KR940011105B1

KR940011105B1 - 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR940011105B1
Application number: KR1019910011266A
Authority: KR
Inventors: 방동수
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1994-11-23
Also published as: KR930003472A

Abstract

내용 없음.

Description

레이저 다이오드 및 그 제조방법

제 1 도는 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조공정도,

제 2 도는 종래 레이저 다이오드의 제조공정도이다.

본 발명은 컴팩트 디스크 플레이어, 비디오 디스크 플레이어, 레이저 빔 프린터, 광통신등의 광원으로 사용되는 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 VSIS(V-channeled Substrate Inner Stripe)구조의 레이저 다이오드는 제 2 도에 도시한 제조공정으로 제조된다. 즉, 제 2a 도에 도시한 바와 같이 N형 GaAs(또는 InP)기판(1)상에 P형 GaAs(또는 InP) 전류제한층(2)을 성장시킨후 포토에칭법으로 제 2b 도와 같이 전류통로영역(11)을 형성시킨 다음, 제 2c 도와 같이 그 위에 N형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 클레드층(3), P형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 활성층(4), P형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 클레드층(5), P⁺형 GaAs(또는 InP) 캡층(6)을 순차적으로 성장시키고 P형 전극(8)과 N형 전극(9)을 각각 증착시켜 줌으로써 다이오드의 제조가 완성된다. 그러나 이러한 제조방법은 한번의 결정 성장후 포토에칭한 다음 다시 결정성장을 하여야 하므로 2회에 걸친 결정성장이 필요하게 되며, 포토에칭한 전류통로영역(11)에 유기물이 잔류하게 되면 이후의 결정성장시 결정의 질이 떨어질 위험이 있으므로 포토에칭후 세정에 매우 주의하여야만 한다.

또한 전류제한층이 한쪽 전극(9)측에만 형성되어 있어서 전류통로(12)와 전류통로(11) 사이가 넓어지게 되므로 활성층에서의 발광빔사이즈(13)가 커지고 레이저 발진 개시전류가 커지는등 소자의 특성이 좋지 않은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 레이저 다이오드가 갖는 제반 문제점을 감안하여 종래 레이저 다이오드가 갖는 문제점을 해결하고자 발명한 것으로, 기판의 요철에 의한 다층결정성장공정의 어려움을 해결하고, 2회에 걸친 결정성장을 1번으로 단순화하며, 전튜통로를 좁게 형성함으로써 소자의 특성을 개선한 레이저 다이오드 및 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 레이저 다이오드 제조방법은 선택적인 확산이나 이온주입법등으로 전류제한층을 형성하고, 1번의 에피탁시로 클레드층 및 활성층을 형성하여 최상층을 전류제한층으로 기른후 식각하여 전류통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명 레이저 다이오드 제조방법을 상세하게 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 일실시예를 도시한 것으로, 제 1a 도에 도시한 바와 같이 N형 GaAs(또는 InP)기판(1)위에 Al₂O₃, Si₃N₄등을 도포한후 통상의 리소그래vl(lithography)법으로 Zn을 확산 또는 이온주입할 영역의 Al₂O₃(또는 Si₃N₄)을 에칭하여 기판(1)이 드러나도록한 후 Zn을 확산 또는 이온주입하여 P형의 전류제한층(2)을 형성한 후 Al₂O₃(또는 Si₃N₄)를 제거한다. 그다음 제 1b 도에 도시한 바와 같이 그위에 LPE(Liquid Phase Epitaxy), MBE(Molecular Beam Epitaxy), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법등을 이용하여 N형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 클레드층(3), P형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 활성층(4), P형 AlGaAs(또는 InGaAsP) 클레드층(5) P⁺형 GaAs(또는 InP) 전극층(6), N형 AlGaAs(InGaAsP) 전류제한층(7)을 차례로 형성한다.

이를 다시 제 1c 도에 도시한 바와 같이 통상의 리소그래피를 이용한 선택적 에칭으로 N형 AlGaAs(InGaAsP) 전류제한층(7)을 에칭하여 P⁺형 GaAs(또는 InP)전극층(6)이 드러나도록 한다.

그리고 제 1d 도에 도시한 바와 같이 P형 전극(8)을 증착하고 나서 기판(1)의 배면을 연마하여 N형 전극(9)을 증착하고 얼로이(Alloy)하여 소자제조를 완성한다.

상기한 본 발명의 제조방법으로 제조된 레이저 다이오드는 P⁺형 전극층(6)과 P형 전극(8) 사이에 N형 전류제한층(7)을 가지며 또 N형 기판(1)과 N형 클레드층(3) 사이에 P형 전류제한층(2)을 동시에 갖는 구조를 특징으로 한다.

그러므로 제 2 도에 도시한 종래 레이저 다이오드가 가지는 넓은 전극접촉부(전류통로 ; 12)에 의해서 활성층(4)의 빔사이즈(13)가 커진다거나 발진 개시전류(I_th), 동작전압(V_op)이 커지는 등의 문제점이 두 전류제한층(2,7)에 의해 해소되게 된다.

이 경우 제 1 도 및 제 2 도로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 P형 전류제한층(2)에 의해 형성되는 N측 전류통로(11)는 같으나 N형 전류제한층(7)에 의한 P측 전류통로(12)는 본 발명에 의해 제조된 레이저 다이오드가 종래의 레이저 다이오드보다 현저히 작아지게 되어 작은 빔영역을 얻을 수 있으므로 활성층(4)에서 전류밀도가 높아지게 되어 발진 개시전류(I_th)가 낮아지고 동작전압(V_op)도 낮아져 광출력이 향상되게 된다. 또 확산이나 이온주입을 행함으로써 2단계의 에피탁시를 1번의 에피탁시로 줄어들게 되어 공정시 오염도를 줄일 수 있으며 재작공정이 단순한 장점이 있다.

Claims

기판(1) 위에 전류제한(2)을 형성한 후 액상 에피탁시(Liquid Phase Epitaxy), 분자선 에피탁시(Moleculat Beam Epitaxy), 유기금속 기상성장법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법등으로 클레드층(3), 활성층(4), 클레드층(5), 전극층(6), 전류제한(7)을 차례로 성장시키고, 상기 전류제한층(7)을 식각한 다음 전극(8)을 형성하며, 기판(1)의 배면을 연마한후 전극(9)을 증착함으로써 기판(1)과 클레드층(3) 사이와 전극층(6)과 전극(8) 사이에 각각 전류제한층(2)(7)이 형성되는 이중으로 전류제한층을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 전류제한층(2)은 기판(1)에 Zn을 확산 또는 이온주입하여 형성하는 것임을 특징으로 하는 레이저 다이오드의 제조방법.
기판(1)위에 전류제한층(2)을 형성한 후 클레드층(3), 활성층(4), 클레드층(5), 전극층(6), 전류제한층(7)을 LPE, MBE 또는 MOCVD법등으로 차례로 성장한 후 최상층인 전류제한층(7)을 식각하여 전극(8)을 형성하고 기판(1)의 배면을 연마하여 전극(9)을 증착함으로써 기판(1)과 클레드층(3) 사이와 전극층(6)과 전극(8) 사이에 각각 전류제한층(2)(7)이 형성되어 이중의 전류제한층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.