KR101060132B1 - Structure of laser diode - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 다이오드의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a structure of a laser diode and a method of manufacturing the same.

본 발명은 레이저 빔의 빔 형상을 좋게 하기 위하여, 빔 간섭 현상을 제거하고 누설 전류를 제한하여 동작 전류를 높이지 않도록 하기 위하여 레이저 다이오드의 리지부 및 리지 인접 평탄부에 형성되어 있던 전류 제한층을 제거한 레이저 다이오드 구조를 제공할 수 있으며, 상기 레이저 다이오드의 구조를 형성하기 위한 제조 방법을 제공할 수 있다. In order to improve the beam shape of the laser beam, the present invention provides a current limiting layer formed on the ridge portion and the ridge adjacent flat portion of the laser diode to remove the beam interference phenomenon and limit the leakage current so as not to increase the operating current. The removed laser diode structure can be provided, and a manufacturing method for forming the structure of the laser diode can be provided.

본 발명에 따른 레이저 다이오드의 제조 방법은 n-GaAs 기판 위에 MOCVD를 이용한 증착 단계; 포토 리소그라피(photo lithography)공정 단계; 리지부 형성을 위한 에칭 단계; 전류 제한층 증착 단계; 포토 리소그래피(Photo lithography) 공정으로 리지부와 그 인접부의 전류 제한층을 식각하여 제거하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a laser diode according to the present invention comprises the steps of deposition using MOCVD on an n-GaAs substrate; Photo lithography process step; Etching to form ridges; Current limiting layer deposition; Etching the ridge portion and the current confined layer in the vicinity of the photo lithography process.

레이저 다이오드, 빔 간섭성, 전류 제한층, 누설 전류, 동작 전류 Laser diode, beam coherence, current limiting layer, leakage current, operating current

Description

레이저 다이오드의 구조{Laser Diode Structure}Laser Diode Structure

본 발명은 레이저 다이오드의 구조에 관한 것이며, 보다 특별하게는 레이저 포인터 및 광 수평 측량 기기의 광원으로 사용되는 레이저 다이오드의 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a structure of a laser diode, and more particularly to a structure of a laser diode used as a light source of a laser pointer and an optical leveling instrument.

본 발명은 레이저 포인터 및 광 수평 측량 기기의 광원으로 사용되는 레이저 다이오드의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a laser diode used as a light source of a laser pointer and an optical leveling instrument.

도 1은 종래 기술 1의 레이저 다이오드(10)의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 기술 1의 레이저 다이오드(10)의 구성에 따른 레이저 빔의 단면 형상을 나타내는 사진이다. 또한, 도 3은 종래 기술 1의 레이저 다이오드의 빔 형상에 대한 FFH(Far Field Horizontal) 패턴을 보인 그래프이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the laser diode 10 of the prior art 1, Figure 2 is a photograph showing the cross-sectional shape of the laser beam according to the configuration of the laser diode 10 of the prior art 1. 3 is a graph showing a Far Field Horizontal (FFH) pattern with respect to the beam shape of the laser diode of the prior art 1.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 리지 도파로(ridge wave guide) 구조를 채용하는 레이저 다이오드에서는 전류 제한층(40)(current blocking layer)으로서 Si3N4 를 사용하여 왔다 (도 1 참조).As shown in these figures, Si 3 N 4 has been used as a current blocking layer 40 in a laser diode employing a ridge wave guide structure (see FIG. 1).

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술 1에는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the above-described prior art 1 has the following problems.

즉, 종래 리지 도파로 (ridge wave guide) 구조에서 전류 제한층(40)으로 굴절율 2.1 의 Si3N4 를 사용하고 있는데, Si3N4 는 빛을 일부 투과 및 일부 반사하는 성질을 가지고 있다. 따라서 전류 주입 시 레이저를 발생시키는 활성층(30)에서 발생된 레이저 빛은 리지를 둘러싼 전류 제한층(40)에 의해 여러 번 반사되어 리지 외부로 방출되는데, 이때 리지 외부로 방출되는 빛은 전류 제한층(40)에 흡수되지 않고 반사가 되면서 빛의 경로차로 인한 빛의 간섭 현상을 일으킨다. 예를 들면, 도 1의 ①, ②와 같은 빛은 ①의 경우, 전류 제한층(40)과 유전체층의 경계에서 일부 반사되고 일부 투과된 후 다시 금속과 전류 제한층(40)의 경계면에서 반사되고, ②의 경우도 그와 같은 현상을 일으키며, 이때 반사된 빛들 간에 경로차가 생겨 간섭이 일어나는 것이다. 이로 인해 레이저 다이오드(10) 동작 시 빔의 형상에 간섭선이 발생되는 문제점(도 2의 간섭선 사진 참조)이 있으며, 도 3의 FFH(Far Field Horizontal) 패턴을 보면 좌우 대칭이 아닌 한쪽이 일그러진 형상이 나타난다. That is, in the conventional ridge wave guide structure, Si 3 N 4 having a refractive index of 2.1 is used as the current limiting layer 40, and Si 3 N 4 has a property of partially transmitting and partially reflecting light. Therefore, the laser light generated by the active layer 30 that generates the laser when the current is injected is reflected by the current limiting layer 40 surrounding the ridge several times, and the light emitted to the outside of the ridge is the current limiting layer. As it is not absorbed by (40) and is reflected, it causes light interference due to the path difference of light. For example, in the case of ①, light such as ① and ② of FIG. 1 is partially reflected at the boundary between the current limiting layer 40 and the dielectric layer, partially transmitted, and then reflected at the boundary between the metal and the current limiting layer 40 again. In the case of, ②, the same phenomenon occurs, and the interference occurs due to the path difference between the reflected light. Due to this, there is a problem in which an interference line is generated in the shape of a beam when the laser diode 10 is operated (see the interference line photo of FIG. 2), and when the FFH (Far Field Horizontal) pattern of FIG. The shape appears.

이러한 레이저 빔의 간섭선은 차후 모듈화 공정을 거친 후 레이저 빔의 포커싱(focusing)에서 문제를 일으킬 수 있다. The interference line of the laser beam may cause a problem in focusing of the laser beam after a subsequent modularization process.

한편, 도 4는 또 다른 방식의 종래 기술인 종래 기술 2에 따른 반도체 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드의 단면도이다. 도 5는 도 4의 단면 구조를 갖는 레이저 다이오드의 빔 형상을 보여주는 사진이고, 도 6은 그 FFH 패턴의 그래프이다. On the other hand, Figure 4 is a cross-sectional view of a laser diode for generating a semiconductor laser according to the prior art 2 of another prior art. FIG. 5 is a photograph showing a beam shape of a laser diode having the cross-sectional structure of FIG. 4, and FIG. 6 is a graph of its FFH pattern.

상기의 종래 기술 2에서는 전류 제한층을 모두 제거한 레이저 다이오드를 채용하고 있다. 이러한 경우 도 1에서와 같은 빛의 간섭 현상이 없어 도 5 및 6에서 보는 바와 같이 빔 형상은 양호하지만 리지부 상단에서 오믹 접촉(Ohmic Contact) 이 형성되는 것과 달리 리지 외의 영역에서는 쇼트키 접촉(Schottky Contact)이 형성되고, 이때 전류 제한층이 없어 쇼트키 접촉의 불완전함으로 인해 누설 전류가 발생함으로써 동작 전류가 증가하는 문제점이 있다.The prior art 2 employs a laser diode in which all current limiting layers have been removed. In this case, as shown in FIGS. 5 and 6, there is no interference of light as shown in FIG. 1, but the beam shape is good. However, unlike ohmic contact is formed at the top of the ridge, the Schottky contact is performed in a region other than the ridge. Contact) is formed, and there is a problem in that the operating current increases because a leakage current is generated due to incomplete Schottky contact because there is no current limiting layer.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 리지 도파로식 레이저 다이오드의 전류 제한층의 구조를 개선하여 레이저 빔에 간섭선을 발생시키는 빛의 간섭 현상을 제거하여 빔 형상을 양호하게 함과 동시에 쇼트키 접촉(Schottky Contact)에 의한 누설 전류의 발생을 제한하여 동작 전류의 증가 없이 빔의 형상을 개선하고자 하는 것이다. Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to improve the structure of the current limiting layer of the ridge waveguide laser diode to improve the interference phenomenon of light generating an interference line in the laser beam. It is intended to improve the shape of the beam without increasing the operating current by limiting the generation of the leakage current due to Schottky contact while improving the beam shape by removing the beam shape.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the structure of the ridge waveguide laser diode,

빔 간섭선의 형성을 제거하고 누설 전류를 제한하여 동작 전류를 증가시키지 않도록 리지부 및 리지 인접 평탄부의 전류 제한층이 제거되고, 전류 제한층이 제거된 상기 리지부와 전류 제한층이 제거된 리지 인접 평탄부 및 전류 제한층 상에 전극이 형성되며, 상기 전류 제한층의 제거 영역의 폭 (X1+X2+X3) 이 다음 부등식을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 제공할 수 있다.The ridge portion with the current limiting layer removed and the current limiting layer with the current limiting layer removed and the current limiting layer removed with the current limiting layer removed so as to eliminate the formation of the beam interference line and limit the leakage current to increase the operating current. An electrode is formed on the flat portion and the current limiting layer, and the width (X1 + X2 + X3) of the removal region of the current limiting layer satisfies the following inequality.

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0<X1+X3<10×X20 <X1 + X3 <10 × X2

X1: 전류 제한층이 제거되는 리지 인접 평탄부의 좌측 폭X1: left width of the ridge adjacent flat portion where the current limiting layer is removed

X2: 리지부 하단의 폭X2: width of the bottom of the ridge

X3: 전류 제한층이 제거되는 리지 인접 평탄부의 우측 폭X3: Right width of the ridge adjacent flat portion where current limiting layer is removed

또한, 본 발명은 GaAs를 기판으로 하여 제작되는 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 전류 제한층의 굴절율은 2.1 내지 3.5 임을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a laser diode, characterized in that the refractive index of the current limiting layer in the structure of the ridge waveguide type laser diode manufactured by using GaAs as a substrate.

또한, 본 발명은 GaAs를 기판으로 하여 제작되는 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 전류 제한층은 ZrO2, Ta2O5, Si3N4, TiO2 또는 a-SiH 중 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 제공할 수 있다.In addition, in the structure of a ridge waveguide laser diode fabricated using GaAs as a substrate, the current limiting layer is composed of any one of ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Si 3 N 4 , TiO 2, or a-SiH. A laser diode can be provided.

또한, 본 발명은 GaN를 기판으로 하여 제작되는 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 전류 제한층의 굴절율은 1.5 내지 2.5 임을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 제공할 수 있다.In addition, in the structure of a ridge waveguide laser diode fabricated using GaN as a substrate, the refractive index of the current limiting layer may provide a laser diode, characterized in that 1.5 to 2.5.

또한, 본 발명은 GaN를 기판으로 하여 제작되는 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 전류 제한층은 ZrO2, Ta2O5, Si3N4, Al2O3 또는 SiO2 중 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 제공할 수 있다.In addition, in the structure of a ridge waveguide laser diode fabricated using GaN as a substrate, the current limiting layer is any one of ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3, or SiO 2 . It is possible to provide a laser diode characterized in that the configuration.

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위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 리지 도파로식 레이저 다이오드의 리지 부분의 전류 제한층에 의한 빛의 간섭 현상을 제거하여 레이저 빔의 간섭선을 제거하여 빔 형상을 향상시킬 수 있다.According to the present invention as described above, by removing the interference phenomenon of the light by the current limiting layer of the ridge portion of the ridge waveguide laser diode can remove the interference line of the laser beam to improve the beam shape.

또한, 본 발명에 따르면, 전류 제한층을 리지부와 리지부에 인접한 일정 영역만 제거하고 남겨두어 누설 전류의 발생을 제한하여 동작 전류를 증가시키지 않고도 레이저 다이오드를 구동시킬 수 있는 장점을 갖는다. In addition, according to the present invention, the current limiting layer has the advantage of being able to drive the laser diode without increasing the operating current by limiting the generation of leakage current by removing and leaving only a predetermined region adjacent to the ridge portion and the ridge portion.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 레이저 다이오드 구조 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a laser diode structure and a manufacturing method according to the present invention as described above will be described in detail.

실시예Example

파장 650 nm의 레이저를 방출하는 레이저 다이오드의 제작 Fabrication of laser diodes emitting a laser of wavelength 650 nm

도 11 내지 도 16은 본 발명의 레이저 다이오드를 제작하는 제작 공정에 따른 레이저 다이오드(100)의 층상 단면도들이다.11 to 16 are layered cross-sectional views of the laser diode 100 according to the fabrication process for fabricating the laser diode of the present invention.

1) MOCVD를 이용하여 n-GaAs 기판(110)위에 n-GaAs 버퍼(120) 0.5μm, n-(Al0.80Ga0.20)0.51In0.49P 클래드층(130) 1.0μm, GaInP 층 위에 AlGaInP 층이 교대로 반복 적층된 GaInP/AlGaInP 다중 양자우물 (Multi Quantum Well) 활성층(140), p-(Al0.80Ga0.20)0.51In0.49P 클래드층(150) 0.3μm, p-Ga51In0.49P 에칭 정지층(160) 90Å, p-(Al0.70Ga0.30)0.51In0.49P 클래드층(170) 0.7μm, p-Ga51In0.49P 콘택트 층(180) 0.05μm, p-GaAs 캡층(190) 0.3μm를 순차적으로 성장시켜 도 11과 같은 상태로 제작한다.1) 0.5 μm of n-GaAs buffer 120 on n-GaAs substrate 110, 1.0 μm of n- (Al 0.80 Ga 0.20 ) 0.51 In 0.49 P cladding layer 130 using MOCVD, and AlGaInP layer on GaInP layer GaInP / AlGaInP multi-quantum well active layer 140 alternately stacked, p- (Al 0.80 Ga 0.20 ) 0.51 In 0.49 P clad layer 150 0.3μm, p-Ga 51 In 0.49 P etch stop Layer 160 90 p, p- (Al 0.70 Ga 0.30 ) 0.51 In 0.49 P cladding layer 170 0.7 μm, p-Ga 51 In 0.49 P contact layer 180 0.05 μm, p-GaAs cap layer 190 0.3 μm To grow sequentially to produce a state as shown in FIG.

2) 포토 리소그라피(photo lithography)공정을 이용하여 리지부(210)를 형성할 영역 위에 식각마스크(200)로서 SiO2를 0.3μm 두께로 형성한다(도 12 참조).2) SiO 2 is formed to a thickness of 0.3 μm as an etching mask 200 on the region where the ridge portion 210 is to be formed using a photo lithography process (see FIG. 12).

3) 초산과 염산 에칭 용액(Etchant)을 이용하여 에칭 정지층(160)의 바로 위층인 p-(Al0.80Ga0.20)0.51In0.49P 클래드층(150)까지 습식각 하여 1μm 내지 7μm, 바람직하게는 2 μm 내지 5μm의 폭을 가지는 리지부(210)를 형성한다(도 13 참조).3) 1 μm to 7 μm by wet etching to p- (Al 0.80 Ga 0.20 ) 0.51 In 0.49 P clad layer 150, which is directly above the etch stop layer 160, using acetic acid and hydrochloric acid etching solution (Etchant). Forms a ridge portion 210 having a width of 2 μm to 5 μm (see FIG. 13).

4) 전류 제한층(220)으로서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 Si3N4를 1,200Å 두께로 증착한다(도 14 참조). 4) Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 1,200 mA using PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) as the current limiting layer 220 (see FIG. 14).

5) 포토 리소그래피(Photo lithography) 공정을 거쳐 건식각 장비인 RIE (Reactive Ion Etcher)를 이용하여 리지부(210)의 상단과 측면 및 리지 인접 평탄부(230)에 증착된 전류 제한층(220)인 Si3N4를 10 내지 20μm, 바람직하게는 15μm 너비로 식각하여 제거한다(도 15 참조). 5) The current limiting layer 220 deposited on the upper and side surfaces of the ridge portion 210 and the ridge adjacent flat portion 230 using a reactive ion etcher (RIE), which is a dry etching apparatus, through a photo lithography process. Phosphorus Si 3 N 4 is removed by etching to 10-20 μm, preferably 15 μm wide (see FIG. 15).

이 때, 전류 제한층이 제거되는 리지부(210) 하단의 폭을 X2, 전류 제한층이 제거되는 리지부(210)의 좌측에 있는 리지 인접 평탄부(230)의 폭을 X1, 전류 제한층이 제거되는 리지부(210)의 우측에 있는 리지 인접 평탄부(231)의 폭을 X3 라 하면, 그 폭의 상관 관계를 다음과 같이 하여 식각한다. At this time, X2 is the width of the lower end of the ridge portion 210 from which the current limiting layer is removed, and X1 is the width of the ridge adjacent flat portion 230 on the left side of the ridge portion 210 from which the current limiting layer is removed. If the width of the ridge adjacent flat portion 231 on the right side of the removed ridge portion 210 is X3, the correlation of the width is etched as follows.

0<X1+X3<10×X2  0 <X1 + X3 <10 × X2

6) 전자 빔(E-beam) 증착기를 이용하여 p-형 전극(240)으로서 Ti, Pt, Au를 순서대로 각각 300Å, 600Å, 10,000Å 두께로 증착시킨다(도 16 참조). 6) Ti, Pt, and Au were deposited in the order of 300 mW, 600 mW and 10,000 mW respectively as the p-type electrode 240 using an E-beam evaporator (see FIG. 16).

7) 랩핑(Lapping) 및 폴리싱(Polishing)을 이용하여 n-GaAs 기판의 두께를 100μm로 연마 후 n-형 전극(250)으로서 AuGe, Ni, Au를 각각 순서대로 800Å, 200Å, 6,500Å 두께로 증착시킨다(도 16 참조). 7) After lapping and polishing, the thickness of the n-GaAs substrate was polished to 100 μm, and then AuGe, Ni, and Au were 800 Å, 200 Å, 6,500 Å in the order of n-type electrode 250, respectively. Deposit (see FIG. 16).

본 실시예의 상기 방법에 따라 제작된 레이저 다이오드의 단면 형상은 도 7에 나타내며, 상기 구조의 레이저 다이오드로부터 발생되는 레이저 빔의 단면 형상과 FFH 패턴을 도 8 및 도 9에 나타내었다. 도 8 및 도 9로부터 종래 기술들에 의 한 레이저 다이오드의 빔 형상에 비해 간섭선이 없는 빔 형상을 가짐을 알 수 있다. The cross-sectional shape of the laser diode fabricated according to the method of the present embodiment is shown in FIG. 7, and the cross-sectional shape and FFH pattern of the laser beam generated from the laser diode of the structure are shown in FIGS. 8 and 9. It can be seen from FIG. 8 and FIG. 9 that the beam shape without the interference line is compared with the beam shape of the laser diode according to the prior arts.

또한, 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 동작 전류값을 종래 기술들과 비교한 그래프를 도 10에 나타내었다. 도 10으로부터 전류 제한층을 전혀 형성하지 않은 종래 기술에 비해 본 실시예에 따른 레이저 다이오드가 훨씬 작은 동작 전류에서 동작함을 알 수 있다.In addition, a graph comparing the operating current value of the laser diode according to the present embodiment with those of the prior art is shown in FIG. 10. It can be seen from FIG. 10 that the laser diode according to this embodiment operates at a much smaller operating current compared to the prior art in which no current limiting layer is formed at all.

다음은 본 실시예의 레이저 다이오드와 도 1 및 도 4에 도시된 두 개의 종래 기술1 및 2의 레이저 다이오드의 특성을 대비한 표이다.The following is a table comparing the characteristics of the laser diode of the present embodiment and the laser diodes of the two prior arts 1 and 2 shown in FIGS. 1 and 4.

[표1]Table 1

Vop[V]Vop [V] Iop[mA]Iop [mA] Ith[mA]Ith [mA] Rd[Ω]Rd [Ω] 파장[nm]Wavelength [nm] 비고Remarks 종래기술 1Prior art 1 2.192.19 18.218.2 13.313.3 14.214.2 654.8654.8 빔 불량 있음Beam bad 종래기술 2Prior art 2 2.212.21
28.0
28.0 21.221.2 9.09.0 655.2655.2 동작 전류 높음High operating current 본 실시예Example 2.242.24
19.9
19.9 14.914.9 14.314.3 654.5654.5 빔상태 양호 및 동작
전류 낮음 Good beam condition and operation
Low current

Vop: 동작 전압Vop: Operating Voltage

Iop: 동작 전류Iop: Operating Current

Ith: 문턱 전류Ith: Threshold Current

Rd: 레이저 다이오드의 저항 Rd: resistance of laser diode

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

도 1은 종래 기술 1의 레이저 다이오드의 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a laser diode of the prior art 1. FIG.

도 2는 종래 기술 1의 레이저 다이오드의 구성에 따른 레이저 빔의 단면 형상을 나타내는 사진. Figure 2 is a photograph showing the cross-sectional shape of the laser beam according to the configuration of the laser diode of the prior art 1.

도 3은 종래 기술 1의 레이저 다이오드의 빔 형상에 대한 FFH(Far Field Horizontal) 패턴을 보인 그래프. Figure 3 is a graph showing a Far Field Horizontal (FFH) pattern for the beam shape of the laser diode of the prior art 1.

도 4는 또 다른 방식의 종래 기술인 종래 기술 2에 따른 반도체 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드의 단면도.4 is a cross-sectional view of a laser diode for generating a semiconductor laser according to prior art 2 which is another prior art.

도 5는 종래 기술 2의 단면 구조를 갖는 레이저 다이오드의 빔 형상을 보여주는 사진.Figure 5 is a photograph showing the beam shape of the laser diode having a cross-sectional structure of the prior art 2.

도 6은 종래 기술 2의 FFH 패턴의 그래프.6 is a graph of the FFH pattern of the prior art 2. FIG.

도 7은 본 실시예에 따라 제작된 레이저 다이오드의 단면도.7 is a sectional view of a laser diode manufactured according to the present embodiment.

도 8은 본 실시예에 따라 제작된 레이저 다이오드로부터 발생되는 레이저 빔의 단면 형상을 보여주는 사진.8 is a photograph showing a cross-sectional shape of a laser beam generated from a laser diode manufactured according to the present embodiment.

도 9는 본 실시예에 따라 제작된 레이저 다이오드로부터 발생되는 레이저 빔의 FFH 패턴의 그래프.9 is a graph of an FFH pattern of a laser beam generated from a laser diode fabricated in accordance with this embodiment.

도 10은 본 실시예에 따른 레이저 다이오드와 종래 기술에 따른 레이저 다이오드의 동작 전류를 비교한 그래프.10 is a graph comparing the operating current of the laser diode according to the present embodiment and the laser diode according to the prior art.

도 11은 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 MOCVD 제조 단계를 나타내는 층상 단면도.Fig. 11 is a layered sectional view showing a MOCVD manufacturing step of the laser diode according to the present embodiment.

도 12는 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 리지부 형성을 위한 식각 마스 크를 형성한 층상 단면도.12 is a layered cross-sectional view of forming an etching mask for forming a ridge portion of the laser diode according to the present embodiment.

도 13은 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 리지부를 형성한 습식각 공정 후 층상 단면도.13 is a layered cross-sectional view after the wet etching process of forming the ridge portion of the laser diode according to the present embodiment.

도 14는 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 전류 제한층의 형성 공정 후의 층상 단면도.Fig. 14 is a layered cross sectional view after the step of forming the current confining layer of the laser diode according to the present embodiment.

도 15는 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 전류 제한층의 리지부 및 그 인접 평탄부의 제거 공정 후의 층상 단면도.Fig. 15 is a layered cross sectional view after the removal process of the ridge portion and its adjacent flat portion of the current limiting layer of the laser diode according to this embodiment.

도 16은 본 실시예에 따른 레이저 다이오드의 전극 형성 공정 후의 층상 단면도.Fig. 16 is a layered cross sectional view after the electrode forming step of the laser diode according to the present embodiment.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 레이저 다이오드 110: n-GaAs 기판 100: laser diode 110: n-GaAs substrate

120: n-GaAs 버퍼 130: n-AlGaInP 클래드층 120: n-GaAs buffer 130: n-AlGaInP clad layer

140: 활성층 150: p-AlGaInP 클래드층 140: active layer 150: p-AlGaInP clad layer

160: 에칭 정지층 170: p-AlGaInP 클래드층 160: etch stop layer 170: p-AlGaInP clad layer

180: p-GaInP 콘택트 층 190: p-GaAs 캡층 180: p-GaInP contact layer 190: p-GaAs cap layer

200: SiO2 식각마스크 210: 리지부200: SiO 2 etching mask 210: ridge portion

220: 전류 절연층 230: 좌측 리지 인접 평탄부
231: 우측 리지 인접 평판부220: current insulating layer 230: left ridge adjacent flat portion
231: right ridge adjacent plate portion

Claims (8)

리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, In the structure of the ridge waveguide laser diode, 빔 간섭선의 형성을 제거하고, 누설 전류를 제한하여 동작 전류를 증가시키지 않도록 리지부 및 리지 인접 평탄부의 전류 제한층이 제거되고, 전류 제한층이 제거된 상기 리지부와 전류 제한층이 제거된 리지 인접 평탄부 및 전류 제한층 상에 전극이 형성되며, 상기 전류 제한층의 제거 영역의 폭 (X1+X2+X3) 이 다음 부등식을 만족하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.The ridge portion and the ridge portion from which the current limiting layer is removed and the current limiting layer of the ridge portion and the adjacent ridge flat portion are removed so as to eliminate the formation of the beam interference line and limit the leakage current to increase the operating current. And an electrode is formed on the adjacent flat portion and the current confined layer, wherein the width (X1 + X2 + X3) of the removal region of the current confined layer satisfies the following inequality. 0<X1+X3<10×X20 <X1 + X3 <10 × X2 X1: 전류 제한층이 제거되는 리지 인접 평탄부의 좌측 폭X1: left width of the ridge adjacent flat portion where the current limiting layer is removed X2: 리지부 하단의 폭X2: width of the bottom of the ridge X3: 전류 제한층이 제거되는 리지 인접 평탄부의 우측 폭X3: Right width of the ridge adjacent flat portion where current limiting layer is removed 삭제delete 제1항에 있어서, 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 리지 도파로식 레이저 다이오드의 기판을 GaAs로 할 경우, 상기 전류 제한층의 굴절율은 2.1 내지 3.5 가 되게 하는 레이저 다이오드.The laser diode according to claim 1, wherein in the structure of the ridge waveguide laser diode, when the substrate of the ridge waveguide laser diode is made of GaAs, the refractive index of the current limiting layer is set to 2.1 to 3.5. 제3항에 있어서, 상기 전류 제한층은 ZrO2, Ta2O5, Si3N4, TiO2 또는 a-SiH 중 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.The laser diode of claim 3, wherein the current limiting layer is formed of any one of ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Si 3 N 4 , TiO 2, and a-SiH. 제1항에 있어서, 리지 도파로식 레이저 다이오드의 구조에 있어서, 상기 리지 도파로식 레이저 다이오드의 기판을 GaN로 할 경우, 상기 전류 제한층의 굴절율은 1.5 내지 2.5 임을 특징으로 하는 레이저 다이오드.The laser diode according to claim 1, wherein in the structure of the ridge waveguide laser diode, when the substrate of the ridge waveguide laser diode is GaN, the refractive index of the current limiting layer is 1.5 to 2.5. 제5항에 있어서, 상기 전류 제한층은 ZrO2, Ta2O5, Si3N4, Al2O3 또는 SiO2 중 어느 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드.The laser diode of claim 5, wherein the current limiting layer is formed of any one of ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3, or SiO 2 . 삭제delete 삭제delete
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