專利名稱：脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，是指一種半導(dǎo)體激光器的制作工藝，特別是指一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法背景技術(shù)量子級(jí)聯(lián)激光器是近十幾年來發(fā)展起來的一種光電器件，發(fā)光波長處于中紅外到遠(yuǎn)紅外波段，包括了3-5μm中紅外波段和8-14μm遠(yuǎn)紅外波段兩個(gè)重要的大氣窗口，在軍用和民用方面都有極其重要的應(yīng)用背景。且量子級(jí)聯(lián)激光器打破了半導(dǎo)體激光器靠空穴和電子復(fù)合發(fā)光的模式，靠子帶躍遷發(fā)光。其波長具有可裁減性，只是有源區(qū)的量子阱厚度的函數(shù)；不存在俄歇復(fù)合，特征溫度較高。
但其發(fā)展受到了一些限制，主要是器件的散熱問題難以解決，量子級(jí)聯(lián)激光器的超晶格結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生長周期較多，有源區(qū)較厚，給散熱造成了極大的困難，這樣就使得器件易燒壞，工作壽命短，功率也難以進(jìn)一步提高。
為了制成性能優(yōu)良的微腔激光器，人們做了許多努力，目前主要有以下幾種工藝(1)采用倒裝的辦法，即壓焊時(shí)，管芯的外延面向下，與熱沉接觸，這樣可以使激光器工作時(shí)，熱量很快傳給熱沉，外延面向上壓焊時(shí)，是通過空氣散熱的，很顯然銅質(zhì)熱沉的散熱性能要比空氣好很多。但即使倒裝，制作脊形波導(dǎo)時(shí)所刻蝕的雙溝處也要通過空氣散熱，不能直接接觸到熱沉。
(2)采用加厚正電極的辦法，用多次蒸發(fā)或蒸發(fā)之后電鍍的辦法，增加正電極的厚度，這樣不用采用外延面向下的辦法，熱量也可以通過厚的金屬電極較快地傳導(dǎo)出去。但這樣會(huì)給解理工作增加困難，因?yàn)榻饘匐姌O加厚，解理時(shí)，金屬電極不容易斷開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，利用這種方法制作的器件采用倒裝，器件材料與熱沉之間不存在空氣層，散熱迅速，可以改善器件的散熱性能，延長器件的壽命，提高器件的功率。且該工藝簡(jiǎn)單易行，不會(huì)增加器件制作的難度系數(shù)。
本發(fā)明是采用以下方法實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(A)在半導(dǎo)體襯底上生長量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，作為激光器的有源區(qū)和波導(dǎo)層；
(B)在量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)材料上生長厚的二氧化硅，作為質(zhì)子轟擊掩蔽層；(C)涂光刻膠，刻蝕出條形；(D)帶膠進(jìn)行質(zhì)子轟擊，去膠；(E)生長一薄層二氧化硅，在解理處刻蝕出條形作為解理標(biāo)識(shí)；(F)蒸電極，解理，壓焊。
其中用質(zhì)子轟擊得到限制電流的高阻區(qū)。
其中質(zhì)子轟擊是用1μm厚的二氧化硅和2μm厚的光刻膠共同作為掩蔽層。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中圖1是利用本方法制作的激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方法請(qǐng)結(jié)合參閱附圖1，本發(fā)明為一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作工藝，其中包括，先在全器件材料上生長1μm厚的二氧化硅，再涂上2μm厚的光刻膠，然后光刻腐蝕出與5相同寬度的脊形波導(dǎo)形貌，帶膠進(jìn)行質(zhì)子轟擊，質(zhì)子轟擊后去膠，然后生長一薄層二氧化硅，刻蝕出二氧化硅解理標(biāo)識(shí)條3，并腐蝕掉掩蔽用二氧化硅，蒸電極后解理壓焊。
本發(fā)明為一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作工藝，包括如下步驟(A)在半導(dǎo)體襯底上生長量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，作為激光器的有源區(qū)和波導(dǎo)層；(B)在量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)材料上生長1μm后的二氧化硅，再用多次勻膠的辦法涂上2μm厚的光刻膠；(C)然后光刻，腐蝕出脊形波導(dǎo)形貌。
(D)不去膠，直接帶膠進(jìn)行質(zhì)子轟擊，得到高阻區(qū)2和未轟擊區(qū)5，因?yàn)槎趸枭L過厚，會(huì)發(fā)生斷裂，起皮現(xiàn)象，甚至?xí)共牧鲜軗p，光刻膠涂得過厚，不僅操作難度系數(shù)大，而且給光刻工藝帶來很大的困難，二氧化硅和光刻膠共同作為質(zhì)子轟擊的掩膜，即可以防止由于二氧化硅生長過厚造成的材料損傷，又避免了光刻膠過厚給光刻工藝帶來的困難，降低了總體工藝難度。
(E)質(zhì)子轟擊后去膠，但不馬上腐蝕掉掩蔽用二氧化硅，先在表面生長一薄層二氧化硅，再光刻，腐蝕掉二氧化硅，此次光刻為套刻，也為條形，光刻版為陽版，即在掩蔽用二氧化硅條形中間位置留出一如圖中3所示細(xì)條的二次生長的二氧化硅，其它位置的二氧化硅全部腐蝕掉，包括掩蔽用二氧化硅。中間這一二氧化硅細(xì)條用于作為解理標(biāo)識(shí)。
(F)蒸Ti/Au作為正、背電極4、1，這時(shí)在正電極一面可以看到細(xì)條形形貌，蒸電極后解理，沿細(xì)條形解理，這樣整個(gè)器件的為中間為未被轟擊的，兩側(cè)都是被轟擊的高阻區(qū)，如附圖所示。解理后壓焊。
權(quán)利要求
1.一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(A)在半導(dǎo)體襯底上生長量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，作為激光器的有源區(qū)和波導(dǎo)層；(B)在量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)材料上生長厚的二氧化硅，作為質(zhì)子轟擊掩蔽層；(C)涂光刻膠，刻蝕出條形；(D)帶膠進(jìn)行質(zhì)子轟擊，去膠；(E)生長一薄層二氧化硅，在解理處刻蝕出條形作為解理標(biāo)識(shí)；(F)蒸電極，解理，壓焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，其特征在于，其中用質(zhì)子轟擊得到限制電流的高阻區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，其特征在于，其中質(zhì)子轟擊是用1μm厚的二氧化硅和2μm厚的光刻膠共同作為掩蔽層。
全文摘要
一種脊形波導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(A)在半導(dǎo)體襯底上生長量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，作為激光器的有源區(qū)和波導(dǎo)層；(B)在量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)材料上生長厚的二氧化硅，作為質(zhì)子轟擊掩蔽層；(C)涂光刻膠，刻蝕出條形；(D)帶膠進(jìn)行質(zhì)子轟擊，去膠；(E)生長一薄層二氧化硅，在解理處刻蝕出條形作為解理標(biāo)識(shí)；(F)蒸電極，解理，壓焊。
文檔編號(hào)H01S5/22GK1700541SQ20041004326
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者路秀真, 常秀蘭, 胡穎, 劉峰奇, 王占國 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所