CN113224642A - 一种面射型激光器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面射型激光器及其制造方法，将A l2O3去除以相对介电系数低于A l2O3的低相对介电系数材料替代A l2O3，从而提高器件的频率响应速度。

Description

一种面射型激光器及其制造方法
技术领域
本发明涉及面射型激光器技术领域，尤其涉及一种面射型激光器及其制造方法。
背景技术
现有的面射型激光器的低相对介电系数材料由Al2O3构成，由Al2O3作为电流局限层及光学局限层，其相对介电系数在8-10之间，产生电容效应，导致器件频率受到限制，影响了频率的响应速度。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提出一种频率响应速度的面射型激光器及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种面射型激光器，包括：p-DBR；低相对介电系数材料，从侧面向所述p-DBR内延伸，低相对介电系数材料，从侧面向所述p-DBR内延伸，所述低相对介电系数材料的相对介电系数小于Al2O3的相对介电系数。
进一步的，所述低相对介电系数材料的相对介电系数小于或等于6。
进一步的，还包括包覆所述低相对介电系数材料的钝化层，所述钝化层由low-k材料构成。
进一步的，所述low-k材料包括Si3N4、SiO2、SiCO、SiCN、BCB、PI、SiLKTM、HSQ、MSQ、HOSPTM、
Figure BDA0003026478650000021
Black
Figure BDA0003026478650000022
本发明还提供一种面射型激光器的制造方法，包括以下步骤：在侧向氧化工艺后对面射型激光器进行侧向氧化去除，去除Al2O3氧化层形成空孔；向所述空孔内填入相对介电系数低于Al2O3的相对介电系数的低相对介电系数材料；以low-k材料包裹所述低相对介电系数材料的侧壁形成钝化层。
进一步的，所述低相对介电系数材料为SiO2和/或SiN。
进一步的，侧向氧化去除采用湿法刻蚀工艺进行。
进一步的，向所述空孔内填入低相对介电系数材料采用原子层沉积工艺进行。
进一步的，形成所述钝化层采用旋转涂布工艺。
进一步的，所述low-k材料包括Si3N4、SiO2、SiCO、SiCN、BCB、PI、SiLKTM、HSQ、MSQ、HOSPTM、
Figure BDA0003026478650000023
Black
Figure BDA0003026478650000024
本发明的有益效果在于：将Al2O3去除以相对介电系数低于Al2O3的低相对介电系数材料替代Al2O3，用low-k材料包裹所述低相对介电系数材料的侧壁形成钝化层，从而提高器件的频率响应速度。
附图说明
图1是本发明实施例一种面射型激光器的制造方法的流程图；
图2是本发明实施例一种面射型激光器的制造方法的流程示意图；
图3是本发明实施例一种面射型激光器的结构示意图。
标号说明：
100、p-DBR；200、低相对介电系数材料；210、Al2O3氧化层；
220、空孔；300、钝化层；400、p接触电极；410、金属焊垫；500、一次刻蚀台面；600、n-DBR；
700、衬底；800、n电极接触层；810、n接触电极；900、BCB；910、金属垫；
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，对本发明一种面射型激光器及其制造方法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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图3，一种面射型激光器，包括：p-DBR100；低相对介电系数材料200，从侧面向p-DBR100内延伸，低相对介电系数材料，从侧面向所述p-DBR内延伸，所述低相对介电系数材料的相对介电系数小于Al2O3的相对介电系数；钝化层300，包覆低相对介电系数材料200，由low-k材料构成。
以相对介电系数低于Al2O3的低相对介电系数材料替代Al2O3，从而提高器件的频率响应速度。
进一步的，还包括包覆所述低相对介电系数材料的钝化层，所述钝化层由low-k材料构成。
可以理解的，p-DBR100即P-type semiconductor distributed Bragg reflector(laser)P型半导体分布布喇格反射器(激光器)。low-k即低介电常数材料。Al2O3即氧化铝。
优选的，低相对介电系数材料的相对介电系数小于或等于6。优选的，低相对介电系数材料的相对介电系数为3-5。
优选的，低相对介电系数材料为SiO2和/或SiN。SiO2(二氧化硅)材料的相对介电系数约为4，SiN(氮化硅)材料的相对介电系数也较小，可以提高器件的频率响应速度。
优选的，low-k材料包括Si3N4(氮化硅)、SiO2(二氧化硅)、BCB(Benzocyclobuten，苯环丁烯)、PI(polyimide，聚醯亚胺)、SiLKTM(Trade Mark of the Dow ChemicalCompany)、HSQ(hydrogen silsesquioxane)、MSQ(methylsilsesquioxane)、HOSPTM(TradeMark of the Honeywell Company)、
Figure BDA0003026478650000041
Black
Figure BDA0003026478650000042
(Trade Mark ofthe Applied
Figure BDA0003026478650000043
)。
一般的，面射型激光器包括p接触电极400(p-contact，P型接触层)、p-DBR100、低相对介电系数材料200、钝化层300、一次刻蚀台面500、有源区、衬底700、n-DBR600、n接触电极等。
请参照图1-图2，本发明还提供一种面射型激光器的制造方法，包括以下步骤：在侧向氧化工艺后对面射型激光器进行侧向氧化去除，去除Al2O3氧化层210形成空孔220；向空孔220内填入相对介电系数低于Al2O3的相对介电系数的低相对介电系数材料200；以low-k材料包裹低相对介电系数材料200的侧壁形成钝化层300。
将Al2O3去除以相对介电系数低于Al2O3的低相对介电系数材料替代Al2O3，用low-k材料包裹低相对介电系数材料200的侧壁形成钝化层300，从而提高器件的频率响应速度。
优选的，低相对介电系数材料为SiO2。
优选的，侧向氧化去除采用湿法刻蚀工艺进行。一般的，湿法刻蚀所使用的刻蚀液包含H3PO4/H2SO4/HCl/H2C2O2/H2C2O4中的一种或多种的水溶液。
可以理解的，由于DBR各层的铝含量不同，各层的侧向氧化深度有差异，通常来说最靠近MQW(Multiple Quantum Well，多量子阱)主动层的Al含量最高，一般可高达98％。
优选的，向空孔220内填入低相对介电系数材料采用原子层沉积工艺进行。
优选的，形成钝化层300采用旋转涂布工艺。
优选的，low-k材料包括Si3N4、SiO2、SiCO、SiCN、BCB、PI、SiLKTM、HSQ、MSQ、HOSPTM、
Figure BDA0003026478650000051
Black
Figure BDA0003026478650000052
一般的，传统的面射型激光器的制造方法包括外延生长、P电极蒸发剥离、一次台面刻蚀、侧向氧化、二次台面刻蚀、n电极蒸发剥离、BCB涂覆及刻蚀和PAD溅射剥离，其中P电极蒸发剥离、一次台面刻蚀的顺序可以对换。而本申请是在侧向氧化后进行侧向氧化去除，然后以低相对介电系数材料填补氧化孔，从而提升面射型激光器的频率响应速度。即本发明的面射型激光器的制造方法包括外延生长、P电极蒸发剥离、一次刻蚀台面500刻蚀、侧向氧化、侧向氧化去除、氧化孔填补、侧壁包覆、二次一次刻蚀台面500刻蚀、n电极蒸发剥离、BCB涂覆及刻蚀和PAD溅射剥离，其中P电极蒸发剥离、一次刻蚀台面500刻蚀的顺序可以对换。
综上所述，本发明提供的一种面射型激光器及其制造方法，将Al2O3去除以相对介电系数低于Al2O3的低相对介电系数材料替代Al2O3，用low-k材料包裹所述低相对介电系数材料的侧壁形成钝化层，从而提高器件的频率响应速度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种面射型激光器，其特征在于，包括：
p-DBR；
低相对介电系数材料，从侧面向所述p-DBR内延伸，所述低相对介电系数材料的相对介电系数小于Al2O3的相对介电系数。
2.根据权利要求1所述的一种面射型激光器，其特征在于，所述低相对介电系数材料的相对介电系数小于或等于6。
3.根据权利要求1所述的一种面射型激光器，其特征在于，还包括包覆所述低相对介电系数材料的钝化层，所述钝化层由low-k材料构成。
4.根据权利要求3所述的一种面射型激光器，其特征在于，所述low-k材料包括Si3N4、SiO2、SiCO、SiCN、BCB、PI、SiLKTM、HSQ、MSQ、HOSPTM、
Figure FDA0003026478640000011
Black
Figure FDA0003026478640000012
5.一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在侧向氧化工艺后对面射型激光器进行侧向氧化去除，去除Al2O3氧化层形成空孔；
向所述空孔内填入相对介电系数低于Al2O3的相对介电系数的低相对介电系数材料。
6.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，以low-k材料包裹所述低相对介电系数材料的侧壁形成钝化层。
7.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，所述低相对介电系数材料为SiO2和/或SiN。
8.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，侧向氧化去除采用湿法刻蚀工艺进行。
9.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，向所述空孔内填入低相对介电系数材料采用原子层沉积工艺进行。
10.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，形成所述钝化层采用旋转涂布工艺。
11.根据权利要求4所述的一种面射型激光器的制造方法，其特征在于，所述low-k材料包括Si3N4、SiO2、SiCO、SiCN、BCB、PI、SiLKTM、HSQ、MSQ、HOSPTM、
Figure FDA0003026478640000021
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Figure FDA0003026478640000022
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