基于柔性衬底的半导体外延结构、VCSEL及制作方法技术

本发明专利技术提供一种基于柔性衬底的半导体外延结构、VCSEL及制作方法，采用氟金云母作为衬底，既解决了现有半导体衬底不可弯折、不易剥离的问题，又兼顾了半导体器件的温度要求。对于缓冲层，多层第一GaInP缓冲层逐层渐变，呈现阶梯渐变趋势，通过在In组分阶变的相邻两层第一GaInP缓冲层之间插入In组分阶变方向相反的第二GaInP缓冲层，形成In组分波动渐变的结构，从而在缓冲层中引入压缩应力，增加了位错的相互作用，使表面更平滑，并进一步降低了穿透位错，提高了在氟金云母衬底上的外延层质量，实现了氟金云母衬底在半导体器件的运用。VCSEL具有可弯折、易剥离、外延层质量好、出光效率高等优点。

Semiconductor epitaxial structure, VCSEL and fabrication method based on flexible substrate

【技术实现步骤摘要】
基于柔性衬底的半导体外延结构、VCSEL及制作方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种基于柔性衬底的半导体外延结构、VCSEL及制作方法。
技术介绍
VCSEL，全名为垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。现有的VCSEL其基底通常为GaAs衬底，然而GaAs衬底由于其不可弯折、机械性能差、不易剥离等物理特性，限制了VCSEL在柔性器件中的应用。并且GaAs衬底会吸收波长在870nm以下的光，限制了器件的性能。传统的柔性衬底多为PET等有机材料，但是PET材料的应用温度为200度以下，无法满足VCSEL等半导体器件的要求。氟金云母单晶片的分式为KMg3(AlSi3O10)F2，属于单斜晶系，为典型的层状硅酸盐。耐温高达1200℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，包括氟金云母衬底和设于氟金云母衬底上的缓冲层，所述缓冲层包括：/n多层第一GaInP缓冲层和至少一层第二GaInP缓冲层，多层第一GaInP缓冲层自下而上依次设置且In组分逐层渐变；相邻两层第一GaInP缓冲层之间设有所述第二GaInP缓冲层，所述第二GaInP缓冲层与相邻两层第一GaInP缓冲层之间呈阶梯变化，该阶梯变化的方向与多层第一GaInP缓冲层渐变的方向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，包括氟金云母衬底和设于氟金云母衬底上的缓冲层，所述缓冲层包括：
多层第一GaInP缓冲层和至少一层第二GaInP缓冲层，多层第一GaInP缓冲层自下而上依次设置且In组分逐层渐变；相邻两层第一GaInP缓冲层之间设有所述第二GaInP缓冲层，所述第二GaInP缓冲层与相邻两层第一GaInP缓冲层之间呈阶梯变化，该阶梯变化的方向与多层第一GaInP缓冲层渐变的方向相反。


2.根据权利要求1所述的基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，所述第二GaInP缓冲层为多层，氟金云母衬底与相邻的第一GaInP缓冲层之间设有第二GaInP缓冲层，第二GaInP缓冲层与相邻的第一GaInP缓冲层之间呈与多层第一GaInP缓冲层渐变方向相反的阶梯变化。


3.根据权利要求2所述的基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，多层的所述第一GaInP缓冲层的In组分逐层降低，所述第二GaInP缓冲层的In组分分别高于与其相邻的第一GaInP缓冲层的In组分。


4.根据权利要求3所述的基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，多层的所述第二GaInP缓冲层的In组分相同。


5.根据权利要求3所述的基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，多层的所述第二GaInP缓冲层的In组分自下而上逐层降低。


6.根据权利要求1所述的基于柔性衬底的半导体外延结构，其特征在于，所述第一GaInP缓冲层和第二GaInP缓冲层中的In组分的范围分别为0.48-0.62。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李峰柱，田宇，刘潇杰，韩效亚，杜石磊，
申请(专利权)人：厦门乾照半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35