CN117096724A - 腔面清洁钝化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种腔面清洁钝化方法,涉及激光器的技术领域,所述腔面清洁钝化方法包括按照顺序进行的:步骤S1.加热腔面,以去除腔面上的易脱附杂质;步骤S2.在加热条件下,通入氧化气体,以去除有机杂质;步骤S3.在加热条件下,通入还原性气体,以去除氧化杂质;步骤S4.去除无机杂质;步骤S5.腔面钝化。

Description

腔面清洁钝化方法
技术领域
本发明涉及激光器技术领域,尤其是涉及一种腔面清洁钝化方法。
背景技术
激光器腔面暴露在空气中易吸附水,氧,碳等杂质,使得激光器芯片在工作中容易失效。因此,需要洁净的腔面,提高激光器芯片的寿命和可靠性。
现有技术中,腔面处理的两种方法分别为:1)高能离子轰击清洁:解理出的腔面经过能量较高的Ar+等离子体清洗,去除杂质,然后镀上一层钝化保护膜,使得新鲜的腔面保护,然后再转移到镀膜机中,进行镀上光学薄膜。2)等离子体处理:使用气体起辉产生等离子体,包括N+,NH3+,H+离子等,进行腔面处理,以达到去除氧化的目的,然后再进行光学镀膜。
然而,以上两种腔面处理存在均存在问题:1)高能离子轰击清洁:损伤腔面,造成腔面缺陷。由于高能Ar+离子轰击腔面杂质的同时,会在一定程度上损伤腔面,导致腔面形成位置缺陷,在可靠性过程中形成失效。2)等离子体处理:处理方式单一,无法完全去除腔面杂质。使用N+,NH3+,H+离子体的一种或者多种,主要原理是还原反应,这些等离子体的活性较强,容易去除一些氧化物,包括吸附的O2等,但是腔面在空气中吸附的杂质包括多种易还原,易氧化,中性杂质等,比如氧气,水,二氧化碳,有机/无机团聚等,仅通过还原反应无法全部去除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种腔面清洁钝化方法,以缓解现有的腔面清洁方法对腔面产生损伤,以及清洁方式单一,无法完全去除腔面杂质的技术问题。
本发明提供的一种腔面清洁钝化方法,包括按照顺序进行的:
步骤S1.加热腔面,以去除腔面上的易脱附杂质;
步骤S2.在加热条件下,通入氧化气体,以去除有机杂质;
步骤S3. 在加热条件下,通入还原性气体,以去除氧化杂质;
步骤S4.去除无机杂质;
步骤S5.腔面钝化。
进一步的,所述步骤S1具体包括:
步骤S11.将腔面周围温度加热到第一温度范围内,加热持续第一时间;
其中,所述第一温度范围为100℃-150℃;所述第一时间的取值范围为5min-30min。
进一步的,所述步骤S1还包括在步骤S11之后进行的:
步骤S12.将腔面周围温度加热到第二温度范围内,加热持续第二时间;且第二温度范围的最小值大于第一温度范围的最大值。
进一步的,所述第二温度范围为300℃-400℃;所述第二时间的取值范围为30min-60 min。
进一步的,所述步骤S2具体包括:
步骤S21.利用氟离子与腔面上的氢成分反应,以去除有机杂质中的氢成分。
进一步的,所述步骤S2具体包括:
步骤S22.利用氧气,以去除有机杂质中的碳成分,并在腔面上形成临时氧化层。
进一步的,所述步骤S3包括:
步骤S31.利用氢气去除步骤S22中形成的临时氧化层。
进一步的,所述步骤S3还包括在步骤S31之后进行的:
步骤S32.利用一氧化氮去除腔面上原本存在的氧化层,并在所述腔面上形成临时钝化层。
进一步的,所述步骤S4具体包括步骤:
对腔面施加偏压。
进一步的,所述步骤S5具体包括步骤:
在加热条件下,利用硫化氢气体对腔面进行钝化。
本发明的至少具备以下优点或有益效果:
本发明提供的腔面清洁钝化方法包括按照顺序进行的:步骤S1.加热腔面,以去除腔面上的易脱附杂质;步骤S2.在加热条件下,通入氧化气体,以去除有机杂质;步骤S3. 在加热条件下,通入还原性气体,以去除氧化杂质;步骤S4.去除无机杂质;步骤S5.腔面钝化。
本实施例提供的腔面清洁钝化方法按照顺序依次清除易脱附杂质、有机杂质、氧化杂质和无机杂质,最后再进行钝化处理。通过加热腔面不仅可以去除腔面上的易脱附杂质而且为下一步中的氧化反应进行预热,提高清洁效率。在步骤S2中,有机杂质的去处过程中,会产生新的氧化杂质,但是通过步骤S3的处理,可以将腔面上原本存在的氧化杂质以及新产生的氧化杂质一并去除,避免产生额外的杂质。最后去除无机杂质的原因在于,在步骤S1至步骤S3中,也会引入微小的颗粒,这些颗粒一般静电吸附在腔面上,不参与化学反应,长时间在腔面停留不会产生其他影响,而有机在职或者氧化杂质,可以与腔面发生反应,产生新的物质,所以要优先去除,而无机杂质最后去除。所有步骤前后相互关联,互相呼应,由简单到复杂,其中,上一步反应的生成物,可能会参与下一步反应,或者在下一步反应中去除,不会最终累计为其他污染,这样相互关联影响的反应,可以使得去除效果更彻底,腔面上残留更少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例提供的腔面清洁钝化方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的腔面清洁钝化方法包括按照顺序进行的:步骤S1.加热腔面,以去除腔面上的易脱附杂质;步骤S2.在加热条件下,通入氧化气体,以去除有机杂质;步骤S3. 在加热条件下,通入还原性气体,以去除氧化杂质;步骤S4.去除无机杂质;步骤S5.腔面钝化。
如图1所示,本实施例提供的腔面清洁钝化方法按照顺序依次清除易脱附杂质、有机杂质、氧化杂质和无机杂质,最后再进行钝化处理。通过加热腔面不仅可以去除腔面上的易脱附杂质而且为下一步中的氧化反应进行预热,提高清洁效率。在步骤S2中,有机杂质的去处过程中,会产生新的氧化杂质,但是通过步骤S3的处理,可以将腔面上原本存在的以及新产生的氧化杂质一并去除,避免产生额外的杂质。最后去除无机杂质的原因在于,在步骤S1至步骤S3中,也会引入微小的颗粒,这些颗粒一般静电吸附在腔面上,不参与化学反应,长时间在腔面停留不会产生其他影响,而有机杂质或者氧化杂质,可以与腔面发生反应,产生新的物质,所以要优先去除,而无机杂质最后去除。所有步骤前后相互关联,互相呼应,由简单到复杂,其中,上一步反应的生成物,可能会参与下一步反应,或者在下一步反应中去除,不会最终累计为其他污染,这样相互关联影响的反应,可以使得去除效果更彻底,腔面上残留更少。
具体的,所述步骤S1具体包括:
步骤S11.将腔面周围温度加热到第一温度范围内,加热持续第一时间;其中,所述第一温度范围可以为100℃-150℃,所述第一时间的取值范围可以为5min-30 min。
利用相对较低的100℃-150℃对腔面进行加热,并且加热时间较短,可以去除易脱附杂质,其中,易脱附杂质指的是附着在腔面上的气体分子和水分子。并且在此温度下,不会影响腔面的性能。
进一步的,所述步骤S1还包括在步骤S11之后进行的:
步骤S12.将腔面周围温度加热到第二温度范围内,加热持续第二时间;且第二温度范围的最小值大于第一温度范围的最大值。具体的,所述第二温度范围可以为300℃-400℃,所述第二时间的取值范围可以为30 min-60 min。步骤S12可以为下一步去除有机杂质和氧化杂质进行预热,之所以将加热步骤分成两小步,是为了避免腔面长时间处于高温环境下,导致芯片异常。
腔面上的有机杂质主要含有碳、氢、氧成分。本实施例中,可以通过两小步依次去除氢成分和碳成分。
具体的,所述步骤S2具体包括:
步骤S21.利用氟离子与腔面上的氢成分反应,以去除有机杂质中的氢成分。
可以在装有腔面的反应室内通入四氟化碳气体,为了增强氧化效果,可以通过高压设备或者电子枪设备使得四氟化碳气体电离,产生氟离子,氟离子与有机物中的氢反应可以生成氟化氢气体,氟化氢气体大部分被真空泵抽离反应室,少部分吸附在反应室的内壁上。
进一步的,所述步骤S2具体包括:
步骤S22.利用氧气,以去除有机杂质中的碳成分,并在腔面上形成临时氧化层。
承接步骤S21,向反应室内通入氧气,在高温下,步骤S21中产生的氟化氢可以提升氧气的活性,促进氧气与碳成分进行反应,从而生成一氧化碳、二氧化碳,大部分一氧化碳、二氧化碳被真空泵抽离,少部分吸附在反应室的内壁上。步骤S2中,生成的少部分吸附在反应室内壁上的氟化氢、一氧化碳、二氧化碳和过量的氧气以及衬底反应,可以在腔面上生成临时的氧化层,临时的氧化层可以防止步骤S1以及步骤S2中已经脱附但残留到反应室内的杂质再次吸附到腔面上,对腔面造成二次污染。
清洁进行到此处时,腔面上的氧化杂质包括两部分,一部分是上述清洁过程中产生的临时氧化层,另一部分就是腔面上原本存在的氧化层。
所述步骤S3包括:
步骤S31.利用氢气去除步骤S22中形成的临时氧化层。
向反应室内通入氢气,氢气具有很强的还原性,氢气可以与临时的氧化层反应生成水,生成的水在高温的环境下与腔面脱附,另一部分水可能还残留在腔面上。
进一步的,所述步骤S3还包括在步骤S31之后进行的:
步骤S32.利用一氧化氮去除腔面上原本存在的氧化层,并在所述腔面上形成临时钝化层。
向反应室内通入一氧化氮,一氧化氮可以与步骤S31中产生的水反应,从而去除这部分水;一氧化氮还可以去除腔面上原本存在的氧化层,最后,一氧化氮可以与腔面的砷化镓衬底发生反应,生成氮氧镓化合物,成为临时的钝化层,用于保护腔面,即达到了去除氧化物的目的,又可以对腔面进行保护。
所述步骤S4具体包括步骤:
对腔面施加瞬间偏压,可以有效去除腔面静电吸附的颗粒物等杂质,其中颗粒物杂质来自于夹具等带来的金属碎屑等。
所述步骤S5具体包括步骤:
在加热条件下,利用硫化氢气体对腔面进行钝化。
向反应室内通入硫化氢气体,在高温的环境下,硫化氢气体分解为硫和氢气。首先,生成的氢气可以在衬底附近形成气团,可以作为保护气体,在氢气氛围下,反应室内的残留氧气或者氧化物会优先和氢气反应,不参与反应的气体也会随着氢气的增加,被排挤到反应室外,这样,在氢气的保护下,就可以防止处理后的衬底表面被二次氧化或者其他污染。其次,硫可以与砷化镓衬底反应生成硫化砷,对腔面进行钝化保护,硫还可以与步骤S3中生成的氮氧镓化合物反应,生成硫化镓,对腔面进行钝化保护。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种腔面清洁钝化方法,其特征在于,包括按照顺序进行的:
步骤S1.加热腔面,以去除腔面上的易脱附杂质;
步骤S2.在加热条件下,通入氧化气体,以去除有机杂质;
步骤S3. 在加热条件下,通入还原性气体,以去除氧化杂质;
步骤S4.去除无机杂质;
步骤S5.腔面钝化。
2.根据权利要求1所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:
步骤S11.将腔面周围温度加热到第一温度范围内,加热持续第一时间;
其中,所述第一温度范围为100℃-150℃;所述第一时间的取值范围为5min-30 min。
3.根据权利要求2所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S1还包括在步骤S11之后进行的:
步骤S12.将腔面周围温度加热到第二温度范围内,加热持续第二时间;且第二温度范围的最小值大于第一温度范围的最大值。
4. 根据权利要求3所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述第二温度范围为300℃-400℃;所述第二时间的取值范围为30 min-60 min。
5.根据权利要求3所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
步骤S21.利用氟离子与腔面上的氢成分反应,以去除有机杂质中的氢成分。
6.根据权利要求5所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
步骤S22.利用氧气,以去除有机杂质中的碳成分,并在腔面上形成临时氧化层。
7.根据权利要求6所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S3包括:
步骤S31.利用氢气去除步骤S22中形成的临时氧化层。
8.根据权利要求7所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S3还包括在步骤S31之后进行的:
步骤S32.利用一氧化氮去除腔面上原本存在的氧化层,并在所述腔面上形成临时钝化层。
9.根据权利要求1所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括步骤:
对腔面施加偏压。
10.根据权利要求8所述的腔面清洁钝化方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括步骤:
在加热条件下,利用硫化氢气体对腔面进行钝化。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1670254A (zh) * 2005-04-30 2005-09-21 北京工业大学 一种半导体激光器腔面钝化的方法
CN107275921A (zh) * 2017-06-13 2017-10-20 长春理工大学 一种改善砷化镓基半导体激光器腔面稳定性的方法
CN208189974U (zh) * 2018-06-13 2018-12-04 武汉锐晶激光芯片技术有限公司 一种激光芯片端面解理钝化装置
CN109478765A (zh) * 2016-04-20 2019-03-15 通快光子学公司 激光刻面的钝化及用于执行激光刻面的钝化的系统
CN115986555A (zh) * 2022-12-28 2023-04-18 深圳瑞波光电子有限公司 半导体激光器件的谐振腔面钝化膜、制作方法及器件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1670254A (zh) * 2005-04-30 2005-09-21 北京工业大学 一种半导体激光器腔面钝化的方法
CN109478765A (zh) * 2016-04-20 2019-03-15 通快光子学公司 激光刻面的钝化及用于执行激光刻面的钝化的系统
CN107275921A (zh) * 2017-06-13 2017-10-20 长春理工大学 一种改善砷化镓基半导体激光器腔面稳定性的方法
CN208189974U (zh) * 2018-06-13 2018-12-04 武汉锐晶激光芯片技术有限公司 一种激光芯片端面解理钝化装置
CN115986555A (zh) * 2022-12-28 2023-04-18 深圳瑞波光电子有限公司 半导体激光器件的谐振腔面钝化膜、制作方法及器件

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