KR20230114904A - 균일한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 vcsel - Google Patents

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Abstract

균일한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 VCSEL을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 DBR(Distributed Bragg Reflector) 페어를 포함하는 제1 반사부와 상기 제1 반사부보다 상대적으로 적은 DBR 페어를 포함하는 제2 반사부와 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부의 사이에 위치하여, 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부 중 어느 하나에서 생성된 홀(정공)과 나머지 하나에서 생성된 전자가 결합되며 광을 발진하는 활성층과 상기 제1 반사부 상에 성장하는 제1 클래딩층과 상기 활성층 상에 성장하는 제2 클래딩층 및 상기 제2 클래딩층 상에 위치하여, 출력되는 레이저의 특성 및 개구부의 직경을 결정하는 산화막층을 포함하며, 상기 활성층은 다중 양자 우물(MQW: Multi Quantum Wells)을 포함하여, 균일한 파장대역의 광을 발진하는 것을 특징으로 하는 VCSEL을 제공한다.

Description

균일한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 VCSEL{VCSEL Capable of Irradiating Light of a Uniform Wavelength Band}
본 발명은 균일한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 VCSEL에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로, 반도체 레이저 다이오드는 측면 발광 레이저 다이오드(EEL, Edge Emitting Laser Diode, 이하 'EEL'로 약칭함) 및 수직 공진형 표면 발광 레이저 다이오드(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 이하 'VCSEL'로 약칭함)를 포함한다. EEL과 VCVSEL은 소자의 적층면과 평행 방향을 이루는 공진 구조를 가지고 있다. EEL은 레이점 빔을 적층면의 수직 방향으로 발진시키나 VCSEL은 적층면과 평행한 방향으로 레이저 빔을 발진 시킨다.
VCSEL은 EEL에 비해 광 이득 길이(Gain Length)가 짧아, 저전력 구현이 가능하며, 고밀도 집적화가 가능하므로 대량 생산에 유리하다는 장점이 있다. 또한, VCSEL은 단일 종단 모드(Single Longitudinal Mode)로 레이저 빔을 발진시킬 수 있으며, 웨이퍼 상에서의 테스트가 가능하다. VCSEL은 주로, 광통신, 광 인터커넥션 및 광 픽업 등에서의 광학장치 내의 광원으로 사용되어 왔다.
최근들어, VCSEL은 라이다(LiDAR), 안면 인식, 모션 인식, AR(Augmented Reality) 또는 VR(Virtual Reality) 장치 등의 화상 형성장치 내의 광원으로까지 그 사용범위가 확대되고 있다.
VCSEL은 각 반사층(DBR: Distributed Bragg Reflector)이 다중양자우물을 사이에 둔 형태로 형성되어, 다중양자우물로 유입되는 전자와 홀(정공)의 결합으로 일정한 파장대역의 광 또는 레이저를 발진시킨다. 전자와 홀은 각 반사층을 거쳐 다중양자우물로 주입되며 각 양자우물에서 상호 간에 결합이 일어난다. 이때, 전자와 홀의 이동도가 서로 상이하기에, 일반적인 VCSEL 내 각 양자우물에서 결합되는 정도가 상이해지는 문제가 발생한다. 홀이 유입되는 방향으로 가까이 위치한 양자우물에서는 충분한 양의 홀과 전자가 결합되는 반면, 해당 방향으로 멀리 위치한 양자우물에서는 충분하지 못한 양의 홀과 전자가 결합된다. 홀과 전자의 결합양은 발진되는 광출력을 결정하기에, 종래의 VCSEL에서 출력되는 광이나 레이저는 전술한 이유에 따라 설계된 파장대역을 온전히 출력하지 못하는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 각 양자우물에서 단계적으로 홀을 주입시키고, 균일하게 일정한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 고출력 VCSEL을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 복수의 DBR(Distributed Bragg Reflector) 페어를 포함하는 제1 반사부와 상기 제1 반사부보다 상대적으로 적은 DBR 페어를 포함하는 제2 반사부와 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부의 사이에 위치하여, 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부 중 어느 하나에서 생성된 홀(정공)과 나머지 하나에서 생성된 전자가 결합되며 광을 발진하는 활성층과 상기 제1 반사부 상에 성장하는 제1 클래딩층과 상기 활성층 상에 성장하는 제2 클래딩층 및 상기 제2 클래딩층 상에 위치하여, 출력되는 레이저의 특성 및 개구부의 직경을 결정하는 산화막층을 포함하며, 상기 활성층은 다중 양자 우물(MQW: Multi Quantum Wells)을 포함하여, 균일한 파장대역의 광을 발진하는 것을 특징으로 하는 VCSEL을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 활성층은 복수의 배리어층 및 복수의 양자우물로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각 양자우물은 서로 다른 에너지 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각 양자우물은 홀이 유입되는 방향으로 에너지 밴드갭이 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각 양자우물은 홀이 유입되는 방향으로 가장 근접해 위치한 양자우물이 상대적으로 큰 에너지 밴드갭을 가지며, 그러부터 멀어질수록 점차 작은 에너지 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각 양자우물은 서로 다른 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각 양자우물은 서로 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 각 양자우물에서 균일하게 일정한 파장대역의 광을 조사할 수 있기에, 설계된 파장대역과 최대한 근접한 파장대역의 광을 조사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL의 단면도이다.
도 2는 종래의 VCSEL 내 각 층의 에너지 밴드를 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 각 층의 에너지 밴드를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드갭과 제2 반사층의 에너지 밴드갭을 비교한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL(100)은 제1 반사층(110), 제1 클래딩층(120), 활성층(130), 제2 클래딩층(140), 산화막층(150) 및 제2 반사층(160)을 포함한다.
VCSEL은 전술한 대로, 소자의 적층면과 수직 방향인 공진구조를 가짐으로써, 레이저 빔을 소자의 적층면과 수직 방향으로 발진시킨다.
제1 반사층(110)은 n형 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 구성될 수 있으며, Al을 포함하는 반도체 물질인 AlGaAs로 구성될 수 있다. 제1 반사층(110)은 복수의 DBR(Distributed Bragg Reflector, 또는 '분산 브래그 리플렉터') 페어로 구성된다. DBR 페어는 상대적으로 높은 알루미늄(Al) 비율을 포함하는 저 인덱스층(Low Index Layer)과 상대적으로 낮은 알루미늄 비율을 포함하는 고 인덱스층(High Index Layer)을 하나의 페어로 하여 복수 개 구현된다. 제1 반사층(110)은 제2 반사층(160)보다 더 많은 DBR 페어수를 포함하여, 상대적으로 더 높은 반사도(Reflectivity)를 갖는다. 이에, 활성층(130)에서 발진되는 광 또는 레이저는 상대적으로 페어 수가 적어 낮은 반사도를 갖는 제2 반사층(160) 방향으로 발진된다.
보다 구체적으로, 제1 반사층(110)은 하단부로부터 다음의 층을 포함할 수 있다. 그레이딩 업된 인덱스층(미도시, Index Grading Up), 고 인덱스층(미도시), 그레이딩 다운된 인덱스층(미도시, Index Grading Down) 및 저 인덱스층(미도시)을 각각 하나 이상 포함할 수 있다.
여기서, 그레이딩 업된 인덱스층은 Alb → aGa1 -(b→a)As로 구현될 수 있다. 여기서, a, b 는 a<b의 관계를 만족하며, 그레이딩 업된 인덱스층은 Al 성분과 Ga 성분이 선형적으로 감소하거나 증가한다.
고 인덱스층은 AlaGa1 - aAs로 구현될 수 있다.
그레이딩 다운된 인덱스층은 Ala→ bGa1 -(a→b)As로 구현될 수 있다. 여기서, a, b 는 a<b의 관계를 만족하며, 그레이딩 다운된 인덱스층은 Al 성분과 Ga 성분이 선형적으로 증가하거나 감소한다.
저 인덱스층은 AlbGa1 - bAs로 구현될 수 있다.
제1 반사층(110)은 전술한 각 층이 번갈아가며 적층되며, 적어도 제2 반사층(160)보다 많은 횟수만큼 적층된다.
제1 클래딩층(120)은 n형 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 구성될 수 있으며, 제1 반사층(110) 상에 성장한다.
제1 클래딩층(120)은 Alb → cGa1 -(b→c)As로 구현될 수 있다. 여기서, a, b, c는 a<c<b의 관계를 만족하며, Al 성분과 Ga 성분이 선형적으로 감소하거나 증가한다.
활성층(130)은 제1 반사층(110) 및 제1 클래딩층(120)을 거쳐 전달되는 전자와 제2 클래딩층(140), 산화막층(150) 및 제2 반사층(160)을 거쳐 전달되는 홀(정공)이 결합하여 광을 발진시킨다. 활성층(130)에서 발진되는 광은 각 반사층(110, 160) 방향으로 발진되고, 각 반사층(110, 160)에서 반사되며 공진이 일어난다. 공진이 일어나며 최종적으로 상대적으로 페어수가 적은 제2 반사층(160) 방향으로 광 또는 레이저의 발진이 일어난다.
활성층(130)은 도 4 내지 6을 참조하여 후술할 에너지 밴드갭을 갖는 다중양자우물(MQW: Multi Quantum Wells)을 포함함으로서, 각 양자우물에서 균일한 파장대역의 광이 발진하도록 한다. 통상적으로 이동도가 우수한 전자는 각 양자우물을 통과하는데 아무런 영향을 받지 않는다. 반면, 이동도가 상대적으로 현저히 떨어지는 홀은 각 양자우물을 통과함에 있어 (자신이 이동하는 방향에 위치한) 최초 양자우물을 통과하는 경우와 최종 양자우물을 통과하는 경우 이동도의 차이가 현저히 나게 된다. 이는 도 2 및 3에 도시되어 있다.
도 2는 종래의 VCSEL 내 각 층의 에너지 밴드를 도시한 도면이고, 도 3은 종래의 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드를 확대한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전술한 대로, 활성층(230)으로 전자는 제1 반사층(210) 및 제1 클래딩층(220)을 거치며 전달된다. 반대로, 홀은 제2 클래딩층(240), 산화막층(250) 및 제2 반사층(260)을 거치며 활성층(230)으로 전달되었다.
이때, 도 3을 참조하면, 종래의 활성층(230)은 모두 에너지 밴드갭이 동일한 다중양자우물로 구현되었다. 각 양자우물(310 내지 330)의 깊이와 폭이 모두 동일하여, 각 양자우물에서 온전히 홀과 전자가 결합될 경우 모두 균일한 파장대역의 광이 조사될 수 있다. 그러나 전술한 대로, 전자는 각 양자우물을 통과하는데 아무런 영향이 없는 이동도를 가지나, 홀은 모든 양자우물을 통과하는데 지장이 있는 이동도를 갖는다. 이에 따라, 홀의 이동방향을 기준으로 최초에 위치한 양자우물(330)에는 충분한 양의 홀이 유입될 수 있는 반면, 양자우물(310)에는 충분한 양의 홀이 유입되지 못하는 현상이 발생해왔다. 이에 따라, 각 양자우물(310 내지 330)에서는 서로 다른 양의 홀과 전자가 결합되기에, 양자의 결합으로 발산되는 광의 파장이 각 양자우물마다 제각각일 수밖에 없었다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL(100) 내 활성층(130)은 도 4 내지 6에 도시된 바와 같은 에너지 밴드갭 구조를 갖는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 각 층의 에너지 밴드를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드를 확대한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL 내 활성층의 에너지 밴드갭과 제2 반사층의 에너지 밴드갭을 비교한 도면이다.
도 4 및 5를 참조하면, 제2 클래딩층(140)에 가까이 배치된 양자우물(540)은 에너지 밴드갭이 상대적으로 크도록 형성되고, 제1 클래딩층(120)에 가까이 배치된 양자우물(510)은 에너지 밴드갭이 상대적으로 작도록 형성된다. 이처럼 양자우물이 홀이 유입되는 방향을 기준으로 계단식으로 형성될 경우, 홀이 유입되는 방향으로 먼 방향의 양자우물까지도 보다 원활하게 홀이 이동하며 원활히 각 양자우물들에 분배될 수 있다.
한편, 양자우물의 밴드갭이 클 경우 상대적으로 단파장의 광이 방출되고, 반대의 경우 상대적으로 장파장의 광이 방출된다. 전술한 대로, 각 양자우물의 에너지 밴드갭이 서로 다르게 형성되기에, 홀의 이동은 원활할 수 있으나 그에 따라 방출되는 광의 파장이 제각각이 되는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해소하고자, 상대적으로 에너지 밴드갭이 큰 (홀의 유입되는 방향으로 가장 가까이 위치한) 양자우물(540)은 상대적으로 넓은 폭을 가지며, 상대적으로 에너지 밴드갭이 작은 (홀의 유입되는 방향으로 가장 멀리 위치한) 양자우물(510은 상대적으로 좁은 폭을 갖는다. 위치에 따라 각 양자우물이 이처럼 형성되며, 양자우물의 전체 면적은 동일해진다. 면적이 동일할 경우 결합되는 홀과 전자의 양은 각 양자우물마다 일정할 수 있어, 각 양자우물의 에너지 밴드갭이 서로 다르다 하더라도 동일한 파장대역의 광이 방출되거나 각 양자우물에서 방출되는 광의 파장대역의 차이가 최소화될 수 있다.
특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 양자우물(540)의 에너지 밴드갭(610)은 제2 반사층(160)의 가장 작은 에너지 밴드갭(620)보다 크도록 구현된다. 양자우물(540)의 에너지 밴드갭(610)이 제2 반사층(160)의 가장 작은 에너지 밴드갭(620)보다 작을 경우, 제2 반사층(160)에서 일정부분 흡수가 일어나게 된다. 이에 따라, 출력되는 광 또는 레이저의 세기가 줄어들게 되는 문제가 발생한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 VCSEL(100)은 이러한 문제를 인지하여 의도적으로 활성층(다중양자우물)의 에너지 밴드갭이 홀이 유입되는 방향을 기준으로 계단형으로 점차 작아지도록 형성되며, 그와 동시에 활성층의 가장 큰 에너지 밴드갭이 제2 반사층(160)의 가장 작은 에너지 밴드갭(620)보다 크도록 구현된다.
활성층(130)은 하단부로부터 다음의 층을 포함할 수 있다. 최초 배리어층, 제1 양자우물(510), 제1 배리어층, 제2 양자우물(520), 제2 배리어층, 제3 양자우물(530), 제3 배리어층, 제4 양자우물(540) 및 제4 배리어층을 포함한다.
최초 배리어층, 제1 내지 제4 배리어층은 모두 AlcGa1 - cAs로 구현될 수 있다.
제1 양자우물(510)은 InGaAs로 구현될 수 있다. 특히, 제1 양자우물(510)은 InαGa1-αAs로 구현될 수 있다.
제2 양자우물(520)은 InβGa1 - βAs로 구현될 수 있다.
제3 양자우물(530)은 InγGa1 - γAs로 구현될 수 있다. 여기서, α, β, γ는 α>β>γ의 관계를 만족한다.
제4 양자우물(540)은 AlGaAs로 구현될 수 있으며, 특히, AlδGa1 - δAs로 구현될 수 있다. 여기서, δ는 δ>a, f(후술)의 관계를 만족한다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 클래딩층(140)은 p형 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 구성될 수 있으며, 활성층(130) 상에 성장한다. 제2 클래딩층(140)은 Alc → bGa1 -(c→b)As로 구현될 수 있다. 여기서, b, c는 c<b의 관계를 만족하며, Al 성분과 Ga 성분이 선형적으로 증가하거나 감소한다.
산화막층(150)은 산화(Oxidation)공정을 거치며 일정 길이의 산화된 부분이 형성되며, 산화된 부분의 길이에 따라 출력되는 레이저의 특성 및 개구부의 직경을 결정한다. 산화막층(150)은 AldGa1 - dAs로 구현될 수 있다. 여기서, b, c, d는 d>b>c의 관계를 만족한다.
제2 반사층(160)은 p형 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 구성될 수 있으며, 산화막층(150) 상에 성장한다. 제2 반사층(160)도 제1 반사층(110)과 마찬가지로 Al을 포함하는 반도체 물질인 AlGaAs로 구성되며, 복수의 DBR 페어로 구성된다. 제2 반사층(160)은 제1 반사층(110)보다 더 적은 DBR 페어수를 포함하여, 상대적으로 더 낮은 반사도(Reflectivity)를 갖는다.
보다 구체적으로, 제2 반사층(160)은 하단부로부터 다음의 층을 포함한다. 고 인덱스층(미도시), 그레이딩 다운된 인덱스층(미도시), 저 인덱스층(미도시) 및 그레이딩 업된 인덱스층(미도시)및 각각 하나 이상 포함할 수 있다.
여기서, 고 인덱스층은 AlfGa1 - fAs로 구현될 수 있다.
그레이딩 다운된 인덱스층은 Alf → gGa1 -(f→g)As로 구현될 수 있다. 여기서, f, g 는 f<g의 관계를 만족하며, 그레이딩 다운된 인덱스층은 Al 성분과 Ga 성분이 선형적으로 증가하거나 감소한다.
저 인덱스층은 AlgGa1 - gAs로 구현될 수 있다.
그레이딩 업된 인덱스층은 Alg → fGa1 -(g→f)As로 구현될 수 있다.
제2 반사층(160)은 전술한 각 층이 번갈아가며 적층되며, 적어도 제1 반사층(110)보다 적은 횟수만큼 적층된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: VCSEL
110, 210: 제1 반사층
120, 220: 제1 클래딩층
130, 230: 활성층
140, 240: 제2 클래딩층
150, 250: 산화층
160, 260: 제2 반사층
310, 320, 330, 510, 520, 530, 540: 양자우물

Claims (7)

  1. 복수의 DBR(Distributed Bragg Reflector) 페어를 포함하는 제1 반사부;
    상기 제1 반사부보다 상대적으로 적은 DBR 페어를 포함하는 제2 반사부;
    상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부의 사이에 위치하여, 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부 중 어느 하나에서 생성된 홀(정공)과 나머지 하나에서 생성된 전자가 결합되며 광을 발진하는 활성층;
    상기 제1 반사부 상에 성장하는 제1 클래딩층;
    상기 활성층 상에 성장하는 제2 클래딩층; 및
    상기 제2 클래딩층 상에 위치하여, 출력되는 레이저의 특성 및 개구부의 직경을 결정하는 산화막층을 포함하며,
    상기 활성층은 다중 양자 우물(MQW: Multi Quantum Wells)을 포함하여, 균일한 파장대역의 광을 발진하는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은,
    복수의 배리어층 및 복수의 양자우물로 구현되는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  3. 제2항에 있어서,
    각 양자우물은 서로 다른 에너지 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  4. 제3항에 있어서,
    각 양자우물은,
    홀이 유입되는 방향으로 에너지 밴드갭이 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  5. 제4항에 있어서,
    각 양자우물은,
    홀이 유입되는 방향으로 가장 근접해 위치한 양자우물이 상대적으로 큰 에너지 밴드갭을 가지며, 그러부터 멀어질수록 점차 작은 에너지 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  6. 제2항에 있어서,
    각 양자우물은 서로 다른 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 VCSEL.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 양자우물은 서로 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 VCSEL.


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