KR920006857B1 - 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 - Google Patents
액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR920006857B1 KR920006857B1 KR1019900004980A KR900004980A KR920006857B1 KR 920006857 B1 KR920006857 B1 KR 920006857B1 KR 1019900004980 A KR1019900004980 A KR 1019900004980A KR 900004980 A KR900004980 A KR 900004980A KR 920006857 B1 KR920006857 B1 KR 920006857B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etching
- crystal growth
- type
- liquid crystal
- selective
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 용액식각 방법으로 제작되고, 렌즈면을 통해 광출력을 방출하는 형태의 표면 방출형 LED의 단면도.
제2도는 제1도와 같고 용액식각면을 반사경으로 이용하는 표면 방출형 LED의 단면도.
제3a도는 LED 형태로 한면은 평면경, 한면은 구면경인 공진기를 갖는 표면 방출형 레이저 다이오우드의 단면도.
제3b도의 제3a도의 레이저 다이오우드에서 전류제한영역을 갖는 개선된 레이저 다이오우드의 단면도.
제4도는 용액식각면을 수광렌즈로 이용하는 수광 다이오우드의 단면도.
제5도는 용액식각후 재결정 성장시 성장층의 재료에 따라 파장을 선택적으로 투과하는 마이크로 렌지의 단면도.
제6도는 제1도의 표면방출형 LED에 관한 평면도.
제7도는 제2도의 표면방출형 LED에 관한 평면도.
제8도는 제1도, 제2도, 제3도의 소자들에 관한 배면도.
제9도는 제4도의 소광다이오우드의 배면도.
제10도는 제5도의 마이크로렌즈에 관한 배면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : P형 GaAs 단결정 기판 2 : P형 AlGaAs 에피택시층(epitaxial layer)
3 : P형 GaAs 또는, AlGaAs 활성층(active layer)
4 : n형 AlGaAs 전류제한층 5 : n형 금속반도체 저항성 접촉
5' : P형 금속반도체 저항성 접촉 6 : n형 AlGaAs 또는 GaAs의 전류제한층
7 : 임의 파장 통과 렌즈를 위한 재결정 성장층
8 : p-i-n 수광다이오우드의 n형층
9 : p-i-n 수광다이오우드의 낮은 불순물 도핑층
10 : p-i-n 수광다이오우드의 P+형층.
본 발명은 화합물반도체를 기판으로 하여 선택적 용액식각과 재결정성장의 방법으로 렌즈형태를 얻어 집적형태의 광소자를 특히 표면방출형 LED, 레이저 다이오우드, 수광다이오우드, 마이크로렌즈에 이용하는데 관한 것이다.
지금까지의 GaAs/AlGaAs, InP/InGaAsP 발광다이오우드(LED)나 레이저 다이오우드(LD)의 경우 측면방출형으로써 큰 광출력을 얻기 어려우므로 표면방출형 소자를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이런 노력과 더불어 표면방출형 소자에 렌즈를 집적하여 광섬유와의 결합효율을 증대시키거나 실질적인 시감도를 증대시키는 일련의 활동들이 있어 왔다. 그러나 이들 방법은 대단히 숙련된 기술을 요구하고, 비싼 장비들이 요구되기 때문에 대량생산의 비용이 매우 높다고 할 수 있다.
한편 액상결정성장(LED)의 한 특징적인 현상인 용액식각은 지금까지 결정성장에 있어서 피해져 왔다. 그러나, 본 발명자는 불포화(under-saturation)된 Ⅲ족의 금속(Ga, In) 용액상태(melt)에 의해 화합물반도체 기판이 식각되는 것으로 등방적인 식각이 되고 이런 등방성식간에 의해 화학식각에서는 얻을 수 없는 원형의 식각면을 제1, 제2도 및 제3도의 곡면과 같이 얻을 수 있으며, 이러한 원형식각면을 재결정성장으로 채우면 렌즈형태를 얻을 수 있다는 것을 알게 되었다. 렌즈를 집적시킨 발광다이오우드는 발광효율이 우수하다는 것을 알게 되었다. 이러한 발광다이오우드가 제1도에 나타나 있다.
이 재결정성장면을 반사기로 사용하여 한쪽면은 평탄거울이고 다른 한쪽은 원형의 거울면으로 하는 표면방출형 레이저 다이오우드를 제작할 수 있다. 이런 방법의 레이저 다이오우드가 제2도에 나타나 있다.
또, 이 렌즈를 수광소자의 수광부 전단에 위치시킴으로써 수광효율을 증대시킬 수가 있다. 이 방법을 이용한 수광소자는 제3도와 같다.
이러한 렌즈의 표면을 광학적 평탄성을 유지하면서 선택적으로 식각하기 위해 AlGaAs와 GaAs의 경우 NH4OH : H2O2: H2O의 식각액을 이용할 수 있고 InP의 경우도 식각액을 사용할 수 있다.
또한, 용액식각후 재결정성장시 성장층의 재료에 따라 성장층의 파장을 선택적으로 투과하는 마이크로렌즈가 제5도에 나타나 있다. 따라서 본 발명은 발광소자에 있어서 광출력과 양자효율을 증대시킬 수 있으므로 발광다이오우드나 레이저 다이오우드의 광특성을 향상시킬 수 있고, 수광소자에서는 렌즈의 집적에 의해 수광효율을 증대시킬 수 있다. 이를 첨부도면에 의하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
[제조 실시예 1]
[선택적 용액식각을 이용한 표면방출형 LED]
제1도에 나타낸 바와 같이 P형 GaAs 단결정 기판(1)위에 P형 AlGaAs 에피택시층(2)을 성장시켜 이들 일부를 SiO2나 Si3N4등의 선택적 용액식각 및 결정 성장의 창을 사진 식각 방법에 의해 형성시킨다.
다음 액상결정성장장비내에서 용액식각후 재결정 성장을 하는데 이때 LED을 위한 단일이형접합(single hetero-junction) 혹은 이종이형접합(double hetero-junction) 즉 P형 GaAs 또는 AlGaAs 활성층(3)을 형성한다. 다음 사진식각을 거친 후 저항성접촉을 위한 n형 금속반도체(예 AuGe/Ni)(5)를 증착하고, 뒷면을 선택적 화학식각후 저항성 접촉을 위한 P형 금속반도체(예 AuZn)(5') 접합을 하여 LED 제작을 마친다. 도면부호 4는 n형 AlGaAs 전류제한층을 가리킨다. 이 LED는 용액식각에 의해 형성된 렌즈의 효과로 일반적인 표면방출형 LED 보다 광출력을 효과적으로 꺼낼 수 있는 장점을 가진다.
[제조 실시예 2]
제2도의 표면방출형 LED는 제1도의 LED와 유사한 과정에 의해 제작되나 광출력이 렌즈면쪽으로 나오게 한 것이 아니라 이를 하나의 거울로 이용하여 광출력을 얻는 형태의 LED이다. 제2도의 화살표는 광출력의 방향을 가리킨다.
[제조 실시예 3]
제3a도는 제1도와 그 제작과정이 유사한 레이저 다이오우드로서, 활성층의 두께를 높이고 곡면거울의 반사율을 증대시켜 전류주입에 의한 광증폭이 일어나게한 레이저 다이오우드이다.
[제조 실시예 4]
제3b도는 제3a도의 레이저 다이오우드에 n형 AlGaAs 또는 GaAs의 전류경로 제한층(6)을 두거나 굴절율이 작은 매립이 형접합(BH)층을 형성하여 전류경로제한 또는 광제한을 실현시킴으로써 레이저동작에 도움을 주게한 형태의 레이저 다이오우드이다.
[제조 실시예 5]
제4도는 제1도에서의 선택적 용액식각의 방법을 이용하여 렌즈면이 형성될 때 이를 수광소자(photo detector)의 수광부에 둠으로써 수광효율을 높이는 수광다이오우드이다. 여기서 도면부호 8은 p-i-n 수광다이오우드의 n형층, 9는 p-i-n 수광다이오우드의 낮은 불순물 도핑층, 10은 p-i-n 수광다이오우드의 P+형층을 각각 나타낸다.
[제조 실시예 6]
제5도는 제1도의 LED 제작 과정에서 투과시키기를 원하는 파장에 따라 AlGaAs 또는 InGaAsP의 구성재료 조성을 변화시킴으로서 파장을 선택적으로 투과하는 마이크로렌즈이다. 이 렌즈의 제조에는 결정성 장시 단 한층의 재결정 성장층을 필요로 한다.
물론, 화합물 반도체기판으로서 n형 반절연 기판의 GaAs나 InP 기판을 사용하는 것도 본 발명의 범위내에 있는 것이다.
Claims (8)
- 화합물 반도체 기판을 불포화된 Ⅲ족의 금속용액상태(melt)로 선택적용액식각하여 얻어진 원형식각면을 재결정성장으로 채워 형성시킨 렌즈면을 구비하는 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1항에 있어서, 화합물반도체 기판위에 SiO2나 Si3N4등의 선택적용액식각 및 결정성장의 창을 사진식각방법에 의하여 형성시키고나서, 액상결정성장 장비내에서 용액식각을 하고 이때 LED를 위한 단일이형접합 혹은 이종이형접합을 형성한 다음 사진식각을 거친 후 n(또는 P형 금속)을 증착하고 뒷면을 선택적 화학식각후 P(또는 n형) 금속접합을 하여 제조되는 표면방출형 LED인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1항 내지 제2항중 어느 한항에 있어서, 렌즈면을 하나의 거울로 이용하여 광출력을 얻는 형태의 표면방출형 LED인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1항에 있어서, 화합물 반도체 기판위에 SiO2나 Si3N4등의 선택적용액식각 및 결정성장의 창을 사진식각방법에 의하여 형성시키고나서, 액상결정성장 장비내에서 용액식각을 하고 이때 LED를 위한 단일이형접합 혹은 이종이형접하여 활성층을 형성하는데, 이때 활성층의 두께를 늘이고, 곡면거울의 반사율을 증대시켜 전류주입에 의한 광증폭이 일어나게 하고, 사진식각을 거친 후 n 또는 P형 금속(AuGe/Ni)을 증착하고 뒷면을 선택적 화학식각후 P 또는 n형 금속접합을 한 것으로서 한면은 평면경, 이면은 구면경인 공진기를 갖는 표면방출형 레이저 다이오우드인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제4항에 있어서, 상기 레이저 다이오우드에 전류경로제한층을 두거나 굴절율이 작은 매립이형접합(BH)층을 형성하여 전류경로제한 또는 광제한을 실현시킨 형태의 레이저 다이오우드인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 렌즈면을 소자의 수광부에 둠으로써 수광효율을 증가시킨 p-i-n형 또는 쇼트키형 수광다이오우드인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1항에 있어서, 용액식각후 재결정성장시 성장층의 재료에 따라 성장층의 파장을 선택적으로 투과하게한 마이크로렌즈인 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
- 제1, 2, 4 또는 6항중 어느 한항에 있어서, 상기 화합물반도체 기판은 P형 GaAs 단결정기판, n형 반절연 GaAs 기판 또는 n형 반절연 InP 기판 및 기타유사한 화합물반도체 기판중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900004980A KR920006857B1 (ko) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900004980A KR920006857B1 (ko) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR910019271A KR910019271A (ko) | 1991-11-30 |
| KR920006857B1 true KR920006857B1 (ko) | 1992-08-20 |
Family
ID=19297888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019900004980A KR920006857B1 (ko) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR920006857B1 (ko) |
-
1990
- 1990-04-11 KR KR1019900004980A patent/KR920006857B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910019271A (ko) | 1991-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4990970A (en) | Light emitting semiconductor having a rear reflecting surface | |
| US7491565B2 (en) | III-nitride light emitting devices fabricated by substrate removal | |
| US5073806A (en) | Semiconductor light emitting element with grooves | |
| CN103474525B (zh) | 发光二极管的制备方法 | |
| CA2456679A1 (en) | Semiconductor device and making method thereof | |
| CN106898947B (zh) | 一种激光器及其制作方法 | |
| US10690852B2 (en) | III-V semiconductor waveguide nanoridge structure | |
| US10678007B2 (en) | Active-passive waveguide photonic system | |
| JPH02155278A (ja) | 光機能素子 | |
| US5925896A (en) | Surface-emitting semiconductor optical device | |
| US4184171A (en) | Light emitting diodes which emit in the infrared | |
| CN106229813B (zh) | 硅基横向注入激光器及其制备方法 | |
| US5898191A (en) | Array of optical integrated devices with micro-lenses | |
| KR920006857B1 (ko) | 액상 결정성장에서 선택적 용액식각을 이용한 집적형태의 광소자 | |
| KR940008562B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조방법 | |
| JPH08340132A (ja) | 面発光ダイオード | |
| US7008805B2 (en) | Optical device and method of manufacture thereof | |
| US4280131A (en) | Pleochroic light emitting diode and method of fabricating the same | |
| Kurata et al. | An experimental study on improvement of performance for hemispherically shaped high-power IRED's with Ga 1-x Al x As grown junctions | |
| JPH07153991A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JPH0697564A (ja) | 半導体面発光素子 | |
| KR100203376B1 (ko) | 수평 방향 반도체 피엔 접합 어레이 제조방법 | |
| US4399542A (en) | Transverse junction stripe laser with distributed Bragg reflectors | |
| US5006907A (en) | Crosstalk preventing laser diode array | |
| JPS62119981A (ja) | 光半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20030801 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |