CN104218447B - 一种半导体激光器芯片欧姆接触电极及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,包括在半导体激光器芯片上制备有欧姆接触电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层。本发明所述的单质金属层的金属为可用于蒸镀欧姆接触电极金属,属于现有公知技术。本发明针对目前GaAs半导体激光器芯片制备,提出了一种新的欧姆接触电极的制作方法,具有粘附性好、金属层间应力小,能够有效的促进金属薄膜层间的相变以及高温下的互扩散,有利于金属系的混合层化以及抗热疲劳、耐冲击的能力,从而提高了GaAs半导体激光器芯片欧姆接触性能、散热能力、可靠性和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器芯片欧姆接触电极及其制备方法与应用,属于半导体激光器的技术领域。
背景技术
半导体激光在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管(Laser diode)等,广泛应用于光纤通讯、光盘读写、光缆电视、高效泵浦、激光医疗、材料加工等各领域。
电极制作又称欧姆接触制备是制造半导体激光器中看来简单但十分重要的工艺。由欧姆接触引入的串联电阻直接影响器件的直流和频率特性,它的好坏不仅影响器件的电光转换效率,而且关系到器件工作的热状态,直接影响到器件的可靠性和寿命。
目前半导体芯片金属电极制备工艺经常使用的制备方法有:热蒸发、电子束蒸发和溅射等。而电子束蒸镀是将蒸发材料置于水冷坩埚中,利用电子束直接加热使蒸发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜的方法。此种金属薄膜的蒸镀方法需要采用电子枪作为金属蒸镀的能量产生器件。单电子枪蒸镀设备,即是采用一个电子枪进行薄膜制备的设备。双电子枪蒸镀设备是单电子枪蒸镀设备的发展,设备安装配置两个电子枪,可以将两种金属置于不同的两个蒸发源中进行同时和分时蒸镀。
目前半导体III-V族材料N面欧姆接触电极普遍采用NiAuGeNiAu、CrAu、TiAu、TiAl等金属体系电极,P面接触电极采用AuBe、NiAu、TiAu、PtAu、NiAg等金属体系电极,蒸镀时一般采用单电子枪设备进行蒸镀,按次序完成一种金属的蒸镀后再蒸镀另一种金属。随着双电子枪设备的发展,金属蒸镀可实现了两种或多种金属的混合蒸镀,但在GaAs半导体二极管器件上应用双电子枪实现混合层蒸镀工艺目前还没有。
中国专利CN102130259A公开了一种发光二极管的复合电极及其制作方法。一种发光二极管芯片的复合电极,其结构自下而上分别为:欧姆接触金属层、第一隔离金属层、填充金属层、第二隔离金属层、表面金属层,其中,第二隔离金属层和表面金属层覆盖在欧姆接触金属层、第一隔离金属层和填充金属层的上面和侧面,完全将这三个电极层包裹在电极内部。
中国专利CN202084572U公开了一种氮化物发光二极管的欧姆接触电极,其由依次在氮化物半导体上的欧姆接触层、过渡层和金属铝层组成,或由依次在氮化物半导体上的欧姆接触层和金属铝层组成。其中其过渡层金属为镍或钛。
中国其他欧姆接触电极的相关的专利还有CN101783381A、CN101814479A等,其主要是包覆式扩展电极和设置电极接触孔方面的专利。
中国专利CN1787237涉及一种发光二极管芯片,包括蓝宝石衬底、在所述衬底上外延生长的N型氮化镓和P型氮化镓半导体材料,还包括在所述氮化镓半导体材料上制备的透明导电薄膜,所述透明导电薄膜包括氧化铟锡层和镍金合金层。制备所述发光二极管芯片的步骤包括:1)刻蚀部分暴露N型氮化镓;2)在P型氮化镓上先后蒸镀或溅射镍金,然后再进行合金;3)蒸镀或溅射氧化铟锡层,然后再进行合金;4)蒸镀或溅射PN电极。
以上所提到的专利文献,其金属欧姆接触电极的制备,采用传统方法蒸镀或溅射工艺,由下而上依次制备的多种不同的单质金属层,其提到的合金金属层,均采用合金金属源(靶材)单电子束蒸镀或是溅射,与本发明相比,其金属与金属之间存在更大的相变,从而导致膜层间应力大、抗热疲劳性能低。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种半导体激光器芯片欧姆接触电极。
本发明还提供一种半导体激光器芯片欧姆接触电极的制备方法,所述的制备方法是在欧姆接触金属过程中通过双电子枪设备实现同时或分时多种金属的蒸镀,从而实现单一金属层之间金属层过渡层渐变,可有效降低器件界面引起的应力,提高器件抗热疲劳性能。
本发明的技术方案:
一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,包括在半导体激光器芯片上制备有欧姆接触电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层。本发明所述的单质金属层的金属为可用于蒸镀欧姆接触电极金属,属于现有公知技术。
根据本发明优选的,所述欧姆接触电极的单质金属层和混合金属层的总层数为2N+1层,其中N≥1。
根据本发明优选的,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层,所述混合金属层中所含相邻两种单质金属的体积比为1:(0.05~20)。
根据本发明优选的,所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Pt混合金属层、Pt金属层、Pt/Au混合金属层和Au金属层;
所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Pt混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;Pt金属层厚度范围200埃-3000埃;Pt/Au混合金属层的厚度范围200埃-1000埃;Au金属层的厚度范围500埃-20000埃。
根据本发明优选的,所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Au混合金属层和Au金属层;
所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Au混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层的厚度范围1000埃-20000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;
所述Ni金属层厚度范围100埃-1000埃;所述Ni/Au混合金属层厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层厚度范围1000埃-20000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Au金属层、Au/Be混合金属层、Be金属层、Be/Au混合金属层、和Au金属层。
所述Au金属层厚度范围100埃-200埃;所述Au/Be混合金属层厚度范围500埃-3000埃;所述Be金属层厚度范围50埃-1000埃;所述Be/Au混合金属层厚度范围50埃-1000埃;所述Au金属层厚度范围500埃-20000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Ag混合金属层和Ag金属层;
所述Ni金属层厚度范围10埃-500埃;所述Ni/Ag混合金属层厚度范围10埃-1000埃;Ag金属层厚度范围500埃-5000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ge金属层、Ge/Au混合金属层、Au金属层、Au/Ni混合金属层、Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;
其中,所述Ge金属层的厚度范围50埃-500埃;所述Ge/Au混合金属层的厚度范围50埃-500埃;Au金属层的厚度范围100埃-1000埃;Au/Ni混合金属层的厚度范围50埃-300埃;Ni金属层的厚度范围100埃-1000埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围50-埃100埃;Au金属层的厚度范围200埃-5000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Au混合金属层、Au金属层、Au/Ge混合金属层、Ge金属层、Ge/Ni混合金属层、Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;
其中所述Ni金属层的厚度范围10埃-100埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围10埃-100埃;Au金属层的厚度范围200埃-800埃;Au/Ge混合金属层的厚度范围50埃-100埃;Ge金属层的厚度范围50埃-200埃;Ge/Ni混合金属层的厚度范围10埃-50埃;Ni金属层的厚度范围50埃-100埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围10埃-200埃;Au金属层的厚度范围2000埃-5000埃。
根据本发明优选的,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Au混合金属层和Au金属层;
所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Au混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层的厚度范围1000埃-20000埃。
一种半导体激光器芯片欧姆接触电极的制备方法,包括步骤如下:
向所述半导体激光器芯片的表面蒸镀欧姆金属电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次蒸镀的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间蒸镀有含该相邻两种单质金属的混合金属层。
根据本发明优选的,所述混合金属层采用双电子枪进行蒸镀,所述的单质金属层利用单电子枪蒸镀。
根据本发明优选的,所述欧姆接触电极的单质金属层和混合金属层的总层数为2N+1层,其中N≥1。
一种利用上述制备方法在GaAs半导体激光器芯片上制备欧姆接触电极的方法,包括步骤如下:
(1)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(2)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀第1层单质金属层:第1类单质金属层;
(3)开启双电子枪蒸镀第2层混合金属层;第1类单质金属和第2类单质金属的混合金属层;
(4)开启单电子枪蒸镀第3层单质金属层:第2类单质金属层;
(5)开启双电子枪蒸镀第4层混合金属层:第2类单质金属和第3类单质金属的混合金属层;
(6)开启单电子枪蒸镀第5层金属层:第3类单质金属层;
(7)开启双电子枪蒸镀第6层混合金属层:第3类单质金属和第4类单质金属的混合金属层;
……
(2N+2)蒸镀第2N+1层单质金属层(N≥1),完成欧姆接触电极的蒸镀;
(2N+3)对蒸发台设备破真空,取出GaAs半导体激光器芯片按照现有技术进行合金,完成欧姆接触电极的制备。在所述GaAs半导体激光器芯片上,由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层。
本发明的优点在于:
本发明针对目前GaAs半导体激光器芯片制备,提出了一种新的欧姆接触电极的制作方法,具有粘附性好、金属层间应力小,能够有效的促进金属薄膜层间的相变以及高温下的互扩散,有利于金属系的混合层化以及抗热疲劳、耐冲击的能力,从而提高了GaAs半导体激光器芯片欧姆接触性能、散热能力、可靠性和寿命。
附图说明
图1是本发明GaAs半导体激光器欧姆接触电极的结构示意图;
图2是半导体激光器结构示意图;
图3是实施特例1半导体激光器P电极结构示意图;
图4是实施特例7半导体激光器N电极结构示意图;
图5是采用现有技术在半导体激光器芯片上采用高温合金制备的欧姆接触电极的金属表面的光学显微镜照片,其放大倍数为500X;
图6是按照本发明在半导体激光器芯片上制备的欧姆接触电极的金属表面的光学显微镜照片,其放大倍数为500X。
在图1-图4中,1、P/N-GaAs;2、第1类金属层;3、第1类金属和第2类金属的混合金属层;4、第2类金属层;5、第2类金属和第3类金属混合金属层;6、第3类金属层;7、第3类金属和第4类金属混合金属层;8、第4类金属层;9、第4类金属和第5类金属混合金属层;10、第5类金属层;11、P电极;12、绝缘层;13上限制层;14、有源区;15、下限制层;16、GaAs衬底;17、N电极;
11-1、Ti金属层;11-2、Ti/Pt混合金属层;11-3、Pt金属层;11-4、Pt/Au混合金属层;11-5、Au金属层;17-1、Ni金属层;17-2、Ni/Au混合金属层;17-3、Au金属层;17-4、Au/Ge混合金属层;17-5、Ge金属层;17-6、Ge/Ni混合金属层;17-7、Ni金属层;17-8、Ni/Au混合金属层;17-9、Au金属层。
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明进一步详细地说明,但不限于此。
实施例1、
如图3所示,一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,包括在半导体激光器芯片上制备有欧姆接触电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层。
所述欧姆接触电极的单质金属层和混合金属层的总层数为2N+1层,其中N≥1。
所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层11-1、Ti/Pt混合金属层11-2、Pt金属层11-3、Pt/Au混合金属层11-4和Au金属层11-5;
所述Ti金属层11-1的厚度500埃;所述Ti/Pt混合金属层11-2的厚度500埃;Pt金属层11-3厚度1000埃;Pt/Au混合金属层11-4的厚度500埃;Au金属层11-5的厚度3000埃。
实施例2、
一种如实施例1所述,在GaAs半导体激光芯片上制备P面欧姆接触电极的工艺制作顺序:外延生长-光刻-PECVD-剥离-P面欧姆接触电极-P面电极混合层,步骤如下:
(1)在GaAs衬底上依次生长N型层、有源区、P型层等GaAs半导体激光器结构;
(2)采用激光器脊条版图光刻腐蚀P面脊条;
(3)光刻胶掩膜保护脊区生长SiO2绝缘层;
(4)将脊区上的光刻胶剥离去除;
(5)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(6)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀单质金属层,开启双电子枪开始蒸镀混合金属层:蒸镀先后顺序为:Ti金属层,厚度要求500埃;Ti/Pt混合金属层,厚度要求500埃;Pt金属层,厚度要求1000埃;Pt/Au混合金属层,厚度要求500埃;Au金属层,厚度要求3000埃。
(6)将蒸镀完的P面欧姆接触电极芯片进行合金,完成P面欧姆接触电极的制备。
实施例3、
如实施例1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其区别在于,
所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Au混合金属层和Au金属层;所述Ti金属层的厚度范围500埃;所述Ti/Au混合金属层的厚度范围200埃;所述Au金属层的厚度范围6000埃。
实施例4、
如实施例3所述的在GaAs半导体激光芯片上制备P面欧姆接触电极的工艺制作顺序:外延生长-光刻-PECVD-剥离-P面欧姆接触电极-P面电极混合层,步骤如下:
(1)在GaAs衬底上依次生长N型层、有源区、P型层等GaAs半导体激光器结构;
(2)采用激光器脊条版图光刻腐蚀P面脊条;
(3)光刻胶掩膜保护脊区生长SiO2绝缘层;
(4)将脊区上的光刻胶剥离去除;
(5)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(6)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀单质金属层,开启双电子枪开始蒸镀混合金属层:蒸镀先后顺序为:蒸镀先后顺序:Ti金属层,厚度要求500埃;Ti/Au混合金属层,厚度要求200埃;Au金属层,厚度要求6000埃。
(6)将蒸镀完的P面欧姆接触电极芯片进行合金,完成P面欧姆接触电极的制备。
实施例5、
如实施例1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其区别在于,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ge金属层、Ge/Au混合金属层、Au金属层、Au/Ni混合金属层、Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;
其中,所述Ge金属层的厚度100埃;所述Ge/Au混合金属层的厚度50埃;Au金属层的厚度400埃;Au/Ni混合金属层的厚度100埃;Ni金属层的厚度200埃;Ni/Au混合金属层的厚度100埃;Au金属层的厚度200埃。
实施例6、
如实施例5所述的在GaAs半导体激光芯片上制备N面欧姆接触电极的工艺制作顺序:外延生长-光刻-PECVD-剥离-P电极-光刻腐蚀-减薄—N面电极—混合层,步骤如下:
(1)在GaAs衬底上依次生长N型层、有源区、P型层等GaAs半导体激光器结构;
(2)采用激光器脊条版图光刻腐蚀P面脊条;
(3)光刻胶掩膜保护脊区生长SiO2绝缘层;
(4)将脊区上的光刻胶剥离去除;
(5)采用电子束蒸发制备P面电极;
(6)光刻胶掩膜保护腐蚀解理槽中的P面金属和SiO2
(7)减薄GaAs衬底,芯片厚度到110-130μm;
(8)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(9)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀单质金属层,开启双电子枪开始蒸镀混合金属层:N面欧姆接触电极从下到上包括:Ge金属层,厚度要求100埃;Ge/Au混合金属层,厚度要求50埃;Au金属层,厚度要求400埃;Au/Ni混合金属层,厚度要求100埃;Ni金属层,厚度要求200埃;Ni/Au混合金属层,厚度要求100埃;Au金属层,厚度要求200埃。
(10)将蒸镀完的N面欧姆接触电极芯片进行合金,完成N面欧姆接触电极的制备。
实施例7、
如图4所示,如实施例5所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其区别在于,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层17-1、Ni/Au混合金属层17-2、Au金属层17-3、Au/Ge混合金属层17-4、Ge金属层17-5、Ge/Ni混合金属层17-6、Ni金属层17-7、Ni/Au混合金属层17-8和Au金属层17-9;
其中所述Ni金属层的厚度50埃;Ni/Au混合金属层的厚度50埃;Au金属层的厚度500埃;Au/Ge混合金属层的厚度60埃;Ge金属层的厚度150埃;Ge/Ni混合金属层的厚度50埃;Ni金属层的厚度100埃;Ni/Au混合金属层的厚度100埃;Au金属层的厚度3000埃。
实施例8、
如实施例7所述的在GaAs半导体激光芯片上制备N面欧姆接触电极的工艺制作顺序:外延生长-光刻-PECVD-剥离-P电极-光刻腐蚀-减薄—N面电极—混合层,步骤如下:
(1)在GaAs衬底上依次生长N型层、有源区、P型层等GaAs半导体激光器结构;
(2)采用激光器脊条版图光刻腐蚀P面脊条;
(3)光刻胶掩膜保护脊区生长SiO2绝缘层;
(4)将脊区上的光刻胶剥离去除;
(5)采用电子束蒸发制备P面电极;
(6)光刻胶掩膜保护腐蚀解理槽中的P面金属和SiO2
(7)减薄GaAs衬底,芯片厚度到110-130μm;
(8)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(9)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀单质金属层,开启双电子枪开始蒸镀混合金属层:N面欧姆接触电极从下到上包括:所述Ni金属层的厚度50埃;Ni/Au混合金属层的厚度50埃;Au金属层的厚度500埃;Au/Ge混合金属层的厚度60埃;Ge金属层的厚度150埃;Ge/Ni混合金属层的厚度50埃;Ni金属层的厚度100埃;Ni/Au混合金属层的厚度100埃;Au金属层的厚度3000埃。
(10)将蒸镀完的N面欧姆接触电极芯片进行合金,完成N面欧姆接触电极的制备。
实施例9、
如实施例1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其区别在于,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层,所述混合金属层中所含相邻两种单质金属的体积比为1:3,即,所述Ti/Pt混合金属层11-2中,所述Ti金属和Pt金属的体积比为1:3;所述Pt/Au混合金属层11-4中,所述Pt金属和Au金属的体积比为1:3。
图5是采用现有技术在半导体激光器芯片上采用高温合金制备的欧姆接触电极的金属表面的光学显微镜照片;图6是按照本发明在半导体激光器芯片上制备的欧姆接触电极的金属表面的光学显微镜照片,由图5和图6的光学显微镜的照片对比可知,采用现有技术在半导体激光器芯片上采用高温合金制备的欧姆接触电极的金属表面均匀性及质量变差;而按照本发明在半导体激光器芯片上制备的欧姆接触电极的金属表面均匀性及质量良好,能够有效的促进金属薄膜层间的相变以及高温下的互扩散,有利于金属系的混合层化以及抗热疲劳、耐冲击的能力,从而提高了GaAs半导体激光器芯片欧姆接触性能、散热能力、可靠性和寿命。
Claims (8)
1.一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,包括在半导体激光器芯片上制备有欧姆接触电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层;在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层,所述混合金属层中所含相邻两种单质金属的体积比为1:(0.05~20);
所述欧姆接触电极的单质金属层和混合金属层的总层数为2N+1层,其中N≥1;
所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Pt混合金属层、Pt金属层、Pt/Au混合金属层和Au金属层;所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Pt混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;Pt金属层厚度范围200埃-3000埃;Pt/Au混合金属层的厚度范围200埃-1000埃;Au金属层的厚度范围500埃-20000埃;
或,所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Au混合金属层和Au金属层;所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Au混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层的厚度范围1000埃-20000埃;
或,所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;所述Ni金属层厚度范围100埃-1000埃;所述Ni/Au混合金属层厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层厚度范围1000埃-20000埃;
或所述GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Au金属层、Au/Be混合金属层、Be金属层、Be/Au混合金属层、和Au金属层;所述Au金属层厚度范围100埃-200埃;所述Au/Be混合金属层厚度范围500埃-3000埃;所述Be金属层厚度范围50埃-1000埃;所述Be/Au混合金属层厚度范围50埃-1000埃;所述Au金属层厚度范围500埃-20000埃。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其特征在于,所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,GaAs半导体激光芯片P面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Ag混合金属层和Ag金属层;所述Ni金属层厚度范围10埃-500埃;所述Ni/Ag混合金属层厚度范围10埃-1000埃;Ag金属层厚度范围500埃-5000埃。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其特征在于,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ge金属层、Ge/Au混合金属层、Au金属层、Au/Ni混合金属层、Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;其中,所述Ge金属层的厚度范围50埃-500埃;所述Ge/Au混合金属层的厚度范围50埃-500埃;Au金属层的厚度范围100埃-1000埃;Au/Ni混合金属层的厚度范围50埃-300埃;Ni金属层的厚度范围100埃-1000埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围50-埃100埃;Au金属层的厚度范围200埃-5000埃。
4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其特征在于,所述的半导体激光器芯片为GaAs半导体激光芯片,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ni金属层、Ni/Au混合金属层、Au金属层、Au/Ge混合金属层、Ge金属层、Ge/Ni混合金属层、Ni金属层、Ni/Au混合金属层和Au金属层;其中所述Ni金属层的厚度范围10埃-100埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围10埃-100埃;Au金属层的厚度范围200埃-800埃;Au/Ge混合金属层的厚度范围50埃-100埃;Ge金属层的厚度范围50埃-200埃;Ge/Ni混合金属层的厚度范围10埃-50埃;Ni金属层的厚度范围50埃-100埃;Ni/Au混合金属层的厚度范围10埃-200埃;Au金属层的厚度范围2000埃-5000埃。
5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器芯片欧姆接触电极,其特征在于,GaAs半导体激光器芯片N面欧姆接触电极由下而上依次为Ti金属层、Ti/Au混合金属层和Au金属层;所述Ti金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Ti/Au混合金属层的厚度范围100埃-1000埃;所述Au金属层的厚度范围1000埃-20000埃。
6.一种如权利要求1所述半导体激光器芯片欧姆接触电极的制备方法,其特征在于,该方法包括步骤如下:
向所述半导体激光器芯片的表面蒸镀欧姆金属电极,所述的欧姆接触电极包括由下而上依次蒸镀的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间蒸镀有含该相邻两种单质金属的混合金属层。
7.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述混合金属层采用双电子枪进行蒸镀,所述的单质金属层利用单电子枪蒸镀;所述欧姆接触电极的单质金属层和混合金属层的总层数为2N+1层,其中N≥1。
8.一种利用如权利要求1所述制备方法在GaAs半导体激光器芯片上制备欧姆接触电极的方法,其特征在于,包括步骤如下:
(1)将待蒸镀欧姆接触电极的GaAs半导体激光器芯片清洗处理后放入蒸发台;
(2)待蒸发台设备达到预定的真空度,所述预定的真空度为2×10-4Pa以下,开启单电子枪对GaAs半导体激光器芯片开始蒸镀第1层单质金属层:第1类单质金属层;
(3)开启双电子枪蒸镀第2层混合金属层;第1类单质金属和第2类单质金属的混合金属层;
(4)开启单电子枪蒸镀第3层单质金属层:第2类单质金属层;
(5)开启双电子枪蒸镀第4层混合金属层:第2类单质金属和第3类单质金属的混合金属层;
(6)开启单电子枪蒸镀第5层金属层:第3类单质金属层;
(7)开启双电子枪蒸镀第6层混合金属层:第3类单质金属和第4类单质金属的混合金属层;
……
(2N+2)蒸镀第2N+1层单质金属层(N≥1),完成欧姆接触电极的蒸镀;
(2N+3)对蒸发台设备破真空,取出GaAs半导体激光器芯片按照现有技术进行合金,完成欧姆接触电极的制备;在所述GaAs半导体激光器芯片上,由下而上依次制备的多种单质金属层,在相邻不同种类单质金属层之间制备有含该相邻两种单质金属的混合金属层。
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