CN100397735C - 脊形波导式半导体激光器制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脊形波导式半导体激光器及其制作方法，包括具有脊形波导突起的脊形波导晶片，位于脊形波导突起的两侧自下而上包括：一层二氧化硅钝化膜和一层聚酰亚胺膜，且聚酰亚胺膜的上表面高于脊形波导突起的上表面，P型电极覆盖在所述脊形波导突起的上表面以及位于其两侧的聚酰亚胺膜的上表面并形成欧姆接触，N型电极形成在脊形波导晶片的底部表面。脊形波导突起的两侧被聚酰亚胺膜进行了有效填充，提高了蒸发金属电极的覆盖能力，改善了P型电极的欧姆接触，因而减小了串联电阻，且避免在芯片工艺操作和芯片封装过程中由于脊形波导突起受损导致芯片失效。

Description

脊形波导式半导体激光器制作方法

技术领域

本发明涉及一种脊形波导式半导体光器件，尤其涉及一种脊形波导式半导体激光器制作方法。

背景技术

传统的脊形波导式半导体激光器的剖面图如图9所示，包括具有脊形波导突起8的晶片1，脊形波导突起8的两侧表面形成有二氧化硅钝化膜2，而最后制作P型电极3覆盖在晶片1的最上表面，N型电极3′形成在晶片1的底部。其制作方法采用干法RIE刻蚀或者化学腐蚀方法腐蚀出脊形波导突起8，然后通过PECVD生长一层二氧化硅钝化膜2，再刻蚀掉脊形波导突起8的上表面部分的二氧化硅钝化膜2。这种工艺方法简单，但缺点是刻蚀出来的脊形波导突起8的高度通常在2μm左右，这样，脊形波导突起8的顶层与刻蚀停止层之间的高度差明显，而且腐蚀出的脊形波导突起8的两侧面通常陡峭或者向内收缩形成倒梯形结构，这样P型电极3难以覆盖到脊形波导突起8的两侧，在半导体激光器芯片工艺操作和封装过程中，容易损伤脊形波导突起8而导致芯片失效，可靠性差，串联电阻大，在大电流的情况下还容易烧断电极。

发明内容

发明目的：为克服以上缺点，本发明提供一种封装时脊形波导突起不易受损、欧姆接触好、工艺简单和可靠性好的脊形波导式半导体激光器制作方法。

为实现以上发明目的，本发明提供一种脊形波导式半导体激光器的制作方法，其操作顺序如下：

A、在半导体外延片上生长一层二氧化硅膜，在其掩蔽下，光刻出脊形波导突起，其宽度控制在2μm左右，清洗掉光刻胶后形成脊形波导晶片；

B、将脊形波导晶片在氢氟酸中去掉掩蔽用的二氧化硅膜，清洗干净后，通过PECVD生长一层二氧化硅钝化膜覆盖在脊形波导晶片的上表面；

C、在脊形波导晶片的二氧化硅钝化膜的表面涂敷一层聚酰亚胺膜，使其充满在脊形波导突起的两侧，并使整个聚酰亚胺膜的上表面高于脊形波导突起的上表面；

D、在氮气的保护下，采用阶梯升温法对脊形波导晶片上表面的聚酰亚胺膜进行亚胺化处理后，再涂上一层厚的正性光刻胶，按照掩膜版的设计，曝光显影；

E、将涂有正性光刻胶的脊形波导晶片放到等离子去胶机中，进行等离子刻蚀，并轰击掉脊形波导突起上表面的聚酰亚胺膜，刻蚀完成后，在丙酮中完全清除整个聚酰亚胺膜上表面的剩余正性光刻胶；

F、将正性光刻胶清洗干净后的脊形波导晶片，在氢氟酸中腐蚀掉脊形波导突起上表面的二氧化硅钝化膜；

G、蒸发P型电极与N型电极，合金。

发明效果：由于上述结构的脊形波导突起的两侧被聚酰亚胺膜进行了有效填充，提高了蒸发金属电极的覆盖能力，改善了金属P型电极的欧姆接触，因而减小了串联电阻，并且由于聚酰亚胺膜形成的平滑侧面防止了尖锐陡峭的脊形波导边缘由于过热导致的开路，同时由于脊形波导突起的上表面低于两侧的聚酰亚胺膜上表面，因而避免在芯片工艺操作和芯片封装过程中由于脊形波导突起受损导致芯片失效。

附图说明

图1表示本发明脊形波导式半导体激光器方法制作的在二氧化硅膜埯蔽下脊形波导晶片的剖面图；

图2表示去除图1所示的二氧化硅膜埯蔽后的脊形波导晶片的剖面图；

图3表示在图2所示的脊形波导晶片上形成一层二氧化硅钝化膜的剖面图；

图4表示在图3所示的二氧化硅钝化膜表面形成一层聚酰亚胺膜的剖面图；

图5表示在图4所示的聚酰亚胺膜表面形成一层正性光刻胶的剖面图；

图6表示去除图5所示正性光刻胶以及脊形波导突起表面的聚酰亚胺的剖面图；

图7表示去除图6所示脊形波导突起表面的二氧化硅钝化膜后的剖面图；

图8表示本发明脊形波导式半导体激光器；

图9表示传统脊形波导式半导体激光器的剖面图。

具体实施方式

如图8所示本发明方法制作的脊形波导式半导体激光器，包括具有脊形波导突起8的脊形波导晶片1，位于脊形波导突起8的两侧自下而上包括：一层二氧化硅钝化膜2和一层聚酰亚胺膜4，且该聚酰亚胺膜4的上表面高于脊形波导突起8的上表面，P型电极6覆盖在所述脊形波导突起8的上表面以及位于其两侧的聚酰亚胺膜4的上表面并形成欧姆接触，N型电极6’形成在脊形波导晶片1的底部表面。

本发明脊形波导式半导体激光器的制作方法按如下顺序操作：

A、在半导体外延片上生长一层二氧化硅膜9，在其掩蔽下，光刻出脊形波导突起8，其宽度控制在2μm左右，清洗掉光刻胶后形成如图1所示的脊形波导晶片1；

B、将图1所示的脊形波导晶片1在氢氟酸中去掉掩蔽用的二氧化硅膜9如图2所示，清洗干净后，通过PECVD生长一层二氧化硅钝化膜2覆盖在脊形波导晶片1的上表面，形成如图3所示的剖面图；

C、在脊形波导晶片1的二氧化硅钝化膜2的表面涂敷一层聚酰亚胺膜4，使其充满在脊形波导突起8的两侧，并使整个聚酰亚胺膜4的上表面高于脊形波导突起8的上表面，如图4所示的剖面图；

D、在氮气的保护下，采用阶梯升温法对脊形波导晶片1上表面的聚酰亚胺膜4进行亚胺化处理后，再涂上一层厚的正性光刻胶5，按照掩膜版的设计，通过曝光显影，形成如图5所示的剖面图；

E、将涂有正性光刻胶5的脊形波导晶片1放到等离子去胶机中，进行等离子刻蚀，并轰击掉脊形波导突起8上表面的聚酰亚胺膜4，刻蚀完成后，在丙酮中完全清除整个聚酰亚胺膜4上表面的剩余正性光刻胶5，形成如图6所示的剖面图；

F、将正性光刻胶5清洗干净后的脊形波导晶片1，在氢氟酸中腐蚀掉脊形波导突起8上表面的二氧化硅钝化膜2，形成如图7所示的剖面图；

G、蒸发P型电极6与N型电极6′，合金，形成本发明的脊形波导式半导体激光器，如图8所示。

Claims (1)

1.一种脊形波导式半导体激光器的制作方法，其特征在于，其操作顺序如下：

A、在半导体外延片上生长一层二氧化硅膜(9)，在其掩蔽下，光刻出脊形波导突起(8)，其宽度控制在2μm左右，清洗掉光刻胶后形成脊形波导晶片(1)；

B、将脊形波导晶片(1)在氢氟酸中去掉掩蔽用的二氧化硅膜(9)，清洗干净后，通过PECVD生长一层二氧化硅钝化膜(2)覆盖在脊形波导晶片(1)的上表面；

C、在脊形波导晶片(1)的二氧化硅钝化膜(2)的表面涂敷一层聚酰亚胺膜(4)，使其充满在脊形波导突起(8)的两侧，并使整个聚酰亚胺膜(4)的上表面高于脊形波导突起(8)的上表面；

D、在氮气的保护下，采用阶梯升温法对脊形波导晶片(1)上表面的聚酰亚胺膜(4)进行亚胺化处理后，再涂上一层厚的正性光刻胶(5)，按照掩膜版的设计，曝光显影；

E、将涂有正性光刻胶(5)的脊形波导晶片(1)放到等离子去胶机中，进行等离子刻蚀，并轰击掉脊形波导突起(8)上表面的聚酰亚胺膜(4)，刻蚀完成后，在丙酮中完全清除整个聚酰亚胺膜(4)上表面的剩余正性光刻胶(5)；

F、将正性光刻胶(5)清洗干净后的脊形波导晶片(1)，在氢氟酸中腐蚀掉脊形波导突起(8)上表面的二氧化硅钝化膜(2)；

G、蒸发P型电极(6)与N型电极(6′)，对所蒸发的P型电极(6)与N型电极(6′)进行合金。

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