CN104966991A - 一种新型高速半导体激光器的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于光电子技术领域，提供了一种新型高速半导体激光器的制作方法，所述方法包括：制作外延片的脊波导结构；脊波导结构上通过等离子体增强化学气相沉积PECVD方法生长SiO2绝缘层，所述SiO2薄膜的厚度为2-3um；在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，光刻的窗口宽度为1.5-2.5um；基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口；通过所述电极柱接口制作P面电极，并通过减薄所述外延片制作N面电极。本发明实施例通过这种新型结构设计与传统激光器制作方法比较起来，本发明方法制作可以解决了后面打线封装的问题，利于大规模生产的需要。

Description

一种新型高速半导体激光器的制作方法
技术领域
本发明属于光电子技术领域，尤其涉及一种新型高速半导体激光器的制作方法。
背景技术
传统的高速半导体激光器制作方法如下：在脊波导结构上生长SiO2层，涂覆BCB(苯并环丁烯)，通过光刻方法获得图形。然后通过采用RIE设备进行大面积干法刻蚀BCB，只留双沟道里的BCB层，然后采用RIE刻蚀SiO2层，露出电极接触窗口，完成P面电极制作；将外延片减薄后，完成N面电极制作。但是在实际应用中，发现一些问题，比如外延片制作工艺完成后，需要解理成独立的芯片，这时，钝化后的BCB材料，在外力解理时容易裂变，随后芯片制作成器件时，需要在电极上打金属引线，同时由于BCB与金属电极(TiPtAu)粘结也不紧密，容易造成电极容脱落，使得器件制作成品率低下。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种新型高速半导体激光器的制作方法，以解决现有技术的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种新型高速半导体激光器的制作方法，所述方法包括以下步骤：
制作外延片的脊波导结构；
脊波导结构上通过等离子体增强化学气相沉积PECVD方法生长SiO2绝缘层，所述SiO2薄膜的厚度为2-3um；
在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，光刻的窗口宽度为1.5-2.5um；
基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口；
通过所述电极柱接口制作P面电极，并通过减薄所述外延片制作N面电极。
优选的，所述制作外延片由磷化铟InP材料制作。
优选的，所述制作外延片的脊波导结构，具体包括：脊宽设置为1.8-2.2um。
优选的，所述在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，具体包括：在SiO2层上涂敷光刻胶，并进行90℃固化；利用光刻机完成电极柱窗口的光刻；在120℃环境下完成曝光、显影和钝化，形成光刻窗口。
优选的，所述基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口，具体包括：利用曝光显影形成光刻胶做掩蔽，用CF4和O2气体刻蚀光刻窗口下的SiO2层，形成电极柱接口。
优选的，所述通过所述电极柱接口制作P面电极，具体包括：完成P面电极制作，电极材料为和厚度对应关系分别为：Ti-50nm，Pt-80nm，Au-200nm。
优选的，所述通过减薄所述外延片制作N面电极，具体包括：将外延片背面减薄为100μm，制作N面电极，电极材料及厚度对应关系分别为:Ti-50nm，Pt-80nm，Au-100nm。
优选的，所述方法还包括：进行解理，镀膜，完成高速半导体激光器芯片制作。
本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器的制作方法的有益效果包括：本发明实施例通过这种新型结构设计与传统激光器制作方法比较起来，本发明方法制作可以解决了后面打线封装的问题，利于大规模生产的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器的制作方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器制作过程中结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器制作过程中结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器制作过程中结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器制作过程中结构示意图
图6是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器制作过程中结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器的频率特性示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
如图1所示为本发明提供的一种新型高速半导体激光器的制作方法，所述方法包括以下步骤：
在步骤201中，制作外延片的脊波导结构。
如图2所示，图中脊波导结构1通常是根据所要生产的激光器的功率大小以及激光束的粗细来设计，而其材料也可以是多种，例如：比较多的是采用聚四氟乙烯和磷化铟InP材料。
在步骤202中，脊波导结构上通过等离子体增强化学气相沉积PECVD方法生长SiO2绝缘层，所述SiO2薄膜的厚度为2-3um。
如图2所示，图中2所示为SiO2薄膜，在本实施例中存在一种优选的实现方案，即在脊波导结构上通过等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor DepoSit ion，简写为：PECVD)方法生长SiO2绝缘层。
在步骤203中，在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，光刻的窗口宽度为1.5-2.5um。
在步骤204中，基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口。
在步骤205中，通过所述电极柱接口制作P面电极，并通过减薄所述外延片制作N面电极。
本发明实施例通过这种新型结构设计与传统激光器制作方法比较起来，本发明方法制作可以解决了后面打线封装的问题，利于大规模生产的需要。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述制作外延片由磷化铟InP材料制作。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述制作外延片的脊波导结构，具体包括：脊宽设置为1.8-2.2um。如图2所示。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，如图4所示，具体包括：在SiO2层上涂敷光刻胶3，并进行90℃固化；利用光刻机完成电极柱窗口4的光刻；在120℃环境下完成曝光、显影和钝化，形成光刻窗口4。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述基于所述光刻的窗口4，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口，如图5所示，具体包括：利用曝光显影形成光刻胶做掩蔽，用CF4和O2气体刻蚀光刻窗口下的SiO2层，形成电极柱接口5。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述通过所述电极柱接口制作P面电极，具体包括：完成P面电极制作，电极材料为和厚度对应关系分别为：Ti-50nm，Pt-80nm，Au-200nm。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述通过减薄所述外延片制作N面电极，具体包括：将外延片背面减薄为100μm，制作N面电极，电极材料及厚度对应关系分别为:Ti-50nm，Pt-80nm，Au-100nm。
结合本发明实施例，存在一种优选的方案，其中，所述方法还包括：进行解理，镀膜，完成高速半导体激光器芯片制作。
实施例二
如图7所示为本发明实施例提供的一种新型高速半导体激光器的频率特性示意图，测试中根据激光束频率从10MHz到20GHz范围内容，分别测试了由本发明所制作的高速半导体激光器的频率特性。从图7可以看出，本发明所制作的高速半导体激光器能够满足小于10GHz频率激光束的衰减要求。
综上所述，本发明实施例所提供的高速半导体激光器制造方法，在满足特定频率激光束的衰减需求前提下，简化了生产工艺，并节约了生产成本。
本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型高速半导体激光器的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
制作外延片的脊波导结构；
脊波导结构上通过等离子体增强化学气相沉积PECVD方法生长SiO2绝缘层，所述SiO2薄膜的厚度为2-3um；
在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，光刻的窗口宽度为1.5-2.5um；
基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口；
通过所述电极柱接口制作P面电极，并通过减薄所述外延片制作N面电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作外延片由磷化铟InP材料制作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作外延片的脊波导结构，具体包括：脊宽设置为1.8-2.2um。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述SiO2薄膜上使用光刻法，制作电极柱图形，具体包括：
在SiO2层上涂敷光刻胶，并进行90℃固化；
利用光刻机完成电极柱窗口的光刻；
在120℃环境下完成曝光、显影和钝化，形成光刻窗口。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述光刻的窗口，使用RIE刻蚀SiO2层，获取电极柱接口，具体包括：
利用曝光显影形成光刻胶做掩蔽，用CF4和O2气体刻蚀光刻窗口下的SiO2层，形成电极柱接口。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述电极柱接口制作P面电极，具体包括：
完成P面电极制作，电极材料为和厚度对应关系分别为：Ti-50nm，Pt-80nm，Au-200nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过减薄所述外延片制作N面电极，具体包括：
将外延片背面减薄为100μm，制作N面电极，电极材料及厚度对应关系分别为:Ti-50nm，Pt-80nm，Au-100nm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
进行解理，镀膜，完成高速半导体激光器芯片制作。
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