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KR20070080696A - 질화물계 반도체 레이저 다이오드 - Google Patents

질화물계 반도체 레이저 다이오드 Download PDF

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KR20070080696A
KR20070080696A KR1020060012056A KR20060012056A KR20070080696A KR 20070080696 A KR20070080696 A KR 20070080696A KR 1020060012056 A KR1020060012056 A KR 1020060012056A KR 20060012056 A KR20060012056 A KR 20060012056A KR 20070080696 A KR20070080696 A KR 20070080696A
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South Korea
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semiconductor laser
nitride
laser diode
clad layer
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KR1020060012056A
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유한열
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to JP2007003610A priority patent/JP2007214557A/ja
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Abstract

질화물계 반도체 레이저 다이오드가 개시되어 있다.
이 개시된 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 기판 위에 성장되어 하부 콘택트층, 하부 클래드층, 활성층, 상부 클래드층으로 순차적으로 적층된 것으로서, 하부 클래드층의 굴절률이 상부 콘택트층의 굴절률과 같거나 큰 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구조에 의하여 기판 방향으로의 광학 모드의 누설을 억제하여 레이저광의 빔 퀄리티를 향상시킬 수 있다.

Description

질화물계 반도체 레이저 다이오드{Nitride based semiconductor laser diode}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 단면도 및 굴절률 프로파일을 나타낸다.
도 2는 도 1의 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 하부 클래드층의 두께에 따른 OCF를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 하부 클래드층의 두께에 따른 FFP의 반가폭값을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 단면도 및 굴절률 프로파일을 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c는 비교예에 따라 제작된 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 실험결과를 나타내는 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 실시예에 따라 제작된 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 실험결과를 나타내는 그래프이다.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200...기판 110...하부 콘택트층
120,220...하부 클래드층 130,230...하부 도파층
140,240...활성층 150,250...상부 도파층
160,260...전자차단층 170,270...상부 클래드층
본 발명은 질화물계 반도체 레이저 다이오드(Gallium nitride based semiconductor laser diode)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 모드의 손실이 억제되어 레이저광의 빔 퀄리티가 개선된 질화물계 반도체 레이저 다이오드에 관한 것이다.
반도체 레이저 다이오드는 광통신 등과 같은 통신 분야나 컴팩트 디스크 플레이어(CDP)나 디지털 다기능 디스크 플레이어(DVDP) 등과 같은 장치에서 데이터의 전송이나 테이터의 기록 및 판독을 위한 수단으로 널리 사용되고 있다.
특히, 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 녹색에서 자외선 영역까지의 파장을 이용가능하게 함으로써, 고밀도(high density)의 광정보 저장 및 재생, 고해상(high resolution)의 레이저 프린터, 프로젝션 TV 등 광범위한 분야에 응용되고 있다.
일반적인 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 기판위에 n형 콘택트층과, n형 클래드층, 활성층, 및 p형 클래드층이 순차적으로 적층되어 형성되며, 활성층에서 발생된 레이저 광을 굴절율 차이에 의해 구속시키고 광학 이득을 거둘 수 있는 구조를 지니고 있다.
여기서, 활성층에 가두어진 레이저 광의 일부 성분은 누설되어 n형 클래드층이나 p형 클래드층으로 향할 수 있다. 종래의 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 경우 일반적으로 n형 콘택트층의 굴절률이 n형 클래드층의 굴절률보다 더 높으므로, n형 클래드층으로 향한 레이저 광의 누설성분은 소멸하지 않고 기판쪽으로 전파하게 되어, 광학 모드(optical mode)의 누설이 발생하게 된다.
이러한 광학 모드의 누설은 원거리장(far field)에서 리플(ripple)을 생성하는 등의 레이저광의 빔 퀄리티가 나빠지게 되는 원인이 된다.
광학 모드의 누설을 줄이기 위해서는 n형 클래드층으로 누설되는 레이저 광을 줄이거나, n형 클래드층으로 누설된 레이저 광이 기판쪽으로 전파되지 않도록 하여야 한다. 이를 위하여 종래의 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 AlxCa1-xN(0<x<1)의 조성을 가지는 n형 클래드층에서 알루미늄(Al)의 조성을 높여 활성층에서 n형 클래드층으로의 누설을 억제하거나, n형 클래드층의 두께를 두껍게 하여 n형 클래드층으로 누설된 광이 기판으로 전파되기 전에 충분히 소멸되도록 하였다. 그러나, n형 클래드층의 알루미늄의 조성을 높이거나, 그 두께를 두껍게 하면, 성장 도중 크랙(crack)이 유발될 가능성이 커지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 경우, 자색에서 청색이나 녹색으로 레이저광의 파장이 길어질수록 광학 모드의 누설이 증가하므로 빔 퀄리티가 심하게 훼손되고, 따라서 디스플레이 광원 등으로의 응용에 심각한 문제가 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 기판 방향으로의 광학 모드의 누설을 억제하여 레이저광의 빔 퀄리티를 향상시킨 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 기판 위에 성장되어 하부 콘택트층, 하부 클래드층, 활성층, 상부 클래드층으로 순차적으로 적층된 질화물계 반도체 레이저 다이오드로서, 상기 하부 클래드층의 굴절률이 상기 하부 콘택트층의 굴절률과 같거나 큰 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 기판 위에 성장되어 하부 클래드층, 활성층, 상부 클래드층으로 순차적으로 적층된 질화물계 반도체 레이저 다이오드로서, 상기 하부 클래드층의 굴절률이 상기 기판의 굴절률과 같거나 큰 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 단면도이며, 도 1의 (b)는 상기 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 이루는 각 반도체층의 굴절률 프로파일을 도시한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이 오드는 기판(100) 상에 하부 콘택트층(110), 하부 클래드층(120), 하부 광도파층(130), 활성층(140), 상부 광도파층(150), 전자차단층(160) 및 상부 클래드층(170)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 여기서, 상기 하부 클래드층(120)은 상기 하부 콘택트층(110)의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가진다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 기판(100)의 하면 및 상부 클래드층(170)의 상면에는 각각 제1 및 제2 전극층이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극층은 각각 n형 전극층 및 p형 전극층이 될 수 있다.
상기 기판(100)으로는 사파이어 기판이 사용될 수 있다.
상기 기판(100)의 상면에는 하부 콘택트층(110)과 하부 클래드층(120)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
상기 하부 콘택트층(110)은 n형 AlxGa1-xN의 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 그 구성원소인 알루미늄(Al)의 평균조성은 0≤x≤0.1의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 하부 클래드층(120)은 n형 AlyGa1-yN의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. AlGaN조성을 갖는 화합물 반도체에서, 일반적으로 Al의 조성이 클수록 그 물질의 굴절률은 작아진다. 따라서, 상기 하부 클래드층(120)의 굴절률이 상기 하부 콘택트층(110)의 굴절률과 같거나 크도록, 상기 하부 클래드층(120)의 알루미늄(Al)의 평균조성(y)이 상기 하부 콘택트층(110)의 알루미늄(Al)의 평균조성(x)과 같거나 작은 것이 바람직하다. 즉, 상기 하부 콘택트층(110) 및 하부 클래드층(120)의 구성원소인 알루미늄(Al)의 평균조성은 0≤y≤x≤0.1의 범위에 있는 것이 바람직하 다. 상기와 같은 조성에 의하여, 하부 클래드층(120) 쪽으로 전파된 누설성분은 하부 콘택트층(110)에서 더 이상 전파되지 못하며, 광학 모드의 누설을 억제할 수 있게 된다.
일반적으로 질화물계 반도체 레이저 다이오드에서, 광학 모드의 구속을 강하게 하려면, 클래드층의 알루미늄(Al) 조성을 높이거나 그 두께를 두껍게 하여야 한다. 그러나 크랙 발생문제나 결정성장의 어려움 등으로 광학 모드가 충분히 구속되지 못하여 일부의 광학 모드 성분이 클래드층으로 누설된다. 이에 본 발명은, 하부 클래드층(120)의 굴절률을 하부 콘택트층(110)의 굴절률과 같거나 크게 함으로써, 하부 클래드층(120) 쪽으로 전파된 누설성분은 하부 콘택트층(110)에서 더 이상 전파되지 못하고 소멸하게 되어 광학 모드를 강하게 구속시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 하부 클래드층(120)의 물질로 알루미늄(Al)의 조성이 낮은 AlGaN을 이용하므로 크랙의 유발 가능성을 줄일 수 있다.
한편, 상기 하부 클래드층(120)은 n형 AlyGa1-yN의 단일층 구조 뿐만 아니라, 알루미늄(Al)의 조성비(y′)가 서로 다른 n형 Aly′Ga1-y′N층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 가령, 상기 하부 클래드층(120)은 Al0.08Ga0.92N/GaN층이 반복적으로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 이러한 복수개의 층들로 적층된 구조는, 크랙의 유발 가능성을 줄여 하부 클래드층(120)을 안정적으로 결정성장하게 한다.
상기 하부 클래드층(120)의 상면에는 하부 도파층(130)이 형성되어 있으며, 상기 하부 도파층(130)은 n형 InxGa1-xN(0≤x≤0.2) 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 하부 도파층(130)의 상면에는 활성층(140)이 형성되어 있으며, 상기 활성층(130)은 InxGa1-xN(0<x<1) 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 활성층(130)은 다중 양자우물 또는 단일 양자우물 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다. 상기 활성층(140)의 상면에는 상부 도파층(150)이 형성되어 있으며, 상기 상부 도파층(150)은 p형 InxGa1-xN(0≤x≤0.2) 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 상부 도파층(150)의 상면에는 전자들이 오버플로우(overflow)되는 것을 방지하기 위하여 전자차단층(electron blocking layer, 160)이 형성되어 있으며, 상기 전자차단층(160)은 AlxGa1-xN(O<x<1) 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 전자차단층(160)의 상면에는 상부 클래드층(170)이 형성되어 있으며, 상기 상부 클래드층(170)은 p형 AlxGa1-xN(0<x<1, 바람직하게는 0.01≤x≤0.1) 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 하부 콘택트층(110)의 알루미늄(Al)의 평균조성(x)이 하부 클래드층(120)의 알루미늄(Al)의 평균조성(y)과 같거나 크게 함으로써, 상기 하부 클래드층(120)이 상기 하부 콘택트층(110)의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가지게 되어, 활성층(140)에서의 광학 모드의 손실을 억제하게 할 수 있다. 이렇게 광학 모드가 효과적으로 구속됨에 따라, 레이저광의 원거리장에서의 리플 생성이 억제되고 빔 퀄리티를 향상시킬 수 있다.
나아가, 하부 클래드층(120)의 두께를 조절하여 광구속계수(optical confinement factor;이하, OCF라 한다)나 원거리장패턴(far field pattern;이하, FFP라 한다)을 조절하여 레이저광 특성을 변화시킬 수 있다.
도 2는 하부 클래드층의 두께에 따른 OCF를 나타내는 그래프이며, 도 3은 하부 클래드층의 두께에 따른 FFP의 반가폭(full width at half maximum;FWHM)값을 나타내는 그래프이다. 상기 데이터는 하부 콘택트층으로 n형 Al0.01Ga0.99N, 하부 클래드층으로 n형 GaN, 하부 도파층으로 600Å 두께의 n형 In0.03Ga0.97N, 활성층으로 In0.15Ga0.85N/In0.04Ga0.96N의 다중 양자우물 구조, 상부 도파층으로 600Å의 p형 In0.03Ga0.97N, 상부 클래드층으로 5000Å 두께의 p형 Al0.02Ga0.98N가 형성된 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 사용하여 측정한 값이다.
도 2를 참조하면, 하부 클래드층으로 n형 GaN를 이용하여 레이저광 발진에 충분한 OCF를 얻을 수 있음을 볼 수 있다.
또한, 본 발명의 질화물계 반도체 레이저 다이오드에서는 하부 클래드층의 두께와 무관하게 굴절률을 조절하여 광학 모드의 누설을 억제하므로, 도 3에서 도시되듯이, 상기 하부 클래드층의 두께를 조절하여 FFP을 조절할 수 있다.
상술된 실시예의 변형례로 하부 클래드층(도 1의 120)은 n형 InyGa1-yN으로 형성될 수도 있다. 이 경우, n형 AlxGa1-xN으로 형성된 하부 콘택트층(110)의 알루미늄(Al) 평균조성은 0≤x≤0.1의 범위에 있고, 상기 인듐(In)의 평균조성은 0≤y≤0.1에 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 조성에 의하여 상기 하부 클래드층(120)이 상기 하부 콘택트층(110)의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가지게 되며, 활성층(140)에서의 광학 모드의 구속을 강하게 할 수 있다. 이 결과, 레이저광의 원거리장에서의 리플생성이 억제되고 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 빔 퀄리티를 향상시킬 수 있다. 상기 하부 클래드층(120)은 단일층 구조 뿐만 아니라, 인듐(In)의 조성비(y′)가 서로 다른 n형 Iny′Ga1-y′N층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
도 4의 (a)는 본 발명의 제2실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 개략적인 단면도이며, 도 4의 (b)는 상기 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 이루는 각 반도체층의 굴절률 프로파일을 도시한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 기판(200) 상에 하부 클래드층(220), 하부 광도파층(230), 활성층(240), 상부 광도파층(250), 및 상부 클래드층(270)이 순차적으로 적층되어 형성된다. 여기서, 상기 하부 클래드층(210)은 상기 기판(200)의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가진다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 기판(200)의 하면 및 상부 클래드층(270)의 상면에는 각각 제1 및 제2 전극층이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극층은 각각 n형 전극층 및 p형 전극층이 될 수 있다.
상기 기판(200)으로는 GaN 기판이 사용될 수 있다.
상기 기판(200)의 상면에는 상술된 실시예와 달리 하부 콘택트층없이 하부 클래드층(220)이 적층된다. 상기 하부 클래드층(220)의 상면에는 하부 도파층(230), 활성층(240), 상부 도파층(250), 전자차단층(260) 및 상부 클래드층(270)이 순차적으로 적층되어 있다. 상기 각 층은 상술된 실시예의 대응되는 층과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 하부 클래드층(120)은 n형 InyGa1-yN의 화합물 반도체로 형성될 수 있으며, 인듐(In)의 평균조성은 0≤y≤0.1의 범위에 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 조성에 의하여, 상기 하부 클래드층(220)이 상기 기판(210)의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가지게 된다. 이에 따라, 하부 클래드층(220) 쪽으로 전파된 누설성분은 기판(200)에서 더 이상 전파되지 못하고 소멸하게 되어 광학 모드를 강하게 구속시킬 수 있으며, 레이저광의 원거리장에서의 리플생성이 억제되고 빔 퀄리티를 향상시킬 수 있다. 또한, 하부 클래드층(220)의 물질로 GaN 또는 InGaN을 이용하므로 결정성장의 온도를 낮출 수 있다는 이점이 있다.
한편, 상기 하부 클래드층(220)은 n형 InyGa1-yN의 단일층 구조 뿐만 아니라, 알루미늄의 조성비(y′)가 서로 다른 복수개의 n형 Iny′Ga1-y′N층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이러한 복수개의 층이 적층된 구조의 하부 클래드층(220)은 크랙의 유발 가능성을 줄여 결정을 안정적으로 성장하게 한다.
<실시예>
본 발명의 제1실시예에 따라, 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 제작하였다. 다시 도 1을 참조하면, 기판(100)으로 사파이어 기판을 사용하였다. 하부 콘택트층(110)으로 n형 Al0.02Ga0.98N를 형성하였다. 하부 클래드층(120)으로 n형 Al0.01Ga0.99N를 형성하였다. 하부 도파층으로 600Å 두께의 n형 In0.03Ga0.97N를 형성하였다. 활성층으로 In0.15Ga0.85N/In0.04Ga0.96N의 다중 양자우물 구조를 형성하였다. 상부 도파층으로 600Å의 p형 In0.03Ga0.97N를 형성하였다. 상부 클래드층으로 Al0.02Ga0.98N를 형성하였다.
<비교예>
비교예로서, 하부 콘택트층으로 n형 GaN, 하부 클래드층으로 Al0.15Ga0.85N 을 사용하여, 하부 클래드층의 굴절률이 하부 콘택트층의 굴절률보다 작은 종래의 질화물계 반도체 레이저 다이오드를 제작하였다. 상기 하부 콘택트층과 하부 클래드층을 제외하고, 위의 실시예와 동일한 조건이다.
도 5a 및 5b와 도 6a 내지 6c를 참조하여, 상기 실시예와 비교예의 실험결과를 비교하여 설명하기로 한다.
도 5a는 상기 비교예에 따라 제작된 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 각 층별 굴절률 및 광세기를 나타내는 그래프이며, 도 5b는 본 비교예의 FFP을 나타내는 그래프이다.
상기 광세기는 임의 단위(arbitrary unit;a.u.)로 나타내었다. 도면을 참조하면, 본 비교예의 질화물계 반도체 레이저 다이오드는, 하부 클래드층의 굴절률(n하부클래드층)이 하부 콘택트층의 굴절률(n하부콘택트층)보다 작은 종래의 굴절률 분포를 보인다. 이에 따라, 하부 클래드층 쪽으로 전파된 광학 모드의 누설성분은 하부 콘택트층으로 전파되어, 광구속이 약하게 됨을 볼 수 있다. 이러한 광학 모드의 누설은, 도 5b에서 도시되듯이, 원거리장에서 리플이 발생되는 원인이 되며, 결과적으로 빔 퀄리티를 나쁘게 한다.
도 5c는 본 비교예에 따라 제작된 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 레이저광 파장에 따른 광학 모드의 손실을 나타낸 그래프이다. 도면을 참조하면, 자색에서 청색이나 녹색으로 레이저광의 파장이 길어짐에 따라 광학 모드의 누설이 심해짐을 볼 수 있다. 이러한 광학 모드의 누설은 빔 퀄리티를 심하게 훼손시키므로, 다양한 파장대의 광이 요구되는 디스플레이 광원 등으로의 응용에 심각한 문제점이 될 수 있다.
도 6a는 상기 실시예에 따라 제작된 질화물계 반도체 레이저 다이오드의 각 층별 굴절률 및 광세기를 나타내는 그래프이며, 도 6b는 상기 실시예의 FFP을 나타내는 그래프이다.
도면을 참조하면, 하부 클래드층의 굴절률(n′하부클래드층)이 하부 콘택트층의 굴절률(n′하부콘택트층)보다 커서, 광세기의 프로파일이 매끄러운 곡선을 이룸을 볼 수 있다. 이는 하부 클래드층 쪽으로 전파된 누설성분이 하부 콘택트층에서 더 이상 전파되지 못하고 소멸하게 되어, 광학 모드가 강하게 구속됨을 의미한다. 이와 같이 광학 모드가 누설되지 않음에 따라, 원거리에서 리플이 발생되지 않고, 광세기가 매끄러운 분포를 가져, 레이저광의 빔 퀄리티가 뛰어남을 확인할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서는 광학 모드의 누설이 발생되지 않으므로, 비교예의 문제점인 파장에 따른 광학 모드의 누설이 심해지는 현상이 발생되지 않는다. 이는 자색 뿐만 아니라 청색, 녹색 등의 다양한 파장대에서, 특히 장파장대에서, 레이저광의 빔 퀄리티를 유지할 수 있음을 의미한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 질화물계 반도체 레이저 다이오드에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판 방향으로의 광학 모드의 누설을 억제하여 레이저광의 빔 퀄리티를 향상시킬 수 있다.
둘째, 하부 클래드층의 두께 조절을 통해 OCF나 FFP를 조절할 수 있다.
셋째, 레이저광의 파장과 무관하게 광학 모드의 누설을 방지할 수 있으므로, 다양한 파장대에서 레이저광의 빔 퀄리티를 유지할 수 있으며, 특히, 장파장대에서의 빔 퀄리티 향상에 유리하다.
이러한 본원 발명인 질화물계 반도체 레이저 다이오드는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 기판 위에 성장되어 하부 콘택트층, 하부 클래드층, 활성층, 상부 클래드층으로 순차적으로 적층된 질화물계 반도체 레이저 다이오드에 있어서,
    상기 하부 클래드층의 굴절률이 상기 하부 콘택트층의 굴절률과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 콘택트층은 AlxGa1-xN으로 형성되고, 상기 하부 클래드층은 AlyGa1-yN으로 형성되며, 상기 알루미늄(Al)의 평균조성은 0≤y≤x≤0.1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 클래드층은 단일층 구조를 가지거나, 상기 알루미늄(Al)의 조성비가 서로 다른 층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 콘택트층은 AlxGa1-xN으로 형성되고, 상기 하부 클래드층은 InyGa1-yN으로 형성되며, 상기 알루미늄(Al)의 평균조성은 0≤x≤0.1의 범위에 있 고, 상기 인듐(In)의 평균조성은 0≤y≤0.1에 있는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부 클래드층은 단일층 구조를 가지거나, 상기 인듐(In)의 조성비가 서로 다른 층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 샤파이어 기판인 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  7. 기판 위에 성장되어 하부 클래드층, 활성층, 상부 클래드층으로 순차적으로 적층된 질화물계 반도체 레이저 다이오드에 있어서,
    상기 하부 클래드층의 굴절률이 상기 기판의 굴절률과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부 클래드층은 InxGa1-xN으로 형성되며, 상기 인듐(In)의 평균조성은 0≤y≤0.1에 있는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 클래드층은 단일층 구조를 가지거나, 상기 인듐(In)의 조성비가 서로 다른 층들이 교대로 적층된 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 GaN으로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
  11. 제1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층과 상기 기판 사이의 층은 n형 반도체로 형성되며, 상기 상부 클래드층은 p형 반도체로 형성된 것을 특징으로 하는 질화물계 반도체 레이저 다이오드.
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