초록 ▼

본 연구개발 목표인 980 nm 발진파장을 갖는 InGaAs/AlGaAs 표면발광 반도체 레이저 제작을 위하여 본 연구에서는 한국 연구진과 미국 및 일본 연구진이 공동으로 연구개발을 수행하였다.
1) 국내 연구진
① 본 연구의 국내 연구진은 각각 상압 유기금속기상 화학증착법(MOCVD)과 저압 MOCVD법을 사용하여 InGaAs/AlGaAs 표면발광 반도체 레이저를 성장, 제작하여 1 μs pulse로 구동하여 발진시켰으며 80 μm의 폭을 갖는 소자의 경우 최소 임계전류는 200 mA 였다.
② 전북대에서는

본 연구개발 목표인 980 nm 발진파장을 갖는 InGaAs/AlGaAs 표면발광 반도체 레이저 제작을 위하여 본 연구에서는 한국 연구진과 미국 및 일본 연구진이 공동으로 연구개발을 수행하였다.
1) 국내 연구진
① 본 연구의 국내 연구진은 각각 상압 유기금속기상 화학증착법(MOCVD)과 저압 MOCVD법을 사용하여 InGaAs/AlGaAs 표면발광 반도체 레이저를 성장, 제작하여 1 μs pulse로 구동하여 발진시켰으며 80 μm의 폭을 갖는 소자의 경우 최소 임계전류는 200 mA 였다.
② 전북대에서는 표면발광 반도체 레이저 구조를 n형 브래그 반사경, 활성층, p-형 브래그 반사경으로 구분하여 저압 MOCVD법으로 성장하여 구조 및 광학적 특성을 조사하여 이를 토대로 전체구조를 설명하고 그 특성을 조사하였다. 연구결과 중심파장에서 99% 이상의 높은 반사율을 얻을 수 있었으며 활성층은 980 nm의 발진파장을 얻기 위하여 이론적으로 양자우물폭과 InGaAs의 In 성분을 결정하였으며 cavity의 공명조건을 위해 InGaAs 층과 GaAs 층 및 cladding 층인 AlGaAs의 두께를 각각 결정하여 성장하였다. 성장한 시료를 광발광 특성 실험(PL 측정)을 통하여 980 nm 파장에서 반폭치가 22.7 meV인 피크가 얻어져 발진 중심파장에 잘 일치함을 확인하였다.
2) 국외 연구진
① 미국측에서는 반도체물성연구소에서 파견한 Post-Doc.(양계모 박사)이 기존의 표면발광 레이저 구조와 다른 새로운 구조를 개발하여 레이저 소자의 임계발진전류와 output power를 증가시키는 연구를 수행하였다. 기존의 실험결과를 토대로 p형 브래그 반사경 쪽의 AlAs 산화막을 형성하여 활성층으로의 전류 주입구를 제한하는 새로운 방법을 개발하여 임계 발진전류를 3×3 μm2의 전류 주입구를 갖는 소자에서 8.7 μA의 아주 낮은 임계 발진전류를 세계에서 최초로 얻는데 성공하였다.

목차 Contents

• 가. 국내 연구결과...9
• 1. 서론...9
• 2. 실험...15
• 3. 결론...28
• 참고문헌...29
• 나. 미국측 연구결과...55
• 1. 서론...55
• 2. GaAs native oxide...55
• 3. 선택적 산화법을 이용하여 만든 매우 낮은 발진임계전류를 갖는 VCSEL...57
• 4. 반사경의 반사율의 VCSEL의 특성에 미치는 영향...59
• 5. 결론...63
• 참고문헌...64