專利名稱：一種半導體激光器掩蔽膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體激光器掩蔽膜的制作方法。
背景技術：
半導體激光器由于體積小、重量輕、轉換效率高、能直接調制、可靠性高、易于集成等優(yōu)點，在光纖通信、光學存儲、激光泵浦、材料加工、精密測量、醫(yī)療美容等領域有著越來越廣泛的應用。半導體激光器應用時一般要求激光光譜具有較小的發(fā)散角，也為了降低半導體激光器的閾值電流，必須對在平行于結平面方向的電流進行限制，使電流集中在條形區(qū)域內。常用的半導體激光器有兩種類型一是如圖1所示的氧化物條形結構，用氧化硅1(也可是氮化硅等介質膜)做為電流掩蔽膜，掩蔽膜上有電極2，電流僅從氧化硅限制的窗口內流入。該方法形成的介質膜與激光晶片有較大的表面應力，影響器件工作的可靠性；二是如圖2所示的質子轟擊條形結構，用鎢絲等金屬絲做掩蔽膜進行質子轟擊，被轟擊的區(qū)域形成高阻區(qū)域3，受鎢絲掩蔽的區(qū)域形成電流通道。該方法在進行質子轟擊時易造成晶片表面的損傷。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有半導體激光器掩蔽膜制作技術的不足，提供一種避免掩蔽膜與晶片的表面應力、且對晶片無損傷、提高器件工作可靠性的半導體激光器掩蔽膜的制作方法。
本發(fā)明半導體激光器掩蔽膜的制作方法是利用旋涂聚酰亞胺、光刻后亞胺化的工藝，包括以下步驟(1)旋涂聚酰亞胺在激光器外延晶片表面均勻旋涂聚酰亞胺；(2)烘烤將涂有聚酰亞胺的激光器外延晶片放入烘箱內，在120～150度溫度下烘烤20～50分鐘；(3)涂正性光刻膠在烘烤后的聚酰亞胺層的表面再均勻地涂上正性光刻膠；(4)烘烤將涂正性光刻膠后的激光器外延晶片放入烘箱內，在80～120度溫度下烘烤20～40分鐘；(5)曝光對烘烤后的正性光刻膠曝光；曝光區(qū)域為條形結構，條形寬度為50～150微米，并使正性光刻膠及聚酰亞胺充分曝光；(6)顯影將曝光區(qū)域的正性光刻膠用弱堿性溶液顯影，使窗口區(qū)域內無任何聚酰亞胺殘留；(7)烘烤顯影后的激光器外延晶片放入烘箱內，在140～160度溫度下烘烤10～20分鐘；(8)去膠用有機溶劑去掉殘留的正性光刻膠；(9)亞胺化在高溫爐里分三個階段進行亞胺化，在16～220度時加熱30～50分鐘，在320～400度時加熱60分鐘～80分鐘，在450～500度時加熱3～6分鐘。
本發(fā)明利用均勻涂敷法涂敷聚酰亞胺、光刻后亞胺化的方法制作半導體激光器掩蔽膜，形成聚酰亞胺掩蔽膜。因為聚酰亞胺具有較好的塑性，避免了氧化物掩蔽工藝所形成的介質膜與激光晶片不匹配所形成的表面應力，保證了所制成器件的可靠性。本發(fā)明利用常規(guī)的光刻方法，省略了制作氧化物等步驟，簡化了工藝，減少了設備投資，在整個工藝流程中能提高工作效率達15％以上，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的一致性、重復性，適于量產(chǎn)。


圖1是氧化物電極條形結構半導體激光器的結構示意圖。
圖2是質子轟擊條形結構半導體激光器的結構示意圖。
圖3是本發(fā)明的旋涂聚酰亞胺步驟示意圖。
圖4是本發(fā)明的涂正性光刻膠步驟示意圖。
圖5是本發(fā)明的顯影步驟示意圖。
圖6是本發(fā)明的去膠和亞氨化步驟的示意圖。
圖中1、氧化硅，2、電極，3、高阻區(qū)域，4、聚酰亞胺，5、正性光刻膠。
具體實施例方式
實施例本發(fā)明利用旋涂聚酰亞胺、光刻后亞胺化的工藝，獲得了一種半導體激光器聚酰亞胺掩蔽膜，并在808nm半導體激光器中得到了應用。具體步驟如下(1)旋涂聚酰亞胺在激光器外延晶片表面均勻旋涂聚酰亞胺4。在勻膠機上進行，勻膠機轉速為4500轉份，時間10秒，如圖3所示。
(2)烘烤將涂有聚酰亞胺的激光器外延晶片放入烘箱內，120～150度溫度下烘烤20～50分鐘。對于808nm半導體激光器，在120度溫度下烘烤40分鐘(3)涂正性光刻膠在烘烤后的聚酰亞胺層的表面再均勻地涂上正性光刻膠5；在勻膠機上進行，勻膠機轉速4000轉/分，時間10秒。如圖4所示。
(4)烘烤將涂正性光刻膠后的激光器外延晶片放入烘箱內，在80～120度溫度下烘烤20～40分鐘。對于808nm半導體激光器，在100度溫度下烘烤20分鐘。
(5)曝光對烘烤后的正性光刻膠曝光；在紫外光刻機上進行，曝光區(qū)域為條形結構，條形寬度為50--150微米，曝光時間35秒～1分鐘，使正性光刻膠及聚酰亞胺充分曝光。對于808nm半導體激光器，曝光時間為35秒。
(6)顯影將曝光區(qū)域的正性光刻膠用弱堿性溶液如四甲基氫氧化銨溶液顯影20秒。如圖5所示。
(7)鏡檢窗口區(qū)域內應無任何聚酰亞胺殘留。
(8)烘烤顯影后的激光器外延晶片放入烘箱內，在140～160度溫度下烘烤10～20分鐘。
對于808nm半導體激光器，在150度溫度下烘烤15分鐘。
(9)去膠用有機溶劑如丙酮去掉殘留的正性光刻膠。
(10)亞氨化在高溫爐里分三個階段進行亞胺化，在16～220度時加熱30～50分鐘，在320～400度時加熱60分鐘～80分鐘，在450～500度時加熱3～6分鐘。對于808nm半導體激光器，在180度時加熱40分鐘，在350度時加熱60分鐘，在430度時加熱5分鐘。如圖6所示。
至此已形成聚酰亞胺掩蔽膜。再在掩蔽膜上采用常規(guī)工藝制作電極即可。
權利要求
1.一種半導體激光器掩蔽膜的制作方法，其特征在于包括以下步驟(1)涂敷聚酰亞胺在激光器外延晶片表面均勻涂敷聚酰亞胺；(2)烘烤將涂有聚酰亞胺的激光器外延晶片放入烘箱內，在100度以上溫度下烘烤20～50分鐘；(3)涂正性光刻膠在烘烤后的聚酰亞胺層的表面再均勻地涂上正性光刻膠；(4)涂膠后烘烤將涂正性光刻膠后的激光器外延晶片放入烘箱內，在80度以上溫度下烘烤20～40分鐘；(5)曝光對烘烤后的正性光刻膠曝光；曝光區(qū)域為條形結構；使正性光刻膠及聚酰亞胺充分曝光；(6)顯影將曝光區(qū)域的正性光刻膠用弱堿性溶液顯影，使窗口區(qū)域內無任何聚酰亞胺殘留；(7)烘烤顯影后的激光器外延晶片放入烘箱內，在140以上溫度下烘烤10～20分鐘；(8)去膠用有機溶劑去掉殘留的正性光刻膠；(9)亞胺化在高溫爐里分三個階段進行亞胺化，在160～220度時加熱30～50分鐘，在320～400度時加熱60分鐘～80分鐘，在450～500度時加熱3～6分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導體激光器掩蔽膜的制作方法，包括以下步驟(1)均勻涂敷聚酰亞胺；(2)烘烤；(3)涂正性光刻膠；(4)涂膠后烘烤；(5)曝光；(6)顯影；(7)烘烤；(8)用有機溶劑去掉殘留的正性光刻膠；(9)亞氨化在高溫爐里進行亞胺化。本發(fā)明利用旋涂等均勻涂敷方法涂敷聚酰亞胺、光刻后亞胺化的方法制作半導體激光器掩蔽膜，形成聚酰亞胺掩蔽膜，因為聚酰亞胺具有較好的塑性，避免了氧化物掩蔽工藝所形成的介質膜與激光晶片不匹配所形成的表面應力，保證了所制成器件的可靠性。本發(fā)明利用常規(guī)的光刻方法，省略了制作氧化物等步驟，簡化了工藝，提高工作效率達15％以上。
文檔編號H01S5/00GK101022205SQ200710013700
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月21日 優(yōu)先權日2007年3月21日
發(fā)明者夏偉, 徐現(xiàn)剛, 任忠祥 申請人:山東華光光電子有限公司