[发明专利]一种低翘曲半导体激光器及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种低翘曲半导体激光器及其制备方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

因此，本发明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。

本发明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。

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。

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。

可选的，所述防翘曲层的厚度为30nm-450nm。

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。

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。

可选的，所述衬底的厚度为80μm-180μm。

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。

本发明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。

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。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明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。

2.本发明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。