일반기술

광양자테 레이저 다이오우드와 그 어레이 및 제조방법

본 기술은 수 ㎂의 문턱전류로 동작하는 삼차원 위스퍼링 갤러리 광양자테 레이저 다이오우드와 그 어레이 및 광양자테 레이저 다이오우드 제조방법에 관한 것이다.기존의 수직 공동 표면 방출형 레이저는 누설되는 열로 인해 소자간 거리가 적어도 200㎛ 이상이어야 하는데, 그렇지 않은 경우 예를 들어 소자의 직경이 10㎛이고, 소자간 거리가 직경의 3배인 30㎛이며, 집적도가 11×11인 경우 누설되는 열로 인해 온도가 상승된다는 문제가 있었다.반면, 본 기술에서는 레이저의 출력 파장이 온도에 대하여 비교적 안정된 T1/2 특성을 갖고, 그 문턱 전류가 소자의 직경(Φ)에 대하여 Φ2의 관계를 가져서 서브 ㎂ 내지 수 ㎂의 극소 전류만으로 동작할 수 있도록 구현할 수 있다본 기술에 의한 광양자테 레이저 다이오우드는 n형 다중층 분산형 브랙 반사기와 p형 다중층 분산형 브랙 반사기 사이에 끼워져서, 수직축 방향에 대한 경사각의 함수로 표현되는 일정한 범위 내의 다수 개의 파장을 갖는 빛을 그 테두리를 따라 발진시키는 활성 영역과 보다 큰 굴절율을 갖고 활성 영역을 둘러싸면서 발진된 빛을 투과시키되, 빛은 등평면 환형 레일리 구속 조건에 의해 구속되는 피복층 및 수직 공동 표면 방출형 레이저의 서로 연결된 고리형 상부 전극과는 달리, 활성 영역에서 3차원 발진이 보여지고 감지될 수 있도록 형성된 스트립형 또는 분리형 상부 전극을 포함하여 구성되어 있다.본 기술에 의한 광양자테 레이저 다이오우드의 제조방법은 수직축 방향에 대한 경사각의 함수로 표현되는 일정한 범위 내의 다수 개 파장의 빛을 그 테두리를 따라 발진시키는 활성 영역을 n형 다중층 분산형 브랙 반사기와 p형 다중층 분산형 브랙 반사기 사이에 끼워진 구조로 기판 위에 에피 침착시키는 제1과정, 건식 에칭법을 사용하여 원통형 메사를 형성하는 제2과정, 등평면 환형 레일리 구속 조건에 의해 구속되면서 발진된 빛이 투과되도록 폴리이미드 평탄화 과정을 사용하여 보다 큰 굴절율을 갖는 물질로 원통형 메사를 둘러싸는 제3과정, 스트립형 또는 다중분리형 p 전극을 원통형 메사의 상부에 침착하고, 기판 아래에 n 전극을 침착함으로써, p 전극의 갭 개구를 통하여 활성 영역에서 발진된 에버네슨트 필드를 볼 수 있도록 하는 제4과정으로 이루어져 있다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 레이저의 출력 파장이 온도에 대하여 비교적 안정된 T1/2 특성을 갖고, 그 문턱 전류가 소자의 직경(Φ)에 대하여 Φ2의 관계를 가져서 서브 ㎂ 내지 수 ㎂의 극소 전류만으로 동작할 수 있으므로, 대용량 고집적의 반도체 레이저 다이오우드 어레이의 제작이 가능하다