具有缺陷阻隔层的激光二极管制造技术

本发明专利技术提供一种具有缺陷阻隔层的激光二极管，其结构至少包括：一GaAs基板；一主动区层；以及至少一层的缺陷阻隔层，设在GaAs基板与主动区层之间，使得在GaAs基板上形成磊晶层时能够避免或减少GaAs基板的晶体缺陷向上传递至主动区层，并且能够提高主动区层的结晶性，从而提高激光二极管的可靠度及光电特性。

【技术实现步骤摘要】
具有缺陷阻隔层的激光二极管
本专利技术涉及一种激光二极管，特别是在结构中设置有缺陷阻隔层的面射型或边射型激光二极管。
技术介绍
一般激光二极管，以如图1所示的面射型激光二极管为例，其制程包含：以GaAs芯片作为基板，利用有机金属化学气相沉积(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，简称：MOCVD)或者分子束磊晶(MolecularBeamEpitaxy，简称：MBE)设备在基板上磊晶成长依序形成缓冲层(Buffer)、下分布式布拉格反射器(DistributedBraggReflector，简称：DBR)层、下分隔(Spacer)层、主动区(量子井)层、上Spacer层、上DBR层以及奥姆接触层。激光二极管除了基板之外，其他的结构基本上是通过磊晶所完成。磊晶必须要在严格的条件下进行，例如必须使用单晶芯片作为基板，才能使磊晶的气体原子对齐基板的原子晶格而进行排列，逐渐沉积长成磊晶层。然而，在实际的应用上，使用的基板并不是完美的单晶结构，其中存在的晶体缺陷，例如腐蚀坑密度(Etch-PitDensity，简称：EPD)、差排缺陷(Dislocation)、点缺陷(PointDefect)，或因掺杂原子或应力造成的缺陷在磊晶的成长过程中会逐渐向上传递，使激光二极管的主动区层在磊晶时同样产生缺陷，此缺陷将会影响主动区层的激光发光。于是激光二极管产生了可靠度无法满足需求的疑虑。现有技术中，为了降低基板的晶体缺陷对主动区层的影响，主要是通过改善基板的制程条件来提高单晶的比例并且使掺杂浓度均匀以降低晶体缺陷。然而，单晶的生长过程难以形成毫无缺陷且掺杂完全均匀的完美单晶，现有技术中也并未针对此技术问题进行改善，于是激光二极管的可靠度便无法进一步提升。此外，具有晶体缺陷的基板还会因为单晶的规格要求而形成晶圆合格率损失，使得成本难以降低。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的技术问题，本专利技术的主要目的在于提供一种具有缺陷阻隔层的激光二极管，缺陷阻隔层能够阻隔或减少基板的晶体缺陷向主动区层传递，以解决磊晶成长主动区层的过程中产生晶体缺陷的问题，提高主动区层的结晶性，从而提高激光二极管整体的可靠度及光电特性。本专利技术的另一目的在于提供一种具有缺陷阻隔层的激光二极管，通过缺陷阻隔层以阻隔或减少基板的晶体缺陷向主动区层传递，能够降低基板对于单晶的规格要求，相对地提升了晶圆合格率，从而更能降低成本。为了实现上述目的，本专利技术提供一种具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其结构至少包括：GaAs基板；主动区层；以及至少一层的缺陷阻隔层，设在GaAs基板与主动区层之间，并且直接或间接设在GaAs基板上，以阻隔或减少GaAs基板的缺陷向主动区层传递，其中，缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。在本专利技术的一实施例中，主动区层包含至少一层的量子井层结构。在本专利技术的一实施例中，缺陷阻隔层为两层以上，且这些缺陷阻隔层之间为直接堆栈或间接堆栈关系。在本专利技术的一实施例中，缺陷阻隔层的厚度为1nm～10000nm。在本专利技术的一实施例中，GaAs基板为n型、p型或半绝缘型(Semi-Insulating)基板。在本专利技术的一实施例中，GaAs基板为n型基板，且设在该GaAs基板上的该缺陷阻隔层的材料为硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。在本专利技术的一实施例中，GaAs基板为p型基板，且设在该GaAs基板上的该缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs或碳掺杂AlGaAsP。在本专利技术的一实施例中，进一步将GaAs基板移除的情况下，缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。本专利技术再提供一种具有缺陷阻隔层的边射型激光二极管，其结构至少包括：GaAs基板；主动区层；以及至少一层的缺陷阻隔层，设在GaAs基板与主动区层之间，并且直接或间接设在GaAs基板上，以阻隔或减少GaAs基板的缺陷向主动区层传递，其中，缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，其结构至少包括：/n一GaAs基板；/n一主动区层；以及/n至少一层的缺陷阻隔层，设在该GaAs基板与该主动区层之间，并且直接或间接设在该GaAs基板上，以阻隔或减少该GaAs基板的缺陷向该主动区层传递；/n其中，形成该缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。/n...

【技术特征摘要】
20180601 TW 1071189851.一种具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，其结构至少包括：
一GaAs基板；
一主动区层；以及
至少一层的缺陷阻隔层，设在该GaAs基板与该主动区层之间，并且直接或间接设在该GaAs基板上，以阻隔或减少该GaAs基板的缺陷向该主动区层传递；
其中，形成该缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。


2.根据权利要求1所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该主动区层为包含至少一层的量子井层结构。


3.根据权利要求1所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该缺陷阻隔层为两层以上，且这些缺陷阻隔层之间为直接堆栈或间接堆栈关系。


4.根据权利要求1所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该缺陷阻隔层的厚度为1nm～10000nm。


5.根据权利要求1所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该GaAs基板为n型、p型或半绝缘型基板。


6.根据权利要求5所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该GaAs基板为n型基板，且设在该GaAs基板上的该缺陷阻隔层的材料为硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺杂InAlGaAsP。


7.根据权利要求5所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，该GaAs基板为p型基板，且设在该GaAs基板上的该缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs或碳掺杂AlGaAsP。


8.根据权利要求1所述的具有缺陷阻隔层的面射型激光二极管，其特征在于，进一步将该GaAs基板移除的情况下，形成该缺陷阻隔层的材料为碳掺杂InGaAsP、碳掺杂InGaP、碳掺杂InAlGaP、碳掺杂InAlAsP、碳掺杂InAlGaAsP、碳掺杂GaAs、碳掺杂AlGaAs、碳掺杂AlGaAsP、氧掺杂AlGaAs、氧掺杂AlGaAsP、氧掺杂InAlGaP、氧掺杂InAlAsP、氧掺杂InAlGaAsP、硅掺杂InGaAsP、硅掺杂InGaP、硅掺杂InAlGaP、硅掺杂InAlAsP、硅掺杂InAlGaAsP、锡掺杂InGaAsP、锡掺杂InGaP、锡掺杂InAlGaP、锡掺杂InAlAsP、锡掺杂InAlGaAsP、碲掺杂InGaAsP、碲掺杂InGaP、碲掺杂InAlGaP、碲掺杂InAlAsP、碲掺杂InAlGaAsP、硒掺杂InGaAsP、硒掺杂InGaP、硒掺杂InAlGaP、硒掺杂InAlAsP、硒掺杂InAlGaAsP、未掺杂的InGaAsP、未掺杂的InGaP、未掺杂的InAlGaP、未掺杂InAlAsP或未掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝兴，金宇中，戴文长，
申请(专利权)人：全新光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW