【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其是涉及一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构。
技术介绍
1、传统的大功率激光器外延结构的缓冲层（buffer layer）大多采用砷化镓材料，该结构除缓冲层外，通常由铝含量不同的砷化镓铝材料制成。虽然砷化铝和砷化镓的晶格参数非常接近，分别为5.6691å和5.6533å，晶格失配1500ppm，但是整个激光器外延结构含铝部分的总厚度在4-10μm之间，使得总压应力积累量较大。
2、经检测，4寸的外延片在衬底不减薄的情况下，翘曲达到20μm；若衬底减薄至150μm，则翘曲达到260μm左右。对于6寸外延片，衬底不减薄的情况下翘曲在150μm，若衬底减薄至150μm，则翘曲极严重，很容易碎片，即使不碎片，在解理时易产生腔纹，导致腔面可靠性失效。
技术实现思路
1、为了改善激光器外延结构压应力大，导致翘曲严重的缺陷，本申请提供一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构。
2、本申请提供一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，采用如下的技术方案：
3、一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，包括依次设置的接触层、p面限制层、p型应变缓冲层、p面波导层、有源层、n面波导层、n面限制层和若干组循环应变缓冲层，所述p型应变缓冲层的材料为alaga1-ainbp，其中，0<a<1，0<b<0.48，每组所述循环应变缓冲层设有一个应变层和一个缓冲层，
4、通过采用上述技术方案，在半导体激光器结构中设置若干循环应变缓冲层，通过调整应变层中铟组分的比例从而调整应力大小，当y=0.48时，alxga1-xinyp与砷化镓的晶格匹配，当y<0.48时，alxga1-xinyp的晶格小于砷化镓的晶格，缓冲层和应变层之间产生张应力，在结构中引入与激光器外延结构压应力相反的张应力，使整个外延结构的应力得到平衡，减少外延片翘曲，降低碎片率，解理腔纹，提高良率，改善了激光器外延结构压应力大，导致翘曲严重的缺陷；
5、与直接设置一个应变层和一个缓冲层相比，设置循环应变缓冲层不仅可以控制结构的总应力，还使得每层砷化镓和alxga1-xinyp的厚度降低，从而使应变层和缓冲层之间的界面质量提升，加强了整个半导体激光器结构的可靠性；
6、在结构中引入p型应变缓冲层，不仅对整体应力有平衡作用，还能够控制有源层应力，从而控制量子阱复合效率，提高光功率，且alaga1-ainbp与砷化镓铝的腐蚀选择比高，可作为腐蚀停止层，增加激光器结构的可靠性。
7、可选的，所述缓冲层的总厚度为200nm。
8、可选的，所述应变层的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述应变层的外延生长采用ph3热分解，ph3的流量为300-2000sccm。
9、可选的，所述p型应变缓冲层的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述p型应变缓冲层的外延生长采用ph3热分解，ph3的流量为300-2000sccm。
10、可选的，所述n面限制层和n面波导层的材料均为砷化镓铝，所述n面限制层和n面波导层掺杂有硅元素，硅的掺杂浓度为5×1016-3×1018cm-3，所述n面限制层和n面波导层的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar。
11、可选的，所述n面限制层和n面波导层的外延生长采用ash3热分解，ash3的流量为300-2000sccm，所述n面限制层和n面波导层的总厚度为1-5μm。
12、可选的，所述有源层的材料为铟化镓铝，所述有源层的外延生长温度为580-750℃，外延生长压力为80-200mbar，厚度为2-10nm。
13、可选的，所述p面限制层和p面波导层的材料均为砷化镓铝，所述p面限制层和p面波导层掺杂有碳元素，碳的掺杂浓度为5×1016-3×1018cm-3，所述p面限制层和p面波导层的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述p面限制层和p面波导层的总厚度为1-5μm。
14、可选的，所述p面限制层和p面波导层的外延生长采用ash3热分解，ash3的流量为300-2000sccm。
15、可选的，所述接触层的材料为砷化镓磷，所述接触层掺杂有碳元素，碳的掺杂浓度为5×1019-5×1020cm-3，所述接触层的外延生长温度为550-650℃，外延生长压力为80-200mbar，厚度为50-500nm。
16、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
17、在半导体激光器结构中设置若干循环应变缓冲层，通过调整应变层中铟组分的比例从而调整应力大小，当y=0.48时，alxga1-xinyp与砷化镓的晶格匹配，当y<0.48时，alxga1-xinyp的晶格小于砷化镓的晶格，缓冲层和应变层之间产生张应力，在结构中引入与激光器外延结构压应力相反的张应力，使整个外延结构的应力得到平衡，减少外延片翘曲，降低碎片率，解理腔纹，提高良率，改善了激光器外延结构压应力大，导致翘曲严重的缺陷；
18、与直接设置一个应变层和一个缓冲层相比，设置循环应变缓冲层不仅可以控制结构的总应力，还使得每层砷化镓和alxga1-xinyp的厚度降低，从而使应变层和缓冲层之间的界面质量提升，加强了整个半导体激光器结构的可靠性；
19、在结构中引入p型应变缓冲层，不仅对整体应力有平衡作用，还能够控制有源层应力，从而控制量子阱复合效率，提高光功率，且alaga1-ainbp与砷化镓铝的腐蚀选择比高，可作为腐蚀停止层，增加激光器结构的可靠性。
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1.一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：包括依次设置的接触层(1)、P面限制层(2)、P型应变缓冲层(3)、P面波导层(4)、有源层(5)、N面波导层(6)、N面限制层(7)和若干组循环应变缓冲层，所述P型应变缓冲层(3)的材料为AlaGa1-aInbP，其中，0<a<1，0<b<0.48，每组所述循环应变缓冲层设有一个应变层(8)和一个缓冲层(9)，所述缓冲层(9)的材料为砷化镓，所述应变层(8)的材料为AlxGa1-xInyP，其中，0<x<1，0<y<0.48，所述循环应变缓冲层设有3-50组。
2.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述缓冲层(9)的总厚度为200nm。
3.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述应变层(8)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述应变层(8)的外延生长采用PH3热分解，PH3的流量为300-
4.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述P型应变缓冲层(3)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述P型应变缓冲层(3)的外延生长采用PH3热分解，PH3的流量为300-2000sccm。
5.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述N面限制层(7)和N面波导层(6)的材料均为砷化镓铝，所述N面限制层(7)和N面波导层(6)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar。
6.根据权利要求5所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述N面限制层(7)和N面波导层(6)的外延生长采用AsH3热分解，AsH3的流量为300-2000sccm。
7.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述有源层(5)的材料为铟化镓铝，所述有源层(5)的外延生长温度为580-750℃，外延生长压力为80-200mbar。
8.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述P面限制层(2)和P面波导层(4)的材料均为砷化镓铝，所述P面限制层(2)和P面波导层(4)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar。
9.根据权利要求8所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述P面限制层(2)和P面波导层(4)的外延生长采用AsH3热分解，AsH3的流量为300-2000sccm。
10.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和P型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述接触层(1)的材料为砷化镓磷，所述接触层(1)的外延生长温度为550-650℃，外延生长压力为80-200mbar。
...【技术特征摘要】
1.一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：包括依次设置的接触层(1)、p面限制层(2)、p型应变缓冲层(3)、p面波导层(4)、有源层(5)、n面波导层(6)、n面限制层(7)和若干组循环应变缓冲层，所述p型应变缓冲层(3)的材料为alaga1-ainbp，其中，0<a<1，0<b<0.48，每组所述循环应变缓冲层设有一个应变层(8)和一个缓冲层(9)，所述缓冲层(9)的材料为砷化镓，所述应变层(8)的材料为alxga1-xinyp，其中，0<x<1，0<y<0.48，所述循环应变缓冲层设有3-50组。
2.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述缓冲层(9)的总厚度为200nm。
3.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述应变层(8)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述应变层(8)的外延生长采用ph3热分解，ph3的流量为300-2000sccm。
4.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和p型应变缓冲层的半导体激光器结构，其特征在于：所述p型应变缓冲层(3)的外延生长温度为600-750℃，外延生长压力为80-200mbar，所述p型应变缓冲层(3)的外延生长采用ph3热分解，ph3的流量为300-2000sccm。
5.根据权利要求1所述的一种带有循环应变缓冲层和p型应...
【专利技术属性】
技术研发人员：余小明，李宁，魏明，
申请(专利权)人：无锡市华辰芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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