CN101267087A - 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法 - Google Patents

制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101267087A
CN101267087A CNA2007100643843A CN200710064384A CN101267087A CN 101267087 A CN101267087 A CN 101267087A CN A2007100643843 A CNA2007100643843 A CN A2007100643843A CN 200710064384 A CN200710064384 A CN 200710064384A CN 101267087 A CN101267087 A CN 101267087A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
metal
layer
gan
thermal sediment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100643843A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100576663C (zh
Inventor
张书明
刘宗顺
杨辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN200710064384A priority Critical patent/CN100576663C/zh
Publication of CN101267087A publication Critical patent/CN101267087A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100576663C publication Critical patent/CN100576663C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

一种制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：取一衬底；步骤2：在衬底上蒸镀一层绝缘介质膜；步骤3：用光刻和腐蚀的方法将部分绝缘介质膜去掉，以用于制作激光器倒装的P型焊接电极；步骤4：在保留有绝缘介质膜的区域和去掉绝缘介质膜的区域蒸镀金属层；步骤5：在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；步骤6：将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。

Description

制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术中激光器管芯制作技术领域，尤其涉及一种制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法。
背景技术
III-V族GaN基化合物半导体及其量子阱结构激光器(LD)，在增大信息的光存储密度、激光打印、深海通信、大气环境检测等领域有着广泛的应用前景。
如果氮化镓基激光器替代目前的DVD光头，其记录密度可以达到现行的2-3倍；如果打印机采用氮化镓基激光器，其分辨率可以从现在标准的600dpi提高到1200dpi。
为了提高和改善激光器的光电性能和寿命，一般都要将激光器的管芯倒装在热导率高的热沉上，传统的垂直结构的砷化镓基激光器等采用简单的平面结构热沉就可以满足要求，如果在蓝宝石等绝缘衬底上外延生长的氮化镓基激光器由于P型电极和N型电极在同一面上，采用平面结构的热沉则容易引起短路和光束的倾斜等问题。
发明内容
要解决的技术问题：
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其是利用本发明制作的氮化镓基激光器倒装用的热沉可以避免传统的平面结构热沉容易导致激光器短路，光束倾斜等问题，提高激光器倒装的成品率。
本发明的技术方案是：
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：取一衬底；
步骤2：在衬底上蒸镀一层绝缘介质膜；
步骤3：用光刻和腐蚀的方法将部分绝缘介质膜去掉，以用于制作激光器倒装的P型焊接电极；
步骤4：在保留有绝缘介质膜的区域和去掉绝缘介质膜的区域蒸镀金属层；
步骤5：在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；
步骤6：将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。
其中所述的衬底为硅、碳化硅、氮化铝、金刚石的导电或绝缘的具有高热导率的材料。
其中所述在衬底上蒸镀的绝缘介质膜是使用等离子体增强化学汽相沉积方法，或者低压化学汽相沉积方法，或者电子束蒸发方法形成。
其中所述的衬底上蒸镀的绝缘介质膜的厚度为0.5微米到3微米之间，最佳厚度是等于激光器的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的垂直距离。
其中所述刻蚀，是采用湿法化学腐蚀或者干法化学刻蚀或者离子束刻蚀技术。
其中所述的金属层为钛、铝、镍、金、铂、银、铬单层金属或者它们之间的组合形成的两层或三层或四层金属层，金属层的厚度为0.5到10微米之间，该最上层的金属层为金金属层。
其中所述的金属焊料层为铟、锡、金锡合金、铟锡合金、金铟合金，其合金的各种金属组分为0-100％，当各种金属组分为0和100％时，则为单质金属层。
其中所述的金属焊料层的厚度为0.2微米到20微米之间，较佳为10微米左右。
其中所述的金属焊料层的形成方法是采用电镀或者蒸发的方法。
其中所述的分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉，采用的方法为金刚石刀具划片方法或者激光划片方法。
本发明的有益效果是：
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
利用本发明，由于采用了非平面结构的热沉，可以避免传统平面结构热沉容易导致激光器短路，光束倾斜等问题，提高激光器倒装的成品率。
附图说明
为了进一步说明本发明的内容，以下结合实施例对本发明做一详细的描述，其中：
图1是本发明中使用的衬底示意图；
图2是本发明中在衬底上蒸镀一层绝缘介质，并用光刻和腐蚀的方法将部分绝缘介质膜去掉用于制作激光器倒装电极制作的示意图；
图3是本发明中在保留有绝缘介质膜的区域和去掉绝缘介质膜的区域蒸镀金属层示意图；
图4是本发明中在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层示意图；
图5是本发明中将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉俯视图。
具体实施方式
如图1所示这是本发明中使用的衬底11，衬底11的材料是碳化硅，碳化硅材料具有比蓝宝石衬底高的热导率，用其做激光器倒装用热沉的衬底可以减小倒装后的激光器管芯的热阻，改善激光器的热学性能；
参阅图2，用PECVD方法蒸镀一层厚度约等于激光器管芯的P电极表面和N电极表面的高度差，大约为2.5微米的绝缘介质膜SiO2，然后用光刻和腐蚀的方法，腐蚀去掉部分绝缘层，仅保留制作激光器N电极区域的绝缘层；蒸镀绝缘介质膜SiO2，可以确保激光器P型电极和N型电极的隔离而不发生短路，同时这层与激光器管芯的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的垂直距离相等或接近的绝缘介质膜可以避免激光器管芯倒装在热沉上发生倾斜而影响激光光束质量的问题，减小激光器短路的几率；
参阅图3，通过光刻的方法在保留有绝缘介质膜21的区域和去掉绝缘介质膜21的区域形成激光器的管芯倒装用所需要的N电极和P电极的图形并蒸镀金属层31，该金属层31为钛/铂/金，它们的厚度可以分别是0.05微米/0.25微米/2.5微米，其总厚度为2.8微米。这层金属可以保证后续蒸镀的金属焊料层在其上具有良好的粘附性，同时该层也是激光器电极引线的焊接层，可以保证激光器电极引线容易焊接，具有强的粘附力而不容易脱落；
参阅图4是利用光刻的方法在金属层上形成所需的图形并用蒸发的方法形成一层金属焊料层41，该金属焊料层41为金锡合金，其厚度10微米，其中金占10％，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层31，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接。该金属焊料层41在焊接过程中可以确保在比较低的焊接温度，大约在280摄氏度熔化，并与激光器管芯的P型和N型电极表面金属材料形成合金，具有非常强的粘附性；
图5是用金刚石刀切割法将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉俯视图。用金刚石刀切割可以确保切割的形状规则，同时不产生热效应而不影响衬底上的金属层的性质和规则的图形形状。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：取一衬底；
步骤2：在衬底上蒸镀一层绝缘介质膜；
步骤3：用光刻和腐蚀的方法将部分绝缘介质膜去掉，以用于制作激光器倒装的P型焊接电极；
步骤4：在保留有绝缘介质膜的区域和去掉绝缘介质膜的区域蒸镀金属层；
步骤5：在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；
步骤6：将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。
2. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的衬底为硅、碳化硅、氮化铝、金刚石的导电或绝缘的具有高热导率的材料。
3. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述在衬底上蒸镀的绝缘介质膜是使用等离子体增强化学汽相沉积方法，或者低压化学汽相沉积方法，或者电子束蒸发方法形成。
4. 根据权利要求1或2所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的衬底上蒸镀的绝缘介质膜的厚度为0.5微米到3微米之间，最佳厚度是等于激光器的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的垂直距离。
5. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述刻蚀，是采用湿法化学腐蚀或者干法化学刻蚀或者离子束刻蚀技术。
6. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的金属层为钛、铝、镍、金、铂、银、铬单层金属或者它们之间的组合形成的两层或三层或四层金属层，金属层的厚度为0.5到10微米之间，该最上层的金属层为金金属层。
7. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的金属焊料层为铟、锡、金锡合金、铟锡合金、金铟合金，其合金的各种金属组分为0-100％，当各种金属组分为0和100％时，则为单质金属层。
8. 根据权利要求1或7所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的金属焊料层的厚度为0.2微米到20微米之间，较佳为10微米左右。
9. 根据权利要求1或7所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的金属焊料层的形成方法是采用电镀或者蒸发的方法。
10. 根据权利要求1所述的制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法，其特征在于，其中所述的分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉，采用的方法为金刚石刀具划片方法或者激光划片方法。
CN200710064384A 2007-03-14 2007-03-14 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法 Expired - Fee Related CN100576663C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710064384A CN100576663C (zh) 2007-03-14 2007-03-14 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710064384A CN100576663C (zh) 2007-03-14 2007-03-14 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101267087A true CN101267087A (zh) 2008-09-17
CN100576663C CN100576663C (zh) 2009-12-30

Family

ID=39989304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710064384A Expired - Fee Related CN100576663C (zh) 2007-03-14 2007-03-14 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100576663C (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102339917A (zh) * 2011-10-08 2012-02-01 滨州市甘德电子科技有限公司 集成SiC衬底和金刚石膜散热的LED
CN102427108A (zh) * 2011-11-15 2012-04-25 中国科学院半导体研究所 用于多电流注入区器件的倒装焊结构及其制作方法
CN102814568A (zh) * 2012-08-14 2012-12-12 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种浇注式焊接方法
CN103203565A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 郑州大学 用于大功率半导体激光器列阵及叠阵的耐高温焊料
CN108565672A (zh) * 2018-04-12 2018-09-21 无锡奥夫特光学技术有限公司 一种半导体激光器热沉的制备方法
CN109149367A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 住友电气工业株式会社 量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法
CN110856374A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 苏州晶鼎鑫光电科技有限公司 一种用于5g光模块的陶瓷薄膜电路表面选择性制备金锡共晶焊料的方法
WO2021068936A1 (zh) * 2019-10-11 2021-04-15 山西汉威激光科技股份有限公司 一种模块化高效散热均匀场激光光源系统
CN114284858A (zh) * 2021-12-29 2022-04-05 北京工业大学 一种同面电极vcsel芯片的微通道水冷结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100395897C (zh) * 2003-08-08 2008-06-18 厦门三安电子有限公司 一种氮化物器件倒装的方法
CN100353576C (zh) * 2004-11-19 2007-12-05 中国科学院半导体研究所 倒装氮化镓基发光二极管芯片的制作方法
JP2006332521A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Fujifilm Holdings Corp 半導体レーザー装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102339917B (zh) * 2011-10-08 2013-04-03 滨州市甘德电子科技有限公司 集成SiC衬底和金刚石膜散热的LED
CN102339917A (zh) * 2011-10-08 2012-02-01 滨州市甘德电子科技有限公司 集成SiC衬底和金刚石膜散热的LED
CN102427108A (zh) * 2011-11-15 2012-04-25 中国科学院半导体研究所 用于多电流注入区器件的倒装焊结构及其制作方法
CN103203565A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 郑州大学 用于大功率半导体激光器列阵及叠阵的耐高温焊料
CN103203565B (zh) * 2012-01-12 2016-02-03 郑州大学 用于大功率半导体激光器列阵及叠阵的耐高温焊料
CN102814568A (zh) * 2012-08-14 2012-12-12 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种浇注式焊接方法
CN109149367B (zh) * 2017-06-19 2021-09-07 住友电气工业株式会社 量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法
CN109149367A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 住友电气工业株式会社 量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法
CN108565672A (zh) * 2018-04-12 2018-09-21 无锡奥夫特光学技术有限公司 一种半导体激光器热沉的制备方法
WO2021068936A1 (zh) * 2019-10-11 2021-04-15 山西汉威激光科技股份有限公司 一种模块化高效散热均匀场激光光源系统
JP2022512909A (ja) * 2019-10-11 2022-02-07 山西▲漢▼威激光科技股▲ふん▼有限公司 モジュール化された高効率放熱均一フィールドレーザー光源システム
JP7150170B2 (ja) 2019-10-11 2022-10-07 山西▲漢▼威激光科技股▲ふん▼有限公司 モジュール化された高効率放熱均一フィールドレーザー光源システム
US11782332B2 (en) 2019-10-11 2023-10-10 Jinmei Lasertec Corp., Ltd Laser light source system of modular high-efficiency heat-dissipation uniform field
CN110856374A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 苏州晶鼎鑫光电科技有限公司 一种用于5g光模块的陶瓷薄膜电路表面选择性制备金锡共晶焊料的方法
CN114284858A (zh) * 2021-12-29 2022-04-05 北京工业大学 一种同面电极vcsel芯片的微通道水冷结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN100576663C (zh) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100576663C (zh) 制做氮化镓基激光器倒装用热沉的方法
CN103311395B (zh) 一种激光剥离薄膜led及其制备方法
US6806112B1 (en) High brightness light emitting diode
CN100388518C (zh) 氮化物基化合物半导体发光器件
CN102255013B (zh) 一种通过湿法剥离GaN基外延层和蓝宝石衬底来制备垂直结构发光二极管的方法
US20060154393A1 (en) Systems and methods for removing operating heat from a light emitting diode
FR2949278A1 (fr) Procede de fabrication d'un dispositif d'emission de lumiere a base de diodes electroluminescentes
US11335830B2 (en) Photo-emission semiconductor device and method of manufacturing same
KR20100008123A (ko) 이중 히트 씽크층으로 구성된 지지대를 갖춘 고성능수직구조의 반도체 발광소자
US20110163293A1 (en) Vertical Light-Emitting Diode and Manufacture Method Thereof
JP4951443B2 (ja) 発光ダイオードの製造方法
JP2004079972A (ja) 面発光型発光素子
CN102067345A (zh) 用于制备具有双面钝化的半导体发光器件的方法
CN101132111A (zh) 氮化镓基蓝光激光器的制作方法
CN112186079A (zh) 垂直结构led芯片的制备方法
CN102067336A (zh) 基于应力可调InGaAlN薄膜的发光器件
KR20080053180A (ko) 반도체 발광소자용 지지기판 및 상기 지지기판을 이용한고성능 수직구조의 반도체 발광소자
CN101267088A (zh) 氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法
CN101740674B (zh) 发光元件结构及其制造方法
TWI389347B (zh) 光電元件及其製作方法
CN101226981B (zh) 一种半导体发光器件及其制造方法
US9461211B2 (en) Method for producing a connection region of an optoelectronic semiconductor chip
CN101937952A (zh) 一种薄膜氮化镓基发光二极管的制作方法
CN101626000B (zh) 金属阵列基板、光电元件和发光元件及其制造方法
CN100576662C (zh) 利用倒装焊技术制作氮化镓基激光器管芯的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091230

Termination date: 20110314