CN1560969A - 垂直腔面发射半导体激光器制作中刻蚀环形分布孔法 - Google Patents

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Abstract

垂直腔面发射半导体激光器制作中刻蚀环形分布孔法属于半导体激光器电极制作技术领域。相关的现有技术为刻蚀环形沟槽法。该技术存在的主要问题是，由于最后要用聚酰亚胺填充环形沟槽，使得所制造的激光器散热不良。本发明采用刻蚀环形分布孔法，即在原刻蚀环形沟槽的位置刻蚀若干个环形分布、彼此孤立的孔，通过这些孔同样可以完成氧化物限制层工艺，之后不需将其填充，各个相邻孔之间的桥状通道使得激光器圆台台面各部分仍保持连接状态，仍与连接面、焊盘台面组成一个供蒸镀激光器上电极用的连续平面。本发明主要应用于垂直腔面发射半导体激光器制造领域。

Description

垂直腔面发射半导体激光器制作中刻蚀环形分布孔法
                         技术领域
本发明属于半导体激光器制造技术领域，可以进一步划分到半导体激光器电极制作技术领域。
                         背景技术
1997年9月出版的《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》第9卷第9期第1196页介绍了一种垂直腔面发射半导体激光器电极制作过程中的一个步骤，我们称其为刻蚀环形沟槽法，见图1所示，图中两个虚同心圆之间即为环形沟槽1，它是一种环形连续沟道，位于激光器圆台台面4的外围环形区域。通过它制作完氧化物限制层后，该环形沟槽经二次生长工序用聚酰亚胺或其它类似材料填充，使得焊盘台面2、连接面3与激光器圆台台面4成为一个连续平面，在这一平面上制作的激光器上电极电阻率较低。出光孔5位于激光器圆台台面4的中心圆形区域。来自焊盘的电流径直注入激光器谐振腔中。
                         发明内容
在环形沟槽1填充聚酰亚胺严重影响激光器散热。同时，也使得这种器件的生产多出一道工序。生长完聚酰亚胺之后还要做磨平处理。并且，在这道生长工序中，不可避免地会给已经形成的激光器结构带来某种破坏。为了消除这些负面效果，我们发明了一种垂直腔面发射半导体激光器制作中刻蚀环形分布孔法。
本发明是这样实现的，见图2，在激光器圆台台面4外围环形区域内，沿原环形沟槽1中心轴线6刻蚀若干个环形分布、彼此孤立的孔7，取代现有技术刻蚀的环形沟槽1，这些孔的中心位于轴线6上，其深度与原环形沟槽1的深度相同。孔与孔之间的台面部分成为桥状通道8。经由这些孔同样可以完成氧化物限制层制作工序，形成近似圆形的激光器谐振腔孔径。并且，保留这些孔。各个相邻孔7之间的桥状通道8使得激光器圆台台面4各部分仍保持连接状态，仍与连接面3、焊盘台面2组成一个供蒸镀激光器上电极用的连续平面。
由此可见，本发明无须经二次生长工序生长填充层，保留下来的诸多孔7可以实现激光器的良好散热，完全克服了现有技术之不足。
                       附图说明
图1是现有技术之刻蚀环形沟槽法示意图。图2是本发明之刻蚀环形分布孔法示意图。图3是本发明之刻蚀环形分布扇形孔法示意图。图4是本发明之刻蚀环形分布月牙形孔法示意图。
                       具体实施方式
设激光器圆台台面4的直径为100μm，出光孔5的直径为10μm，轴线6的直径为70μm，孔7为圆孔，直径为15μm，与原来的环形沟槽1的宽度相等。采用反应离子刻蚀法沿轴线等距刻蚀12个孔7，各相邻孔7的圆周之间约相距2μm。孔7的底在氧化物限制层和有源层之间。采用湿法氧化，通过各个孔7在原有的含98％铝的铝镓砷层形成局部氧化物限制层，这些局部限制层经继续扩展后相连，形成近似圆形的孔径，随着进一步的扩展形成所需要的孔径，此工序结束。最后，在焊盘台面2、连接面3和激光器圆台台面4(含各桥状通道8部分)组成的连续平面上蒸镀激光器上电极。
采用本发明之方法带来一个新问题，即当电子流经上电极、出光孔5向激光器谐振腔内注入时，它会经桥状通道8下面的镓砷层向激光器谐振腔外流动，尤其会继续经连接面3下面的镓砷层向焊盘流动，造成严重损耗。为解决这一问题，可采用质子轰击工艺，将连接面3下面的镓砷层晶格结构破坏以阻止该电子流。
另外，孔7也可以是扇形孔或者月牙形孔，分别见图3、图4所示。与圆形孔相比，通过扇形孔9或者月牙形孔10生成氧化物限制层，最后形成的孔径更接近圆形。

Claims (5)

1、一种在垂直腔面发射半导体激光器制造过程中与激光器上电极制作有关的刻蚀方法，在激光器圆台台面(4)外围环形区域内，对激光器圆台进行刻蚀，刻蚀至氧化物限制层到有源层之间，再经氧化步骤，生成氧化物限制层，最终形成激光器谐振腔孔径，其特征在于，刻蚀多个环形分布、彼此孤立的孔(7)，孔与孔之间的台面部分成为桥状通道(8)，完成氧化物限制层步骤后，即可在由焊盘台面(2)、连接面(3)以及包括多个桥状通道(8)在内的激光器圆台台面(4)组成的一个连续平面上蒸镀激光器上电极。
2、根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，刻蚀的孔可以是圆形孔(7)。
3、根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，刻蚀的孔可以是扇形孔(9)。
4、根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，刻蚀的孔可以是月牙形孔(10)。
5、根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，采用质子轰击法破坏连接面(3)下面的镓砷层晶格结构。
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