TW202243356A - 面射型雷射器及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種面射型雷射器及其製造方法，將Al 2O 3去除以相對介電係數低於Al 2O 3的一低相對介電係數材料替代Al 2O 3，從而提高器件的頻率回應速度。

Description

面射型雷射器及其製造方法
本發明涉及面射型雷射器技術領域，尤其涉及一種面射型雷射器及其製造方法。
現有的面射型雷射器的低相對介電係數材料由Al 2O 3構成，由Al 2O 3作為電流局限層及光學局限層，其相對介電係數在8-10之間，產生電容效應，導致器件頻率受到限制，影響了頻率的響應速度。
鑒於上述狀況，有必要提出一種頻率回應速度的面射型雷射器及其製造方法。
為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種面射型雷射器，其特徵在於，包括：一上-DBR；及一低相對介電係數材料，從側面向該上-DBR內延伸，該低相對介電係數材料的相對介電係數小於Al 2O 3的相對介電係數。
進一步的，該低相對介電係數材料的相對介電係數小於或等於6。
進一步的，還包括包覆該低相對介電係數材料的一鈍化層，該鈍化層由一low-k材料構成。
進一步的，該low-k材料包括Si 3N 4、SiO 2、SiCO、SiCN、 BCB、PI、SiLK TM、HSQ、MSQ、HOSP TM、NANOGLASS ®、Black Diamond ®。
本發明還提供一種面射型雷射器的製造方法，包括以下步驟：在側向氧化工藝後對一面射型雷射器進行側向氧化去除，去除一Al 2O 3氧化層形成一空孔；向該空孔內填入相對介電係數低於Al 2O 3的相對介電係數的一低相對介電係數材料；及以一low-k材料包裹該低相對介電係數材料的側壁形成一鈍化層。
進一步的，該低相對介電係數材料為SiO 2和/或SiN。
進一步的，側向氧化去除採用濕法刻蝕工藝進行。
進一步的，向該空孔內填入該低相對介電係數材料採用原子層沉積工藝進行。
進一步的，形成該鈍化層採用旋轉塗布工藝。
進一步的，該low-k材料包括Si 3N 4、SiO 2、SiCO、SiCN、 BCB、PI、SiLK TM、HSQ、MSQ、HOSP TM、NANOGLASS ®、Black Diamond ®。
本發明的有益效果在於：將Al 2O 3去除以相對介電係數低於Al 2O 3的該低相對介電係數材料替代Al 2O 3，用該low-k材料包裹該低相對介電係數材料的側壁形成該鈍化層，從而提高器件的頻率回應速度。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明一種面射型雷射器及其製造方法進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
請參照圖3，一種面射型雷射器，包括：一上-DBR100；一低相對介電係數材料200，從側面向該上-DBR100內延伸，該低相對介電係數材料200，從側面向該上-DBR100內延伸，該低相對介電係數材料200的相對介電係數小於Al 2O 3的相對介電係數；及一鈍化層300，包覆該低相對介電係數材料200，由一low-k材料構成。
以相對介電係數低於Al 2O 3的該低相對介電係數材料200替代Al 2O 3，從而提高器件的頻率回應速度。
進一步的，還包括包覆該低相對介電係數材料200的鈍化層300，該鈍化層300由該low-k材料構成。
可以理解的，該上-DBR100即P-type semiconductor distributed Bragg reflector (laser) P型半導體分佈布喇格反射器（雷射器）。low-k即低介電常數材料。Al 2O 3即氧化鋁。
優選的，該低相對介電係數材料200的相對介電係數小於或等於6。優選的，該低相對介電係數材料200的相對介電係數為3-5。
優選的，該低相對介電係數材料200為SiO 2和/或SiN。SiO 2（二氧化矽）材料的相對介電係數約為4， SiN（氮化矽）材料的相對介電係數也較小，可以提高器件的頻率回應速度。
優選的，該low-k材料包括Si 3N 4（氮化矽）、SiO 2（二氧化矽）、 BCB（Benzocyclobuten，苯環丁烯）、PI（polyimide，聚醯亞胺）、SiLK TM（Trade Mark of the Dow Chemical Company）、HSQ（hydrogen silsesquioxane）、MSQ（methylsilsesquioxane）、HOSP TM（Trade Mark of the Honeywell Company）、NANOGLASS ®、Black Diamond ®（Trade Mark of the Applied Materials®）。
一般的，該面射型雷射器包括一p接觸電極400（p-contact，P型接觸層）、該上-DBR100、該低相對介電係數材料200、該鈍化層300、一一次蝕刻檯面500、一MQW110、一襯底700、一下-DBR600及一n接觸電極810等。
請參照圖1-圖2，本發明還提供一種面射型雷射器的製造方法，包括以下步驟：在側向氧化工藝後對一面射型雷射器進行側向氧化去除，去除一Al 2O 3氧化層210形成一空孔220；向該空孔220內填入相對介電係數低於Al 2O 3的相對介電係數的一低相對介電係數材料200；及以一low-k材料包裹該低相對介電係數材料200的側壁形成一鈍化層300。
將Al 2O 3去除以相對介電係數低於Al 2O 3的該低相對介電係數材料200替代Al 2O 3，用該low-k材料包裹該低相對介電係數材料200的側壁形成該鈍化層300，從而提高器件的頻率回應速度。
優選的，該低相對介電係數材料為SiO 2。
優選的，側向氧化去除採用濕法蝕刻工藝進行。一般的，濕法蝕刻所使用的蝕刻液包含 H 3PO 4/H 2SO 4/HCl/H 2C 2O 2/H 2C 2O 4中的一種或多種的水溶液。
可以理解的，由於DBR各層的鋁含量不同，各層的側向氧化深度有差異，通常來說最靠近MQW（Multiple Quantum Well，多量子阱）主動層的Al含量最高，一般可高達98%。
優選的，向該空孔220內填入該低相對介電係數材料200採用原子層沉積工藝進行。
優選的，形成該鈍化層300採用旋轉塗布工藝。
優選的，該low-k材料包括Si 3N 4、SiO 2、SiCO、SiCN、 BCB、PI、SiLK TM、HSQ、MSQ、HOSP TM、NANOGLASS ®、Black Diamond ®。
一般的，傳統的面射型雷射器的製造方法包括外延生長、P電極蒸發剝離、一次檯面蝕刻、側向氧化、二次檯面蝕刻、n電極蒸發剝離、BCB塗覆及蝕刻和PAD濺射剝離，其中P電極蒸發剝離、一次檯面蝕刻的順序可以對換。而本申請是在側向氧化後進行側向氧化去除，然後以該低相對介電係數材料200填補氧化孔，從而提升該面射型雷射器的頻率回應速度。即本發明的面射型雷射器的製造方法包括（a）外延生長、（b）P電極蒸發剝離、（c）一次蝕刻檯面500蝕刻、（d）側向氧化、（e）側向氧化去除、（f）氧化孔填補、側壁包覆、（h）二次一次蝕刻檯面500蝕刻、（i）n電極蒸發剝離、（j）BCB塗覆及蝕刻和（k）PAD濺射剝離，其中P電極蒸發剝離、一次蝕刻檯面500蝕刻的順序可以對換。
綜上所述，本發明提供的一種面射型雷射器及其製造方法，將Al 2O 3去除以相對介電係數低於Al 2O 3的該低相對介電係數材料200替代Al 2O 3，用該low-k材料包裹該低相對介電係數材料200的側壁形成該鈍化層300，從而提高器件的頻率回應速度。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
100:上-DBR 101～103:步驟 110:MQW 200:低相對介電係數材料 210:Al 2O 3:氧化層 220:空孔 300:鈍化層 400:p接觸電極 410:金屬焊墊 500:一次蝕刻台面 600:下-DBR 700:襯底 800:n電極接觸層 810:n接觸電極 900:BCB 910:金屬墊
圖1是本發明實施例一種面射型雷射器的製造方法的流程圖。 圖2是本發明實施例一種面射型雷射器的製造方法的流程示意圖。 圖3是本發明實施例一種面射型雷射器的結構示意圖。
101~103:步驟

Claims (11)

  1. 一種面射型雷射器，其特徵在於，包括： 一上-DBR；及 一低相對介電係數材料，從側面向該上-DBR內延伸，該低相對介電係數材料的相對介電係數小於Al 2O 3的相對介電係數。
  2. 如請求項1所述之面射型雷射器，其中，該低相對介電係數材料的相對介電係數小於或等於6。
  3. 如請求項1所述之面射型雷射器，其中，還包括包覆該低相對介電係數材料的一鈍化層，該鈍化層由一low-k材料構成。
  4. 如請求項3所述之面射型雷射器，其中，該low-k材料包括Si 3N 4、SiO 2、SiCO、SiCN、 BCB、PI、SiLK TM、HSQ、MSQ、HOSP TM、NANOGLASS ®、Black Diamond ®。
  5. 一種面射型雷射器的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟： 在側向氧化工藝後對一面射型雷射器進行側向氧化去除，去除一Al 2O 3氧化層形成一空孔；及 向該空孔內填入相對介電係數低於Al 2O 3的相對介電係數的一低相對介電係數材料。
  6. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，以一low-k材料包裹該低相對介電係數材料的側壁形成一鈍化層。
  7. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，該低相對介電係數材料為SiO 2和/或SiN。
  8. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，側向氧化去除採用濕法刻蝕工藝進行。
  9. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，向該空孔內填入該低相對介電係數材料採用原子層沉積工藝進行。
  10. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，形成該鈍化層採用旋轉塗布工藝。
  11. 如請求項5所述之面射型雷射器的製造方法，其中，該low-k材料包括Si 3N 4、SiO 2、SiCO、SiCN、 BCB、PI、SiLK TM、HSQ、MSQ、HOSP TM、NANOGLASS ®、Black Diamond ®。
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