一种低翘曲半导体激光器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低翘曲半导体激光器及其制备方法，包括衬底、设置于衬底一侧的外延结构层和设置于所述衬底远离所述外延结构层的一侧表面的防翘曲层。位于所述外延结构层的一侧表面的防翘曲层使衬底内部产生第二内应力，所述第二内应力能够平衡外延结构层形成后衬底内部产生的第一内应力，从而降低所述衬底的翘曲程度，增大了在转移、测试和切割过程中衬底的各个位置受力的均匀程度，进而降低了破片率，提高了半导体激光器的良率。提高了半导体激光器的良率。提高了半导体激光器的良率。

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲半导体激光器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种低翘曲半导体激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Sμrface
‑
Emitting Laser，简称VCSEL)是一种激光发射方向垂直于芯片表面的新型半导体激光器。相比于边发射激先器(Edgeemitting Laser，简称EEL),垂直腔面发射激光器具有许多优点，包括阈值电流低、稳定性好、寿命长、光斑圆形对称、光纤耦合效率高、调制速率高、易于二维集成等。因此垂直腔面发射激光器己作为主要的光源器件，广泛应用于各种高效高速光通信网络中。
[0003]然而，在垂直腔面发射激光器的制备过程中，衬底会发生翘曲。翘曲的衬底在转移、测试和切割过程中容易由于受力不均匀引起破片，降低了这种半导体激光器的良率。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有半导体激光器良率较低的缺陷，从而提供一种低翘曲半导体激光器及其制备方法。
[0005]本专利技术提供一种低翘曲半导体激光器，包括：衬底；设置于衬底一侧的外延结构层；设置于所述衬底远离所述外延结构层的一侧表面的防翘曲层。
[0006]可选的，所述防翘曲层的材料为Ti/W合金，所述Ti/W合金中Ti元素的质量百分比为5％
‑
20％，其余为W元素。
[0007]可选的，所述防翘曲层的材料为Ni/W合金，所述Ni/W合金中Ni元素的质量百分比为5％
‑
20％，其余为W元素。
[0008]可选的，所述防翘曲层的厚度为30nm
‑
450nm。
[0009]可选的，所述防翘曲层包括相互接触的钛层和钨层，且所述钛层位于所述衬底与所述钨层之间；所述钛层的厚度为15nm
‑
100nm，所述钨层的厚度为30nm
‑
450nm。
[0010]可选的，所述防翘曲层包括相互接触的镍层和钨层，且所述镍层位于所述衬底与所述钨层之间；所述镍层的厚度为15nm
‑
100nm，所述钨层的厚度为30nm
‑
450nm。
[0011]可选的，所述衬底的厚度为80μm
‑
180μm。
[0012]可选的，所述低翘曲半导体激光器还包括：设置于所述防翘曲层远离所述衬底的一侧表面的第一电极。
[0013]本专利技术还提供一种低翘曲半导体激光器的制备方法，包括：提供初始衬底；在所述初始衬底的一侧表面形成外延结构层；形成所述外延结构层之后，对所述初始衬底进行减薄，得到衬底；在所述衬底远离所述外延结构层的一侧表面形成防翘曲层。
[0014]可选的，所述低翘曲半导体激光器的制备方法还包括：形成所述防翘曲层之后，在所述防翘曲层远离所述衬底的一侧表面形成第一电极。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]1.本专利技术提供的低翘曲半导体激光器，位于所述外延结构层的一侧表面的防翘曲
层使衬底内部产生第二内应力，所述第二内应力能够平衡外延结构层形成后衬底内部产生的第一内应力，从而降低所述衬底的翘曲程度，增大了在转移、测试和切割过程中衬底的各个位置受力的均匀程度，进而降低了破片率，提高了半导体激光器的良率。
[0017]2.本专利技术提供的低翘曲半导体激光器，通过限定所述Ti/W合金中Ti元素的质量百分比以及Ni/W合金中Ni元素的质量百分比调控第二内应力的大小，以使第二内应力与第一内应力平衡，从而降低所述衬底的翘曲程度。同时，Ti或Ni具有黏附作用，使防翘曲层稳定的黏附在衬底表面。
[0018]3.本专利技术提供的低翘曲半导体激光器，通过限定所述防翘曲层的厚度为30nm
‑
450nm，限定了所述第二内应力的大小以降低所述衬底的翘曲程度。具体的，当所述防翘曲层的厚度过小时，则第二内应力过小，无法降低衬底的翘曲程度；当所述防翘曲层的厚度过大时，则第二内应力过大，则所述衬底具有反向翘曲的风险。
[0019]4.本专利技术提供的低翘曲半导体激光器，通过限定钛层和钨层或镍层和钨层的厚度调控第二内应力的大小，以使第二内应力与第一内应力平衡，从而降低所述衬底的翘曲程度。同时，钛层或镍层具有黏附作用，使防翘曲层稳定的黏附在衬底表面。
[0020]5.本专利技术提供的低翘曲半导体激光器的制备方法，通过在所述初始衬底的一侧表面形成外延结构层后，对所述初始衬底进行减薄得到衬底，并在所述衬底远离所述外延结构层的一侧表面形成防翘曲层，使衬底内部产生第二内应力，所述第二内应力能够平衡外延结构层形成后衬底内部产生的第一内应力，从而降低所述衬底的翘曲程度，增大了在转移、测试和切割过程中衬底的各个位置受力的均匀程度，进而降低了破片率，提高了半导体激光器的良率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为一种半导体激光器的截面结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中提供的低翘曲半导体激光器的截面结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中提供的低翘曲半导体激光器的工艺流程图；
[0025]图4
‑
图6为本专利技术实施例中提供的低翘曲半导体激光器的制备过程中的结构示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
第一电极；2
‑
防翘曲层；3
‑
衬底；31
‑
初始衬底；4
‑
外延结构层；41
‑
第一布拉格反射镜层；42
‑
有源层；43
‑
第二布拉格反射镜层；5
‑
第二电极。
具体实施方式
[0028]如图1所示，一种半导体激光器包括：衬底3'；设置于衬底3'一侧的外延结构层4'，所述外延结构层4'包括：层叠设置的第一布拉格反射镜层41'、有源层42'和第二布拉格反射镜层43'，所述第一布拉格反射镜层41'设置于所述衬底3'上，所述外延结构层4'设置有
贯穿至所述第一布拉格反射镜层41'内部的若干沟槽，以将所述外延结构层分隔为若干台面结构；设置于所述衬底3'远离所述外延结构层4'的一侧表面的第一电极1'，所述第一电极1'可以为锗金镍金结构(Ge/Au/Ni/Au)、金锗镍合金和金(AuGeNi/Au)结构、金锗合金(AuGe)或锗钛铂金(Ge/Ti/Pt/Au)结构；设置于所述台面结构远离所述衬底3'的一侧表面的第二电极5'，所述第二电极5'呈环形。
[0029]由于外延结构层4'本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲半导体激光器，其特征在于，包括：衬底；设置于衬底一侧的外延结构层；设置于所述衬底远离所述外延结构层的一侧表面的防翘曲层。2.根据权利要求1所述的低翘曲半导体激光器，其特征在于，所述防翘曲层的材料为Ti/W合金，所述Ti/W合金中Ti元素的质量百分比为5％
‑
20％，其余为W元素。3.根据权利要求1所述的低翘曲半导体激光器，其特征在于，所述防翘曲层的材料为Ni/W合金，所述Ni/W合金中Ni元素的质量百分比为5％
‑
20％，其余为W元素。4.根据权利要求2或3所述的低翘曲半导体激光器，其特征在于，所述防翘曲层的厚度为30nm
‑
450nm。5.根据权利要求1所述的低翘曲半导体激光器，其特征在于，所述防翘曲层包括相互接触的钛层和钨层，且所述钛层位于所述衬底与所述钨层之间；所述钛层的厚度为15nm
‑
100nm，所述钨层的厚度为30nm
‑
45...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵武，刘恒，王俊，谷飞，苗霈，
申请(专利权)人：苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：