KR940011273B1 - 레이저 다이오드의 구조 - Google Patents
레이저 다이오드의 구조 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래의 트랜스버스 접합 레이저 다이오드를 나타낸 단면도.
제 2 도는 본 발명의 전계효과 양자우물 레이저 다이오드를 나타낸 단면도.
제 3 도는 본 발명 단일 양자우물에서의 전계영향에 따른 전자와 정공의 확률밀도함수를 나타낸 그래프.
제 4 도는 본 발명 결합 양자우물에서의 전계영향에 따른 전자와 정공의 확률 밀도함수를 나타낸 그래프.
제 5 도는 본 발명의 활성층으로 단일 양자우물과 결합 양자우물에 따른 게이트 전계에 의한 광이득의 변화를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 금속층
3 : 소오스 4 : 드레인
5 : 활성층 6 : 게이트
본 발명은 레이저 다이오드의 구조에 관한 것으로, 특히 결합 양자우물(Coupled Quantum Well)을 이용한 전계효과 반도체 레이저의 광이득 적접 변조(Direct Modulation)를 기반 기술로 하여 결합 양자우물을 활성층으로 해서 저전압에서도 초고속 변조할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 반도체 레이저의 직접 변조는 광통신에서 중요하다.
종래의 트랜스 버스 접합(Transverse Uunction) 레이저 다이오드는 제 1 도와 같이 기판(GaAs 버퍼)(1)위에 금속층(AlGaAs)(2)이 형성되고 금속층(2) 상부에 소오스(3) 및 드레인(4)이 형성되며 소오스(3)와 드레인(4)사이 금속층(2) 영역에 다양자우물(Multi Quantum Well)활성층(5A')이 형성되었다.
이와 같은 종래의 기술은 주입 전류의 온/오프를 이용하여 발광의 광도를 조절하며 스위칭 속도(변조대역)의 한계는 다양자우물 활성층(5A')에 모여 있는 전송자(전자, 정공)의 수명(나노 초(nano second)에 좌우되므로 주입 전류의 변조에 의한 변조 대역은 대략 수십 CHz로 제한되었다.
그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서, 래이징(발진)을 만족시키기 위한 전자와 정공의 수명이 나노초 정도이기 때문에 초고속 변조를 할 수 없게 되는 결점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 감안하여 안출한 것으로, 소오스와 드레인 사이에 게이트를 형성시켜 초고속 변조를 할 수 있는 레이저 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하에서 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 2 도는 본 발명의 전계효과를 양자우물 레이저 다이오드를 나타낸 단면도로서, 기판(1)위에 금속층(2)이 형성되고 금속층(2)상부에 소오스(3) 및 드레인(4)이 형성되며 소오스(3)와 드레인(4)사이 금속층(2)영역에 양자우물 활성층(5)이 형성되고 금속층(2)의 소오스(3)와 드레인(4) 사이에 게이트(6)가 형성되며 상기 양자우물활성층의 실시예로서는 단일 양자우물 활성층이나 결합 양자우물 활성층으로도 실시가능하다.
이와 같은 구조로 된 본 발명에서 전류는 소오스(3)와 드레인(4)를 통하여 양자우물 활성층(5)과 평행하게 주입되는데 게이트(6)를 통해서 전계를 인가할 경우 먼저, 단일 양자우물에서의 전계영향에 따른 전자와 정공의 확률밀도 함수는 제 3 도에서 (A)와 같이 전계=0이면, 전도대(conduction) band)와 가전자대(Valence Band)를 중심으로 전자의 확률밀도함수(C)와 정공의 확률밀도함수(D)는 위아래쪽으로 볼록한 분포를 이루고, (B)와 같이 전계＞0이면, 전도대가 가전자대를 중심으로 전자의 확률밀도함수(E)와 정공의 확률밀도함수(F)는 대각선방향 위아래쪽으로 볼록한 분포를 이룬다.
또한, 결합 양자우물에서의 전계영향에 따른 전자와 정공의 확률밀도함수는 제 4 (a)도와 같이 전계=0이면, 전도대와 가전자대를 중심으로 전자의 확률밀도함수(G)와 정공의 확률밀도함수(H)는 위아래쪽으로 두개의 볼록한 분포를 이루고, (B)와 같이 전계＞0이면, 전도대와 가전자대를 중심으로 전자의 확률밀도함수(I)와 정공의 확률밀도함수(J)는 대각선 방향 위아래쪽으로 볼록한 분포를 이룬다.
상기에서 전자와 정공의 확률분포가 공간적으로 떨어지게 되는 것을 알 수 있으며 특히, 양자우물 활성층(5)으로 결합 양자울물을 사용할때 더 효율적으로 전계에 의해 전자와 정공을 격리시킬 수 있음을 알 수 있고, 제 5 도와 같이 제 1 단일 양자우물(Lz=75Å)(K), 제 2 단일 양자우물(Lz=168Å)(L), 결합 양자우물(M)등을 양자우물 활성층(5)으로 사용했을때 게이트(6)의 전계에 따른 광이득에서도 알 수 있듯이 결합 양자우물(M)을 사용할때 효율적인 전자와 정공의 격리를 실시할 수 있다.
단, 상기 설명중 Lz는 양자우물 활성층(5)의 폭이다.
따라서, 전자와 정공이 격리되면 쌍소멸 없이도 광이득을 감소시킬 수 있기 때문에 레이저의 발진을 온/오프시킬 수 있고 양자우물 활성층(5)의 폭은 약 50∼200Å이므로 전자와 겅공이 각각 격리되는데 걸리는 시간은 약 10-15초 정도이며 이론상으로 테가헤르쯔 (Tera Hz)정도의 변조대역을 갖는다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 양자우물 활성층(5)을 결합 양자우물로 사용하고 게이트(6)에 전계를 인가하여 더욱 낮은 전계에서도 광이득 변조를 할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 기판(1)위에 금속층(2)이 형성되고 상기 금속층(2) 상부에 소오스(3) 및 드레인(4)이 형성되며, 상기 소오스(3)와 드레인(4)사이 금속층(2) 영역에 결합 양자우물로 된 활성층(5)이 형성되고 상기 소오스(3)와 드레인(4)사이 금속층(2) 표면에 전계를 인가하기 위한 게이트(6)이 형성되어 이루어진 레이저 다이오드의 구조.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920005612A KR940011273B1 (ko) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 레이저 다이오드의 구조 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920005612A KR940011273B1 (ko) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 레이저 다이오드의 구조 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR930022643A KR930022643A (ko) | 1993-11-24 |
| KR940011273B1 true KR940011273B1 (ko) | 1994-12-03 |
Family
ID=19331365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019920005612A KR940011273B1 (ko) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 레이저 다이오드의 구조 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR940011273B1 (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR900006588B1 (ko) * | 1987-12-07 | 1990-09-13 | 삼성전자 주식회사 | 레이저 다이오드의 제조방법 |
| JPH0254596A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
-
1992
- 1992-04-03 KR KR1019920005612A patent/KR940011273B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930022643A (ko) | 1993-11-24 |
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