專利名稱：垂直腔面發(fā)射半導體激光器制作中刻蝕環(huán)形分布孔法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導體激光器制造技術(shù)領(lǐng)域，可以進一步劃分到半導體激光器電極制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1997年9月出版的《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》第9卷第9期第1196頁介紹了一種垂直腔面發(fā)射半導體激光器電極制作過程中的一個步驟，我們稱其為刻蝕環(huán)形溝槽法，見圖1所示，圖中兩個虛同心圓之間即為環(huán)形溝槽1，它是一種環(huán)形連續(xù)溝道，位于激光器圓臺臺面4的外圍環(huán)形區(qū)域。通過它制作完氧化物限制層后，該環(huán)形溝槽經(jīng)二次生長工序用聚酰亞胺或其它類似材料填充，使得焊盤臺面2、連接面3與激光器圓臺臺面4成為一個連續(xù)平面，在這一平面上制作的激光器上電極電阻率較低。出光孔5位于激光器圓臺臺面4的中心圓形區(qū)域。來自焊盤的電流徑直注入激光器諧振腔中。

發(fā)明內(nèi)容
在環(huán)形溝槽1填充聚酰亞胺嚴重影響激光器散熱。同時，也使得這種器件的生產(chǎn)多出一道工序。生長完聚酰亞胺之后還要做磨平處理。并且，在這道生長工序中，不可避免地會給已經(jīng)形成的激光器結(jié)構(gòu)帶來某種破壞。為了消除這些負面效果，我們發(fā)明了一種垂直腔面發(fā)射半導體激光器制作中刻蝕環(huán)形分布孔法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，見圖2，在激光器圓臺臺面4外圍環(huán)形區(qū)域內(nèi)，沿原環(huán)形溝槽1中心軸線6刻蝕若干個環(huán)形分布、彼此孤立的孔7，取代現(xiàn)有技術(shù)刻蝕的環(huán)形溝槽1，這些孔的中心位于軸線6上，其深度與原環(huán)形溝槽1的深度相同?？着c孔之間的臺面部分成為橋狀通道8。經(jīng)由這些孔同樣可以完成氧化物限制層制作工序，形成近似圓形的激光器諧振腔孔徑。并且，保留這些孔。各個相鄰孔7之間的橋狀通道8使得激光器圓臺臺面4各部分仍保持連接狀態(tài)，仍與連接面3、焊盤臺面2組成一個供蒸鍍激光器上電極用的連續(xù)平面。
由此可見，本發(fā)明無須經(jīng)二次生長工序生長填充層，保留下來的諸多孔7可以實現(xiàn)激光器的良好散熱，完全克服了現(xiàn)有技術(shù)之不足。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)之刻蝕環(huán)形溝槽法示意圖。圖2是本發(fā)明之刻蝕環(huán)形分布孔法示意圖。圖3是本發(fā)明之刻蝕環(huán)形分布扇形孔法示意圖。圖4是本發(fā)明之刻蝕環(huán)形分布月牙形孔法示意圖。
具體實施例方式
設(shè)激光器圓臺臺面4的直徑為100μm，出光孔5的直徑為10μm，軸線6的直徑為70μm，孔7為圓孔，直徑為15μm，與原來的環(huán)形溝槽1的寬度相等。采用反應離子刻蝕法沿軸線等距刻蝕12個孔7，各相鄰孔7的圓周之間約相距2μm?？?的底在氧化物限制層和有源層之間。采用濕法氧化，通過各個孔7在原有的含98％鋁的鋁鎵砷層形成局部氧化物限制層，這些局部限制層經(jīng)繼續(xù)擴展后相連，形成近似圓形的孔徑，隨著進一步的擴展形成所需要的孔徑，此工序結(jié)束。最后，在焊盤臺面2、連接面3和激光器圓臺臺面4(含各橋狀通道8部分)組成的連續(xù)平面上蒸鍍激光器上電極。
采用本發(fā)明之方法帶來一個新問題，即當電子流經(jīng)上電極、出光孔5向激光器諧振腔內(nèi)注入時，它會經(jīng)橋狀通道8下面的鎵砷層向激光器諧振腔外流動，尤其會繼續(xù)經(jīng)連接面3下面的鎵砷層向焊盤流動，造成嚴重損耗。為解決這一問題，可采用質(zhì)子轟擊工藝，將連接面3下面的鎵砷層晶格結(jié)構(gòu)破壞以阻止該電子流。
另外，孔7也可以是扇形孔或者月牙形孔，分別見圖3、圖4所示。與圓形孔相比，通過扇形孔9或者月牙形孔10生成氧化物限制層，最后形成的孔徑更接近圓形。
權(quán)利要求
1.一種在垂直腔面發(fā)射半導體激光器制造過程中與激光器上電極制作有關(guān)的刻蝕方法，在激光器圓臺臺面(4)外圍環(huán)形區(qū)域內(nèi)，對激光器圓臺進行刻蝕，刻蝕至氧化物限制層到有源層之間，再經(jīng)氧化步驟，生成氧化物限制層，最終形成激光器諧振腔孔徑，其特征在于，刻蝕多個環(huán)形分布、彼此孤立的孔(7)，孔與孔之間的臺面部分成為橋狀通道(8)，完成氧化物限制層步驟后，即可在由焊盤臺面(2)、連接面(3)以及包括多個橋狀通道(8)在內(nèi)的激光器圓臺臺面(4)組成的一個連續(xù)平面上蒸鍍激光器上電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕的孔可以是圓形孔(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕的孔可以是扇形孔(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕的孔可以是月牙形孔(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕方法，其特征在于，采用質(zhì)子轟擊法破壞連接面(3)下面的鎵砷層晶格結(jié)構(gòu)。
全文摘要
垂直腔面發(fā)射半導體激光器制作中刻蝕環(huán)形分布孔法屬于半導體激光器電極制作技術(shù)領(lǐng)域。相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)為刻蝕環(huán)形溝槽法。該技術(shù)存在的主要問題是，由于最后要用聚酰亞胺填充環(huán)形溝槽，使得所制造的激光器散熱不良。本發(fā)明采用刻蝕環(huán)形分布孔法，即在原刻蝕環(huán)形溝槽的位置刻蝕若干個環(huán)形分布、彼此孤立的孔，通過這些孔同樣可以完成氧化物限制層工藝，之后不需將其填充，各個相鄰孔之間的橋狀通道使得激光器圓臺臺面各部分仍保持連接狀態(tài)，仍與連接面、焊盤臺面組成一個供蒸鍍激光器上電極用的連續(xù)平面。本發(fā)明主要應用于垂直腔面發(fā)射半導體激光器制造領(lǐng)域。
文檔編號H01S5/183GK1560969SQ20041000435
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者趙英杰, 鐘景昌, 晏長嶺, 李林, 郝永芹, 李軼華, 蘇偉, 姜曉光 申請人:長春理工大學