KR100584541B1

KR100584541B1 - 표면광 레이저 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100584541B1
Application number: KR1020000009071A
Authority: KR
Inventors: 이금희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2006-05-30
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: KR20010084207A

Abstract

기판과 기판 상에 순차로 적층 형성된 하부반사기층, 활성층, 가이드층 및 상부반사기층의 반도체 적층 구조를 가지며 윈도우를 통해 레이저광이 출사되는 포스트와, 포스트 주위에 공간부를 형성하도록 상부반사기층, 가이드층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부층에 걸쳐 인입 형성된 트렌치와, 트렌치에 의해 소정 간격 이격된 채로 포스트를 감싸도록 형성된 블록과, 윈도우 및/또는 그 주변 일부영역을 제외한 포스트, 트렌치 및 블록 상에 형성된 절연층과, 노출되어 있는 상부반사기층 상의 적어도 일부 영역 및 절연층 상에 형성된 상부전극과, 기판의 하면에 형성된 하부전극;을 포함하며, 가이드층은, 상,하부 전극을 통해 인가된 전류가 흐르는 전류 가이드영역과, 전류 가이드영역을 한정하여 전류 흐름을 가이드하도록 선택적 산화법에 의해 트렌치에 인접한 외측부로부터 산화되어 형성되는 고저항부로 이루어지며, 포스트는 고저항부 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 그 평면 형상이 원영역과 그 외주의 보상영역으로 이루어진 비원형인 것을 특징으로 하는 표면광 레이저가 개시되어 있다.

Description

표면광 레이저 및 그 제조방법{Vertical cavity surface emitting laser and method for manufacturing it}

도 1은 본 출원인에 의해 제안된 바 있는 표면광 레이저의 구조를 개략적으로 보인 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 표면광 레이저의 적층 구조를 보인 단면도,

도 3은 도 1의 가이드층 구조를 보인 평단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면광 레이저의 구조를 개략적으로 보인 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 표면광 레이저의 적층 구조를 보인 단면도,

도 6은 도 4의 가이드층 구조를 보인 평단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드층 구조를 보인 평단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...기판 110,140...하부 및 상부반사기층 120...활성층

130...가이드층 130a...전류 가이드영역 130b...고저항부

150...절연층 160,170...상부 및 하부전극 200...포스트

200a...원영역 200b...보상영역 210...윈도우

220...트렌치 300...블록

본 발명은 표면광 레이저(VCSEL ; Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 선택적 산화법(Selective Oxidation Method)에 의하여 전류의 흐름을 가이드하는 고저항부가 형성되는 표면광 레이저 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표면광 레이저는 모서리 발광레이저와는 달리 반도체 물질층의 적층방향으로 원형에 가까운 가우시안빔을 출사하므로, 출사광의 형상 보정을 위한 광학계가 불필요하다. 그리고, 그 크기를 작게 할 수 있으므로, 하나의 반도체 웨이퍼 상에 복수개의 표면광 레이저가 집적 가능하여 이차원 배열이 용이하다. 이러한 이점으로 인해, 표면광 레이저는 광통신분야, 전자계산기, 음향 영상기기, 레이저 프린터, 레이저 스캐너 및 의료장비 등 광응용 분야에서 널리 응용될 수 있다.

이 표면광 레이저는 전극을 통해 공급된 전류의 흐름을 가이드하여 광출력 특성을 향상시키고자, 상부 반사기층에 형성된 고저항부를 가진다. 이 고저항부를 형성하는 한 방안으로는 산화분위기에 노출되는 시간을 조절하여 전류의 가이드 영역을 제외한 주변 부분을 산화시키는 선택적 산화법이 있다.

이 선택적 산화법은 상부 반사기층의 하부 층 일부 즉, 고저항 영역을 형성하고자 하는 부분을

로 적층한 상태로, 기판 상에 성장된 표면광 레이저 포스트 주변을 식각한 후, 산화분위기[

(↑)]에서 시간을 조절하면 상기

층이 외측에서 내측으로 산화되어

산화 절연층 즉, 고저항부가 형성되는 방법이다.

이러한 선택적 산화법으로 형성된 고저항부를 가지는 표면광 레이저가 본 출원인에 의해 1998년 특허출원 제42548호(출원일:1998년 10월 12일)를 통하여 제안된 바 있다. 도 1을 참조하면, 본 출원인에 의해 제안된 바 있는 표면광 레이저는 다음과 같이 형성된다.

즉, 기판(10) 상에 하부반사기층(11), 활성층(12), 예비산화층(13) 및 상부반사기층(14)을 순차로 적층 형성한 다음, 표면광 레이저 포스트(20)를 형성하고자하는 부분 외측을 상기 하부반사기층(11)의 일부 깊이까지 식각하여 트렌치(22)를 형성하면, 그 트렌치(22)를 경계로 블록(30)으로 둘러싸인 원기둥 형상의 표면광 레이저 포스트(20) 구조가 형성된다.

그런 다음, 상기 표면광 레이저 포스트(20)를 산화분위기에 노출시키면, 상기 예비산화층(13) 즉,

층이 트렌치(22)에 접한 외주로부터 산화되어 도 2에 도시된 바와 같은 고저항부(13b)가 형성된다. 이때, 상기 예비산화층(13) 중 산화되지 않은 중앙 부분은 전류 가이드영역(13a)이 된다. 여기서, 상기 고저항부(13b) 및 전류 가이드영역(13a)은 가이드층을 이룬다.

그리고, 레이저광이 출사되는 윈도우(21) 및 그 주변 일부분을 제외한 상기 포스트(20), 트렌치(22) 및 블록(30)에 걸쳐 절연층(15)을 적층 형성한 다음, 상부전극(16)을 상기 절연층(15) 및 윈도우(21) 주변의 상부반사기층(14) 상에 직접적으로 형성하고, 기판(10)의 하면에 하부전극(17)을 형성하면 된다.

그런데, 상기

층은 그 결정 방향에 따라 산화율이 다르기 때문에, 단면 형상이 원형인 표면광 레이저 포스트(20)를 산화분위기에 노출시키는 경우, 결정 방향에 따라 산화 깊이 차이가 생겨,

산화 절연막 즉, 고저항부(13b)에 둘러싸여 전류가 가이드되는 영역(13a)은 실질적으로 원형이 되지 않는다.

즉, 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이에 의해 도 3에 도시된 바와 같이, 그 단면 형상이 원형인 포스트(20)를 만든 후 선택적 산화법에 의해 고저항부(13b)를 형성 시키면, 그에 의해 둘러싸인 전류 가이드 영역(13a)은 대략 마름모 형상이 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 표면광 레이저는 제조 공정상에서 마름모 형상의 전류 가이드 영역(13a) 상방에 절연층(15) 및 상부전극(16) 패턴에 의해 레이저광이 출사되는 원형 윈도우(21)를 형성시킬 때, 그 전류 가이드 영역(13a)과 윈도우(21)의 중심을 정확히 맞추기 어렵고, 그 중심이 틀어지는 정도에 따라 레이저로부터 먼 거리에서의 그 레이저빔의 단면 형상인 원거리장 패턴(far-field pattern)이 민감하게 비대칭적으로 변화되는 단점이 있다.

또한, 기판(10) 전체적으로 상기 중심이 틀어지는 정도도 다양하여, 동일 기판 상에 형성된 복수의 표면광 레이저 포스트로부터 균일한 원거리장 패턴을 얻기 어렵다.

따라서, 이와 같은 원거리장 패턴의 비대칭성과 불균일성에 기인하여 표면광 레이저 디바이스 양산시 균일한 특성의 다수의 표면광 레이저를 얻기 어려워 수율이 낮아질 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 원거리장 패턴 특성이 개선되고 하나의 기판 상에서 제조된 복수의 표면광 레이저에서 출사된 레이저빔들이 보다 균일한 원거리장 패턴을 나타낼 수 있도록 된 표면광 레이저 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면광 레이저는, 기판과; 상기 기판 상에 순차로 적층 형성된 하부반사기층, 활성층, 가이드층 및 상부반사기층의 반도체 적층 구조를 가지며, 윈도우를 통해 레이저광이 출사되는 포스트와; 상기 포스트 주위에 공간부를 형성하도록 상기 상부반사기층, 가이드층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부층에 걸쳐 인입 형성된 트렌치와; 상기 트렌치에 의해 소정 간격 이격된 채로 상기 포스트를 감싸도록 형성된 블록과; 상기 윈도우 및/또는 그 주변 일부영역을 제외한 상기 포스트, 트렌치 및 블록 상에 형성된 절연층과; 노출되어 있는 상부반사기층 상의 적어도 일부 영역 및 상기 절연층 상에 형성된 상부전극과; 상기 기판의 하면에 형성된 하부전극;을 포함하며, 상기 가이드층은, 상기 상,하부 전극을 통해 인가된 전류가 흐르는 전류 가이드영역과; 상기 전류 가이드영역을 한정하여 전류 흐름을 가이드하도록 선택적 산화법에 의해 상기 트렌치에 인접한 외측부로부터 산화되어 형성되는 고저항부;로 이루어지며, 상기 포스트는, 상기 고저항부 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 그 평면 형상이 원영역과 그 외주의 보상영역으로 이루어진 비원형인 것을 특징으 로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 보상영역은, 상기 원영역의 각 사분면 외주에 볼록하게 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 특징에 따르면, 상기 포스트는, 그 평면 형상이 적어도 4개의 각으로 이루어진 다각형인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 표면광 레이저 제조방법은, 준비된 기판 상에 순차로 적층하여 하부반사기층, 활성층, 예비산화층 및 상부반사기층을 형성하는 단계; 레이저광이 출사되는 포스트의 평면형상이 비원형이 되도록 상기 상부반사기층 상에 패턴을 만들고, 상기 포스트 주변영역을 상기 상부반사기층, 예비산화층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부층에 걸쳐 식각하여 상기 비원형 포스트와 블록을 공간적으로 분리시키는 트렌치를 형성하는 단계; 소정 시간동안 산화 분위기를 조성하여 상기 트렌치에 인접한 상기 예비산화층의 외측부로부터 산화시켜 고저항부를 형성하는 단계; 레이저광이 출사되는 윈도우 및/또는 그 주변을 제외한 상기 포스트, 트렌치 및 블록 상에 절연층을 형성하는 단계; 노출되어 있는 상부반사기층상의 적어도 일부영역 및 상기 절연층 상에 상부전극을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 하면에 하부전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 포스트의 비원형 평면 형상은, 상기 고저항부 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 원영역과 그 외주의 보상영역으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 표면광 레이저 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표면광 레이저의 형상을 살펴보면, 그 평단면 형상이 비원형인 포스트(200), 상기 포스트(200)를 둘러싸는 블록(300) 및 상기 포스트(200)와 블록(300)을 공간적으로 분리시키는 트렌치(trench)(220)로 구분된다.

상기 포스트(200)는 광이 출사되는 영역인 윈도우(210)를 가지며 인가된 전류에 따라 광을 생성 조사하는 기능을 하는 부분으로, 후술하는 고저항부(130b) 형성시 결정방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 그 평단면 형상이 원영역(200a)과 그 외주의 보상영역(200b)으로 이루어진 비원형으로 되어 있다. 여기서, 도 4는 상기 원영역(200a)과 보상영역(200b)을 구분하기 위하여 그 경계를 편의상 점선으로 나타내었으며, 상기 원영역(220a)에는 윈도우(210) 부분이 포함됨은 물론이다.

상기 블록(300)은 반도체 물질층들의 손상을 방지하기 위한 것이며 와이어 본딩을 위한 본딩패드로 이용되는 부분으로, 상기 포스트(200)로부터 소정 간격 이격된 채로 상기 포스트(200)를 감싸고 있다.

이때, 상기 포스트(200) 및 블록(300)은 그 제조 공정의 단순화를 위해 동일한 반도체 적층구조를 가지는 것이 바람직하며, 상기 포스트(200) 주변 영역을 후술하는 바와 같이, 상부반사기층(140), 고저항부(135), 활성층(120) 및 하부반사기층(110)의 일부층에 걸쳐 식각하여 트렌치(220)를 형성함에 의해, 상기와 같은 구조가 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 표면광 레이저는 그 적층 구조를 살펴보면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(100), 이 기판(100)의 하면에 형성된 하부전극(170), 기판(100) 상에 순차로 적층 형성된 하부반사기층(110), 활성층(120), 가이드층(130), 상부반사기층(140), 절연층(150) 및 상부전극(160)을 포함하여 구성된다.

상기 기판(100)은 예컨대, n형 불순물을 함유하는 반도체물질

등으로 되어 있으며, 이 기판(100) 상에 동일 공정에 의해 복수의 표면광 레이저가 동시에 형성된다.

상기 하부반사기층(110)은 상기 기판(100) 상에 형성되어 있으며, 상기 기판(100)과 같은 형의 불순물 반도체물질로 굴절율이 서로 다른 두 화합물 반도체가 교대로 적층되어 이루어진다. 예를 들면, 상기 하부반사기층(110)은 조성이 서로 달라 굴절율이 다른 n형의 Al_xGa_1-xAs 와 Al_yGa_1-yAs(x≠y) 등이 λ/4 두께로 교대로 적층되어 이루어진다. 상기 상부반사기층(140)은 상기 하부반사기층(110)과 반대형의 불순물을 함유하는 같은 종류의 불순물 반도체물질로 되어 있다. 예를 들면, 상부반사기층(140)은 활성층(120) 상에 조성이 다른 p형의Al_xGa_1-xAs 와 Al_yGa_1-yAs(x≠y) 등이 λ/4 두께로 교대로 적층되어 이루어진다. 상기 상부반사기층(140)과 하부반사기층(110)은 상기 상,하부전극(160)(170)을 통해 인가된 전류에 의하여 전자와 정공의 흐름을 유도한다. 여기서, λ는 표면광 레이저의 출사 레이저광 파장이다.

상기 활성층(120)은 상기 상,하부반사기층(140)(110)에서 제공된 전자와 정 공의 재결합으로 인한 에너지 천이에 의하여 광을 생성하는 영역으로 단일 또는 다중 양자-우물 구조, 초격자(super lattice) 구조 등을 가진다. 여기서, 상기 활성층(120)은 표면광 레이저의 출사 파장에 따라 AlGaAs, GaAs, InGaAs 등으로 이루어진다.

여기서, 상기 하부반사기층(110)과 활성층(120) 사이 및 상기 활성층(120)과 상부반사기층(140) 사이에는 각각 잘 알려진 바와 같이 클래드층(미도시)이 더 구비될 수 있다.

상기 가이드층(130)은 상기 상,하부전극(160)(170)을 통해 인가된 전류가 흐르는 예비산화층으로 된 전류 가이드영역(130a)과, 상기 전류 가이드영역(10a)을 한정하여 전류 흐름을 가이드하도록 선택적 산화법에 의해 트렌치(220)에 인접한 외측부로부터 상기 예비산화층이 산화되어 형성되는 고저항부(130b)로 이루어진다.

여기서, 상기 가이드층(130)의 근본이 되는 예비산화층은 상기 상부반사기층(140)과 활성층(120) 사이 또는 상기 상부반사기층(140) 내에 형성되며, 기본적으로 Al이 풍부한 층 예컨대, 그 재질이 AlAs 또는 y 값이 대략 0.9 이상이며 상기 상부반사기층(140)과 같은 구조의 p형 Al_yGa_1-yAs로 이루어진다.

또한, 상기 고저항부(135)는 상기 예비산화층이 증기 상태의 H₂O에 의해 소정 시간동안 산화되어 산화분위기와 접촉되는 트렌치(220)에 접하는 외측부에서부터 소정 깊이만큼 산화되어 형성된 Al₂O₃ 절연 산화층이다.

이때, 상기 Al₂O₃는 결정(crystal) 구조로서, 그 결정방향에 따라 산화율이 다르기 때문에, 결정방향에 따라 산화 깊이가 차이가 나며, 이에 의해 전류 가이드영역(130a)과 고저항부(130b)의 경계는 상기 트렌치(220)에 접하는 외측부로부터 동일 거리에 있지 않다.

하지만, 본 발명에 따른 포스트(200)가 원영역(200a)과, 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상해주기 위한 보상영역(200b)으로 이루어져 있기 때문에, 상기와 같은 산화 깊이 차이가 보상되어, 상기 고저항부(130b)에 의해 제한되는 전류 가이드영역(130a)은 도 6에 도시된 바와 같이 거의 원에 가까운 형태로 될 수 있다.

여기서, 도 4 내지 도 6은 상기 포스트(200)의 보상영역(200b)이 상기 원영역(200a)의 각 사분면 외주에 볼록하게 형성되어 포스트(200)가 4개의 꽃잎이 모아진 형태인 경우를 예시한 것으로, 이 경우, 예비산화층이 산화 분위기하에서 트렌치(220)에 접한 외측부로부터 산화되어 고저항부(130b)로 되면서, 소정 시간후에는 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 원형의 전류 가이드영역(130a)가 형성된다.

한편, 상기 포스트(200)는 상기한 꽃잎모양외에서 다양하게 변형될 수 있다. 즉, 도 3의 포스트(200)를 도 7에 도시된 바와 같이 사각형으로 형성하여, 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이가 보상되어 대략 원형으로 된 전류 가이드영역(130a)이 형성되도록 할 수도 있다.

이러한 사각형 포스트(200)는 원영역 및 그 외주의 각진 보상영역으로 구분할 수 있으며, 도 6에서와 마찬가지로 그 예비산화층을 산화 분위기에 노출시키면 트렌치(220)에 인접한 외측부로부터 산화되어 고저항부(130b)로 되면서 대략 원형 의 전류 가이드영역(130a)이 형성할 수 있다.

또 다른 실시예로서, 포스트를 각이 적어도 4개인 다각형 예컨대, 육각형 형상으로 형성할 수도 있으며, 그 외에도 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.

다시 도 5를 참조하면, 상기 절연층(150)은 그 재질이 절연 물질 예컨대, SiO₂로 되어 있으며, 상기 포스트(200)의 광이 출사될 부분인 윈도우(210) 및 그 주변의 소정 넓이를 제외한 포스트(200) 상면, 블록(300) 및 트렌치(220) 상에 적층 형성된다.

상기 상부전극(160)은 상기 윈도우(210) 주변의 소정 넓이와 상기 절연층(150) 상에 형성되며, 상기 윈도우(210) 주변에서는 상기 상부반사기층(140)상에 직접적으로 형성되어 오믹 컨택을 이룬다. 따라서, 본딩 패드로서 이용되는 블록(300)에 형성된 상부전극(160) 부분으로 인가된 전류는 윈도우(210) 주변을 통해 포스트(200) 내부로 입력된다. 여기서, 상기 상부전극(160)은 ITO와 같은 투명전극으로 이루어져 윈도우(210) 영역에 직접적으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 포스트 중심으로 전류가 보다 고르게 인가될 수 있다.

상기 하부전극(170)은 상기 기판(100)의 하면에 형성된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 표면광 레이저는, 상기 상,하부전극(160)(170)에 전류 인가시 상기 절연층(150)에 의해 전류 흐름이 차단되어, 윈도우(210) 주변을 통해 상기 포스트(200)로만 전류가 공급되므로, 상기 포스트(200)에서만 레이저광이 생성되게 된다.

상기와 같은 형상 및 적층 구조를 가지는 표면광 레이저에서는 선택적 산화 법에 의한 고저항부(130b) 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상할 수 있도록 비원형 포스트(200)를 구비하므로, 전류 가이드영역(130a)이 대략 원형으로 형성될 수 있어서, 그로부터 출사되는 레이저광의 원거리장 패턴 특성이 크게 개선된다.

즉, 상기 상부전극(160) 및/또는 절연층(150) 등의 제조에 의해 윈도우(210) 형성시 이 윈도우(210) 중심과 전류 가이드영역(130a)의 중심을 맞추기가 상대적으로 쉽고, 상기 중심들이 서로 어긋남에 따른 원거리장 패턴의 비대칭적인 변화가 상대적으로 둔감해진다.

여기서, 단일의 표면광 레이저를 예로 들어 그 구조를 설명하였으나, 단일 기판 상에 복수의 표면광 레이저를 일체로 형성한 어레이 구조도 가능함은 물론이다.

이하에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 표면광 레이저를 제조하는 과정을 설명한다.

먼저, 기판을 준비하고, 이 준비된 기판 상에 순차로 하부반사기층(110), 활성층(120), 예비산화층(130) 및 상부반사기층(140)을 형성하여 반도체 적층구조를 만든다. 여기서, 상기 기판(100)은 래핑 이후 상태를 보인 것이다.

상기 예비산화층(130)은 상기 활성층(120)과 상부반사기층(140) 사이에 형성되며, 상부반사기층(140)내에 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 상부반사기층(140) 상에 후술하는 산화 공정시 상기 상부반사기층(140)의 산화를 방지하기 위한 보호막(미도시)을 더 형성할 수 있다. 상기 보 호막은 그 재질이 SiO₂로 되어, 산화 공정 후 드라이 에칭을 통해 용이하게 제거될 수 있도록 된 것이 바람직하다.

이후, 상부반사기층(140) 또는 보호막 상에 비원형 포스트(200) 및 블록(300)이 식각되지 않도록 소정 패턴을 만들고, 상부반사기층(140), 예비산화층(130), 활성층(120) 및. 하부반사기층(110)의 적어도 일부 깊이에 걸쳐 예컨대, 건식 식각하여 트렌치(220)를 형성한다. 따라서, 상기 포스트(200)와 블록(300)은 상기 트렌치(220)를 경계로 공간적으로 구분된다.

여기서, 상기한 패턴을 만들기 위한 포토레지스트 도포, 노광 및 세정공정은 통상의 방법을 따르므로, 그 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 소정 시간동안 산화분위기[H₂O(↑)]를 조성하면, 상기 예비산화층(130)은 상기 트렌치(220)에 접한 그 외측에서 내측으로 산화되어, Al₂O₃로 된 고저항부(130b)가 형성된다. 이때, 상기 포스트(200)가 원영역(200a)과 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 된 보상영역(200b)으로 이루어져 있으므로, 상기 고정부(130b)에 의해 한정된 전류 가이드영역(130a)은 도 6(또는 도 7)에 도시된 바와 같이, 대략 원형이 된다.

그런 다음, 보호막이 형성된 경우, 상기 보호막을 드라이 에칭 등을 통해 제거한다.

다음으로, 상기 포스트(200), 트렌치(220) 및 블록(300)을 감싸도록 예컨대, SiO₂와 같은 재질로 절연층(150)을 형성한다. 그런 다음, 상기 포스트(200) 상면에 형성된 절연층(150)의 일부분 즉, 윈도우(210)가 형성될 부분 및 그 주변 부분을 식각하여, 상기 포스트(200) 상의 상부반사기층(140) 일부가 노출되도록 한다. 상기 절연층(150)의 일부는 건식 방식으로 식각되는데, 소정의 식각 패턴을 만든 후 건식 식각을 통해 절연층(0501의 일부분이 제거된다. 여기서, 상부전극(160)을 ITO와 같은 투명전극으로 형성하는 경우에는, 절연층(150)은 윈도우(210)가 형성될 부분만 식각하면 된다.

이후, 상기 상부반사기층(140)의 노출부분의 윈도우(210)를 제외한 부분 즉, 그 주변과 상기 절연층(150) 상부에 상부전극(160)을 형성한다. 여기서, 상부전극(160) 형성부분에 대한 패턴은 포토레지스트 및 노광공정을 통해 형성될 수 있다.

마지막으로, 기판을 소정 두께로 래핑하여 얇은 두께의 기판(100)이 되도록 하고, 그 래핑면에 하부전극(170)을 형성하는 것으로 표면광 레이저의 제조가 완료된다.

상기한 바와 같은 표면광 레이저는 단일 기판 상에 복수개 형성될 수 있으므로, 단일 광원으로 이용될 수도 있고, 어레이 구조로 이용될 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 표면광 레이저는 평단면 형상이 원영역과 결정방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하는 보상영역으로 이루어진 비원형 형태의 포스트를 구비하므로, 선택적 산화에 의한 고저항부 형성시 그 고저항부에 의해 제한되는 전류 가이드영역을 대략 원형으로 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 표면광 레이저는 그로부터 출사된 레이저광의 원거리장 패턴 특성이 개선되고, 하나의 기판 상에서 제조된 복수의 표면광 레이저에서 출사된 레이저빔들이 보다 균일한 원거리장 패턴을 나타낼 수 있게 된다.

Claims

기판과; 상기 기판 상에 순차로 적층 형성된 하부반사기층, 활성층, 가이드층 및 상부반사기층의 반도체 적층 구조를 가지며, 윈도우를 통해 레이저광이 출사되는 포스트와; 상기 포스트 주위에 공간부를 형성하도록 상기 상부반사기층, 가이드층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부층에 걸쳐 인입 형성된 트렌치와; 상기 트렌치에 의해 소정 간격 이격된 채로 상기 포스트를 감싸도록 형성된 블록과; 상기 윈도우 및/또는 그 주변 일부영역을 제외한 상기 포스트, 트렌치 및 블록 상에 형성된 절연층과; 노출되어 있는 상부반사기층 상의 적어도 일부 영역 및 상기 절연층 상에 형성된 상부전극과; 상기 기판의 하면에 형성된 하부전극;을 포함하며,

상기 가이드층은,

상기 상,하부 전극을 통해 인가된 전류가 흐르는 전류 가이드영역과;

상기 전류 가이드영역을 한정하여 전류 흐름을 가이드하도록 선택적 산화법에 의해 상기 트렌치에 인접한 외측부로부터 산화되어 형성되는 고저항부;로 이루어지며,

상기 포스트는,

상기 고저항부 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 그 평면 형상이 원영역과 그 외주의 보상영역으로 이루어진 비원형인 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.
제1항에 있어서,

상기 포스트는,

그 평면 형상이 적어도 4개의 각으로 이루어진 다각형인 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.
제1항에 있어서,

상기 보상영역은,

상기 원영역의 각 사분면 외주에 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 표면광 레이저.
준비된 기판 상에 순차로 적층하여 하부반사기층, 활성층, 예비산화층 및 상부반사기층을 형성하는 단계;

레이저광이 출사되는 포스트의 평면형상이 비원형이 되도록 상기 상부반사기층 상에 패턴을 만들고, 상기 포스트 주변영역을 상기 상부반사기층, 예비산화층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부층에 걸쳐 식각하여 상기 비원형 포스트와 블록을 공간적으로 분리시키는 트렌치를 형성하는 단계;

소정 시간동안 산화 분위기를 조성하여 상기 트렌치에 인접한 상기 예비산화층의 외측부로부터 산화시켜 고저항부를 형성하는 단계;

레이저광이 출사되는 윈도우 및/또는 그 주변을 제외한 상기 포스트, 트렌치 및 블록 상에 절연층을 형성하는 단계;

노출되어 있는 상부반사기층상의 적어도 일부영역 및 상기 절연층 상에 상부전극을 형성하는 단계; 및

상기 기판의 하면에 하부전극을 형성하는 단계;를 포함하며,

상기 포스트의 비원형 평면 형상은, 상기 고저항부 형성시 결정 방향에 따른 산화 깊이 차이를 보상하도록 원영역과 그 외주의 보상영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면광 레이저 제조방법.