一种半导体激光器芯片制造技术

本实用新型专利技术提出了一种半导体激光器芯片，包括：自下而上依次为N面散热结构、N面电极、N区外延层、有源区、P区外延层、P面电极和P面散热结构，所述N面电极通过生长衬底的转换方式形成。本实用新型专利技术的激光器芯片中的生长衬底能够重复利用，生长衬底的As不会带入激光器制备的后续工艺流程，降低工业废水的污染治理成本；避免了可能导致机械损伤的研磨过程，进而提高了半导体激光器的质量可靠性，使得其具有明显的技术先进性和良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器芯片
本技术涉及激光领域，特别是指一种半导体激光器芯片。
技术介绍
现有半导体激光器芯片采用砷化镓或磷化铟衬底作为芯片生长的基底材料(即生长衬底)，在生长衬底上通过MOCVD或MBE等方法外延生长总厚度为几个微米的精细芯片，形成激光器外延片。在外延片正面采用蒸镀、溅射、光刻等工艺手段得到正面电极结构。采用研磨方式将衬底减薄至100微米左右后，制备背面电极材料。通过划裂片方式，以半导体材料的自然解理面形成出光端面，并在前后出光端面上分别镀增透膜和增反膜，以镀增透膜端面为出光端面。通过划裂片方式得到分立半导体激光器芯片。 上述半导体激光器芯片技术存在如下问题:1)研磨过程不可避免地会发生机械损伤，这些损伤会直接影响半导体激光器的可靠性；2)半导体激光器芯片一般只有几个微米厚，芯片中绝大部分是残余的衬底材料，而砷化镓或磷化铟材料的热导率远低于金属材料(GaAs: 0.55W/ (cm.K)，InP:0.68W/ (cm.K)，Cu:40Iff/ (m.K))。尽管现行半导体激光器封装工艺中广泛使用倒置工艺加强散热，但激光器工作时产生的热量很难通过衬底材料散出；3)现有研磨工艺产生含砷废水，处置成本高。
技术实现思路
本技术提出一种半导体激光器芯片，解决了现有技术中生长衬底对激光器芯片性能和质量的影响及其对环境的污染问题。 本技术的技术方案是这样实现的:一种半导体激光器芯片，包括:自下而上依次为N面散热结构、N面电极、N区外延层、有源区、P区外延层、P面电极和P面散热结构，所述N面电极通过生长衬底的转换方式形成。 进一步地，所述生长衬底包括预置转换层；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述N面电极。 进一步地，所述生长衬底通过外延生长方式形成所述预置转换层，所述预置转换层通过外延生长方式自下而上依次形成所述N区外延层、所述有源区和所述P区外延层。 优选地，所述预置转换层能够被腐蚀液选择性消除；所述腐蚀液具体为HF或Β0Ε。 进一步地,所述P面电极经过光刻、刻蚀、蒸镀TiPtAu和退火形成,所述N面电极经过蒸镀AuGeNi形成。 进一步地，所述P区外延层包括电流限制结构，所述电流限制结构具体为脊形结构；所述N面散热结构和所述P面散热结构具体为铜层。 优选地，所述铜层通过电镀方式形成。 优选地，所述生长衬底包括GaAs。 优选地,所述预置转换层包括AlAs。 本技术的有益效果为: I)本技术形成的大功率激光器芯片的热阻大幅下降，很大程度提高器件的光功率输出； 2)本技术中的生长衬底能够重复利用，降低生产成本； 3)本技术中的生长衬底的As不会带入激光器制备的后续工艺流程，降低工业废水的污染治理成本； 4)本技术避免了可能导致机械损伤的研磨过程，进而提高了半导体激光器的质量可靠性。 【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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为本技术半导体激光器芯片示意图； 图2为具有预置转换层的本技术结构示意图； 图3为图2基础上具有P面电极的本技术结构不意图； 图4为图3基础上除去预置转换层和生长衬底的本技术结构示意图。 图中: 1、生长衬底；2、N区外延层；3、有源层；4、P区外延层；5、预置转换层；6、P面电极； 7、P面散热结构；8、N面电极；9、N面散热结构。 【具体实施方式】 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。 实施例1 如图1?4所示，本技术一种半导体激光器芯片包括:自下而上依次为N面散热结构9、N面电极8、N区外延层2、有源区3、P区外延层4、P面电极6和P面散热结构7，N面电极8通过生长衬底I的转换方式形成。 生长衬底I包括预置转换层5 ;预置转换层5能够将生长衬底I转换为N面电极8。生长衬底I通过外延生长方式形成预置转换层5，预置转换层5通过外延生长方式自下而上依次形成N区外延层2、有源区3和P区外延层4。P面电极6经过光刻、刻蚀、蒸镀TiPtAu和退火形成，N面电极8经过蒸镀AuGeNi形成。P区外延层4包括电流限制结构。 生长衬底I包括GaAs ;预置转换层5包括AlAs。预置转换层5能够被腐蚀液选择性消除；腐蚀液具体为Β0Ε。 实施例2 如图1?4所示，本技术一种半导体激光器芯片包括:自下而上依次为N面散热结构9、N面电极8、N区外延层2、有源区3、P区外延层4、P面电极6和P面散热结构7，N面电极8通过生长衬底I的转换方式形成。 生长衬底I包括预置转换层5 ;预置转换层5能够将生长衬底I转换为N面电极8。生长衬底I通过外延生长方式形成预置转换层5，预置转换层5通过外延生长方式自下而上依次形成N区外延层2、有源区3和P区外延层4。P面电极6经过光刻、刻蚀、蒸镀TiPtAu和退火形成，N面电极8经过蒸镀AuGeNi形成。P区外延层4包括电流限制结构，电流限制结构具体为脊形结构；N面散热结构9和P面散热结构7具体为铜层。铜层通过电镀方式形成。 生长衬底I包括GaAs ;预置转换层5包括AlAs。预置转换层5能够被腐蚀液选择性消除；腐蚀液具体为HF。 以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器芯片，其特征在于，包括：自下而上依次为N面散热结构、N面电极、N区外延层、有源区、P区外延层、P面电极和P面散热结构，所述N面电极通过生长衬底的转换方式形成。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器芯片,其特征在于,包括:自下而上依次为N面散热结构、N面电极、N区外延层、有源区、P区外延层、P面电极和P面散热结构，所述N面电极通过生长衬底的转换方式形成。2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器芯片，其特征在于，所述生长衬底包括预置转换层；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述N面电极。3.根据权利要求2所述的一种半导体激光器芯片，其特征在于，所述生长衬底通过外延生长方式形成所述预置转换层，所述预置转换层通过外延生长方式自下而上依次形成所述N区外延层、所述有源区和所述P区外延层。4.根据权利要求2所述的一种半导体激光器芯片，其特征在于，所述预置转换层能够被腐蚀液选择性消除；所述腐蚀液...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉鹏，
申请(专利权)人：廉鹏，
类型：新型
国别省市：北京;11