282)은 제2 반사층(250)과 패드 전극(284) 사이의 접촉특성을 향상시킬 수 있다.The region where the second reflective layer 250 is exposed in the region between the contact electrodes 282 may correspond to the aperture 241 described above. The contact electrode 282 may improve the contact between the second reflective layer 250 and the pad electrode 284.

제2 전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(280)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The second electrode 280 may be made of a conductive material, for example, may be a metal. For example, the second electrode 280 may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It may be formed into a structure.

도 1에서 메사 식각된 발광 구조물의 측면과 상부면 및 제1 반사층(220)의 상부면에 패시베이션층(270)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 소자 단위로 분리된 표면방출 레이저소자(201)의 측면에도 배치되어, 표면방출 레이저소자(201)를 보호하고 절연시킬 수 있다. 패시베이션층(270)은 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(270)은 폴리이미드(Polymide), 실리카(SiO2), 또는 질화 실리콘(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In FIG. 1, a passivation layer 270 may be disposed on the side and top surfaces of the mesa-etched light emitting structure and the top surface of the first reflective layer 220. The passivation layer 270 may also be disposed on the side surface of the surface emitting laser device 201 separated by device units to protect and insulate the surface emitting laser device 201. The passivation layer 270 may be made of an insulating material, for example, nitride or oxide. For example, the passivation layer 270 may include at least one of polyimide, silica (SiO 2 ), or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

패시베이션층(270)은 발광 구조물의 상부면에서의 두께가 컨택 전극(282)보다 얇을 수 있으며, 이를 통해 컨택 전극(282)이 패시베이션층(270) 상부로 노출될 수 있다. 노출된 컨택 전극(282)과 전기적으로 접촉하며 패드 전극(284)이 배치될 수 있는데, 패드 전극(284)은 패시베이션층(270)의 상부로 연장되어 배치되어 외부로부터 전류를 공급받을 수 있다.The passivation layer 270 may be thinner than the contact electrode 282 at the top surface of the light emitting structure, and thus the contact electrode 282 may be exposed to the top of the passivation layer 270. The pad electrode 284 may be disposed in electrical contact with the exposed contact electrode 282. The pad electrode 284 extends over the passivation layer 270 to receive current from the outside.

한편, 실시예는 오믹특성을 개선할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.On the other hand, an embodiment is to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same that can improve the ohmic characteristics.

또한 실시예는 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same that can prevent damage to the aperture (apertures) or increase in the divergence angle of the beam (radiance angle of beams).

도 2b는 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제2 영역(B2)의 확대도이다.2B is an enlarged view of the second region B2 of the surface emitting laser device according to the first embodiment.

도 2b를 참조하면, 실시예는 상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 상기 제2 반사층(250)과 상기 제2 전극(280) 사이에 배치되는 오믹컨택층(291)을 포함할 수 있으며, 상기 오믹컨택층(291)은 상기 제2 반사층(250)과 직접 접함으로써 제2 반사층(250)과 오믹컨택층(291) 간의 오믹접촉을 형성하여 전기적 특성을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있다.Referring to FIG. 2B, in order to solve the technical problem, the embodiment may include an ohmic contact layer 291 disposed between the second reflective layer 250 and the second electrode 280. The contact layer 291 is in direct contact with the second reflective layer 250 to form an ohmic contact between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291, thereby improving the electrical characteristics.

예를 들어, 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 구비할 수 있으며, 상기 컨택 전극(282)이 오믹컨택층(291)을 통해 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다.For example, the second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284, and the contact electrode 282 may pass through the ohmic contact layer 291 to the second reflective layer 250. And can be electrically connected.

상기 오믹컨택층(291)은 ITO, AZO, GZO, ZnO, Y2O3, ZrO2 등 중에 어느 하나 이상일 수 있다.The ohmic contact layer 291 may be one or more of ITO, AZO, GZO, ZnO, Y 2 O 3 , ZrO 2, and the like.

또한 상기 제2 전극(280)의 일부는 상기 오믹컨택층(291)을 관통하여 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.In addition, a portion of the second electrode 280 may directly contact the second reflective layer 250 through the ohmic contact layer 291.

예를 들어, 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 구비할 수 있으며, 상기 컨택 전극(282)은 하부 컨택전극부(282a)와 상부 컨택전극부(282b)를 구비할 수 있으며, 상기 하부 컨택전극부(282a)는 제2 반사층(250)과 직접 접하며, 상부 컨택전극부(282b)는 오믹컨택층(291)과 직접 접할 수 있다.For example, the second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284, and the contact electrode 282 may include a lower contact electrode portion 282a and an upper contact electrode portion 282b. The lower contact electrode part 282a may directly contact the second reflective layer 250, and the upper contact electrode part 282b may directly contact the ohmic contact layer 291.

예를 들어, 상기 제2 전극(280)의 컨택 전극(282)은 제1 수평 폭(W1)을 구비하는 하부 컨택전극부(282a)와 제1 수평 폭(W1)에 비해 큰 제2 수평 폭(W2)을 구비하는 상부 컨택전극부(282b)를 포함할 수 있다.For example, the contact electrode 282 of the second electrode 280 has a second horizontal width larger than the lower contact electrode portion 282a having the first horizontal width W1 and the first horizontal width W1. It may include an upper contact electrode portion 282b having a (W2).

상기 컨택 전극(282)의 하부 컨택전극부(282a)는 상기 제2 반사층(250)과 직접 접촉할 수 있으며, 상기 컨택 전극(282)의 상부 컨택전극부(282b)는 오믹컨택층(291) 상에 배치되어 상기 오믹컨택층(291)이 제2 반사층(250)과 직접 접하여 상기 오믹컨택층(291)을 통해 상기 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. The lower contact electrode part 282a of the contact electrode 282 may directly contact the second reflective layer 250, and the upper contact electrode part 282b of the contact electrode 282 may be an ohmic contact layer 291. The ohmic contact layer 291 may be directly contacted with the second reflective layer 250 to be electrically connected to the second reflective layer 250 through the ohmic contact layer 291.

도 1을 참조하면, 실시예에 의하면, 상기 제2 전극(280)에서 컨택 전극(282)의 하부 컨택전극부(282a)가 제2 반사층(250)과 접하여 제1 전류(C1)가 애퍼처(241)에 주입될 수 있으며, 컨택 전극(282)의 상부 컨택전극부(282b)가 오믹컨택층(291)을 통해 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결됨으로써 제2 전류(C2)가 애퍼처(241)에 효율적으로 주입될 수 있다.Referring to FIG. 1, in the second electrode 280, the lower contact electrode part 282a of the contact electrode 282 contacts the second reflective layer 250 so that the first current C1 is apertured. The second current C2 may be injected to the second reflection layer 250 through the ohmic contact layer 291. The upper contact electrode portion 282b of the contact electrode 282 may be electrically injected into the second reflection layer 250. It can be efficiently injected into the aperture 241.

도 3는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 오믹컨택층 두께에 따른 저항 데이터이다.3 is resistance data according to the thickness of an ohmic contact layer in the surface emitting laser device according to the embodiment.

실시예에 의하면, 상기 오믹컨택층(291)의 두께를 약 100nm 내지 약 250nm인 제1 두께(T1)로 제어함으로써 오믹컨택층(291)과 제2 반사층(250) 간의 높은 오믹특성을 얻을 수 있으며, 면저항(Rs)이 현저히 저하될 수 있다.According to an embodiment, by controlling the thickness of the ohmic contact layer 291 to a first thickness T1 of about 100 nm to about 250 nm, high ohmic characteristics between the ohmic contact layer 291 and the second reflective layer 250 may be obtained. In addition, the sheet resistance Rs may be significantly reduced.

한편, 비교예에서는 오믹컨택층(291)의 두께가 제2 두께(T2)인 경우 오믹특성의 구현이 되지 못하며 면저항이 높게 발생된다.On the other hand, in the comparative example, when the thickness of the ohmic contact layer 291 is the second thickness T2, the ohmic characteristics are not realized and the sheet resistance is high.

예를 들어, 아래 표 1 및 도 3와 같이 비교예에서 오믹컨택층의 두께가 20nm 내지 60m 경우, 면저항이 180 내지 37 ohm/sq로 높게 발생된다.For example, when the thickness of the ohmic contact layer is 20 nm to 60 m in the comparative example as shown in Table 1 and FIG. 3 below, the sheet resistance is generated as high as 180 to 37 ohm / sq.

그런데, 실시예와 같이 오믹컨택층(291)의 두께를 100 nm 내지 250nm로 제어하는 경우 면저항을 현저히 낮게 제어가 가능하다. 예를 들어, 오믹컨택층(291)의 두께를 110 nm 내지 210nm로 제어하는 경우 면저항이 18 내지 7 ohm/sq로 현저히 낮게 제어가 가능하다.However, when the thickness of the ohmic contact layer 291 is controlled to 100 nm to 250 nm as in the embodiment, it is possible to control the sheet resistance significantly. For example, when the thickness of the ohmic contact layer 291 is controlled to 110 nm to 210 nm, the sheet resistance can be significantly lowered to 18 to 7 ohm / sq.

ITO 두께(nm)ITO thickness (nm) 2020 4040 5050 6060 110110 160160 210210 면저항(ohm/sq)Sheet resistance (ohm / sq) 180180 8080 5050 3737 1818 1111 77

다음으로, 도 4와 아래 표2는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 오믹특성 데이터이다. 표 2에서 E-04은 10-4을 의미할 수 있다.4 and Table 2 below are ohmic characteristic data of the surface-emitting laser device according to the embodiment. In Table 2, E-04 may mean 10 −4 .

p-GaAs / ITOp-GaAs / ITO 열처리Heat treatment As-dep(비교예)As-dep 250℃250 ℃ 350℃350 ℃ 450℃450 ℃ 컨택저항(ohm*cm2)Contact Resistance (ohm * cm 2 ) Non-OhmicNon-ohmic 2.7E-042.7E-04 1.0E-041.0E-04 1.0E-041.0E-04

우선 실시예에서 상기 제2 반사층(250)은 p형 반사층이며, 상기 오믹컨택층(291)은 n형의 도전성을 띌 수 있다.In an embodiment, the second reflective layer 250 may be a p-type reflective layer, and the ohmic contact layer 291 may have n-type conductivity.

이에 따라 종래기술에서는 n형의 도전성의 ITO를 p형 반사층 상에 오믹컨택층으로 채용하지 못하는 기술적 한계가 있었다.Accordingly, in the prior art, there is a technical limitation in that n-type conductive ITO cannot be adopted as an ohmic contact layer on the p-type reflective layer.

예를 들, 표 2와 도 4에서 보듯이, p형 반사층, 예를 들어 p-GaAs 상에 ITO가 형성된 후 별다른 조치가 되지는 않는 비교예의 경우(As-dep)는 비-오믹(Non-Ohmic) 결과가 나오게 된다.For example, as shown in Table 2 and FIG. 4, the comparative example (As-dep), which does not take any action after the formation of ITO on a p-type reflective layer, for example p-GaAs, is non-ohmic. Ohmic) results.

반면, 실시예와 같이 p형 반사층, 예를 들어 p-GaAs 상에 ITO가 형성된 후 소정의 어닐링(annealing) 처리를 진행하는 경우 100 nm 내지 250nm의 두께에서 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.On the other hand, when ITO is formed on a p-type reflective layer, for example p-GaAs, and then subjected to annealing, as in the embodiment, there is a technical effect that can realize high ohmic characteristics at a thickness of 100 nm to 250 nm. have.

예를 들어, 제2 반사층(250)인 p-GaAs 상에 오믹컨택층(291)으로 ITO가 형성된 후 200℃ 내지 500℃에서 소정의 어닐링(annealing) 처리를 진행하는 경우 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.For example, when ITO is formed as an ohmic contact layer 291 on p-GaAs, which is the second reflective layer 250, and a predetermined annealing treatment is performed at 200 ° C. to 500 ° C., high ohmic characteristics are realized. There is a possible technical effect.

예를 들어, 제2 반사층(250)인 p-GaAs 상에 오믹컨택층(291)으로 ITO가 형성된 후 250℃ 내지 450℃에서 어닐링(annealing) 처리를 진행하는 경우 더욱 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.For example, when ITO is formed on the p-GaAs as the second reflective layer 250 as the ohmic contact layer 291, the annealing process may be performed at 250 ° C. to 450 ° C., thereby enabling higher ohmic characteristics. There is a technical effect.

좀 더 구체적으로 설명하면, 오믹(Ohmic)의 물리적 조건으로 각 물질의 일함수(Φ: work function)를 고려하여야 하는데 오믹특성이 되기 위해서는 오믹층의 일함수가 p형 반사층의 일함수에 비해 커야 한다.In more detail, the work function of each material (Φ) should be considered as the physical condition of ohmic. In order to be an ohmic characteristic, the work function of the ohmic layer must be larger than the work function of the p-type reflective layer. do.

그런데, 일반적으로 ITO의 일함수는 약 4.3eV이고 p-GaAs의 일함수는 약 5.5eV이므로, p-GaAs 상에 TIO 증착시 오믹특성의 구현이 되지 않게 된다.However, in general, since the work function of ITO is about 4.3 eV and the work function of p-GaAs is about 5.5 eV, the ohmic characteristics are not realized when TIO is deposited on p-GaAs.

그런데, 실시예에서는 p-GaAs 상에 ITO를 증착 후 소정의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.However, in the exemplary embodiment, there is a technical effect that high ohmic characteristics may be realized by tunneling in ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through a predetermined annealing process after depositing ITO on p-GaAs. .

예를 들어, 실시예에 의하면 p-GaAs 상에 ITO를 증착후 200℃ 내지 500℃ 범위 및 질소분위기에서 소정의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, the tunneling effect in the ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through a predetermined annealing process in a range of 200 ° C to 500 ° C and a nitrogen atmosphere after deposition of ITO on p-GaAs. There is a technical effect that can implement a high ohmic characteristics.

또한 실시예에 의하면 p-GaAs 상에 ITO를 증착후 250℃ 내지 450℃ 범위에서 질소분위기에서 약 1분 내외의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 더욱 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.In addition, according to the embodiment, the tunneling effect in the ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through an annealing process of about 1 minute in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. to 450 ° C. after deposition of ITO on p-GaAs. There is a technical effect that can implement a higher ohmic characteristics.

예를 들어, 실시예에 따라 p-GaAs 표면에 Ga과 ITO의 인듐(Indium)이 어닐링(annealing) 시, Ga-In 고용체(solid solution) 형성을 위해 Ga 아웃 디퓨젼(out-diffusion)이 발생하여 p-GaAs 표면에 Ga 베이컨시(vacancy), 즉 어셉터(acceptor)가 증가할 수 있다.For example, when an indium of Ga and ITO is annealed on a p-GaAs surface, Ga out-diffusion occurs to form a Ga-In solid solution. As a result, Ga vacancy (ie, an acceptor) may be increased on the p-GaAs surface.

또한 실시예에 의하면 어닐링(annealing) 시 Ga out-diffusion으로 인한 Ga-In-Sn-(Oxide) compound 형성으로 p-GaAs 상부 표면층은 deep acceptor like Ga vacancies 형성되어 캐리어 농도(Carrier Concentration)가 증가할 수 있고, 이에 따라 터널링(Tunneling)으로 인한 p-GaAs / ITO ohmic 형성이 가능할 수 있다.In addition, according to the embodiment, a Ga-In-Sn- (Oxide) compound is formed due to Ga out-diffusion during annealing, and the upper surface layer of p-GaAs is formed as a deep acceptor like Ga vacancies, thereby increasing carrier concentration As a result, p-GaAs / ITO ohmic formation may be possible due to tunneling.

다음으로 실시예의 기술적 과제 중 의 하나는, 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.Next, one of the technical problems of the embodiment is to provide a surface emitting laser device capable of preventing damage to apertures or increasing divergence angle of beams, and a light emitting device including the same. do.

도 5a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 광 투광성 데이터이다. 5A shows light transmissive data in the surface emitting laser device according to the embodiment.

도 5a와 같이, 실시예에 의하면 제2 반사층(250) 상에 오믹컨택층(291)을 약 100nm 내지 250nm로 형성함으로써 광 투과성이 현저히 향상되는 기술적 효과가 있다.As shown in FIG. 5A, according to the exemplary embodiment, the ohmic contact layer 291 is formed on the second reflective layer 250 at about 100 nm to 250 nm, thereby improving the light transmittance.

예를 들어, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자가 적용 가능한 파장(λ1)이 약 800nm 내지 1,000nm인 경우에, 오믹컨택층의 굴절률은 약 1.6 내지 2.2일 수 있으며, 유전율(k)은 약 0.1 이하일 수 있다.For example, when the wavelength λ 1 applicable to the surface-emitting laser device according to the embodiment is about 800 nm to 1,000 nm, the refractive index of the ohmic contact layer may be about 1.6 to 2.2, and the dielectric constant k is about 0.1. It may be:

도 5b와 도 5c는 비교예와 실시예에서 광투과 특성 비교예시이다.5B and 5C show comparative examples of light transmission characteristics in Comparative Examples and Examples.

예를 들어, 도 5b와 같이, 비교예인 LED 기술에서는 LED의 주요 파장(λ2)이 약 450nm 인 경우에, 도 5a와 같이 가장 높은 투과도(highest transmittance)의 두께는 약 100nm로 나타나지만, 도 5b와 같이 실제 LED 적용시 ITO 두께는 약 40nm가 된다. 이유는 LED는 볼륨(volume) 발광소자이므로 얇은(thin) ITO가 유리하며, 100nm 이상 적용 시 파워(Power) 하락의 이슈가 있다.For example, as shown in FIG. 5B, in the LED technology of Comparative Example, when the main wavelength λ 2 of the LED is about 450 nm, the thickness of the highest transmittance appears as about 100 nm as shown in FIG. 5A. Likewise, the actual ITO thickness is about 40nm. The reason is that since LED is a volume light emitting device, thin ITO is advantageous, and there is an issue of power drop when applied to 100 nm or more.

반면, 도 5c와 같이 실시예에 따른 표면발광 레이저소자 적용시에는 포톤(photon)의 레이징(lasing)으로 인한 수직성분의 두께만 고려하게 되므로 VCSEL 파장을 고려하여 두꺼운(thick) ITO의 고려가 가능하며, 실시예에 따라 약 100nm 내지 250nm의 두께에서 광투과성이 현저히 향상되는 기술적 효과가 있다.On the other hand, when applying the surface-emitting laser device according to the embodiment as shown in Figure 5c only the thickness of the vertical component due to the laser (lasing) of the photon (photon) is considered, considering the thick ITO in consideration of the VCSEL wavelength Possible, there is a technical effect that the light transmittance is significantly improved at a thickness of about 100nm to 250nm according to the embodiment.

실시예에 의하면, 제2 반사층(250) 상에 배치되는 오믹컨택층(291)에 의해 AR(anti-reflection) 코팅(Coating)으로 인한 광학적 특성 향상될 수 있다.According to the embodiment, the optical properties due to the anti-reflection (AR) coating may be improved by the ohmic contact layer 291 disposed on the second reflective layer 250.

또한 실시예는 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same, which can prevent damage to apertures or increase in divergence angle of beams.

이에 따라 실시예에 의하면, 상기 오믹컨택층(291)의 두께를 약 100nm 내지 약 250nm인 제1 두께(T1)로 제어함으로써 오믹컨택층(291)과 제2 반사층(250) 간의 높은 오믹특성을 얻을 수 있으며, 면저항(Rs)이 현저히 저하될 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.Accordingly, in some embodiments, the ohmic contact layer 291 has a high ohmic characteristic between the ohmic contact layer 291 and the second reflective layer 250 by controlling the thickness of the ohmic contact layer 291 to a first thickness T1 of about 100 nm to about 250 nm. It can be obtained, and there is a complex technical effect that the sheet resistance (Rs) can be significantly reduced.

(제2 실시예)(Second embodiment)

다음으로 도 6은 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the surface emitting laser device 202 according to the second embodiment.

제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.The second embodiment may employ the technical features of the first embodiment, and will be described below with reference to the main features of the second embodiment.

제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)는 상기 제2 반사층(250)과 상기 오믹컨택층(291) 사이에 전도성 도트(dot)(295)를 포함하여 오믹특성을 더욱 향상시킬 수 있다.The surface emitting laser device 202 according to the second exemplary embodiment may further include a conductive dot 295 between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291 to further improve ohmic characteristics. .

예를 들어, 제2 실시예는 상기 제2 반사층(250)과 상기 오믹컨택층(291) 사이에 Ag, Pt 등의 전도성 도트(dot)(295)를 포함하여 오믹특성을 더욱 향상시켜 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 전도성 도트(dot)(295)는 약 3nm 내지 6nm의 직경으로 형성될 수 있으며, 3nm 미만의 직경의 경우 오믹컨택에 기여가 낮을 수 있고, 직경이 6nm 초과시 투과도에 영향을 줄 수 있다.For example, the second embodiment includes a conductive dot 295 such as Ag or Pt between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291 to further improve ohmic characteristics, thereby providing electrical characteristics. Can be further improved. The conductive dot 295 may be formed to a diameter of about 3nm to 6nm, the diameter of less than 3nm may have a low contribution to the ohmic contact, it may affect the transmittance when the diameter exceeds 6nm.

(제3 실시예)(Third embodiment)

도 7a는 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(203)의 단면도이며, 도 7b는 도 7a에 도시된 제3 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(203)의 제3 영역(B3)에 대한 확대 단면도이다.FIG. 7A is a cross-sectional view of the surface emitting laser device 203 according to the third embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the third region B3 of the surface emitting laser device 203 according to the third embodiment shown in FIG. 7A. It is an enlarged cross section.

제3 실시예는 제1 실시예와 제2 의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제3 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.The third embodiment may employ the first and second technical features, and will be described below with reference to the main features of the third embodiment.

제3 실시예에서 상기 제2 전극(280)은, 제2 오믹컨택층(292) 상에 제2 컨택 전극(283)을 포함하며, 상기 제3 컨택 전극(283)은 상기 제2 오믹컨택층(292)을 관통하지 않고 상기 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다.In a third embodiment, the second electrode 280 includes a second contact electrode 283 on the second ohmic contact layer 292, and the third contact electrode 283 includes the second ohmic contact layer. It may be electrically connected to the second reflective layer 250 without penetrating 292.

도 7a와 도 7b를 참조하면, 제3 실시예에 의하면, 상기 제2 오믹컨택층(292)은 중심부(292c)와 에지부(292e)를 포함하며, 제2 오믹컨택층의 중심부(292c)는 제2 반사층(250) 상에 상기 애퍼처(241)와 상하간에 중첩되도록 배치되며, 제2 오믹컨택층의 에지부(292e)는 상기 제2 컨택 전극(283)과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다.7A and 7B, according to a third embodiment, the second ohmic contact layer 292 includes a center portion 292c and an edge portion 292e, and a center portion 292c of the second ohmic contact layer. Is disposed on the second reflective layer 250 so as to overlap between the aperture 241 and the top and bottom, and the edge portion 292e of the second ohmic contact layer is disposed to overlap with the second contact electrode 283. Can be.

상기 제2 오믹컨택층의 에지부(292e)는 상기 패드 전극(284)과는 상하간에 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.The edge portion 292e of the second ohmic contact layer may be disposed so as not to overlap the pad electrode 284 up and down.

이때 패시베이션층(270)은 상기 제2 오믹컨택층(292)과 이격될 수 있다.In this case, the passivation layer 270 may be spaced apart from the second ohmic contact layer 292.

제3 실시예에 의하면, 제2 컨택 전극(283)은 제2 반사층(250)과 최대한 넓게 직접 접촉하며, 제2 오믹컨택층(292)의 에지부(292e)는 패시베이션층(270)과 이격되도록 배치하여 애퍼처 외곽으로 전류가 확산되는 것을 방지하고 애퍼처(241)와 대응되는 영역을 중심으로 제2 오믹컨택층(292)이 배치되어 전류 주입효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.According to the third embodiment, the second contact electrode 283 is in direct contact with the second reflective layer 250 as wide as possible, and the edge portion 292e of the second ohmic contact layer 292 is spaced apart from the passivation layer 270. In order to prevent the current from spreading outside the aperture, the second ohmic contact layer 292 may be disposed around the region corresponding to the aperture 241 to improve the current injection efficiency.

p-GaAs /ITOp-GaAs / ITO p-GaAs/p-Padp-GaAs / p-Pad 열처리Heat treatment As-depAs-dep 250℃250 ℃ 350℃350 ℃ 450℃450 ℃ As-dep. ~ 350℃As-dep. ~ 350 ℃ 컨택저항 (ohm*cm2)Contact Resistance (ohm * cm 2 ) Non-OhmicNon-ohmic 2.7E-042.7E-04 1.0E-041.0E-04 1.0E-041.0E-04 1.4E-051.4E-05

위 표 3은 제2 반사층(250), 예를 들어, p-GaAs와 ITO 간의 오믹특성 데이터 및 p-GaAs와 p-Pad 간의 오믹특성 데이터이다. Table 3 above shows ohmic characteristic data between the second reflective layer 250, for example, p-GaAs and ITO, and ohmic characteristic data between p-GaAs and p-Pad.

실시예의 적용에 따라 제2 오믹컨택층(292)의 오믹특성이 향상이 됨을 활용함과 아울러, 외곽의 제2 컨택 전극(283)의 오믹특성을 더욱 복합적으로 활용할 수 있다.According to the application of the embodiment, the ohmic characteristics of the second ohmic contact layer 292 may be improved, and the ohmic characteristics of the outer second contact electrode 283 may be more complex.

즉, 애퍼처(241)와 대응되는 영역에는 제2 오믹컨택층(292)이 위치하는 전류 주입효율을 향상시키고, 애퍼처(241)와 대응되지 않는 영역에는 제2 컨택 전극(283)을 배치하여 저항을 낮춤으로써 전류 주입효율을 향상시킬 수 있다.That is, the current injection efficiency in which the second ohmic contact layer 292 is located in the region corresponding to the aperture 241 is improved, and the second contact electrode 283 is disposed in the region not corresponding to the aperture 241. By lowering the resistance, the current injection efficiency can be improved.

예를 들어, 도 7b를 참조하면, 제3 실시예에서 상기 제2 오믹컨택층(292)이 상기 제2 컨택 전극(283)과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있으며, 제2 컨택 전극(283)의 제3 수평 폭(W3) 중에 상기 제2 오믹컨택층(292)과 중첩되는 제3-2 수평 폭(W3b)은 중첩되지 않는 제3-1 수평 폭(W3a)에 비해 크지 않도록 설계할 수 있다.For example, referring to FIG. 7B, in the third embodiment, the second ohmic contact layer 292 may be disposed to overlap the second contact electrode 283 up and down, and the second contact electrode 283 may be disposed. The third horizontal width W3b overlapping the second ohmic contact layer 292 in the third horizontal width W3 of the second horizontal width W3 may be designed not to be larger than the non-overlapping 3-1 horizontal width W3a. have.

예를 들어, 상기 제2 컨택 전극(283) 중에 상기 제2 오믹컨택층(292)과 중첩되는 제3-2 수평 폭(W3b)은 상기 제2 컨택 전극(283)의 제3 수평 폭(W3)의 50% 이하로 제어될 수 있다.For example, the third horizontal width W3b overlapping the second ohmic contact layer 292 in the second contact electrode 283 is the third horizontal width W3 of the second contact electrode 283. 50% or less).

이를 통해, 상기 제2 컨택 전극(283)이 상기 제2 반사층(250)과 최대한 넓게 직접 접촉하며, 제2 오믹컨택층(292)의 에지부(292e)는 패시베이션층(270)과 이격되도록 배치하여 애퍼처 외곽으로 전류가 확산되는 것을 방지하고 애퍼처(241)와 대응되는 영역을 중심으로 상기 제2 컨택 전극(292)과 중첩되며 제2 오믹컨택층(292)이 상기 제2 반사층(250) 상에 배치되어 전류 주입효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.As a result, the second contact electrode 283 is in direct contact with the second reflective layer 250 as wide as possible, and the edge portion 292e of the second ohmic contact layer 292 is disposed to be spaced apart from the passivation layer 270. To prevent the current from spreading outside the aperture, and overlaps the second contact electrode 292 around the region corresponding to the aperture 241, and the second ohmic contact layer 292 is the second reflective layer 250. It is arranged on the) has a technical effect that can improve the current injection efficiency.

다음으로 도 8은 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 평면도이며, 도 9a는 도 8에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분(C) 확대도이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 부분 단면도이다. Next, FIG. 8 is a plan view of the surface emitting laser device according to the embodiment, FIG. 9A is an enlarged view of a portion C of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 8, and FIG. 9B is shown in FIG. 9A. A partial cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the embodiment.

도 8을 참조하면, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자는 발광부(E)와 패드부(P)를 포함할 수 있으며, 상기 발광부(E)에는 도 9a와 같이 복수의 발광 에미터(E1, E2, E3)가 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8, the surface emitting laser device according to the embodiment may include a light emitting part E and a pad part P, and the light emitting part E includes a plurality of light emitting emitters E1 as shown in FIG. 9A. , E2, E3) can be arranged.

도 9b는 도 9a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)의 제1 에미터(E1)의 A1-A2선을 따른 단면도이다.FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the first emitter E1 of the surface emitting laser device 201 according to the embodiment shown in FIG. 9A.

도 9b를 참조하면, 실시예에서 표면발광 레이저소자(201)는 제1 전극(115), 지지기판(110), 제1 반사층(120), 캐비티영역(130), 애퍼처 영역(240), 제2 반사층(150), 제2 전극(280), 패시베이션층(170) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 앞서 도 1을 기준으로 설명된 제1 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(201)에 대응될 수 있다.9B, in the embodiment, the surface emitting laser device 201 may include the first electrode 115, the support substrate 110, the first reflective layer 120, the cavity region 130, the aperture region 240, One or more of the second reflective layer 150, the second electrode 280, and the passivation layer 170, and the surface-emitting laser device 201 according to the first embodiment described above with reference to FIG. 1. May correspond to.

이하 도 10a 내지 도 14c을 참조하여 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제조공정을 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing process of the surface emitting laser device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 10A to 14C.

우선, 도 10a와 같이, 기판(210) 상에 제1 반사층(220), 활성영역(230) 및 제2 반사층(250)을 포함하는 발광구조물을 형성시킨다.First, as shown in FIG. 10A, the light emitting structure including the first reflective layer 220, the active region 230, and the second reflective layer 250 is formed on the substrate 210.

상기 기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다.The substrate 210 may be formed of a material suitable for growth of a semiconductor material or a carrier wafer, may be formed of a material having excellent thermal conductivity, and may include a conductive substrate or an insulating substrate.

예를 들어, 기판(210)이 전도성 기판인 경우, 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면발광 레이저소자(200) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.For example, when the substrate 210 is a conductive substrate, a metal having excellent electrical conductivity may be used, and a GaAs substrate having high thermal conductivity because it must be able to sufficiently dissipate heat generated when the surface emitting laser device 200 is operated. Alternatively, a metal substrate may be used or a silicon (Si) substrate may be used.

또한 기판(210)이 비전도성 기판인 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.In addition, when the substrate 210 is a non-conductive substrate, an AlN substrate, a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or a ceramic substrate may be used.

또한 실시예는 기판(210)으로 제1 반사층(220)과 동종의 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판(210)이 제1 반사층(220)과 동종인 GaAs 기판일 때 제1 반사층(210)과 격자 상수가 일치하여, 제1 반사층(220)에 격자 부정합 등의 결함이 발생하지 않을 수 있다.In addition, in the exemplary embodiment, a substrate of the same type as the first reflective layer 220 may be used as the substrate 210. For example, when the substrate 210 is a GaAs substrate of the same type as the first reflective layer 220, the lattice constant coincides with the first reflective layer 210, so that a defect such as lattice mismatch does not occur in the first reflective layer 220. Can be.

다음으로, 기판(210) 상에 제1 반사층(220)이 형성될 수 있으며, 도 10b는 도 10a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 제1-2 영역(D2)의 확대도이다.Next, a first reflective layer 220 may be formed on the substrate 210, and FIG. 10B is an enlarged view of the first-second area D2 of the surface-emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 10A. .

이하 도 10a와 도 10b를 함께 참조하여 실시예의 실시예에 따른 표면발광 레이저소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, the surface emitting laser device according to the exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 10A and 10B.

상기 제1 반사층(220)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시(MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 성장될 수 있다.The first reflective layer 220 may be grown using a chemical vapor deposition method (CVD) or a molecular beam epitaxy (MBE) or a sputtering or hydroxide vapor phase epitaxy (HVPE).

상기 제1 반사층(220)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type. For example, the first conductivity type dopant may include an n type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.

상기 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 층들이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a distributed bragg reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 도 10b와 같이, 상기 제1 반사층(220)은 상기 기판(210) 상에 배치된 제1 그룹 제1 반사층(221) 및 상기 제1 그룹 제1 반사층(221) 상에 배치된 제2 그룹 제1 반사층(222)을 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 10B, the first reflective layer 220 is disposed on the first group first reflective layer 221 and the first group first reflective layer 221 disposed on the substrate 210. The second group first reflective layer 222 may be included.

상기 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어진 복수의 층을 구비할 수 있으며, 각 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first group first reflective layer 221 and the second group first reflective layer 222 may include a plurality of layers made of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). If the Al in each layer increases, the refractive index of each layer may decrease, and if the Ga increases, the refractive index of each layer may increase.

또한 도 10b와 같이, 제1 그룹 제1 반사층(221)과 제2 그룹 제1 반사층(222)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제1 반사층(221)은 제1 그룹 제1-1 층(221a)과 제1 그룹 제1-2 층(221b)의 약 30~40 페어(pair)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 그룹 제1 반사층(222)도 제2 그룹 제1-1 층(222a)과 제2 그룹 제1-2 층(222b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 10B, the first group first reflection layer 221 and the second group first reflection layer 222 may also be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group first reflective layer 221 may include about 30-40 pairs of the first group first-first layer 221a and the first group first-second layer 221b. have. In addition, the second group first reflective layer 222 may also include about 5 to 15 pairs of the second group first-first layer 222a and the second group first-second layer 222b.

다음으로, 제1 반사층(220) 상에 활성영역(230)이 형성될 수 있다.Next, the active region 230 may be formed on the first reflective layer 220.

도 10b와 같이, 상기 활성영역(230)은 활성층(232) 및 상기 활성층(232)의 하측에 배치되는 제1 캐비티(231), 상측에 배치되는 제2 캐비티(233)를 포함할 수 있다. 실시예의 활성영역(230)은 제1 캐비티(231)와 제2 캐비티(233)를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 10B, the active region 230 may include an active layer 232, a first cavity 231 disposed under the active layer 232, and a second cavity 233 disposed above. In an exemplary embodiment, the active region 230 may include both the first cavity 231 and the second cavity 233, or may include only one of the two.

상기 활성층(232)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층(232a)과 장벽층(232b)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(232)은 InGaAs/AlxGaAs, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, GaAs/InGaAs 등의 1 내지 3 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 활성층(232)에는 도펀트가 도핑되지 않을 수 있다. The active layer 232 may include a well layer 232a and a barrier layer 232b using a compound semiconductor material of group III-V elements. The active layer 232 may be formed in a 1 to 3 pair structure such as InGaAs / AlxGaAs, AlGaInP / GaInP, AlGaAs / AlGaAs, AlGaAs / GaAs, GaAs / InGaAs, but is not limited thereto. Dopants may not be doped in the active layer 232.

상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)와 상기 제2 캐비티(233)는 각각 AlyGa(1-y)As으로된 복수의 층을 포함할 수 있다. The first cavity 231 and the second cavity 233 may be formed of Al y Ga (1-y) As (0 <y <1) material, but is not limited thereto. For example, the first cavity 231 and the second cavity 233 may each include a plurality of layers made of Al y Ga (1-y) As.

예를 들어, 상기 제1 캐비티(231)는 제1-1 캐비티층(231a)과 제1-2 캐비티층(231b)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 캐비티(233)는 제2-1 캐비티층(233a)과 제2-2 캐비티층(233b)을 포함할 수 있다. For example, the first cavity 231 may include a first-first cavity layer 231a and a first-second cavity layer 231b. In addition, the second cavity 233 may include a 2-1 cavity layer 233a and a 2-2 cavity layer 233b.

다음으로, 활성영역(230) 상에 애퍼처 영역(240)을 형성하기 위한 AlGa 계열층(241a)을 형성할 수 있다.Next, an AlGa-based layer 241a for forming the aperture region 240 may be formed on the active region 230.

상기 AlGa 계열층(241a)은 AlzGa(1-z)As(0<z<1) 등의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The AlGa-based layer 241a may include a material such as Al z Ga (1-z) As (0 <z <1), but is not limited thereto.

상기 AlGa 계열층(241a)은 도전성 재료를 포함할 수 있으며, 제1 반사층(220) 및 제2 반사층(250)과 동종의 재료를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The AlGa-based layer 241a may include a conductive material, and may include the same material as the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 AlGa 계열층(241a)이 AlGaAs 계열물질을 포함하는 경우, 상기 AlGa 계열층(241a)은 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 Al0.98Ga0.02As의 조성식을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the AlGa-based layer 241a includes an AlGaAs-based material, the AlGa-based layer 241a is a semiconductor material having a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). It may be made, for example, but may have a composition formula of Al 0.98 Ga 0.02 As, but is not limited thereto.

상기 AlGa 계열층(241a)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 AlGa 계열층(241a)은 제1 AlGa 계열층(241a1)과 제2 AlGa 계열층(241a2)을 포함할 수 있다.The AlGa-based layer 241a may include a plurality of layers. For example, the AlGa-based layer 241a may include a first AlGa-based layer 241a1 and a second AlGa-based layer 241a2.

다음으로, 상기 AlGa 계열층(241a)상에 제2 반사층(250)이 형성될 수 있다. Next, a second reflective layer 250 may be formed on the AlGa-based layer 241a.

상기 제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)의 각 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example AlGaAs. For example, each layer of the second reflective layer 250 may include AlGaAs, and in detail, may be formed of a semiconductor material having a compositional formula of Al x Ga (1-x) As (0 <x <1). .

상기 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.The second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. For example, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.

상기 제2 반사층(250)도 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 복수의 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflective layer 250 may also be a distributed Bragg reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which a plurality of layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.

예를 들어, 상기 제2 반사층(250)은 상기 활성영역(230)에 인접하게 배치된 제1 그룹 제2 반사층(251) 및 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)보다 상기 활성영역(230)에서 이격배치 된 제2 그룹 제2 반사층(252)을 포함할 수 있다.For example, the second reflective layer 250 may be disposed in the active region 230 than the first group second reflective layer 251 and the first group second reflective layer 251 disposed adjacent to the active region 230. The second group may include a second reflective layer 252 spaced apart from.

또한 상기 제1 그룹 제2 반사층(251)과 제2 그룹 제2 반사층(252)도 각각 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹 제2 반사층(251)은 제1 그룹 제2-1 층(251a)과 제1 그룹 제2-2 층(251b)의 약 1~5 페어(pair)를 포함할 수 있다 또한, 제2 그룹 제2 반사층(252)도 제2 그룹 제2-1 층(252a)과 제2 그룹 제2-2 층(252b)의 약 5~15 페어(pair)를 포함할 수 있다. In addition, the first group second reflecting layer 251 and the second group second reflecting layer 252 may be formed of a single layer or a plurality of layers, respectively. For example, the first group second reflective layer 251 may include about 1 to 5 pairs of the first group 2-1 layer 251a and the first group 2-2 layer 251b. In addition, the second group second reflective layer 252 may also include about 5 to 15 pairs of the second group 2-1 layer 252a and the second group 2-2 layer 252b. .

다시 도 10a를 참조하면, 상기 제2 반사층(250) 상에 오믹컨택층(291)이 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 10A, an ohmic contact layer 291 may be formed on the second reflective layer 250.

상기 오믹컨택층(291)은 ITO, AZO, GZO, ZnO, Y2O3, ZrO2 등 중에 어느 하나 이상일 수 있다.The ohmic contact layer 291 may be one or more of ITO, AZO, GZO, ZnO, Y 2 O 3 , ZrO 2, and the like.

실시예에 의하면, 상기 오믹컨택층(291)의 두께를 약 100nm 내지 약 250nm인 제1 두께(T1)로 제어함으로써 오믹컨택층(291)과 제2 반사층(250) 간의 높은 오믹특성을 얻을 수 있으며, 면저항(Rs)이 현저히 저하될 수 있다.According to an embodiment, by controlling the thickness of the ohmic contact layer 291 to a first thickness T1 of about 100 nm to about 250 nm, high ohmic characteristics between the ohmic contact layer 291 and the second reflective layer 250 may be obtained. In addition, the sheet resistance Rs may be significantly reduced.

한편, 비교예에서는 오믹컨택층(291)의 두께가 제2 두께(T2)인 경우 오믹특성의 구현이 되지 못하며 면저항이 높게 발생된다. 예를 들어, 도 3와 같이 비교예에서 오믹컨택층의 두께가 20nm 내지 60m 경우, 면저항이 180 내지 37 ohm/sq로 높게 발생된다.On the other hand, in the comparative example, when the thickness of the ohmic contact layer 291 is the second thickness T2, the ohmic characteristics are not realized and the sheet resistance is high. For example, when the thickness of the ohmic contact layer is 20 nm to 60 m in the comparative example as shown in FIG. 3, the sheet resistance is generated as high as 180 to 37 ohm / sq.

그런데, 실시예와 같이 오믹컨택층의 두께를 100 nm 내지 250nm로 제어하는 경우 면저항이 18 내지 7 ohm/sq로 현저히 낮게 제어가 가능하다.However, when the thickness of the ohmic contact layer is controlled to 100 nm to 250 nm as in the embodiment, the sheet resistance can be significantly lowered to 18 to 7 ohm / sq.

다음으로, 도 4와 같이, p형 반사층, 예를 들어 p-GaAs 상에 ITO가 형성된 후 별다른 조치가 되지는 않는 경우(As-dep)는 비-오믹(Non-Ohmic) 결과가 나오게 된다.Next, as shown in FIG. 4, if ITO is formed on the p-type reflective layer, for example, p-GaAs, and no action is taken (As-dep), a non-ohmic result is obtained.

반면, 실시예와 같이 p형 반사층, 예를 들어 p-GaAs 상에 ITO가 형성된 후 소정의 어닐링(annealing) 처리를 진행하는 경우 100 nm 내지 250nm의 두께에서 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.On the other hand, when ITO is formed on a p-type reflective layer, for example p-GaAs, and then subjected to annealing, as in the embodiment, there is a technical effect that can realize high ohmic characteristics at a thickness of 100 nm to 250 nm. have.

좀 더 구체적으로 설명하면, 오믹(Ohmic)의 물리적 조건으로 각 물질의 일함수(Φ: work function)를 고려하여야 하는데 오믹특성이 되기 위해서는 오믹층의 일함수가 p형 반사층의 일함수에 비해 커야한다.In more detail, the work function of each material (Φ) should be considered as the physical condition of ohmic. In order to be an ohmic characteristic, the work function of the ohmic layer must be larger than the work function of the p-type reflective layer. do.

그런데, 일반적으로 ITO의 일함수는 약 4.3eV이고 p-GaAs의 일함수는 약 5.5eV이므로, p-GaAs 상에 TIO 증착시 오믹특성의 구현이 되지 않게 된다.However, in general, since the work function of ITO is about 4.3 eV and the work function of p-GaAs is about 5.5 eV, the ohmic characteristics are not realized when TIO is deposited on p-GaAs.

그런데, 실시예에서는 p-GaAs 상에 ITO를 증착후 소정의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.However, in the exemplary embodiment, there is a technical effect that high ohmic characteristics may be realized by tunneling in ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through a predetermined annealing process after depositing ITO on p-GaAs. .

예를 들어, 실시예에 의하면 p-GaAs 상에 ITO를 증착후 200℃ 내지 500℃ 범위에서 질소분위기에서 소정의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, the tunneling effect in the ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through a predetermined annealing process in a nitrogen atmosphere in the range of 200 ° C. to 500 ° C. after deposition of ITO on p-GaAs. There is a technical effect that can implement a high ohmic characteristics.

또한 실시예에 의하면 p-GaAs 상에 ITO를 증착후 250℃ 내지 450℃ 범위에서 질소분위기에서 약 1분 내외의 어닐링(annealing) 공정을 통해 100 nm 내지 250nm의 두께의 ITO에서 터널링(Tunneling) 효과에 의해 더욱 높은 오믹특성의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.In addition, according to the embodiment, the tunneling effect in the ITO having a thickness of 100 nm to 250 nm through an annealing process of about 1 minute in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. to 450 ° C. after deposition of ITO on p-GaAs. There is a technical effect that can implement a higher ohmic characteristics.

예를 들어, 실시예에 따라 p-GaAs 표면에 Ga과 ITO의 인듐(Indium)이 어닐링(annealing) 시, Ga-In 고용체(solid solution) 형성을 위해 Ga 아웃 디퓨젼(out-diffusion)이 발생하여 p-GaAs 표면에 Ga 베이컨시(vacancy), 즉 어셉터(acceptor)가 증가할 수 있다.For example, when an indium of Ga and ITO is annealed on a p-GaAs surface, Ga out-diffusion occurs to form a Ga-In solid solution. As a result, Ga vacancy (ie, an acceptor) may be increased on the p-GaAs surface.

또한 실시예에 의하면 어닐링(annealing) 시 Ga out-diffusion으로 인한 Ga-In-Sn-(Oxide) compound 형성으로 p-GaAs 상부 표면층은 deep acceptor like Ga vacancies 형성되어 캐리어 농도(Carrier Concentration)가 증가할 수 있고, 이에 따라 터널링(Tunneling)으로 인한 p-GaAs / ITO ohmic 형성이 가능할 수 있다.In addition, according to the embodiment, a Ga-In-Sn- (Oxide) compound is formed due to Ga out-diffusion during annealing, and the upper surface layer of p-GaAs is formed as a deep acceptor like Ga vacancies, thereby increasing carrier concentration. As a result, p-GaAs / ITO ohmic formation may be possible due to tunneling.

또한 실시예에 의하면 도 5a와 같이, 제2 반사층(250) 상에 오믹컨택층(291)을 약 100nm 내지 250nm로 형성함으로써 광투과성이 현저히 향상되는 기술적 효과가 있다.In addition, according to the embodiment, as shown in FIG. 5A, by forming the ohmic contact layer 291 on the second reflective layer 250 at about 100 nm to 250 nm, there is a technical effect that the light transmittance is remarkably improved.

예를 들어, 실시예에 따른 표면발광 레이저소자가 적용가능한 파장(λ1)이 약 800nm 내지 1,000nm인 경우에, 오믹컨택층의 굴절률(n)은 약 1.6 내지 2.2일 수 있으며, 소광 계수(extinction coefficient) 또는 흡수 계수(absorption index) k값은 0.1이하일 수 있다.For example, when the wavelength λ 1 applicable to the surface-emitting laser device according to the embodiment is about 800 nm to 1,000 nm, the refractive index n of the ohmic contact layer may be about 1.6 to 2.2, and extinction coefficient (extinction) The coefficient or absorption index k value may be 0.1 or less.

실시예에 의하면, 제2 반사층(250) 상에 배치되는 오믹컨택층(291)에 의해 AR(anti-reflection) 코팅(Coating)으로 인한 광학적 특성 향상될 수 있다.According to the embodiment, the optical properties due to the anti-reflection (AR) coating may be improved by the ohmic contact layer 291 disposed on the second reflective layer 250.

또한 실시예는 애퍼처(apertures)의 손상이나 출사 빔의 발산각(divergence angle of beams)이 증가를 방지할 수 있는 표면발광 레이저소자 및 이를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a surface emitting laser device and a light emitting device including the same, which can prevent damage to apertures or increase in divergence angle of beams.

또한 앞서 기술한 바와 같이, 실시예에 의하면, 상기 오믹컨택층(291)의 두께를 약 100nm 내지 약 250nm인 제1 두께(T1)로 제어함으로써 오믹컨택층(291)과 제2 반사층(250) 간의 높은 오믹특성을 얻을 수 있으며, 면저항(Rs)이 현저히 저하될 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.As described above, according to the embodiment, the ohmic contact layer 291 and the second reflective layer 250 are controlled by controlling the thickness of the ohmic contact layer 291 to a first thickness T1 of about 100 nm to about 250 nm. High ohmic characteristics of the liver can be obtained, and there is a complex technical effect that the sheet resistance (Rs) can be significantly reduced.

다음으로 도 11a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분(C) 확대도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 부분 단면도이다.Next, FIG. 11A is an enlarged view of a portion C of the surface light emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 11B is a partial cross-sectional view along the line A1-A2 of the surface light emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 11A.

실시예는 도 11b와 같이, 소정의 마스크(300)를 사용하여 발광 구조물을 식각하여 메사영역(M)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 반사층(250)으로부터 AlGa 계열층(241a)과 활성영역(230)까지 메사 식각될 수 있고, 제1 반사층(220)의 일부까지 메사 식각될 수도 있다. 메사 식각에서는 ICP(inductively coupled plasma) 에칭 방법으로, 주변 영역의 제2 반사층(250)으로부터 AlGa 계열층(241a)과 활성영역(230)을 제거할 수 있으며, 메사 식각 영역은 측면이 기울기를 가지고 식각될 수 있다.11B, the light emitting structure may be etched using a predetermined mask 300 to form the mesa region M. Referring to FIG. In this case, the mesa may be etched from the second reflective layer 250 to the AlGa series layer 241a and the active region 230, and may be mesa etched to a part of the first reflective layer 220. In mesa etching, the AlGa-based layer 241a and the active region 230 may be removed from the second reflective layer 250 in the peripheral region by an inductively coupled plasma (ICP) etching method. It can be etched.

다음으로 도 12a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분(C) 확대도이고, 도 12b는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 애퍼처(241) 형성을 위한 단위공정 도면이며, 12c는 도 12a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 부분 단면도이다.Next, FIG. 12A is an enlarged view of a portion C of the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 12B is a unit process diagram for forming the aperture 241 in the surface-emitting laser device according to the embodiment, and FIG. A partial cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in 12a.

실시예는 도 12c와 같이, AlGa 계열층(241a)의 가장 자리 영역을 절연영역(242)으로 변화시킬 수 있으며, 예를 들면 습식 산화(Wet Oxidation)으로 변화시킬 수 있다. 이를 통해 절연영역(242)과 비 산화영역인 애퍼처(241)를 포함하는 애퍼처 영역(240)을 형성할 수 있다.According to an embodiment, as shown in FIG. 12C, the edge region of the AlGa-based layer 241a may be changed to the insulating region 242, and may be changed to, for example, wet oxidation. As a result, the aperture region 240 including the insulating region 242 and the aperture 241 which is a non-oxidation region may be formed.

예를 들어, AlGa 계열층(241a)의 가장 자리 영역으로부터 산소를 공급하면, AlGa 계열층의 AlGaAs가 H2O와 반응하여 알루미늄 산화물(Al2O3)가 형성될 수 있다. 이때, 반응 시간 등을 조절하여, AlGa 계열층의 중앙 영역은 산소와 반응하지 않고 가장 자리영역만 산소와 반응하여 알루미늄 산화물의 절연영역(242)이 형성될 수 있도록 한다. For example, when oxygen is supplied from an edge region of the AlGa-based layer 241a, AlGaAs of the AlGa-based layer may react with H 2 O to form aluminum oxide (Al 2 O 3 ). At this time, by adjusting the reaction time, the center region of the AlGa-based layer does not react with oxygen, so that only the edge region reacts with oxygen to form an insulating region 242 of aluminum oxide.

또한 실시예는 이온 주입(Ion implantation)을 통해 AlGa 계열층의 가장 자리 영역을 절연영역(242)으로 변화시킬 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 이온 주입 시에는 300keV 이상의 에너지로 포톤(photon)이 공급될 수 있다.In addition, the embodiment may change the edge region of the AlGa series layer into the insulating region 242 through ion implantation, but is not limited thereto. During ion implantation, photons may be supplied with energy of 300 keV or more.

상술한 반응 공정 후에, 애퍼처 영역(240)의 중앙 영역은 도전성의 AlGaAs가 배치되고 가장 자리 영역에는 비도전성의 Al2O3가 배치될 수 있다. 중앙 영역의 AlGaAs는 활성영역(230)에서 방출되는 광이 상부 영역으로 진행되는 부분으로 애퍼처(241)로 정의될 수 있다.After the above-described reaction process, conductive AlGaAs may be disposed in the central region of the aperture region 240 and non-conductive Al 2 O 3 may be disposed in the edge region. AlGaAs in the central region may be defined as the aperture 241 as a portion where the light emitted from the active region 230 proceeds to the upper region.

다음으로 도 13a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분(C) 확대도이고, 도 13b는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 패시베이션층(270) 형성을 위한 단위공정 도면이며, 13c는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 부분 단면도이다.Next, FIG. 13A is an enlarged view of a portion C of the surface emitting laser device according to the embodiment, FIG. 13B is a unit process diagram for forming the passivation layer 270 in the surface emitting laser device according to the embodiment, and FIG. A partial cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in 13a.

도 13c와 같이, 발광 구조물의 상부면에 패시베이션층(270)이 형성될 수 있으며, 상기 오믹컨택층(291)의 외측면 일부상에도 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 13C, the passivation layer 270 may be formed on the upper surface of the light emitting structure, and may be disposed on a portion of the outer surface of the ohmic contact layer 291.

상기 패시베이션층(270)은 폴리마이드(Polymide), 실리카(SiO2), 또는 질화 실리콘(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The passivation layer 270 may include at least one of polymide, silica (SiO 2 ), or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

한편, 제3 실시예에서는 오믹컨택층(291)의 에지가 제거되어 오믹컨택층(291)과 패시베이션층(270)은 상호 이격될 수도 있다.On the other hand, in the third embodiment, the edges of the ohmic contact layer 291 may be removed so that the ohmic contact layer 291 and the passivation layer 270 may be spaced apart from each other.

다음으로 도 14a는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 부분(C) 확대도이고, 도 14b는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자에서 제2 전극(280) 형성을 위한 단위공정 도면이며, 14c는 도 14a에 도시된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 A1-A2선을 따른 부분 단면도이다.Next, FIG. 14A is an enlarged view of a portion C of the surface emitting laser device according to the embodiment, and FIG. 14B is a unit process diagram for forming the second electrode 280 in the surface emitting laser device according to the embodiment. 14A is a partial cross-sectional view taken along line A1-A2 of the surface emitting laser device according to the embodiment shown in FIG. 14A.

실시예에 의하면 도 14c와 제2 반사층(250) 상에 컨택 전극(282)이 형성될 수 있으며, 컨택 전극(282)의 사이의 중앙영역은 애퍼처(241)와 대응될 수 있다. 상기 컨택 전극(282)은 제2 반사층(250)과의 오믹 접촉 특성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, the contact electrode 282 may be formed on the second reflective layer 250 of FIG. 14C, and the central region between the contact electrode 282 may correspond to the aperture 241. The contact electrode 282 may improve ohmic contact with the second reflective layer 250.

상기 컨택 전극(282)이 형성되기 전에, 컨택 전극(282)이 형성될 위치의 오믹컨택층(291)의 일부가 제거되어 제2 반사층(250)이 일부 노출될 수 있다.Before the contact electrode 282 is formed, a portion of the ohmic contact layer 291 at the position where the contact electrode 282 is to be formed may be removed to partially expose the second reflective layer 250.

다음으로, 컨택 전극(282)과 전기적으로 접촉되는 패드 전극(284)이 형성될 수 있으며, 패드 전극(284)은 패시베이션층(270)의 상부로 연장되어 배치되어 외부로부터 전류를 공급받을 수 있다.Next, a pad electrode 284 may be formed in electrical contact with the contact electrode 282, and the pad electrode 284 may be disposed to extend over the passivation layer 270 to receive current from the outside. .

상기 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The contact electrode 282 and the pad electrode 284 may be made of a conductive material. For example, the contact electrode 282 and the pad electrode 284 include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It can be formed into a single layer or a multi-layer structure.

잠시 도 2b를 참조하면, 상기 제2 전극(280)의 일부는 상기 오믹컨택층(291)을 관통하여 상기 제2 반사층(250)과 직접 접할 수 있다.2B, a portion of the second electrode 280 may directly contact the second reflective layer 250 through the ohmic contact layer 291.

예를 들어, 상기 제2 전극(280)은 컨택 전극(282)과 패드 전극(284)을 구비할 수 있으며, 상기 컨택 전극(282)은 하부 컨택전극부(282a)와 상부 컨택전극부(282b)를 구비할 수 있으며, 상기 하부 컨택전극부(282a)는 제2 반사층(250)과 직접 접하며, 상부 컨택전극부(282b)는 오믹컨택층(291)과 직접 접할 수 있다.For example, the second electrode 280 may include a contact electrode 282 and a pad electrode 284, and the contact electrode 282 may include a lower contact electrode portion 282a and an upper contact electrode portion 282b. The lower contact electrode part 282a may directly contact the second reflective layer 250, and the upper contact electrode part 282b may directly contact the ohmic contact layer 291.

예를 들어, 상기 제2 전극(280)의 컨택 전극(282)은 제1 수평 폭(W1)을 구비하는 하부 컨택전극부(282a)와 제1 수평 폭(W1)에 비해 큰 제2 수평 폭(W2)을 구비하는 상부 컨택전극부(282b)를 포함할 수 있다.For example, the contact electrode 282 of the second electrode 280 has a second horizontal width larger than the lower contact electrode portion 282a having the first horizontal width W1 and the first horizontal width W1. It may include an upper contact electrode portion 282b having a (W2).

상기 컨택 전극(282)의 하부 컨택전극부(282a)는 상기 제2 반사층(250)과 직접 접촉할 수 있으며, 상기 컨택 전극(282)의 상부 컨택전극부(282b)는 오믹컨택층(291) 상에 배치되어 상기 오믹컨택층(291)이 제2 반사층(250)과 직접 접하여 상기 오믹컨택층(291)을 통해 상기 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. The lower contact electrode part 282a of the contact electrode 282 may directly contact the second reflective layer 250, and the upper contact electrode part 282b of the contact electrode 282 may be an ohmic contact layer 291. The ohmic contact layer 291 may be directly contacted with the second reflective layer 250 to be electrically connected to the second reflective layer 250 through the ohmic contact layer 291.

이에 따라 실시예에 의하면, 상기 제2 전극(280)에서 컨택 전극(282)의 하부 컨택전극부(282a)가 제2 반사층(250)과 접하여 제1 전류가 애퍼처(241)에 주입될 수 있으며, 컨택 전극(282)의 상부 컨택전극부(282b)가 오믹컨택층(291)을 통해 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결됨으로써 제2 전류가 애퍼처(241)에 효율적으로 주입될 수 있다.Accordingly, in some embodiments, a first current may be injected into the aperture 241 by contacting the second contact layer 282a of the contact electrode 282 with the second reflective layer 250 in the second electrode 280. In addition, since the upper contact electrode part 282b of the contact electrode 282 is electrically connected to the second reflective layer 250 through the ohmic contact layer 291, a second current may be efficiently injected into the aperture 241. have.

또한 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면발광 레이저소자(202)는 상기 제2 반사층(250)과 상기 오믹컨택층(291) 사이에 전도성 도트(dot)(295)를 포함하여 오믹특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the surface emitting laser device 202 according to the second exemplary embodiment includes a conductive dot 295 between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291. The characteristic can be further improved.

예를 들어, 제2 실시예는 상기 제2 반사층(250)과 상기 오믹컨택층(291) 사이에 Ag, Pt 등의 전도성 도트(dot)(295)를 포함하여 오믹특성을 더욱 향상시켜 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 전도성 도트(dot)(295)는 약 3nm 내지 6nm의 직경으로 형성될 수 있으며, 3nm 미만의 직경의 경우 오믹컨택에 기여가 낮을 수 있고, 직경이 6nm 초과시 투과도에 영향을 줄 수 있다.For example, the second embodiment includes conductive dots 295, such as Ag and Pt, between the second reflective layer 250 and the ohmic contact layer 291 to further improve ohmic characteristics and thereby improve electrical characteristics. Can be further improved. The conductive dot 295 may be formed to a diameter of about 3nm to 6nm, the diameter of less than 3nm may have a low contribution to the ohmic contact, it may affect the transmittance when the diameter exceeds 6nm.

또한 도 7을 참조하면, 제3 실시예에서 상기 제2 전극(280)은, 제2 오믹컨택층(292) 상에 제2 컨택 전극(283)을 포함하며, 상기 제2 컨택 전극(283)은 상기 제2 오믹컨택층(292)을 관통하지 않고 상기 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 7, in the third embodiment, the second electrode 280 includes a second contact electrode 283 on the second ohmic contact layer 292, and the second contact electrode 283. May be electrically connected to the second reflective layer 250 without passing through the second ohmic contact layer 292.

제3 실시예에 의하면, 상기 제2 오믹컨택층(292)은 중심부(292c)와 에지부(292e)를 포함하며, 제2 오믹컨택층(292)의 중심부(292c)는 제2 반사층(250) 상에 상기 애퍼처(241)와 상하간에 중첩되도록 배치되며, 제2 오믹컨택층의 에지부(292e)는 상기 제2 컨택 전극(283)과 상하간에 중첩되도록 배치될 수 있다.According to the third embodiment, the second ohmic contact layer 292 includes a central portion 292c and an edge portion 292e, and the central portion 292c of the second ohmic contact layer 292 is the second reflective layer 250. The upper and lower portions of the aperture 241 and the upper and lower portions of the second ohmic contact layer may be disposed to overlap the upper and lower portions of the second contact electrode 283.

상기 제2 오믹컨택층의 에지부(292e)는 상기 패드 전극(284)과는 상하간에 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 이때 패시베이션층(270)은 상기 제2 오믹컨택층(292)과 이격될 수 있다.The edge portion 292e of the second ohmic contact layer may be disposed so as not to overlap the pad electrode 284 up and down. In this case, the passivation layer 270 may be spaced apart from the second ohmic contact layer 292.

제3 실시예에 의하면, 제2 컨택 전극(283)은 제2 반사층(250)과 최대한 넓게 직접 접촉하며, 제2 오믹컨택층(292)의 에지부(292e)는 패시베이션층(270)과 이격되도록 배치하여 애피처 외곽으로 전류가 확산되는 것을 방지하고 애퍼처(241)와 대응되는 영역을 중심으로 제2 오믹컨택층(292)이 배치되어 전류 주입효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.According to the third embodiment, the second contact electrode 283 is in direct contact with the second reflective layer 250 as wide as possible, and the edge portion 292e of the second ohmic contact layer 292 is spaced apart from the passivation layer 270. In order to prevent the current from spreading outside the aperture, the second ohmic contact layer 292 may be disposed around the region corresponding to the aperture 241 to improve the current injection efficiency.

실시예의 적용에 따라 오믹컨택층의 오믹특성이 향상이 됨을 활용함과 아울러, 외곽의 컨택 전극(282)의 오믹특성을 활용할 수 있다.According to the application of the embodiment, the ohmic characteristics of the ohmic contact layer may be improved, and the ohmic characteristics of the outer contact electrode 282 may be utilized.

즉, 애퍼처(241)와 대응되는 영역에는 제2 오믹컨택층(292)이 위치하는 전류 주입효율을 향상시키고, 애퍼처(241)와 대응되지 않는 영역에는 제2 컨택 전극(283)을 배치하여 저항을 낮춤으로써 전류 주입효율을 향상시킬 수 있다.That is, the current injection efficiency in which the second ohmic contact layer 292 is located in the region corresponding to the aperture 241 is improved, and the second contact electrode 283 is disposed in the region not corresponding to the aperture 241. By lowering the resistance, the current injection efficiency can be improved.

다시 도 14c를 참조하면, 상기 기판(210)의 아래에는 제1 전극(215)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(215)의 배치 전에 소정의 그라인딩 공정 등을 통해 상기 기판(210)의 저면 일부를 제거하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 전극(215)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(215)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 14C, a first electrode 215 may be disposed under the substrate 210. Before disposing the first electrode 215, a portion of the bottom surface of the substrate 210 may be removed through a predetermined grinding process to improve heat dissipation efficiency. The first electrode 215 may be made of a conductive material, for example, metal. For example, the first electrode 215 may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It may be formed into a structure.

상술한 반도체 소자는 레이저 다이오드일 수 있으며, 2개의 반사층 내부가 공진기로 작용할 수 있다. 이때, 제1 도전형의 제1 반사층(220)과 제2 도전형의 제2 반사층(250)으로부터 전자와 정공이 활성층으로 공급되어, 활성영역(230)에서 방출된 광이 공진기 내부에서 반사되어 증폭되고 문턱 전류에 도달하면, 상술한 애퍼처(241)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.The above-described semiconductor device may be a laser diode, and two reflection layers may act as resonators. At this time, electrons and holes are supplied to the active layer from the first reflective layer 220 of the first conductivity type and the second reflective layer 250 of the second conductivity type, and the light emitted from the active region 230 is reflected inside the resonator. When amplified and the threshold current is reached, it can be emitted to the outside through the aperture 241 described above.

실시예에 따른 반도체 소자에서 방출된 광은 단일 파장 및 단일 위상의 광일 수 있으며, 제1 반사층(220), 제2 반사층(250)과 활성영역(230)의 조성 등에 따라 단일 파장 영역이 변할 수 있다.The light emitted from the semiconductor device according to the embodiment may be light of a single wavelength and a single phase, and the single wavelength region may vary according to the composition of the first reflective layer 220, the second reflective layer 250, and the active region 230. have.

다음으로 도 15는 실시예에 따른 표면발광 레이저소자 가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.Next, FIG. 15 is a perspective view of a mobile terminal to which a surface emitting laser device is applied according to an embodiment.

도 15에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동 초점 장치(1510)는 발광부로서 앞서 설명된 실시예에 따른 표면발광 레이저소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 15, the mobile terminal 1500 of the embodiment may include a camera module 1520, a flash module 1530, and an auto focusing device 1510 provided at a rear surface thereof. Here, the auto focus device 1510 may include one of a package of the surface emitting laser device according to the above-described embodiment as a light emitting unit.

상기 플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. The flash module 1530 may include a light emitting device that emits light therein. The flash module 1530 may be operated by camera operation of a mobile terminal or control of a user.

상기 카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.The camera module 1520 may include an image capturing function and an auto focus function. For example, the camera module 1520 may include an auto focus function using an image.

상기 자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 상기 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.The auto focus device 1510 may include an auto focus function using a laser. The auto focus device 1510 may be mainly used in a condition in which the auto focus function using the image of the camera module 1520 is degraded, for example, in a proximity or dark environment of 10 m or less. The autofocus device 1510 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device, and a light receiving unit converting light energy such as a photodiode into electrical energy.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment, but are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be interpreted that the contents related to this combination and modification are included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the embodiments, and those of ordinary skill in the art to which the embodiments pertain may have various examples that are not illustrated above without departing from the essential characteristics of the embodiments. It will be appreciated that eggplant modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.

제1 전극(215); 제1 반사층(220); 활성영역(230);
제2 반사층(250); 제2 전극(280), 오믹컨택층(291),
컨택 전극(282); 패드 전극(284) First electrode 215; First reflective layer 220; Active region 230;
Second reflective layer 250; The second electrode 280, the ohmic contact layer 291,
Contact electrode 282; Pad electrode 284

Claims (12)

제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치된 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 배치되고, 캐비티 영역을 포함하는 활성영역;
상기 활성영역 상에 배치되며, 애퍼처(aperture) 및 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역;
상기 애퍼처 영역 상에 배치되는 제2 반사층; 및
상기 제2 반사층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은,
상기 제2 반사층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 오믹컨택층을 포함하며,
상기 오믹컨택층은 상기 제2 반사층과 직접 접하는 표면발광 레이저소자.A first electrode;
A substrate disposed on the first electrode;
A first reflective layer disposed on the substrate;
An active region disposed on the first reflective layer and including a cavity region;
An aperture region disposed on the active region and including an aperture and an insulating region;
A second reflective layer disposed on the aperture region; And
A second electrode disposed on the second reflective layer,
The second electrode,
An ohmic contact layer disposed between the second reflective layer and the second electrode,
And the ohmic contact layer is in direct contact with the second reflective layer. 제1 항에 있어서,
상기 제2 전극은, 컨택 전극과 패드 전극을 포함하며,
상기 컨택 전극은,
상기 오믹컨택층을 관통하여 상기 제2 반사층과 직접 접하는 표면발광 레이저소자.According to claim 1,
The second electrode includes a contact electrode and a pad electrode,
The contact electrode,
Surface-emitting laser device that penetrates the ohmic contact layer and directly contacts the second reflective layer. 제2 항에 있어서,
상기 컨택 전극은, 하부 컨택전극부와 상부 컨택전극부를 포함하며,
상기 하부 컨택전극부는 상기 제2 반사층과 직접 접하며,
상기 상부 컨택전극부는 상기 오믹컨택층과 직접 접하는 표면발광 레이저소자.The method of claim 2,
The contact electrode may include a lower contact electrode part and an upper contact electrode part.
The lower contact electrode portion is in direct contact with the second reflective layer,
And the upper contact electrode portion directly contacting the ohmic contact layer. 제2 항에 있어서,
상기 제2 전극의 컨택 전극은,
제1 수평 폭을 구비하는 하부 컨택전극부; 및
상기 제1 수평 폭에 비해 큰 제2 수평 폭을 구비하는 상부 컨택전극부;를 포함하는 표면발광 레이저소자.The method of claim 2,
The contact electrode of the second electrode,
A lower contact electrode part having a first horizontal width; And
And an upper contact electrode portion having a second horizontal width that is larger than the first horizontal width. 제1 항에 있어서,
상기 제2 반사층은 p형 반사층이며,
상기 오믹컨택층은 n형 오믹컨택층인 표면발광 레이저소자.According to claim 1,
The second reflective layer is a p-type reflective layer,
And the ohmic contact layer is an n-type ohmic contact layer. 제5 항에 있어서,
상기 오믹컨택층의 두께는
100nm 내지 250nm인 표면발광 레이저소자.The method of claim 5,
The thickness of the ohmic contact layer is
Surface-emitting laser device that is 100nm to 250nm. 제1 항에 있어서,
상기 제2 반사층과 상기 오믹컨택층 사이에 전도성 도트를 더 포함하는 표면발광 레이저소자.According to claim 1,
And a conductive dot between the second reflective layer and the ohmic contact layer. 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 기판;
상기 기판 상에 제1 반사층;
상기 제1 반사층 상에 배치되고, 캐비티를 포함하는 활성영역;
상기 활성영역 상에 배치되며, 애퍼처와 절연영역을 포함하는 애퍼처 영역;
상기 애퍼처 영역 상에 제2 반사층;
상기 제2 반사층 상에 제2 전극; 및
상기 제2 반사층과 상기 제2 전극 사이에 패시베이션층;을 포함하고,
상기 제2 전극은,
상기 제2 반사층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 제2 오믹컨택층; 및
상기 제2 오믹컨택층 상에 컨택 전극;을 포함하며,
상기 제2 오믹컨택층은 상기 제2 반사층과 직접 접하며,
상기 컨택 전극은 상기 제2 오믹컨택층을 관통하지 않고 상기 제2 반사층과 전기적으로 연결되는 표면발광 레이저소자.A first electrode;
A substrate on the first electrode;
A first reflective layer on the substrate;
An active region disposed on the first reflective layer and including a cavity;
An aperture region disposed on the active region and including an aperture and an insulating region;
A second reflective layer on the aperture region;
A second electrode on the second reflective layer; And
And a passivation layer between the second reflective layer and the second electrode.
The second electrode,
A second ohmic contact layer disposed between the second reflective layer and the second electrode; And
And a contact electrode on the second ohmic contact layer.
The second ohmic contact layer is in direct contact with the second reflective layer,
And the contact electrode is electrically connected to the second reflective layer without penetrating the second ohmic contact layer. 제8 항에 있어서,
상기 패시베이션층은 상기 제2 오믹컨택층과 이격된 표면발광 레이저소자.The method of claim 8,
The passivation layer is a surface emitting laser device spaced apart from the second ohmic contact layer. 제8 항에 있어서,
상기 제2 오믹컨택층은 중심부와 에지부를 포함하며,
상기 제2 오믹컨택층의 중심부는 상기 제2 반사층 상에 상기 애퍼처와 상하간에 중첩되도록 배치되며,
상기 제2 오믹컨택층의 에지부는 상기 컨택 전극과 상하간에 중첩되도록 배치되는 표면발광 레이저소자.The method of claim 8,
The second ohmic contact layer includes a center portion and an edge portion,
A center of the second ohmic contact layer is disposed on the second reflective layer so as to overlap between the aperture and the top and bottom,
An edge portion of the second ohmic contact layer is disposed so as to overlap the contact electrode up and down. 제10 항에 있어서,
상기 제2 컨택 전극 중에 상기 제2 오믹컨택층과 중첩되는 수평 폭은 상기 제2 컨택 전극의 제3 수평 폭의 50% 이하인 표면발광 레이저소자.The method of claim 10,
And a horizontal width overlapping the second ohmic contact layer in the second contact electrode is 50% or less of a third horizontal width of the second contact electrode. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 하나의 표면발광 레이저소자를 포함하는 발광장치.A light emitting device comprising the surface emitting laser device of any one of claims 1 to 11.
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