KR950024381A - 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 및 그어레이 - Google Patents

원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 및 그어레이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 표면의 원형 그레이팅을 이용한 표면 방출형 레이저 다이오드와 그 어레이에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따라 레이저 다이오드의 광 공진기(혹은 광 공동)는 반도체 표면의 원형 그레이팅에 의해 제공되어 반도체 표면으로 방출된다. 또한 레이저 다이오드에 전류를 인가하는 접속층은 하나이상의 전극으로 구성되어 레이저의 방출방향을 변조할 수 있다. 상기 원형 그레이팅은 또한 통상의 수직 광 공진기를 이용한 표면방출형 레이저 다이오드에 적용할 수 있으며 상기 원형 그레이팅의 형상을 등거리 동심원형, 비등거리 동심원형 또는 비등거리 비동심원형으로 구현할 경우 상기 하나 이상의 전극으로 구성된 접속층의 사용과 함께 레이저 빔의 촛점거리, 방향등을 변조할 수 있으며 본 발명에 따른 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드를 채용하여 고출력 레이저 다이오드 어레이가 제공된다.

Description

원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 및 그어레이
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드의 단면도.

Claims (39)

  1. 반도체 기판 위에 성장된 제1그레이딩층과; 외부에서 주입된 정공 및 전자가 결합하여 레이저를 발생하는 상기 제1그레이딩 상부에 위치하는 활성층과; 상기 활성층 상부에 위치하는 제2그레이딩층과; 상기 제2그레이팅층 상부에 위치하는 제1전도형의 반도체층과; 반도체 상부 표면에 위치하여 상기 반도체 상부 표면의 하부에 2차원 광 공진기를 규정하고 상기 2차원 광 공진기에서 발생한 레이저를 상기 반도체 상부 표면으로 방사하는 원형 그레이팅층과; 하나이상의 전극으로 구성되며 상기 하나이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가하기 위한 상기 제1전도형의 반도체층상부에 위치하는 제1접속층을 포함하며; 상기 제1 및 상기 제2그레이딩층은 그 밴드갭 에너지가 상기 활성층 쪽으로 갈수록 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 구성되며 상기 활성층은 상기 제1 및 상기 제2그레이딩층보다 밴드갭 에너지가 크지 않은 반도체 물질로 구성된 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 균일하게 도핑된 원형 그레이팅 팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 하나이상의 델타 도핑된 제1전도형의 층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판 및 상기 제1그레이딩층 사이에 위치하며 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시키는 반사층을 더 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반도체 기판의 하부에 의지하여 전류를 인가하기 위한 제2접속층을 더 포함하며, 상기 반사층과 상기 반도체 기판이 제2전도형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  6. 제4항에 있어서, 상기 반사층 상부에 제2전도형의 반도체층을 더 포함하며, 상기 제2전도형의 반도체층 상부의 반도체층들을 메사에 칭하여 상기 제2전도형 반도체층 상부에 제2접속층이 위치하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2접속층이 하나 이상의 전극으로 이루어져 상기 제2접속층의 하나 이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 등거리 동심원형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  9. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 동심 원형으로 상기 원형 그레이팅층을 방출된 통해 레이저 빔의 촛점거리를 상기 원형 그레이팅층의 중심을 관통하며 반도체 표면에 수직인 축상에서 변조할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 비등심원형으로 상기 원형 그레이팅층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리와 방향을 변조할수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  11. 반도체 기판위에 성장된 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시키는 제1반사층과; 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시켜 상기 제소 반사층과 함께 그 사이에서 반도체 표면에 수직 방향으로 레이저를 발생하는 수직 광 공진기를 구성하는 제1전도형의 제2반사층과; 상하의 인접한 반도체층보다 작은 밴드갭 에너지를 가진 반도체 물질로 이루어지며 승부에서 주입된 전자와 정공이 결합하여 레이저를 발생하는 상기 광 공진기 내부에 위치하는 활성층과; 반도체 상부 표면에 위치하여 상기 수직 광 공진기에서 발생한 레이저를 상기 반도체 상부 표면으로 방사하는 원형 그레이팅층과; 하나 이상의 전극으로 이루어져 상기 하나 이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가하기 위한 제1접속층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  12. 상기 활성층 하부에 위치하며 밴드갭 에너지가 상기 활성층쪽으로 감에 따라 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 이루어진 제1그레이딩층과; 상기 활성층 상부에 위치하며 밴드갭 에너지가 상기 활성층쪽으로 감에 따라 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 이루어진 제2그레이딩층을 더 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1접속층 하부에 위치하는 제1전도형의 반도체층과 상기 반도체 기판의 하부에 위치하여 전류를 인가하기 위한 제2접속층을 더 포함하며, 상기 제1반사층과 상기 반도체 기판이 제2전도형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 균일하게 도핑된 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제소 전도형의 반도체층이 하나이상의 델타 도핑된 제1전도형의 층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  16. 제11항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 등거리 동심원형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  17. 제11항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 동심원형으로 상기 원형 그레이팅층의 중심을 관통하며 반도체 표면에 수직인 축상에서 상기 원형 그레이팅층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리를 변조할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  18. 제11항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 비동심원형으로 상기 원형 그레이팅층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리와 방향을 변조할수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드.
  19. 동일한 반도체 기판위에 형성된 하나이상의 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 다이오드 어레이에 있어서, 상기 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드는, 반도체 기판 위에 성장된 제1그레이딩층과; 외부에서 주입된 정공 및 전자가 결합하여 레이저를 발생하는 상기 제1그레이딩 상부에 위치하는 활성층과; 상기 활성층 상부에 위치하는 제2그레이딩층과;상기 제2그레이팅층 상부에 위치하는 제1전도형의 반도체층과; 반도체 상부 표면에 위치하여 상기 반도체 상부 표면의 하부에 2차원 광 공진기를 규정하고 상기 2차원 광 공진기에서 발생한 레이저를 상기 반도체 상부 표면으로 방사하는 원형 그레이팅층과; 하나 이상의 전극으로 구성되며 상기 하나이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가하기 위한 상기 제1전도형의 반도체층 상부에 위치하는 제1접속층을 포함하며; 상기 제1 및 상기 제2그레이딩층은 그 밴드갭 에너지가 상기 활성층쪽으로 갈수록 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 구성되며 상기 활성층은 상기 제1 및 상기 제2그레이팅층보다 밴드캡 에너지가 크지 않은 반도체 물질로 구성된 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드인 레이저 다이오드 어레이.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 균일하게 도핑된 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 하나이상의 델타 도핑된 제1전도형의 층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  22. 제19항에 있어서, 상기 반도체 기판 및 상기 제1그레이딩층 사이에 위치하며 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시키는 반사층을 더 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  23. 제22항에 있어서, 상기 반도체 기판의 하부에 위치하여 전류를 인가하기 위한 제2접속층을 더 포함하며, 상기 반사층과 상기 반도체 기판이 제2전도형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  24. 제22항에 있어서, 상기 반사층 상부에 제2전도형의 반도체층을 더 포함하며, 상기 제2전도형의 반도체층 상부의 반도체층들을 메사에 칭하여 상기 제2전도형 반도체층 상부에 제2접속층이 위치하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제2접속층이 하나 이상의 전극으로 이루어져 상기 제2접속층의 하나 이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가할 수 있는 레이저 다이오드 어레이.
  26. 제19항 내지 제25항중 어느 한 항에 에 있어서, 상기 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드의 상기 원형 그레이팅층이 등거리 동심원형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  27. 제19항 내지 제25항중 어느 한 항에 에있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 동심원형으로 상기 원형 그레이팅층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리를 상기 원형 그레이팅층의 중심을 관통하며 반도체 표면에 수직인 축상에서 변조할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  28. 제19항 내지 제25항중 어느 한 항에 에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 비등심원형으로 상기 원형 그레이팅을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리와 방향을 변조할 수있는 원명 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  29. 제19항 내지 제25항중 어느 한 항에 에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 동심원형인 하나의 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드와 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 비동심원형인 하나이상의 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드를 포함하며, 상기 하나이상의 비등거리 비동심원형인 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드의 각각이 상기 하나의 비등거리 동심원형인 2차원 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드와 동일한 촛점을 갖는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  30. 동일한 반도체 기판위에 형성된 하나이상의 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 다이오드 어레이에 있어서, 상기 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드는, 반도체 기판위에 성장된 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시키는 제1반사층과; 서로 다른 굴절율을 가진 두개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 두개의 층으로 이루어진 다수의 쌍을 포함하여 레이저를 반사시켜 상기 제1반사층과 함께 그 사이에서 반도체 표면에 수직 방향으로 레이저를 발생하는 수직 광 공진기를 구성하는 제1전도형의 제2반사층과; 상하의 인접한 반도체층보다 작은 밴드갭 에너지를 가진 반도체 물질로 이루어지며 외부에서 주입된 전자와 정공이 결합하여 레이저를 발생하는 상기 광 공진기 내부에 위치하는 활성층과; 반도체 상부 표면에 위치하여 상기 수직 광 공진기에서 발생한 레이저를 상기 반도체 상부 표면으로 방사하는 원형 그레이팅층과; 하나 이상의 전극으로 이루어져 상기 하나 이상의 전극 각각에 독립적으로 전류를 인가하기 의한 제1접속층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드인 레이저 다이오드 어레이.
  31. 제30항에 있어서, 상기 활성층 하부에 워치하며 밴드갭 에너지가 상기 활성층 쪽으로 감에 따라 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 이루어진 제1그레이딩층과; 상기 활성층 상부에 위치하여 밴드갭 에너지가 상기 활성층쪽으로 감에 따라 작아지도록 조성이 변하는 반도체 물질로 이루어진 제2그레이딩층을 더 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1접속층 하부에 위치하는 제1전도형의 반도체층과 상기 반도체 기판의 하부에 위치하여 전류를 인가하기 의한 제2접속층을 더 포함하며, 상기 제1반사층과 상기 반도체 기판이 제2전도형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  33. 제32항에 있 어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 균일하게 도핑된 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  34. 제32항에 있어서, 상기 제1전도형의 반도체층이 하나이상의 델타 도핑된 제1전도형의 층을 포함하는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  35. 제30항 내지 제34항중 어느 한 항에 있어서, 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드의 상기 원형 그레이팅층이 등거리 동심원형인 레이저 다이오드 어레이.
  36. 제30항 내지 제34항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 동심원형으로 상기 원형 그레이팅층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리를 상기 원형 그레이팅층의 중심을 관통하며 반도체 표면에 수직인 축상에서 변조할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  37. 제30항 내지 제34항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 비동심원형으로 상기 원형 그레이딩층을 통해 방출된 레이저 빔의 촛점거리와 방향을 변조할 수 있는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  38. 제30 내지 34항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원형 그레이팅층이 비등거리 등심원형인 하나의 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드와 상기 원형 그레이층이 비등거리 비동심원형인 하나이상의 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드를 포함하며, 상기 하나이상의 비등거리 비동심원형인 수직 광 공진기를 이용한 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드의 각각이 상기 하나의 비등거리 동싱원형인 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드와 동일한 촛점을 갖는 원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드 어레이.
  39. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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