KR100565050B1

KR100565050B1 - Surface light laser and its manufacturing method

Info

Publication number: KR100565050B1
Application number: KR1019990046362A
Authority: KR
Inventors: 조우영; 이은경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: KR20010038401A

Abstract

윈도우를 가지며 인가된 전원에 의해 레이저 광을 생성 조사하는 포스트, 포스트로부터 소정 간격 이격되어 포스트를 감싸는 블록, 포스트와 블록 사이를 연결하며 소정의 폭을 가지는 적어도 하나의 연결부, 연결부를 제외한 포스트 주변 영역에 상부반사기층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부 깊이에 걸쳐 인입 형성되어 포스트와 블록을 공간적으로 분리시키는 트렌치를 포함하는 구조를 가지는 표면광 레이저가 개시되어 있다.A post having a window and generating and irradiating laser light by an applied power source, a block surrounding the post spaced apart from the post by a predetermined distance, at least one connection part connecting the post and the block and having a predetermined width, and an area around the post except for the connection part Disclosed is a surface light laser having a structure in which a trench is formed over at least a portion of an upper reflector layer, an active layer, and a lower reflector layer to include a trench for spatially separating a post from a block.

이 표면광 레이저는 절연층 및/또는 상부전극을 트렌치 옆면에 형성하는 대신에 연결부 윗면에 형성할 수 있기 때문에 트렌치 옆면에 상부전극 등을 증착시키기 어려움으로 인해 유발되는 문제가 발생하지 않는다. Since the surface light laser can form the insulating layer and / or the upper electrode on the side of the trench instead of the side of the trench, there is no problem caused by difficulty in depositing the upper electrode or the like on the side of the trench.

Description

Surface cavity laser and method for manufacturing thereof

도 1은 본 출원인에 의해 제안된 바와 있는 표면광 레이저를 개략적으로 보인 사시도,1 is a perspective view schematically showing a surface light laser as proposed by the applicant;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면광 레이저를 개략적으로 보인 사시도,2 is a perspective view schematically showing a surface light laser according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2;

도 5 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면광 레이저의 제조방법을 도시한 것으로, 도 7 내지 도 11은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선 방향으로 바라본 단면도,5 to 11 illustrate a method of manufacturing a surface light laser according to a preferred embodiment of the present invention. FIGS. 7 to 11 are cross-sectional views taken along the line VII-VII of FIG. 6;

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면광 레이저를 개략적으로 보인 사시도.12 and 13 are perspective views schematically showing a surface light laser according to another embodiment of the present invention.

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

100...기판 110...하부반사기층 120...활성층100 substrate 110 bottom reflector 120 active layer

130...예비산화층 135...고저항부 140...상부반사기층130 Preliminary oxide layer 135 High resistance section 140 Upper reflector layer

150,350...절연층 160...상부전극 170...하부전극150, 350 Insulation layer 160 Upper electrode 170 Lower electrode

200...포스트 210...윈도우 220...트렌치200 ... Post 210 ... Windows 220 ... Trench

250...연결부 255...고저항영역 300...블록250 Connection 255 High resistance area 300 Block

본 발명은 표면광 레이저(VCSEL ; Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 선택적 산화법(Selective Oxidation Method)에 의하여 전류의 흐름을 가이드하는 고저항부가 형성되는 표면광 레이저 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface cavity laser (VCSEL; Vertical Cavity Surface Emitting Laser) and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a surface laser including a high resistance portion for guiding the flow of current by a selective oxidation method; It relates to a manufacturing method.

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.In general, since the surface light laser emits a Gaussian beam close to a circular shape in the stacking direction of the semiconductor material layer unlike the edge emitting laser, an optical system for shape correction of the emitted light is unnecessary. In addition, since the size can be reduced, a plurality of surface light lasers can be integrated on one semiconductor wafer, thereby facilitating two-dimensional arrangement. Due to these advantages, the surface light laser can be widely applied in the field of optical applications such as optical communication, electronic calculators, acoustic imaging devices, laser printers, laser scanners and medical equipment.

이 표면광 레이저는 전극을 통해 공급된 전류의 흐름을 가이드하여 광출력 특성을 향상시키고자, 상부 반사기층에 형성된 고저항부를 가진다. 이 고저항부는 크게 상부반사기층을 형성한 후, 양성자, 이온 등을 주입하는 방법과, 시간을 조절하여 전류의 가이드 영역을 제외한 주변 부분을 산화시키는 선택적 산화법으로 나눌 수 있다. This surface light laser has a high resistance portion formed in the upper reflector layer to guide the flow of current supplied through the electrode to improve the light output characteristic. The high resistance portion can be largely divided into a method of implanting protons, ions and the like after forming the upper reflector layer, and a selective oxidation method of oxidizing peripheral portions excluding the guide region of the current by adjusting the time.

양성자 주입법에 의한 공정은 주입된 양성자 분포가 일정하지 않으므로, 양산시 재현성이 떨어지는 단점이 있다.The process by the proton injection method has a disadvantage in that the injected proton distribution is not constant, so that reproducibility is poor during mass production.

반면에, 선택적 산화법에 의한 공정은 기판에 대해 성장된 복수의 표면광 레이저의 재현성이 뛰어나다는 이점이 있어서, 이 선택적 산화법은 표면광 레이저 제조 공정에 널리 이용된다.On the other hand, the process by the selective oxidation method has the advantage of excellent reproducibility of the plurality of surface light lasers grown on the substrate, and this selective oxidation method is widely used in the surface light laser manufacturing process.

선택적 산화법을 이용한 종래의 표면광 레이저는 레이저광을 생성 출사하는 레이저 포스트 부분을 제외한 주변을 식각하여 공간부를 형성하고, 산화분위기를 조성하여 예비산화층을 그 외측부로부터 산화시켜 고저항부를 형성한 다음, 상기 공간부에 폴리이미드를 충진한 후 그 상면을 평탄화 하고 그 위에 상기 포스트로 전류를 인가할 수 있도록 전극 패턴을 형성하는 과정을 통해 제조된다. 하지만, 이와 같은 구조를 갖는 표면광 레이저는 포스트 주변의 공간부에 폴리이미드를 충신시키는 공정이 포함되므로 그 구조가 복잡할 뿐만아니라, 상기 폴리이미드 상면의 평탄화 공정이 어렵다.The conventional surface light laser using the selective oxidation method forms a space part by etching the periphery except for the laser post portion that generates and emits laser light, and forms a high resistance part by oxidizing a pre-oxidation layer from the outer part by forming an oxidation atmosphere. After the polyimide is filled in the space part, the upper surface is flattened and manufactured by forming an electrode pattern to apply an electric current to the post thereon. However, since the surface light laser having such a structure includes a process of filling polyimide in the space around the post, the surface light laser is not only complicated in structure but also difficult to planarize the upper surface of the polyimide.

이러한 종래의 단점을 극복하도록 공간부 충진을 위한 공정을 근본적으로 배제할 수 있는 표면광 레이저가 본 출원인에 의해 1998년 특허출원 제42548호(출원일:1998년 10월 12일)를 통하여 제안된 바 있다. A surface light laser capable of essentially excluding the process for filling the space to overcome this conventional disadvantage has been proposed by the applicant through patent application 42548 (filed October 12, 1998) by the present applicant. have.

도 1은 본 출원인에 의해 제안된 바 있는 선택적 산화법에 의하여 전류의 흐름을 가이드하는 고저항부가 형성되는 표면광 레이저를 보여준다. 도면을 참조하면, 표면광 레이저는 광이 출사되는 영역인 윈도우(21)를 가지며 인가된 전류에 따라 광을 생성 조사하는 기능을 하는 포스트(20)와, 이 포스트(20) 주변에 인입 형 성된 트렌치(trench)(22)와, 상기 포스트(20)와 동일 반도체 적층 구조를 가지는 블록(30)으로 구분된다. 1 shows a surface light laser in which a high resistance portion is formed to guide the flow of current by a selective oxidation method proposed by the applicant. Referring to the drawings, the surface light laser has a window 20, which is a region from which light is emitted, and a post 20 having a function of generating and irradiating light according to an applied current, and a lead-in formed around the post 20. It is divided into a trench 22 and a block 30 having the same semiconductor stacked structure as the post 20.

이러한 구조의 표면광 레이저는 다음과 같이 제조된다. The surface light laser of this structure is manufactured as follows.

먼저, 기판(10)상에 하부반사기층(11), 활성층(12), 예비산화층(13) 및 상부반사기층(14)을 순차로 적층 형성한 다음, 포스트를 형성하고자 하는 부분 외측을 상기 하부반사기층(11)의 일부 깊이까지 식각하여 트렌치(22)를 형성하면, 트렌치(22)를 경계로 레이저광이 발생되는 포스트(20)와 상기 포스트(20) 주변의 블록(30)으로 구분되는 구조가 형성된다. First, the lower reflector layer 11, the active layer 12, the preliminary oxide layer 13, and the upper reflector layer 14 are sequentially stacked on the substrate 10, and then the outer side of the portion to form the post When the trench 22 is formed by etching to a part of the depth of the reflector layer 11, the trench 22 is divided into a post 20 in which laser light is generated around the trench 22 and a block 30 around the post 20. The structure is formed.

이와 같이 트렌치(22)를 형성한 다음 산화분위기를 만들어주면 예비산화층(13)이 트렌치(22)에 인접한 외측부로부터 산화되어 고저항부(13)가 형성된다. As such, when the trench 22 is formed and then the oxidation atmosphere is formed, the pre-oxidation layer 13 is oxidized from the outer side adjacent to the trench 22 to form the high resistance portion 13.

다음으로, 상기 윈도우(21) 및 그 주변을 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 직접 형성하고, 기판(10)의 하면에 하부전극(17)을 형성하면 된다. Next, an insulating layer 15 is laminated on the posts 20, trenches 22, and blocks 30 except for the window 21 and the periphery thereof, and then an upper electrode 16 is formed on the insulating layer. The lower electrode 17 may be formed on the lower surface of the substrate 10 and directly on the upper reflector layer 14 around the window 15 and the window 21.

상기와 같은 표면광 레이저는 식각에 의해 트렌치(22)를 형성하고 예비반화층(13)을 상기 트렌치(22)에 인접한 외측부로부터 산화시켜 고저항부(13)를 형성하므로, 산화된 부분과 활성층(12)에서 생성된 광이 조사되는 부분 사이의 경계위치를 정밀하게 설정할 수 있으며, 종래의 표면광 레이저와 같은 폴리이미드로 공간부를 충진하는 공정을 근본적으로 배제할 수 있다. Since the surface light laser as described above forms the trench 22 by etching and oxidizes the preliminary reflection layer 13 from the outer side adjacent to the trench 22 to form the high resistance portion 13, the oxidized portion and the active layer ( The boundary position between the portions irradiated with the light generated in 12) can be precisely set, and the process of filling the space portion with a polyimide such as a conventional surface light laser can be essentially excluded.

그런데, 상기와 같이 트렌치(22) 구조를 갖는 표면광 레이저는 트렌치(22) 옆면 즉, 상기 포스트(20) 및/또는 블록(30)의 수직단면에 상기 절연층(15) 및/또는 상부전극(16)을 균일하게 증착시키기 어렵기 때문에 양산시 이러한 부분에 대한 재현성이 떨어짐으로 인해 표면광 레이저의 작동 불량을 유발할 수 있다. However, the surface light laser having the trench 22 structure as described above may have the insulating layer 15 and / or the upper electrode on the side surface of the trench 22, that is, the vertical end surface of the post 20 and / or the block 30. Since it is difficult to deposit (16) uniformly, the reproducibility of such a part during mass production may be poor, which may cause a malfunction of the surface light laser.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 트렌치에 의해 포스트와 블록이 구분되는 구조를 가지면서도 그 트렌치 옆면에 절연막 및/또는 상부전극층을 균일하게 증착하기 어려워 양산시 재현성이 떨어짐으로 인해 유발될 수 있는 종래의 문제점을 극복할 수 있도록 그 구조가 개선된 표면광 레이저 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and has a structure in which posts and blocks are separated by trenches, but it is difficult to uniformly deposit an insulating film and / or an upper electrode layer on the sides of the trenches, resulting in poor reproducibility during mass production. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface light laser having improved structure and a method of manufacturing the same, to overcome the conventional problems that may be caused.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판; 상기 기판 상에 일 형의 불순물을 함유하는 조성이 다른 화합물 반도체가 교대로 적층 형성된 하부반사기층; 상기 하부반사기층 상에 형성되며 전자와 정공의 재결합으로 광을 생성하는 활성층; 상기 활성층 상에 형성되어 전류의 흐름을 가이드하는 고저항부; 상기 활성층 및/또는 고저항부 상에 상기 하부반사기층과 반대형의 불순물을 함유하는 조성이 다른 화합물 반도체가 교대로 적층 형성된 상부반사기층;을 포함하는 표면광 레이저에 있어서, 윈도우를 가지며 인가된 전원에 의해 레이저 광을 생성 조사하는 포스트; 상기 포스트로부터 소정 간격 이격되어 상기 포스트를 감싸는 블록; 상기 포스트와 블록 사이를 연결하며 소정의 폭을 가지는 적어도 하나의 연결부; 상기 연 결부를 제외한 상기 포스트 주변 영역에 상기 상부반사기층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부 깊이에 걸쳐 인입 형성되어 상기 포스트와 블록을 공간적으로 분리시키는 트렌치; 적어도 상기 윈도우 및 그 주변의 소정 넓이를 제외한 상기 포스트, 연결부 및 블록의 상부측을 포함하는 영역에 형성된 절연층; 상기 절연층 상에 소정 패턴으로 형성되며, 상기 윈도우 주변에서는 상기 포스트 상면에 직접 형성된 상부전극; 및 상기 기판의 하면에 형성된 하부전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention to achieve the above object, a substrate; A lower reflector layer in which compound semiconductors having different compositions containing one type of impurities are alternately stacked on the substrate; An active layer formed on the lower reflector layer and generating light by recombination of electrons and holes; A high resistance portion formed on the active layer to guide the flow of current; An upper reflector layer formed by alternately stacking compound semiconductors having different compositions containing impurities opposite to the lower reflector layer on the active layer and / or the high resistance portion, the surface light laser including: A post for generating and irradiating laser light by a power source; A block surrounding the post spaced apart from the post by a predetermined distance; At least one connection part connecting the post and the block and having a predetermined width; A trench formed in at least a portion of the upper reflector layer, the active layer, and the lower reflector layer in a region around the post except for the connection part to spatially separate the post and the block; An insulating layer formed in an area including an upper side of the post, the connecting portion, and the block except at least the predetermined area around the window and its surroundings; An upper electrode formed on the insulating layer in a predetermined pattern and formed directly on an upper surface of the post in the periphery of the window; And a lower electrode formed on the bottom surface of the substrate.

여기서, 상기 연결부는 상기 포스트 및 블록과 대략 동일한 반도체 적층 구조를 가지며, 적어도 상기 포스트에 인접한 상부반사기층 부분이 이온 주입에 의한 고저항영역으로 이루어져, 상기 상부전극을 통해 포스트로 인가된 전류가 상기 블록의 상부반사기층쪽으로 새는 것을 방지하도록 된 것이 바람직하다.Here, the connection portion has a semiconductor stack structure substantially the same as that of the post and the block, and at least a portion of the upper reflector layer adjacent to the post is formed of a high resistance region by ion implantation, so that a current applied to the post through the upper electrode is It is desirable to prevent leakage towards the upper reflector layer of the block.

이때, 상기 절연층은, 절연 물질을 적층 형성하여 이루어질 수 있다.In this case, the insulating layer may be formed by stacking an insulating material.

다른 방안으로 상기 절연층은, 상기 윈도우 및 그 주변의 소정 넓이를 제외한 상기 상부반사기층의 상부 일부층에 이온을 주입하여 형성될 수 있다.Alternatively, the insulating layer may be formed by implanting ions into an upper portion of the upper reflector layer except for a predetermined width of the window and its surroundings.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면광 레이저 제조방법은, 준비된 기판 상에 순차로 적층하여 하부반사기층, 활성층, 예비산화층 및 상부반사기층을 형성하는 단계; 레이저광을 생성 조사하는 포스트, 상기 포스트로부터 소정 간격 이격되어 상기 포스트를 감싸는 블록 및 상기 포스트와 블록 사이를 연결하는 소정의 폭을 가지는 적어도 하나의 연결부로 된 구조를 가지도록, 상기 상부반사기층 상에 소정 패턴을 만들고 상기 연결부를 제외한 상기 포스트 주변영역 을 상기 상부반사기층, 예비산화층, 활성층 및 하부반사기층의 적어도 일부 깊이에 걸쳐 식각하여 상기 포스트와 블록을 공간적으로 분리시키는 트렌치를 형성하는 단계; 소정 시간동안 산화 분위기를 조성하여 상기 트렌치에 인접한 상기 예비산화층의 외측부로부터 산화시켜 고저항부를 형성하는 단계; 적어도 상기 윈도우 및 그 주변을 제외한 상기 포스트, 연결부 및 블록의 상부측을 포함하는 영역에 절연층을 형성하는 단계; 상기 윈도우 주변의 상부반사기층 부분과 상기 절연층 상부에 상부전극을 형성하는 단계; 상기 기판의 하면에 하부전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for manufacturing a surface light laser according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of sequentially stacking on the prepared substrate to form a lower reflector layer, an active layer, a pre-oxidation layer and an upper reflector layer; On the upper reflector layer so as to have a structure consisting of a post for generating and irradiating a laser light, a block spaced apart from the post at a predetermined interval and surrounding the post and at least one connecting portion having a predetermined width connecting the post and the block. Forming a trench in the trench and etching the post peripheral region except the connection portion over at least some depths of the upper reflector layer, the pre-oxidation layer, the active layer, and the lower reflector layer to form a trench for spatially separating the post and the block; Forming an oxidizing atmosphere for a predetermined time to oxidize from an outer side of the pre-oxidation layer adjacent to the trench to form a high resistance portion; Forming an insulating layer in an area including at least the upper side of the post, the connecting portion and the block except the window and its periphery; Forming an upper electrode on a portion of the upper reflector layer around the window and on the insulating layer; And forming a lower electrode on the lower surface of the substrate.

여기서, 상기 연결부의 적어도 상기 포스트에 인접한 상부반사기층 부분에 이온을 주입시키는 단계;를 더 구비하는 것이 바람직하다.The method may further include implanting ions into at least a portion of the upper reflector layer adjacent to the post.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표면광 레이저의 형상을 살펴보면, 포스트(200), 상기 포스트(200)를 둘러싸는 블록(300), 상기 포스트(200)와 블록(300)을 연결하는 적어도 하나의 연결부(250) 및 상기 연결부(250)를 제외한 상기 포스트(200) 주변 영역에 형성되어 상기 포스트(200)와 블록(300)을 공간적으로 분리시키는 트렌치(trench)(220)로 구분된다. Looking at the shape of the surface light laser according to an embodiment of the present invention shown in Figure 2, the post 200, the block 300 surrounding the post 200, the post 200 and the block 300 At least one connection part 250 for connecting and a trench 220 formed in the area around the post 200 except for the connection part 250 to spatially separate the post 200 and the block 300. Are distinguished.

상기 포스트(200)는 광이 출사되는 영역인 윈도우(210)를 가지며 인가된 전류에 따라 광을 생성 조사하는 기능을 하는 부분이다. The post 200 has a window 210 which is an area in which light is emitted and functions to generate and irradiate light according to an applied current.

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. The block 300 is used to prevent damage to the semiconductor material layers and is used as a bonding pad for wire bonding. The block 300 surrounds the post 200 at a predetermined distance from the post 200.

상기 연결부(250)는 그 상면에 상부전극을 형성할 수 있도록 소정의 폭을 가지며, 상기 포스트(200)와 블록(300) 사이를 연결한다. 이 연결부(250)는 그 상면에 형성된 상부전극(160) 부분에 의해 상기 포스트(200)와 블록(300) 상에 형성된 상부전극(160) 부분 사이를 연결하는 다리 역할을 한다. The connection part 250 has a predetermined width to form an upper electrode on an upper surface thereof, and connects the post 200 and the block 300. The connection part 250 serves as a bridge connecting the post 200 and the upper electrode 160 formed on the block 300 by the upper electrode 160 formed on the upper surface thereof.

또한, 상기 트렌치(220)는 상부반사기층(140), 고저항부(135), 활성층(120) 및 하부반사기층(110)의 일부 깊이에 걸쳐 인입 형성되어 있다. In addition, the trench 220 is formed to extend over some depths of the upper reflector layer 140, the high resistance portion 135, the active layer 120, and the lower reflector layer 110.

이때, 상기 포스트(200), 블록(300) 및 연결부(250)는 그 제조 공정의 단순화를 위해 동일한 반도체 적층구조를 가지는 것이 바람직하며, 상기 연결부(250) 부분을 제외한 상기 포스트(200) 주변 영역을 식각하여 트렌치(220)를 형성함에 의해, 상기와 같은 구조가 형성된다. 여기서, 도 2는 포스트(200) 양측에 한쌍의 연결부(250)가 남아있도록 2개의 트렌치(220)를 형성한 예를 도시하였으나, 그 형상은 다양하게 변형될 수 있으며, 상기 연결부(250)가 적어도 1개 이상이면 된다. 여기서, 상기 연결부(250)는 상기 포스트(200) 및/또는 블록(300)과 서로 다른 반도체 적층구조를 가질수도 있다.In this case, the post 200, the block 300 and the connection part 250 preferably have the same semiconductor stack structure to simplify the manufacturing process, and the area around the post 200 except for the connection part 250. By etching to form the trench 220, the above structure is formed. Here, FIG. 2 illustrates an example in which two trenches 220 are formed such that a pair of connecting parts 250 remain on both sides of the post 200, but the shape of the connecting parts 250 may be variously modified. At least one may be sufficient. The connection part 250 may have a semiconductor stack structure different from that of the post 200 and / or the block 300.

본 발명의 실시예에 따른 표면광 레이저는 그 적층 구조를 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(100), 이 기판(100)의 하면에 형성된 하부전극(170), 기판(100) 상에 순차로 적층 형성된 하부반사기층(110), 활성층(120), 부분 산화에 의하여 형성된 고저항부(135), 상부반사기층(140), 절연 층(150) 및 상부전극(160)을 포함하여 구성된다.Referring to the stacked structure of the surface light laser according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, the substrate 100, the lower electrode 170 formed on the lower surface of the substrate 100, the substrate ( The lower reflector layer 110, the active layer 120, the high resistance portion 135 formed by partial oxidation, the upper reflector layer 140, the insulating layer 150, and the upper electrode 160 are sequentially stacked on the 100. It is configured to include.

상기 기판(100)은 예컨대, n형 불순물을 함유하는 반도체물질

등으로 되어 있으며, 이 기판(100) 상에 동일 공정에 의해 복수의 표면광 레이저가 동시에 형성된다. The substrate 100 is, for example, a semiconductor material containing n-type impurities

And a plurality of surface light lasers are simultaneously formed on the substrate 100 by the same process.

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.The lower reflector layer 110 is formed on the substrate 100, and is formed by alternately stacking two compound semiconductors having different refractive indices from an impurity semiconductor material of the same type as the substrate 100. For example, the lower reflector layer 110 has different compositions, and n-type Al _x Ga _1-x As and Al _y Ga _1-y As (x ≠ y) having different refractive indices are alternated to have a thickness of λ / 4. It is made of laminated. The upper reflector layer 140 is made of the same kind of impurity semiconductor material containing impurities of the opposite type to the lower reflector layer 110. For example, the upper reflector layer 140 has p-type Al _x Ga _1-x As and Al _y Ga _1-y As (x ≠ y) having different compositions on the active layer 120 to have a thickness of λ / 4. Alternately stacked. The upper reflector layer 140 and the lower reflector layer 110 induce the flow of electrons and holes by the current applied through the upper and lower electrodes 160 and 170. Is the wavelength of the emitted laser light of the surface light laser.

상기 활성층(120)은 상기 상,하부반사기층(140)(110)에서 제공된 전자와 정공의 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 이루어 진다.The active layer 120 is an area for generating light by energy transition due to recombination of electrons and holes provided in the upper and lower reflector layers 140 and 110, and has a single or multiple quantum-well structure and a super lattice. ) Has a structure and the like. Here, the active layer 120 is made of AlGaAs, GaAs, InGaAs and the like according to the emission wavelength of the surface light laser.

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.Here, a cladding layer (not shown) may be further provided between the lower reflector layer 110 and the active layer 120 and between the active layer 120 and the upper reflector layer 140, as is well known.

상기 고저항부(135)는 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 된 예비산화층(130)에 대해, 증기 상태의 H₂O에 의해 소정 시간동안 산화되어 산화분위기와 접촉되는 상기 트렌치(220)에 접하는 외측부에서 소정 깊이만큼 형성된 Al₂O₃ 절연 산화막이다. 이 고저항부(135)는 상기한 선택적 산화법에 의해 형성되므로, 산화된 부분과 활성층(120)에서 생성된 광이 조사되는 부분 사이의 경계 위치를 정밀하게 설정할 수 있는 장점이 있다.The high resistance portion 135 is formed between the upper reflector layer 140 and the active layer 120 or in the upper reflector layer 140, and is basically a layer rich in Al, for example, the material has an AlAs or y value of approximately 0.9 or more and the pre-oxidation layer 130 of p-type Al _y Ga _1-y As having the same structure as the upper reflector layer 140 is oxidized for a predetermined time by H ₂ O in the vapor state to contact the oxidation atmosphere. It is an Al ₂ O ₃ insulating oxide film formed to a predetermined depth in the outer portion contacting the trench 220. Since the high resistance portion 135 is formed by the selective oxidation method described above, there is an advantage that the boundary position between the oxidized portion and the portion to which the light generated by the active layer 120 is irradiated can be precisely set.

본 발명의 일 실시예에 따른 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 연결부(250)의 상면, 트렌치에 적층 형성된다. 여기서, 상기 트렌치(220)에는 절연층(150)을 형성시키지 않을 수도 있다.The insulating layer 150 according to an embodiment of the present invention is made of an insulating material, for example, SiO ₂ , and the window 210, which is a part of the light emitted from the post 200, and a predetermined width thereof. Except for the upper surface of the post 200, the block 300 and the upper surface of the connection portion 250, is formed laminated to the trench. Here, the insulating layer 150 may not be formed in the trench 220.

상기 상부전극(160)은 상기 윈도우(210) 주변의 소정 넓이와 상기 절연층(150) 상에 형성되며, 상기 윈도우(210) 주변에서는 상기 상부반사기층(140) 과 접촉되어 오믹 컨택이 형성된다. 이때, 상기 상부전극(160)은 상기 포스트(200) 일부, 연결부(250) 및 블록(300) 위에 소정 패턴으로 형성된 것이 바람직하다. 따라서, 본딩 패드로서 이용되는 블록(300)에 형성된 상부전극(160) 부분으로 인가된 전류는 상기 연결부(250)의 상부전극(160) 부분을 경유하여 윈도우(210) 주변을 통해 포스트(200)로 입력된다. 여기서, 트렌치(220)에 절연층(150)을 형성한 경우에는 필요에 따라 상부전극(160)이 상기 트렌치(220)를 경유하도록 형성할 수도 있다. 상기 하부전극(170)은 상기 기판(100)의 하면에 형성된다.The upper electrode 160 is formed on a predetermined width around the window 210 and the insulating layer 150, and the ohmic contact is formed by contacting the upper reflector layer 140 around the window 210. . In this case, the upper electrode 160 may be formed in a predetermined pattern on a part of the post 200, the connection part 250, and the block 300. Accordingly, the current applied to the portion of the upper electrode 160 formed in the block 300 used as the bonding pad is passed through the periphery of the window 210 via the portion of the upper electrode 160 of the connection portion 250. Is entered. Here, when the insulating layer 150 is formed in the trench 220, the upper electrode 160 may be formed to pass through the trench 220 as necessary. The lower electrode 170 is formed on the bottom surface of the substrate 100.

본 발명에 따르면, 상기 연결부(250)는 상기 윈도우(210) 주변을 통해 포스트(200) 내부로 인가되는 전류가 상기 연결부(250)를 통하여 블록(300)쪽으로 새지 않도록 적어도 그 연결부(250)를 이루는 상부반사기층(140)의 상기 포스트(200)에 인접한 부분이 고저항영역(255)으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 고저항영역(255)은 이온을 주입하여 형성된다. 이때, 상기 연결부(250)가 소정의 폭을 가지므로, 상기 예비산화층 부분은, 산화 분위기하에서 전체적으로 산화되어 절연막으로 될 수 있다. 따라서, 적어도 활성층(120) 윗부분에서는 포스트(200) 내부로 인가된 전류가 연결부(250)를 통하여 상기 블록(300) 특히, 그 상부반사기층쪽으로 새는 것이 방지된다. According to the present invention, the connection part 250 at least disconnects the connection part 250 so that a current applied into the post 200 through the window 210 does not leak toward the block 300 through the connection part 250. Preferably, the portion of the upper reflector layer 140 adjacent to the post 200 is formed of the high resistance region 255. The high resistance region 255 is formed by implanting ions. In this case, since the connection part 250 has a predetermined width, the preliminary oxide layer part may be oxidized as a whole to form an insulating film under an oxidizing atmosphere. Thus, at least in the upper portion of the active layer 120, current applied into the post 200 is prevented from leaking toward the block 300, in particular, the upper reflector layer, through the connection part 250.

여기서, 상기 연결부(250)는 그 연결부(250)를 이루는 상부반사기층(140) 전체가 고저항영역으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 연결부(250)는 그 연결부(250)를 이루는 상부반사기층(140), 예비산화층, 활성층(120) 및 하부반사기층(110) 전체에 걸쳐 고저항영역으로 이루어지거나, 상기 층들의 상기 포스트(200) 에 인접한 부분만이 고저항영역으로 이루어질 수도 있다. In this case, the connection part 250 may include the entire upper reflector layer 140 forming the connection part 250 as a high resistance region. In addition, the connection part 250 may be formed of a high resistance region throughout the upper reflector layer 140, the preliminary oxide layer, the active layer 120, and the lower reflector layer 110 forming the connection part 250, or the layers of the layers. Only a portion adjacent to the post 200 may be formed of a high resistance region.

따라서, 상기 상,하부전극(170)(160)(170)에 전원을 인가시 상기 절연층(150) 및 상기 연결부(250)의 고저항영역(255)에 의해 상기 블록(300)으로의 전류 흐름이 차단되고, 윈도우(210) 주변을 통해 상기 포스트(200)로만 전원이 공급되므로, 상기 포스트(200)에서만 광이 생성되게 된다. Accordingly, when power is applied to the upper and lower electrodes 170, 160, 170, the current flows into the block 300 by the high resistance region 255 of the insulating layer 150 and the connection part 250. Since the flow is blocked and power is supplied only to the post 200 through the periphery of the window 210, light is generated only in the post 200.

상기와 같은 형상 및 적층 구조를 가지는 표면광 레이저에서는 상기 연결부(250) 상에 절연층(150) 및 상부전극(160)을 형성하므로, 본딩패드로서 이용되는 상기 블록(300)의 상면에 형성된 상부전극(160) 부분에 전원을 인가하면, 전류가 상기 연결부(250) 상의 상부전극(160)을 경유하여 윈도우(210) 주변을 통해 포스트(200) 내부로 인가될 수 있다. 따라서, 상기 트렌치(220) 측면 즉, 상기 포스트(200) 및/또는 블록(300)의 수직단면에 절연층(150)과 상부전극(160) 둘다 또는 상부전극(160)만을 증착시키지 않는 구조가 가능하게 된다. 물론, 절연층(150) 및 상부전극(160)이 상기 트렌치(220)에 걸쳐 형성되는 것도 무방하다. In the surface light laser having the shape and the stacked structure as described above, since the insulating layer 150 and the upper electrode 160 are formed on the connection portion 250, the upper portion formed on the upper surface of the block 300 used as a bonding pad. When power is applied to a portion of the electrode 160, a current may be applied into the post 200 through the window 210 around the upper electrode 160 on the connection part 250. Therefore, a structure that does not deposit both the insulating layer 150 and the upper electrode 160 or only the upper electrode 160 on the side of the trench 220, that is, the vertical section of the post 200 and / or the block 300. It becomes possible. Of course, the insulating layer 150 and the upper electrode 160 may be formed over the trench 220.

따라서, 상기와 같은 연결부 구조를 가지는 표면광 레이저는 트렌치(220)의 측면에 절연층(150) 및/ 또는 상부전극(160)이 균일하게 증착되지 않아 유발될 수 있는 문제점이 생기지 않는다. Therefore, the surface light laser having the connection structure as described above does not cause a problem that may be caused because the insulating layer 150 and / or the upper electrode 160 are not uniformly deposited on the side of the trench 220.

여기서, 단일의 표면광 레이저를 예로 들어 그 구조를 설명하였으나, 단일 기판 상에 복수의 표면광 레이저를 일체로 형성한 어레이 구조도 가능함은 물론이다.Here, although the structure has been described taking a single surface light laser as an example, an array structure in which a plurality of surface light lasers are integrally formed on a single substrate is also possible.

이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 광 레이저의 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a surface light laser according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 10.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(100')을 준비하고, 이 준비된 기판(100') 상에 순차로 하부반사기층(110), 활성층(120), 예비산화층(130) 및 상부반사기층(140)을 형성한다. 여기서, 하부반사기층(110), 활성층(120) 및 상부반사기층(140)은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 구성과 동일하다. 상기 예비산화층(130)은 상기 활성층(120)과 상부반사기층(140) 사이에 형성되며, 산화되지 않은 상태로 그 재질이 AlAs 또는 y 값이 대략 0.9 이상인 Al_yGa_1-yAs로 되어 있다. 이 예비산화층(130)은 상부반사기층(140)내에 형성될 수도 있다. First, as shown in FIG. 5, the substrate 100 ′ is prepared, and the lower reflector layer 110, the active layer 120, the pre-oxidation layer 130, and the upper reflection are sequentially on the prepared substrate 100 ′. The base layer 140 is formed. Here, the lower reflector layer 110, the active layer 120 and the upper reflector layer 140 is the same as the configuration described with reference to FIGS. The preliminary oxide layer 130 is formed between the active layer 120 and the upper reflector layer 140, and is made of Al _y Ga _1-y As whose AlAs or y value is approximately 0.9 or more without being oxidized. . The preoxidation layer 130 may be formed in the upper reflector layer 140.

여기서, 상기 상부반사기층(140) 상에 후술하는 산화 공정시 상기 상부반사기층(140)의 산화를 방지하기 위한 보호막(미도시)을 입히는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 보호막은 그 재질이 SiO₂로 되어, 산화 공정 후 드라이 에칭을 통해 용이하게 제거될 수 있도록 된 것이 바람직하다. Here, the method may further include applying a protective film (not shown) on the upper reflector layer 140 to prevent oxidation of the upper reflector layer 140 during an oxidation process to be described later. The protective film is preferably made of SiO ₂ , so that the protective film can be easily removed through dry etching after the oxidation process.

이후, 상부반사기층(140) 또는 보호막 상에 포스트(200), 블록(300) 및 상기 포스트(200)와 블록(300) 사이를 연결하는 연결부(250)가 식각되지 않도록 소정 패턴을 만들고 예컨대, 건식 식각하여 도 6에 도시된 바와 같이, 상부반사기층(140), 예비산화층(130), 활성층(120) 및. 하부반사기층(110)의 적어도 일부 깊이에 걸쳐 인입된 트렌치(220)를 형성한다. Thereafter, a predetermined pattern is formed on the upper reflector layer 140 or the passivation layer so that the post 200, the block 300, and the connection portion 250 connecting the post 200 and the block 300 are not etched. As shown in FIG. 6 by dry etching, the upper reflector layer 140, the pre-oxidation layer 130, the active layer 120 and. A trench 220 is formed that extends over at least a portion of the bottom reflector layer 110.

따라서, 상기 포스트(200)와 블록(300)은 상기 트렌치(220)를 경계로 구분되며, 그 적어도 일부분이 상기 연결부(250)를 매개로 연결된다. 여기서, 상기한 패 턴을 만들기 위한 포토레지스트 도포, 노광 및 세정공정은 통상의 방법을 따르므로, 그 자세한 설명은 생략한다.Therefore, the post 200 and the block 300 are divided into the trench 220 as a boundary, and at least a part thereof is connected through the connection part 250. Here, the photoresist coating, exposing and cleaning processes for making the above pattern follow a conventional method, and thus detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 소정 시간동안 산화분위기[H₂O(↑)]를 조성하면, 상기 예비산화층(130)은 상기 트렌치(220)에 접한 그 외측에서 내측으로 산화된다. 이에 따라, Al₂O₃로 된 고저항부(135)가 형성된다. 이때, 상기 연결부(250)가 소정의 두께를 가지므로, 상기 연결부(250)의 예비산화층(130) 부분은, 산화 분위기하에서 전체적으로 산화되어 고저항부(135)로 될 수 있다. Next, as shown in FIG. 7, when the oxidation atmosphere [H ₂ O (↑)] is formed for a predetermined time, the preliminary oxidation layer 130 is oxidized from the outside thereof to the inside of the trench 220. As a result, a high resistance portion 135 made of Al ₂ O ₃ is formed. At this time, since the connection part 250 has a predetermined thickness, the pre-oxidation layer 130 portion of the connection part 250 may be oxidized as a whole in the oxidizing atmosphere to become the high resistance part 135.

다음 단계로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(250)의 상기 포스트(200)에 인접한 적어도 일부분 예컨대, 그 연결부(250)를 이루는 상부반사기층(140)의 상기 포스트(200)에 인접한 부분에 이온을 주입시켜 고저항영역(255)을 형성시킨다. 여기서, 연결부(250)를 이루는 상부반사기층(140) 전체에 이온을 주입할 수도 있다. 더불어, 예비산화층(130), 활성층(120) 및 하부반사기층(110)에 순차로 적어도 하나 이상의 층에 걸쳐 골고루 이온을 주입시킬수도 있다. 또한, 상기 층들의 포스트(200)에 인접한 부분 전체에 이온을 주입시켜 고저향영역으로 형성시킬 수도 있다. 이때, 상기 연결부(250)가 소정의 두께를 가지므로, 그 두께 내부에도 이온이 골고루 주입될 수 있도록 점점 에너지를 높여가면서 이온을 주입시킨다. Next, as shown in FIG. 8, at least a portion adjacent to the post 200 of the connector 250, for example, adjacent to the post 200 of the upper reflector layer 140, forming the connector 250. Ions are implanted into the portion to form the high resistance region 255. Here, ions may be implanted into the entire upper reflector layer 140 forming the connection part 250. In addition, the pre-oxidation layer 130, the active layer 120 and the lower reflector layer 110 may be evenly injected ions evenly over at least one layer. In addition, ions may be implanted into the entire portion adjacent to the posts 200 of the layers to form a high bottom region. In this case, since the connection part 250 has a predetermined thickness, ions are injected while gradually increasing energy so that ions can be evenly injected even inside the thickness.

여기서, 상기 산화 공정과 이온 주입공정의 순서는 서로 바뀔 수 있다. 또한, 보호막이 형성된 경우, 상기 보호막을 드라이 에칭 등을 통해 제거하는 공정을 포함할 수 있다.Here, the order of the oxidation process and the ion implantation process may be interchanged. In addition, when the protective film is formed, the method may include removing the protective film through dry etching.

다음 단계로 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 포스트(200), 트렌치(220), 연결부(250) 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 절연층의 일부분이 제거된다. Next, as shown in FIG. 9, the insulating layer 150 is formed of a material such as SiO ₂ to surround the post 200, the trench 220, the connection part 250, and the block 300. . Then, a portion of the insulating layer 150 formed on the upper surface of the post 200, that is, the portion where the window 210 is to be formed and the peripheral portion thereof is etched, so that a portion of the upper reflector layer 140 on the post 200 is etched. To be exposed. A portion of the insulating layer 150 is etched in a dry manner, and after forming a predetermined etching pattern, a portion of the insulating layer is removed through dry etching.

여기서, 상기 절연층(150)은 윈도우(210) 및 그 주변을 제외한 상기 포스트(200)의 상면과 연결부(250) 및 블록(300) 상면에만 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 연결부(250)에 고저항영역(255)을 형성시키는 공정은 절연층(150)을 형성한 다음에 이루어질 수도 있다.Here, the insulating layer 150 may be formed only on the upper surface of the post 200 and the upper surface of the connection part 250 and the block 300 except for the window 210 and the periphery thereof. In this case, the process of forming the high resistance region 255 in the connection part 250 may be performed after the insulating layer 150 is formed.

다음 단계로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 상부반사기층(140)의 노출부분의 윈도우(210)를 제외한 부분 즉, 그 주변과 상기 절연층(150) 상부에 상부전극(160)을 형성한다. 이때, 상기 상부전극(160)은 트렌치(220)를 제외한 상기 포스트(200), 연결부(250) 및 블록(300) 상의 절연층(150) 상에 형성되는 것이 바람직하며, 트렌치(220)에 절연층(150)이 형성된 경우에는 필요에 따라 트렌치(220)를 경유하도록 형성할 수도 있다. 여기서, 상부전극(160) 형성부분에 대한 패턴은 포토레지스트 및 노광공정을 통해 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 10, the upper electrode 160 is formed on the portion except for the window 210 of the exposed portion of the upper reflector layer 140, that is, around the insulating layer 150. do. In this case, the upper electrode 160 is preferably formed on the insulating layer 150 on the post 200, the connection part 250, and the block 300 except for the trench 220, and insulates the trench 220. When the layer 150 is formed, it may be formed to pass through the trench 220 as necessary. Here, the pattern for the upper electrode 160 forming portion may be formed through a photoresist and an exposure process.

마지막으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100')을 소정 두께로 래핑하여 얇은 두께의 기판(100)이 되도록 하고, 그 래핑면에 하부전극(170)을 형성 하는 것으로 표면광 레이저의 제조가 완료된다.Finally, as shown in FIG. 11, the substrate 100 ′ is wrapped to a predetermined thickness to form a thin substrate 100, and a lower surface electrode 170 is formed on the wrapping surface to form a surface light laser. The manufacture of is completed.

상기한 바와 같은 표면광 레이저는 단일 광원으로 이용될 수도 있고, 어레이 구조로 이용될 수도 있다. 특히, 어레이 구조로 이용하고자 하는 경우, 상기한 블록(300)의 형상을 다양화함으로써 상부전극(160)에 대한 와이어 본딩 패드의 배치를 조절할 수 있다.The surface light laser as described above may be used as a single light source, or may be used in an array structure. In particular, when the array structure is to be used, the arrangement of the wire bonding pads with respect to the upper electrode 160 may be adjusted by varying the shape of the block 300.

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면광 레이저를 개략적으로 보인 단면도이다. 본 실시예는 도 2 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면광 레이저와 실질적으로 동일하며, 절연층(도 2의 160)을 적층 형성하는 대신에, 블록(300) 및 연결부(250)에 위치된 상부반사기층(140)의 표면에 이온을 주입하여 절연층(350)을 형성시키는 점에 그 특징이 있다. 이때, 상기 주변을 통해 입력된 전류가 포스트(200) 중심을 따라 입력되도록 윈도우(210) 및 그 주변의 소정 넓이를 제외한 포스트(200)의 상부반사기층(140) 표면에도 이온을 주입하여 절연층(미도시) 영역을 더 형성할 수 있다. 12 and 13 are cross-sectional views schematically showing a surface light laser according to another embodiment of the present invention. This embodiment is substantially the same as the surface light laser according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 2 to 4, and instead of stacking an insulating layer (160 of FIG. 2), the block 300 and It is characterized in that the insulating layer 350 is formed by injecting ions into the surface of the upper reflector layer 140 positioned in the connector 250. In this case, the insulating layer is implanted with ions on the surface of the upper reflector layer 140 of the post 200 except for the window 210 and a predetermined width thereof so that the current input through the periphery is input along the center of the post 200. An area (not shown) may be further formed.

한편, 트렌치(220)에는 절연층(350)이 형성되지 않는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable that the insulating layer 350 is not formed in the trench 220.

여기서, 도 2에서 절연층(160)이 본 실시예의 절연층(350)으로 대체된 경우 도 12는 Ⅲ-Ⅲ선 단면도, 도 13은 Ⅳ-Ⅳ선 단면도에 해당한다. Here, in FIG. 2, when the insulating layer 160 is replaced with the insulating layer 350 of the present embodiment, FIG. 12 corresponds to a cross-sectional view taken along line III-III and FIG. 13 illustrates a cross-sectional view taken along line IV-IV.

상기와 같은 이온 주입에 의한 상기 절연층(350)의 형성은 상기 연결부(250)의 상기 포스트(200)에 인접한 적어도 일부분에 이온을 주입하여 고저항영역(255)을 형성하는 것과 마찬가지 공정에 의해 이루어진다. 이때, 상기 연결부(250)의 고저항영역(255)이 그 연결부(250)의 두께 때문에 점점 에너지를 높여가면서 이온을 주입해야 하는 반면에, 상기 절연층(350)은 그 상부반사기층(140)의 표면으로부터 몇 개 이내의 층에만 이온을 주입하므로 에너지를 점점 높이면서 하지 않아도 된다.The formation of the insulating layer 350 by ion implantation is performed by the same process as forming the high resistance region 255 by implanting ions into at least a portion adjacent to the post 200 of the connection portion 250. Is done. In this case, while the high resistance region 255 of the connection part 250 has to inject ions while gradually increasing energy due to the thickness of the connection part 250, the insulating layer 350 has the upper reflector layer 140. Since only ions are implanted within a few layers from the surface of, it is not necessary to increase the energy gradually.

이때, 상부전극(160)은 윈도우(210)를 제외한 포스트(200) 상면과 블록(300) 및 연결부(250)의 절연층(350) 상에 형성된다.In this case, the upper electrode 160 is formed on the upper surface of the post 200 except for the window 210 and the insulating layer 350 of the block 300 and the connection part 250.

여기서, 상기 상부반사기층(140)의 표면에 이온 주입하여 절연층(350)을 형성하는 공정은 트렌치(220)를 형성하기 위한 식각 공정 후에 상기 연결부(250)에 고저항영역(255)을 형성시키는 것과 동일 공정하에서 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 두 개의 이온 주입 공정이 별개로 구분되어, 상기 절연층(350)을 형성하는 공정이 식각 공정 전에 이루어질 수도 있다.Here, in the process of forming the insulating layer 350 by ion implantation on the surface of the upper reflector layer 140, the high resistance region 255 is formed in the connection part 250 after the etching process for forming the trench 220. It is preferable to carry out in the same process as to make. In addition, the two ion implantation processes are separately divided, and the process of forming the insulating layer 350 may be performed before the etching process.

이상에서는 본 발명에 따른 연결부가 포스트 및 블록과 대략 동일한 반도체 물질층 구조를 가지는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이와는 다른 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 연결부와 하부반사기층 사이가 공간부가 되도록 연결부를 연결바 형태로 제작하는 것도 가능하다. 이는 그 연결부 하부에 식각 가능한 물질 예컨대, 포토레지스트를 도포하고, 그 상측에 상기한 연결바를 적층한 다음, 상기 트렌치를 통해 상기 식각 가능한 물질을 식각해내면 된다. 이때, 상기 연결바는 절연 물질로 구성되거나, 예컨대, 상부반사기층의 경우와 같은 반도체 물질층으로 구성한 다음 이온을 주입시켜 고저항영역으로 형성시킬 수도 있다.In the above, the connection part according to the present invention has been described and illustrated as having a semiconductor material layer structure substantially the same as that of the post and the block, but may have a different structure. For example, it is also possible to manufacture the connecting portion in the form of a connecting bar such that the space between the connecting portion and the lower reflector layer. This is done by applying an etchable material, for example, a photoresist, below the connecting portion, stacking the connecting bar on the upper side, and etching the etchable material through the trench. In this case, the connection bar may be made of an insulating material or, for example, a semiconductor material layer as in the case of the upper reflector layer, and then implanted with ions to form a high resistance region.

또한, 상기 연결부의 적어도 포스트에 인접한 일부 반도체 물질층 예컨대, 상부반사기층 부분을 이 상부반사기층 대신에 절연물질로 형성할 수도 있다.In addition, a portion of the semiconductor material layer, for example, an upper reflector layer portion adjacent to at least a post of the connecting portion, may be formed of an insulating material instead of the upper reflector layer.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 표면광 레이저는 포스트, 포스트를 감싸도록 형성된 블록, 상기 포스트와 블록을 연결하는 적어도 하나의 연결부 및 상기 연결부를 제외한 상기 포스트 주변에 형성된 트렌치를 구비하는 구조로, 절연층 및/또는 상부전극을 트렌치 옆면에 형성하는 대신에 상기 연결부 윗면에 형성할 수 있다. As described above, the surface light laser according to the present invention has a structure including a post, a block formed to surround the post, at least one connection part connecting the post and the block, and a trench formed around the post except for the connection part. Instead of forming a layer and / or an upper electrode on the side of the trench, the layer and / or the upper electrode may be formed on the upper surface of the connection part.

따라서, 종래에서와 같은 그 트렌치 옆면에 절연층 및/또는 상부전극을 균일하게 증착하기 어려움으로 인해 유발될 수 있는 문제점이 발생하지 않는다. Thus, there is no problem that may be caused by difficulty in uniformly depositing an insulating layer and / or an upper electrode on the side of the trench as in the prior art.

Claims

Board; A lower reflector layer in which compound semiconductors having different compositions containing one type of impurities are alternately stacked on the substrate; An active layer formed on the lower reflector layer and generating light by recombination of electrons and holes; A high resistance portion formed on the active layer to guide the flow of current; An upper reflector layer formed by alternately stacking compound semiconductors having different compositions containing impurities opposite to the lower reflector layer on the active layer and / or the high resistance portion.

A post having a window for generating and irradiating laser light by an applied power source;

A block surrounding the post spaced apart from the post by a predetermined distance;

At least one connection part connecting the post and the block and having a predetermined width;

A trench formed in at least a portion of the upper reflector layer, the active layer, and the lower reflector layer in a region around the post except for the connection part to spatially separate the post from the block;

An insulating layer formed in an area including an upper side of the post, the connecting portion, and the block except at least the predetermined area around the window and its surroundings;

An upper electrode formed on the insulating layer in a predetermined pattern and formed directly on an upper surface of the post in the periphery of the window; And

And a lower electrode formed on the bottom surface of the substrate.

The semiconductor device of claim 1, wherein the connection part has a semiconductor stack structure substantially the same as that of the posts and blocks.

At least a portion of the upper reflector layer adjacent to the post is formed of a high resistance region by ion implantation, thereby preventing the current applied to the post through the upper electrode from leaking toward the upper reflector layer of the block. .

The method according to claim 1 or 2, wherein the insulating layer,

Surface light laser, characterized in that formed by laminating an insulating material.

The method according to claim 1 or 2, wherein the insulating layer,

Surface ion laser, characterized in that formed by implanting ions in the upper portion of the upper reflector layer except the predetermined area around the window and its surroundings.

Stacking sequentially on the prepared substrate to form a lower reflector layer, an active layer, a pre-oxidation layer, and an upper reflector layer;

On the upper reflector layer so as to have a structure consisting of a post for generating and irradiating a laser light, a block spaced apart from the post at a predetermined interval and surrounding the post and at least one connecting portion having a predetermined width connecting the post and the block. Forming a trench on the post peripheral region except for the connection portion to etch over at least some depths of the upper reflector layer, the pre-oxidation layer, the active layer, and the lower reflector layer to form a trench that spatially separates the post and the block;

Forming an oxidizing atmosphere for a predetermined time to oxidize from an outer side of the pre-oxidation layer adjacent to the trench to form a high resistance portion;

Forming an insulating layer in an area including at least the upper side of the post, the connecting portion and the block except the window and its periphery;

Forming an upper electrode on a portion of the upper reflector layer around the window and on the insulating layer;

Forming a lower electrode on the lower surface of the substrate; Surface light laser manufacturing method comprising a.

The method of claim 5, wherein the insulating layer,

Surface light is formed by laminating an insulating material on the upper reflector layer except at least the window and the periphery, or by implanting ions into the upper part of the upper reflector layer except the window and the periphery. Laser manufacturing method.

7. The method of claim 5 or 6, further comprising implanting ions into at least a portion of the upper reflector layer adjacent to the post of the connecting portion.