KR100892010B1 - Nitrides semiconductor laser diode - Google Patents

Nitrides semiconductor laser diode Download PDF

Info

Publication number
KR100892010B1
KR100892010B1 KR1020020082390A KR20020082390A KR100892010B1 KR 100892010 B1 KR100892010 B1 KR 100892010B1 KR 1020020082390 A KR1020020082390 A KR 1020020082390A KR 20020082390 A KR20020082390 A KR 20020082390A KR 100892010 B1 KR100892010 B1 KR 100892010B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
nitride semiconductor
clad
laser diode
wave guide
Prior art date
Application number
KR1020020082390A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040056411A (en
Inventor
김성원
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020020082390A priority Critical patent/KR100892010B1/en
Publication of KR20040056411A publication Critical patent/KR20040056411A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100892010B1 publication Critical patent/KR100892010B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
    • H01S5/0422Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2081Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
    • H01S5/209Methods of obtaining the confinement using special etching techniques special etch stop layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2214Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides
    • H01S5/2216Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides nitrides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 질화물 반도체 레이저 다이오드에 관한 것으로, n-질화물 반도체 기판의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 리지(Ridge) 영역을 갖는 n-질화물 반도체층과; 상기 n-질화물 반도체층의 리지 영역 상부에 형성된 n-클래드층과; 상기 n-클래드층의 단면적보다 작은 리지 형상으로 n-웨이브 가이드층, 활성층, 에칭방지층과 p-웨이브 가이드층이 순차적으로 적층되어 형성된 적층 에피층과; 상기 적층 에피층의 측면과 상기 n-클래드층의 상면 및 측면을 감싸며 상기 n-질화물 반도체층의 상부에 형성된 유전막과; 상기 적층 에피층의 p-웨이브 가이드층 상면을 감싸며 상기 유전막 상부의 일부분까지 형성된 p-클래드층과; 상기 p-클래드층을 감싸며 상기 유전막 상부에 형성된 p-캡층과; 상기 p-캡층을 감싸며 상기 나머지 유전막 상부에 형성된 p-메탈층과; 상기 n-질화물 반도체 기판의 하부에 형성된 n-메탈층으로 구성된다.The present invention relates to a nitride semiconductor laser diode, comprising: an n-nitride semiconductor layer formed on an n-nitride semiconductor substrate, the portion of which is removed to have a ridge region; An n-clad layer formed on the ridge region of the n-nitride semiconductor layer; A laminated epi layer formed by sequentially stacking an n-wave guide layer, an active layer, an anti-etching layer, and a p-wave guide layer in a ridge shape smaller than the cross-sectional area of the n-clad layer; A dielectric layer formed on the n-nitride semiconductor layer and surrounding the side surface of the stacked epitaxial layer and the top and side surfaces of the n-clad layer; A p-clad layer covering an upper surface of the p-wave guide layer of the laminated epitaxial layer and formed to a part of the upper portion of the dielectric layer; A p-cap layer surrounding the p-clad layer and formed on the dielectric layer; A p-metal layer surrounding the p-cap layer and formed on the remaining dielectric layer; It consists of an n-metal layer formed under the n-nitride semiconductor substrate.

따라서, 본 발명은 건식식각할 깊이가 종래의 반도체 레이저 다이오드 보다 얕아서 활성층에 인가하는 물리적 및 화학적인 손상을 줄여 줄 수 있어 소자의 광학적 특성을 향상시키고, 소자의 I-V 특성이 향상되는 효과가 발생한다. Therefore, the present invention can reduce the physical and chemical damage applied to the active layer because the dry etching depth is shallower than that of the conventional semiconductor laser diode, thereby improving the optical characteristics of the device and the IV characteristic of the device is improved. .

질화물반도체, 유전막, 식각Nitride semiconductor, dielectric film, etching

Description

질화물 반도체 레이저 다이오드{Nitrides semiconductor laser diode}Nitrides semiconductor laser diode

도 1은 일반적인 질화물 반도체 레이저 다이오드의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a typical nitride semiconductor laser diode.

도 2는 도 1의 소자보다 개선된 질화물 반도체 레이저 다이오드의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor laser diode improved over the device of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 질화물 반도체 레이저 다이오드의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor laser diode according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,210,310 : n-화합물 반도체 기판 11,212,312 : n-클래드층10,210,310: n-compound semiconductor substrate 11,212,312: n-clad layer

12,213,313 : n-웨이브 가이드층 13,214,314 : 활성층 12,213,313: n-wave guide layer 13,214,314: active layer

14,215,315 : 에칭방지층 15,216,316 : p-웨이브 가이드층 14,215,315: etching prevention layer 15,216,316: p-wave guide layer

16,217,317 : p-클래드층 17,270,370 : 유전막 16,217,317: p-clad layer 17,270,370: dielectric film

18,218,318 : p-캡층 20,220,320 : p-메탈층 18,218,318 p-cap layer 20,220,320 p-metal layer

21,221,321 : n-메탈층 211,311 : n-질화물 반도체층 21,221,321 n-metal layer 211,311 n-nitride semiconductor layer

본 발명은 질화물 반도체 레이저 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차 리지의 상부에 상기 1차 리지보다 작은 단면적의 2차 리지를 형성하고, 2차 리 지에는 활성층을 포함하는 웨이브 가이드층을 배치함으로써, 건식식각할 깊이가 종래의 반도체 레이저 다이오드 보다 얕아서 활성층에 인가하는 물리적 및 화학적인 손상을 줄여 줄 수 있어 소자의 광학적 특성을 향상시키고, I-V 특성을 향상시킬 수 있는 질화물 반도체 레이저 다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor laser diode, and more particularly, to form a secondary ridge having a cross-sectional area smaller than the primary ridge on the primary ridge, and to arrange a wave guide layer including an active layer in the secondary ridge. As a result, the dry etching depth is shallower than that of a conventional semiconductor laser diode, thereby reducing physical and chemical damage applied to the active layer, thereby improving the optical characteristics of the device and improving the IV characteristics. .

일반적으로 질화물(Nitrides) 화합물 반도체 레이저 다이오드는 대용량정보저장 장치와 칼라 프린터(Color Printer)에 적용하기 위하여 개발되어 양산되고 있다.In general, Nitrides compound semiconductor laser diodes have been developed and mass-produced for application to large-capacity data storage devices and color printers.

최근에 질화물 화합물 반도체 레이저 다이오드를 이용한 여러 가지 새로운 응용들이 시도되고 있다. Recently, several new applications using nitride compound semiconductor laser diodes have been attempted.

이런 질화물 반도체 레이저 다이오드를 대용량정보저장 장치와 칼라 프린터 등에 응용을 하기 위해서 소자는 낮은 문턱 전류(Threshold Current, Ith)와 높은 외부양자효율(External Quantum Efficiency, ηex)이 요구된다. In order to apply such a nitride semiconductor laser diode to a large capacity data storage device and a color printer, the device requires a low threshold current (I th ) and a high external quantum efficiency (η ex ).

또한, 원접장 패턴(Far Field Patterns, FFP)에서 수평/수직 방사각의 비율(Aspect Ratio)이 '1'이 되는 것이 최적의 상태이지만, 대부분의 질화물 반도체 레이저 다이오드는 이 조건을 벗어나게 된다.In addition, although it is optimal that the horizontal / vertical aspect ratio becomes '1' in far field patterns (FFP), most nitride semiconductor laser diodes deviate from this condition.

그러므로, 질화물 반도체 레이저 다이오드를 고용한 광 헤드(Optical Head)광학계(광학 시스템)에서는 광출력의 손실(Loss)이 발생되어 이런 문제점을 해결하는 새로운 질화물 반도체 레이저 다이오드의 개발이 요구된다.Therefore, in the optical head optical system (optical system) employing a nitride semiconductor laser diode, a loss of light output occurs, requiring the development of a new nitride semiconductor laser diode that solves this problem.

현재, 모든 질화물 화합물 반도체 레이저 다이오드는 리지 타입(Ridge Type) 구조이고, 소자의 패시베이션(Passivation)과 트랜스버스 모드(Transverse Mode)제어용으로 도 1과 같이 리지(Ridge)옆에 유전막을 쌓고 있다. Currently, all nitride compound semiconductor laser diodes have a ridge type structure, and a dielectric film is stacked next to the ridge as shown in FIG. 1 for passivation and transverse mode control of the device.

도 1은 일반적인 질화물 반도체 레이저 다이오드의 단면도로써, n-질화물 반도체 기판(10)의 상부에, n-클래드층(11), n-웨이브 가이드층(12), 활성층(13), 에칭방지층(14), p-웨이브 가이드층(15)과 p-클래드층(16)이 순차적으로 적층되어 있다.1 is a cross-sectional view of a general nitride semiconductor laser diode, wherein an n-clad layer 11, an n-wave guide layer 12, an active layer 13, and an anti-etching layer 14 are formed on an n-nitride semiconductor substrate 10. ), the p-wave guide layer 15 and the p-clad layer 16 are sequentially stacked.

상기 p-클래드층(16)은 중앙에 돌출된 리지(Ridge)가 형성되어 있고, 이 리지의 상부에는 p-캡층(18)이 형성되어 있으며, 상기 p-클래드층(16)의 리지와 상기 p-캡층(18)의 측면에는 유전막(17)이 형성되어 있다.The p-clad layer 16 has a ridge protruding from the center thereof, and a p-cap layer 18 is formed on the ridge. The ridge and the ridge of the p-clad layer 16 are formed. A dielectric film 17 is formed on the side of the p-cap layer 18.

그리고, 상기 p-캡층(18)과 상기 유전막(17)의 상부에는 p-메탈층(20)이 형성된다.In addition, a p-metal layer 20 is formed on the p-cap layer 18 and the dielectric layer 17.

또한, 상기 n-질화물 반도체 기판(10)의 하부에는 n-메탈층(21)이 형성된다.In addition, an n-metal layer 21 is formed under the n-nitride semiconductor substrate 10.

전술된 리지의 측면에 형성된 유전막은 AlGaN 및 GaN으로 형성되는 적층 에피층과 굴절률 차이가 많이 나는 SiO2 (NEC Corporation와 Nichia Chemical Corporation에서 적용)(굴절률(n)=1.45-1.46), 굴절률의 차이가 많이 나지 않는 ZrO2(Nichia Chemical Corporation에서 적용)(n=1.97)와 SiON(n=1.7)(Xerox Palo Alto Research Center에서 적용)을 사용하고 있다. The dielectric film formed on the side of the above-mentioned ridge is SiO 2 (applied by NEC Corporation and Nichia Chemical Corporation) having a large difference in refractive index from a laminated epi layer formed of AlGaN and GaN (refractive index (n) = 1.45-1.46), and a difference in refractive index ZrO 2 (applied by Nichia Chemical Corporation) (n = 1.97) and SiON (n = 1.7) (applied by Xerox Palo Alto Research Center) are used.

이런 리지 웨이브 가이드 레이저 다이오드는 시뮬레이션(Simulation) 결과, L-I (광파워-전류)특성에서 킨크(Kink) 발생과 수평/수직 방사각 비율(Aspect Ratio)은 리지(Ridge)의 폭(Width), 잔존 두께(Residual Thickness)(활성층과 리지 형성을 위해 에칭 한 면과의 거리) 및 유전체의 굴절률과 직접적인 연관을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. As a result of simulation, such ridge wave guide laser diode has kink generation and horizontal / vertical aspect ratio in LI (light power-current) characteristics. It has been found to be directly related to the thickness (distance between the active layer and the side etched to form the ridge) and the refractive index of the dielectric.

그러므로, 현재 사용하고 있는 리지 웨이브가이드 레이저 다이오드는 접합면(Junction Plane)에서 수평 인덱스 스텝(Index step)이 작고, 전류 확산이 크므로, 수평/수직 방사각 비율(Aspect Ratio)을 최적화시키기 어려우며, 전류 구속(Current Confinement)력이 저하되고, 광-전류 특성(Light-Current Characteristics)에서 킨크가 발생하는 문제점이 있었다.Therefore, the ridge waveguide laser diode currently in use has a small horizontal index step at the junction plane and a large current spread, so it is difficult to optimize the horizontal / vertical aspect ratio. Current confinement force is lowered, and there is a problem that kink occurs in light-current characteristics.

도 2는 도 1의 소자보다 개선된 질화물 반도체 레이저 다이오드의 단면도로써, n-질화물 반도체 기판(210)의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 리지(Ridge) 영역을 갖는 n-질화물 반도체층(211)과; 상기 n-질화물 반도체층(211)의 리지(Ridge) 영역의 상부에 n-클래드층(212), n-웨이브 가이드층(213), 활성층(214), 에칭방지층(215)과 p-웨이브 가이드층(216)이 순차적으로 적층되어 형성된 적층 에피층과; 상기 적층 에피층의 측면을 감싸고, 상기 n-질화물 반도체층(211)의 상부에 형성된 유전막(270)과; 상기 적층 에피층의 p-웨이브 가이드층(216) 상면을 감싸며 상기 유전막(270)의 일부분까지 형성된 p-클래드층(217)과; 상기 p-클래드층(217)을 감싸며 상기 유전막(270) 상부 일부에 형성된 p-캡층(218)과; 상기 p-캡층(218)을 감싸며 상기 나머지 유전막(270) 상부에 형성된 p-메탈층(220)과; 상기 n-질화물 반도체 기판(210)의 하부에 형성된 n-메탈층(210)으로 구성된다. FIG. 2 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor laser diode improved over the device of FIG. 1, and is formed on top of the n-nitride semiconductor substrate 210 and has a portion of the n-nitride semiconductor layer having a ridge region. 211; The n-clad layer 212, the n-wave guide layer 213, the active layer 214, the anti-etching layer 215, and the p-wave guide on the ridge region of the n-nitride semiconductor layer 211. A laminated epi layer formed by sequentially laminating layers 216; A dielectric film 270 surrounding a side surface of the stacked epitaxial layer and formed on the n-nitride semiconductor layer 211; A p-clad layer 217 formed on a portion of the dielectric film 270 surrounding the top surface of the p-wave guide layer 216 of the laminated epitaxial layer; A p-cap layer 218 surrounding the p-clad layer 217 and formed on an upper portion of the dielectric layer 270; A p-metal layer 220 surrounding the p-cap layer 218 and formed on the remaining dielectric layer 270; It is composed of an n-metal layer 210 formed under the n-nitride semiconductor substrate 210.                         

그러므로, 본 발명은 상기 p-클래드층(217)의 단면적이 상기 p-웨이브 가이드층(216)의 단면적보다 커짐으로, I-V 특성을 향상시킬 수 있으나, n-질화물 반도체층(211)의 리지 상부에 적층된 에피층을 형성하기 위하여 수행되는 식각공정으로 활성층이 손상되고, 이로 인해 광소자의 발광특성이 저하될 가능성이 있다.Therefore, the present invention can improve IV characteristics because the cross-sectional area of the p-clad layer 217 is larger than that of the p-wave guide layer 216, but the upper portion of the ridge of the n-nitride semiconductor layer 211 is improved. There is a possibility that the active layer is damaged by an etching process performed to form an epitaxial layer laminated on the film, thereby degrading the luminescence properties of the optical device.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 1차 리지의 상부에 상기 1차 리지보다 작은 단면적의 2차 리지를 형성하고, 2차 리지에는 활성층을 포함하는 웨이브 가이드층을 배치함으로써, 건식식각할 깊이가 종래의 반도체 레이저 다이오드 보다 얕아서 활성층에 인가하는 물리적 및 화학적인 손상을 줄여 줄 수 있어 소자의 광학적 특성을 향상시키고, I-V 특성을 향상시킬 수 있는 질화물 반도체 레이저 다이오드를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, a secondary ridge having a cross-sectional area smaller than the primary ridge formed on the primary ridge, the wave guide layer comprising an active layer on the secondary ridge By the arrangement, the depth of dry etching is shallower than that of a conventional semiconductor laser diode, so that physical and chemical damage applied to the active layer can be reduced, thereby improving the optical characteristics of the device and providing the nitride semiconductor laser diode which can improve the IV characteristics. Its purpose is to.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, n-질화물 반도체 기판의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 리지(Ridge) 영역을 갖는 n-질화물 반도체층과; A preferred aspect for achieving the above object of the present invention comprises: an n-nitride semiconductor layer formed on top of an n-nitride semiconductor substrate, the portion of which is removed to have a ridge region;

상기 n-질화물 반도체층의 리지 영역 상부에 n-클래드층, n-웨이브 가이드층, 활성층, 에칭방지층과 p-웨이브 가이드층이 순차적으로 적층되어 형성된 적층 에피층과; A laminated epitaxial layer formed by sequentially laminating an n-clad layer, an n-wave guide layer, an active layer, an anti-etching layer and a p-wave guide layer on the ridge region of the n-nitride semiconductor layer;

상기 적층 에피층의 측면을 감싸고, 상기 n-질화물 반도체층의 상부에 형성된 유전막과; A dielectric film surrounding a side surface of the laminated epitaxial layer and formed on the n-nitride semiconductor layer;

상기 적층 에피층의 p-웨이브 가이드층 상면을 감싸며 상기 유전막 상부의 일부분까지 형성된 p-클래드층과; A p-clad layer covering an upper surface of the p-wave guide layer of the laminated epitaxial layer and formed to a part of the upper portion of the dielectric layer;

상기 p-클래드층을 감싸며 상기 유전막 상부에 형성된 p-캡층과; A p-cap layer surrounding the p-clad layer and formed on the dielectric layer;

상기 p-캡층을 감싸며 상기 나머지 유전막 상부에 형성된 p-메탈층과; A p-metal layer surrounding the p-cap layer and formed on the remaining dielectric layer;

상기 n-질화물 반도체 기판의 하부에 형성된 n-메탈층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 레이저 다이오드가 제공된다.There is provided a nitride semiconductor laser diode comprising an n-metal layer formed under the n-nitride semiconductor substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 화합물 반도체 레이저 다이오드의 단면도로써, n-질화물 반도체 기판(310)의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 리지(Ridge) 영역을 갖는 n-질화물 반도체층(311)과; 상기 n-질화물 반도체층(311)의 리지 영역 상부에 형성된 n-클래드층(312)과; 상기 n-클래드층(312)의 단면적보다 작은 리지 형상으로 n-웨이브 가이드층(313), 활성층(314), 에칭방지층(315)과 p-웨이브 가이드층(316)이 순차적으로 적층되어 형성된 적층 에피층과; 상기 적층 에피층의 측면과 상기 n-클래드층(312)의 상면 및 측면을 감싸며 상기 n-질화물 반도체층(311)의 상부에 형성된 유전막(370)과; 상기 적층 에피층의 p-웨이브 가이드층(316) 상면을 감싸며 상기 유전막(370) 상부의 일부분까지 형성된 p-클래드층(317)과; 상기 p-클래드층(317)을 감싸며 상기 유전막(370) 상부에 형성된 p-캡층(318)과; 상기 p-캡층(318)을 감싸며 상기 유전막(370) 상부에 형성된 p-메탈층(320)과; 상기 n-질화물 반도체 기판(310)의 하부에 형성된 n-메탈층(310)으로 구성된다.3 is a cross-sectional view of a compound semiconductor laser diode according to the present invention, which is formed on the n-nitride semiconductor substrate 310 and has a portion of the n-nitride semiconductor layer 311 having a ridge region. and; An n-clad layer 312 formed on the ridge region of the n-nitride semiconductor layer 311; The n-wave guide layer 313, the active layer 314, the anti-etching layer 315, and the p-wave guide layer 316 are sequentially stacked in a ridge shape smaller than the cross-sectional area of the n-clad layer 312. Epilayers; A dielectric film 370 formed on the n-nitride semiconductor layer 311 surrounding the side surface of the stacked epitaxial layer and the top and side surfaces of the n-clad layer 312; A p-clad layer 317 formed on a portion of an upper portion of the dielectric layer 370 and surrounding the top surface of the p-wave guide layer 316 of the laminated epitaxial layer; A p-cap layer 318 formed on the dielectric layer 370 and surrounding the p-clad layer 317; A p-metal layer 320 surrounding the p-cap layer 318 and formed on the dielectric layer 370; It is composed of an n-metal layer 310 formed under the n-nitride semiconductor substrate 310.

그러므로, 본 발명에서는 상기 적층에피층의 단면적이 상기 n-클래드층 또는 p-클래드층의 단면적보다 작은 것을 특징으로 한다.Therefore, in the present invention, the cross-sectional area of the laminated epitaxial layer is smaller than that of the n-clad layer or the p-clad layer.

전술한 바와 같이, 본 발명은 1차 리지의 상부에 상기 1차 리지보다 작은 단면적의 2차 리지를 형성하고, 2차 리지에는 활성층을 포함하는 웨이브 가이드층을 배치함으로써, 건식식각할 깊이가 종래의 반도체 레이저 다이오드 보다 얕아서 활성층에 인가하는 물리적 및 화학적인 손상을 줄여 줄 수 있어 소자의 광학적 특성을 향상시키고, 더불어, p-클래드층, p-캡층과 p-메탈층의 접촉면이 넓어지고, n-클래드층, n-질화물 반도체층과 n-메탈층의 접촉면이 넓어져서 소자의 I-V 특성이 개선된다.As described above, the present invention forms a secondary ridge having a cross-sectional area smaller than the primary ridge on the primary ridge, and by placing a wave guide layer including an active layer on the secondary ridge, the depth of dry etching is conventional. It is shallower than the semiconductor laser diode, which can reduce the physical and chemical damage to the active layer, thereby improving the optical properties of the device, and widening the contact surface between the p-clad layer, the p-cap layer, and the p-metal layer. The contact surface between the cladding layer, the n-nitride semiconductor layer and the n-metal layer is widened to improve the IV characteristics of the device.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 건식식각할 깊이가 종래의 반도체 레이저 다이오드 보다 얕아서 활성층에 인가하는 물리적 및 화학적인 손상을 줄여 줄 수 있어 소자의 광학적 특성을 향상시키고, I-V 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 발생한다.As described in detail above, the present invention can reduce the physical and chemical damage applied to the active layer because the dry etching depth is shallower than that of the conventional semiconductor laser diode, thereby improving the optical characteristics of the device and improving the IV characteristics. Effect occurs.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims (2)

n-질화물 반도체 기판의 상부에 형성되고, 상부의 일부가 제거되어 리지(Ridge) 영역을 갖는 n-질화물 반도체층과; an n-nitride semiconductor layer formed over the n-nitride semiconductor substrate, the portion of which is removed to have a ridge region; 상기 n-질화물 반도체층의 리지 영역 상부에 형성된 n-클래드층과; An n-clad layer formed on the ridge region of the n-nitride semiconductor layer; 상기 n-클래드층의 단면적보다 작은 리지 형상으로 n-웨이브 가이드층, 활성층, 에칭방지층과 p-웨이브 가이드층이 순차적으로 적층되어 형성된 적층 에피층과; A laminated epi layer formed by sequentially stacking an n-wave guide layer, an active layer, an anti-etching layer, and a p-wave guide layer in a ridge shape smaller than the cross-sectional area of the n-clad layer; 상기 적층 에피층의 측면과 상기 n-클래드층의 상면 및 측면을 감싸며 상기 n-질화물 반도체층의 상부에 형성된 유전막과; A dielectric layer formed on the n-nitride semiconductor layer and surrounding the side surface of the stacked epitaxial layer and the top and side surfaces of the n-clad layer; 상기 적층 에피층의 p-웨이브 가이드층 상면을 감싸며 상기 유전막 상부의 일부분까지 형성된 p-클래드층과; A p-clad layer covering an upper surface of the p-wave guide layer of the laminated epitaxial layer and formed to a part of the upper portion of the dielectric layer; 상기 p-클래드층을 감싸며 상기 유전막 상부에 형성된 p-캡층과; A p-cap layer surrounding the p-clad layer and formed on the dielectric layer; 상기 p-캡층을 감싸며 상기 유전막 상부에 형성된 p-메탈층과; A p-metal layer surrounding the p-cap layer and formed on the dielectric layer; 상기 n-질화물 반도체 기판의 하부에 형성된 n-메탈층으로 구성된 질화물 반도체 레이저 다이오드.A nitride semiconductor laser diode comprising an n-metal layer formed under the n-nitride semiconductor substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적층에피층의 단면적은 상기 n-클래드층 또는 p-클래드층의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 레이저 다이오드.The cross-sectional area of the laminated epitaxial layer is smaller than the cross-sectional area of the n- or p- clad layer nitride semiconductor laser diode.
KR1020020082390A 2002-12-23 2002-12-23 Nitrides semiconductor laser diode KR100892010B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020082390A KR100892010B1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Nitrides semiconductor laser diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020082390A KR100892010B1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Nitrides semiconductor laser diode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040056411A KR20040056411A (en) 2004-07-01
KR100892010B1 true KR100892010B1 (en) 2009-04-07

Family

ID=37349098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020082390A KR100892010B1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Nitrides semiconductor laser diode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100892010B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100915056B1 (en) * 2002-12-23 2009-09-02 엘지전자 주식회사 Nitrides semiconductor laser diode
KR101136230B1 (en) * 2006-01-20 2012-04-17 엘지전자 주식회사 Semiconductor laser diode and Fabricating method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040056410A (en) * 2002-12-23 2004-07-01 엘지전자 주식회사 Nitrides semiconductor laser diode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040056410A (en) * 2002-12-23 2004-07-01 엘지전자 주식회사 Nitrides semiconductor laser diode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040056411A (en) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100763829B1 (en) Semiconductor laser device, and method of manufacturing the same
US7463663B2 (en) Semiconductor laser diode and integrated semiconductor optical waveguide device
JP2005333129A (en) Semiconductor laser diode
KR101262226B1 (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting element
US6914922B2 (en) Nitride based semiconductor light emitting device and nitride based semiconductor laser device
KR100892010B1 (en) Nitrides semiconductor laser diode
JP5347566B2 (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR100915056B1 (en) Nitrides semiconductor laser diode
JP4613395B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
KR100458251B1 (en) Compound semiconductor laser diode
KR100493639B1 (en) Compound semiconductor laser diode
JP2005191547A (en) Semiconductor laser element and its manufacturing method
KR100446592B1 (en) Semiconductor laser diode and method for manufacturing thereof
JP2009076640A (en) Semiconductor light emitting element
KR100493638B1 (en) Nitrides semiconductor laser diode
KR100584333B1 (en) Semiconductor laser device and method for fabricating the same
KR20060122615A (en) Nitride based semiconductor laser diode and manufacturing method thereof
KR100896370B1 (en) Nitrides semiconductor laser diode
KR20050087025A (en) Laser diode and method of manufacturing the same
JPH09266349A (en) Optical semiconductor device
KR100736600B1 (en) Fabricating Method for Nitride Semiconductor Laser Diode
KR100991989B1 (en) Asymmetric waveguide GaInNAs laser diodes
Feng et al. A Buried Heterostructure Laser Diode Based on High Thermal Conductivity Silicon Carbide Substrate
KR100540738B1 (en) Semiconductor laser diode
KR20070040131A (en) Edge emitting laser diode and fabrication method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140224

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160224

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170224

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180223

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee