CN115332944B - 一种半导体激光器制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体激光器制作技术领域，提供了一种半导体激光器制备方法，包括如下步骤：S1，制备待减薄的InP LD；S2，将InP LD倒装在玻璃基底上，使InP LD的N面朝上，P面朝下；S3，对InP LD进行减薄；S4，减薄完成后，在InP LD的N面做光刻图形，并进行N面电极制作；S5，电极制作完毕后，采用化学溶剂对N面进行腐蚀得到Bar条。本发明的一种半导体激光器制备方法，基于InP的LD wafer使用N面光刻图形和N面电极制作，然后通过化学溶剂腐蚀的方式来代替常规wafer解条工艺中金刚刀划线的工艺，因为用背面(N面)的腐蚀代替了正面(P面)划线，可以很好地解决解条产生的不均匀导致的裂纹问题，同时也提高了解条的产出良率，避免了正面(P面)2‑5只芯片良率的损失。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器制作技术领域，具体为一种半导体激光器制备方法。
背景技术
目前基于InP材料的半导体激光器工艺中，产品需要从wafer状态解理成Bar条，再进行腔面镀膜形成谐振腔。其常用的工艺流程大体是在InP外延片基础上进行P面结构制作(包含DFB的光栅制作，FP和DFB的LD的脊波导结构制作，绝缘层，金属电极制作等等)，然后进行N面减薄，再进行N面电极制作，接着使用具有金刚石划刀的划线设备进行划线，最后使用劈裂机的劈刀进行劈裂，使产品从wafer状态解理成为Bar条状态(具体见图示一)。解理成Bar条状态过程中，保证解理面平整无裂纹是这个工艺最为关键也是最难达成的指标，出现裂纹的chip有阈值电流增大，出光功率下降的可靠性问题。
图一所示传统解条工艺存在的问题具体如下：
(1)因为上述的InP wafer解Bar条工艺(后续简称解条)工艺采用的是通过机械方式，沿着wafer的P面chip的street中心进行划线，由于在P面划线，划过线的chip脊形腔面都会损伤，所以划线都只划边缘2-5只chip的长度，然后通过劈裂的方式使整个Bar条的chip沿着晶向自然裂开，但实际过程中，由于仅仅在端面2-5只chip划过线，导致劈裂后Bar条自然裂开存在不均匀现象，或者解理腔面并不是完全沿着晶向裂开，导致裂纹产生。
(2)目前解条方式，划边缘2-5只chip的长度的这2-5只chip的腔面因划刀接触都是损伤的，所以Bar条边缘这2-5只chip属于不良芯片，导致一定比列的固定损耗。
(3)目前解条方式，因为仅仅在边缘2-5只chip的长度区域划线，存在一定概率Bar条无法裂开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体激光器制备方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种半导体激光器制备方法，包括如下步骤：
S1，制备待减薄的InP LD；
S2，将所述InP LD倒装在玻璃基底上，使所述InP LD的N面朝上，P面朝下；
S3，对所述InP LD进行减薄；
S4，减薄完成后，在所述InP LD的N面做光刻图形，并进行N面电极制作；
S5，电极制作完毕后，采用化学溶剂对N面进行腐蚀得到Bar条。
进一步，制作N面电极具体为：沿着waferP面chip的解条面street中心线，以该中间线对应到waferN面上的位置为起始线，于waferN面在该起始线的两侧制作窄street的金属电极。
进一步，所述窄street的宽度在0.5-40um之间。
进一步，所述waferP面chip street中心与waferN面留的窄street重合。
进一步，腐蚀形成的窄street的长度贯穿整个wafer。
进一步，腐蚀形成的窄street的长度控制在2-5只chip的长度。
进一步，采用的所述化学溶剂是含有HCL的化学溶剂。
进一步，使用不同浓度的HCL溶液或者HCL:H3PO4的混合溶液进行N面裸露的窄street的InP材料腐蚀，腐蚀深度3-30um。
进一步，使用80％HCL溶液，腐蚀深度5um。
进一步，腐蚀完毕后采用劈裂机劈裂，将wafer解理成Bar条。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种半导体激光器制备方法，基于InP的LD wafer使用N面光刻图形和N面电极制作，然后通过化学溶剂腐蚀的方式来代替常规wafer解条工艺中金刚刀划线的工艺，因为用背面(N面)的腐蚀代替了正面(P面)的划线，一方面可以很好地解决解条产生的不均匀导致的裂纹问题，同时也提高了解条的产出良率，避免了正面(P面)2-5只芯片良率的损失，另一方面，不再制作工艺上不再需要划线机划线的工艺步骤，简化了LD解条工艺，可以少使用一种生产设备，降低了投资成本和生产设备。
附图说明
图1为传统的半导体激光器制备的示意图；
图2为传统的半导体激光器制备中N面减薄后整面溅射金属膜作为N面电极的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种半导体激光器制备方法中N面金属图形示意图；
图4为本发明实施例提供的一种半导体激光器制备方法的制备过程示意图；
附图标记中：1-InP LD；2-N面；3-P面；4-玻璃基底；5-窄street；6-Bar条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3和图4，本发明实施例提供一种半导体激光器制备方法，包括如下步骤：S1，制备待减薄的InP LD 1；S2，将所述InP LD 1倒装在玻璃基底4上，使所述InP LD 1的N面2朝上，P面3朝下；S3，对所述InP LD 1进行减薄；S4，减薄完成后，在所述InP LD 1(磷化铟半导体激光器)的N面2做光刻图形，并进行N面2电极制作；S5，电极制作完毕后，采用化学溶剂对N面2进行腐蚀得到Bar条6。在本实施例中，基于InP的LD wafer(半导体激光器晶圆)使用N面2光刻图形和N面2电极制作，然后通过化学溶剂腐蚀的方式来代替常规wafer解条工艺中金刚刀划线的工艺，因为用背面(N面2)的腐蚀代替了正面(P面3)的划线，一方面可以很好地解决解条产生的不均匀导致的裂纹问题，同时也提高了解条的产出良率，避免了正面(P面3)2-5只芯片良率的损失，另一方面，不再制作工艺上不再需要划线机划线的工艺步骤，简化了LD解条工艺，可以少使用一种生产设备，降低了投资成本和生产设备。具体地，传统的解条方法是如图1和图2所示，其要通过机械方式沿着wafer的P面chip的street(晶圆P面的芯片划道)中心进行划线，由于在P面3划线，划过线的chip脊形腔面都会损伤，所以划线都只划边缘2-5只chip的长度，然后通过劈裂的方式使整个Bar条6的chip沿着晶向自然裂开，但实际过程中，由于仅仅在端面2-5只chip划过线，会导致劈裂后Bar条6自然裂开存在不均匀现象，或者解理腔面并不是完全沿着晶向裂开，导致裂纹产生，从而产生损耗和良率的问题。而本实施例中，在减薄完成后，先不从玻璃基板上下片，在N面2做光刻图形和进行N面2电极制作，这个时候N面2电极不再是整面，而是沿着wafer P面chip的解条面street正中间，在N面2制作留有0.5-40um窄street 5的金属电极，如图2是常规整面的N面2电极，图3是本实施例的具有窄street 5的N面2金属电极，二者对比可见本实施例的N面2上具有多条金属电极，优选的，沿着wafer P面chip的解条面street中心线，以该中间线对应到waferN面2上的位置为起始线，于waferN面2在该起始线的两侧制作窄street 5(划道)的金属电极，以中间的线为初始线，向两边依次间隔制作。
优化上述方案，请参阅图3和图4，所述窄street 5的宽度在0.5-40um之间。waferP面chip street中心与waferN面2留的窄street 5重合。腐蚀形成的窄street 5的长度贯穿整个wafer，或者腐蚀形成的窄street 5的长度控制在2-5只chip的长度。在本实施例中，窄street 5的宽度控制在0.5-40um，在沿着wafer P面chip的street中心留有0.5-40um窄street 5的金属电极结构，确保P面chip street中心必须与N面2留的0.5-40um窄street 5重合。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图3和图4，采用的所述化学溶剂是含有HCL的化学溶剂。使用不同浓度的HCL溶液或者HCL:H3PO4的混合溶液进行N面2裸露的窄street5的InP材料腐蚀，腐蚀深度3-30um。使用80％HCL溶液，腐蚀深度5um。在本实施例中，采用含HCL的化学溶剂来进行腐蚀，具体地，可以使用不同浓度的HCL溶液或者HCL:H3PO4的混合溶液进行N面2裸露的窄street 5的InP材料腐蚀，腐蚀深度3-30um。本发明中优选的使用80％HCL溶液，腐蚀深度5um。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图3和图4，腐蚀完毕后采用劈裂机劈裂，将wafer解理成Bar条6。在本实施例中，因为waferN面2已经经腐蚀形成了3-30um深的V型腐蚀沟道，再使用劈裂机直接劈裂将wafer解理成Bar条6。因腐蚀的是整个Bar条6的street(相当于整个Bar条6均进行了划线)，而不是像现有工艺中只使用划线设备在wafer边缘划了2-5只chip的长度，所以劈裂时更容易解理开，而且解理腔面完全沿着晶向裂开，不会有裂纹产生；因为用背面的腐蚀代替了正面的划线，避免了正面划线的2-5只chip的良率损失；背面的腐蚀长度优选的可以贯穿整条street，也可以控制只腐蚀边缘2-5只chip的长度，可以避免Bar条6无法裂开的问题。
对比传统制作工艺和本实施例的制作工艺，如图1所示，S1，先准备待减薄的InPLD，S2，将InPLD wafer粘贴到玻璃基底4上，S3，InPLD减薄后，N面2蒸发电极，S4，InPLD减薄后解条前划线(划线长度2-5只chip长度)，S5，接着InPLD划片后劈裂成Bar条6。如图4所示，S1，先准备待减薄的InPLD，S2，然后将InPLD wafer粘贴到玻璃基底4上，S3，接着InPLD减薄后，做N面2图形光刻，N面2金属电极制作，剥离，以及腐蚀N面2street，S4，最后InP LD wafer下片后劈裂成Bar条6。基于InP的LD wafer使用N面2图形+窄street 5(0.5-40um宽，3-30um深)，而且通过含HCL的化学溶剂腐蚀窄street 5至一定深度来代替wafer解条工艺中的金刚刀划线。且腐蚀形成的窄street 5线可以是需要的任意长度，优选的可以贯穿整条street，也可以控制只腐蚀边缘2-5只chip的长度。用腐蚀的方法代替划线，劈裂时更容易解理开，而且解理腔面完全沿着晶向裂开，不会有裂纹产生；该方法避免了正面划线的2-5只chip的良率损失。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种半导体激光器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，制备待减薄的InP LD；
S2，将所述InP LD倒装在玻璃基底上，使所述InP LD的N面朝上，P面朝下；
S3，对所述InP LD进行减薄；
S4，减薄完成后，在所述InP LD的N面做光刻图形，并进行N面电极制作；
S5，电极制作完毕后，采用化学溶剂对N面进行腐蚀得到Bar条，
制作N面电极具体为：沿着waferP面chip的解条面street中心线，以该中间线对应到waferN面上的位置为起始线，于waferN面在该起始线的两侧制作窄street的金属电极，
采用的所述化学溶剂是含有HCL的化学溶剂，使用不同浓度的HCL溶液或者HCL:H3PO4的混合溶液进行N面裸露的窄street的InP材料腐蚀，腐蚀深度3-30um。
2.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：所述窄street的宽度在0.5-40um之间。
3.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：所述waferP面chipstreet中心与waferN面留的窄street重合。
4.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：腐蚀形成的窄street的长度贯穿整个wafer。
5.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：腐蚀形成的窄street的长度控制在2-5只chip的长度。
6.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：使用80％HCL溶液，腐蚀深度5um。
7.如权利要求1所述的一种半导体激光器制备方法，其特征在于：腐蚀完毕后采用劈裂机劈裂，将wafer解理成Bar条。
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