本发明专利技术提供了一种半导体激光器芯片及制造方法，其中，半导体激光器芯片包括：衬底；位于所述衬底表面的半导体结构层，所述半导体结构层背向所述衬底的表面与所述半导体结构层的侧壁之间具有过渡坡面；覆盖所述过渡坡面和所述半导体结构层的侧壁的保护结构；焊料层，位于所述半导体结构层背向所述衬底的一侧。保护结构覆盖过渡坡面和半导体结构层的侧壁，可以防止焊料连通半导体结构层导致短路，同时过渡坡面的设计可以防止直角边缘位置发生破损断裂的问题。断裂的问题。断裂的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器芯片及制造方法
[0001]本专利技术涉及半导体器件制造领域，具体涉及一种半导体激光器芯片及制造方法。
技术介绍
[0002]半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。半导体激光器的核心发光部分是由P型和N型半导体构成的PN结管芯。
[0003]现有技术半导体激光器芯片需要通过焊料封装在热沉上，芯片腔面有光学膜作绝缘保护，但芯片的侧边一般是裸露。在封装焊接时，焊料直接受封装压力挤出，堆积在芯片的侧边，芯片的外延有源层较薄且包含P层和N层，焊料堆积时可能直接联通PN结，形成短路通道，芯片工作时大量电流从该短路通道流过，容易造成该位置发热烧毁，导致激光器失效；另外，一些焊料如铟等，有易流动和易电迁移等特性，在芯片处于高电流工作或者连续脉冲工作时，焊料会因电学迁移特性从焊接面向芯片的腔面以及芯片的侧边迁移，当迁移到外延有源层的PN结时，同样能直接联通PN结，形成短路通道导致激光器失效。
[0004]因此，现有技术中的半导体激光器芯片存在因焊料联通PN结导致激光器失效的缺陷。
技术实现思路
[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的半导体激光器芯片存在因焊料联通PN结导致激光器失效的缺陷，从而，提供了一种半导体激光器芯片及制造方法。
[0006]本专利技术提供了一种半导体激光器芯片的制造方法，包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底表面形成半导体结构层；在所述半导体结构层背向所述衬底的表面与所述半导体结构层的侧壁之间形成过渡坡面；在所述过渡坡面和所述半导体结构层的侧壁形成保护结构；形成所述保护结构之后，在所述半导体结构层背向所述衬底的表面形成焊料层。
[0007]可选的，形成所述过渡坡面的方法包括刻蚀工艺。
[0008]可选的，形成所述保护结构的工艺包括侧倾镀膜工艺。
[0009]可选的，所述半导体结构层具有相对的第一侧壁和第二侧壁、以及相对的前腔侧壁和后腔侧壁，自第一侧壁至第二侧壁的排布方向垂直与自前腔侧壁至后腔侧壁的排布方向，所述半导体激光器产生的激光从后腔侧壁向前腔侧壁的方向出射；与第一侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第一侧壁上的保护结构为第一保护结构，与第二侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第二侧壁上的保护结构为第二保护结构；所述侧倾镀膜工艺包括第一侧倾镀膜工艺和第二侧倾镀膜工艺；在所述第一侧倾镀膜工艺中，所述前腔侧壁朝向第一侧倾镀膜工艺采用的蒸镀源，所述前腔侧壁与水平面之间具有第一倾斜夹角，采用所述第一侧倾镀膜工艺在所述前腔侧壁形成前腔光学膜的过程中，形成所述第一保护结构；在所述第二侧倾镀膜工艺中，所述后腔侧壁朝向第二侧倾镀膜工艺采用的蒸镀源，所述后腔侧壁与水平面之间具有第二倾斜夹角，采用所述第二侧倾镀膜工艺在所述后腔侧壁形成后腔光学膜的过程中，形成所述第二保护结构。
[0010]可选的，所述后腔光学膜的厚度大于所述前腔光学膜的厚度；所述第二保护结构的厚度大于所述第一保护结构的厚度。
[0011]相应的，本专利技术还提供一种半导体激光器芯片，包括：衬底；位于所述衬底表面的半导体结构层，所述半导体结构层背向所述衬底的表面与所述半导体结构层的侧壁之间具有过渡坡面；覆盖所述过渡坡面和所述半导体结构层的侧壁的保护结构；焊料层，位于所述半导体结构层背向所述衬底的一侧。
[0012]可选的，所述过渡坡面为平面或凹面。
[0013]可选的，所述过渡坡面与所述半导体结构层背向所述衬底的表面之间的夹角为30
°
～60
°
。
[0014]可选的，所述半导体结构层中具有贯穿所述半导体结构层的凹槽，相邻的凹槽之间的半导体结构层为发光区；绝缘层，覆盖所述凹槽的内壁、部分所述发光区的表面、所述半导体结构层的边缘区域背向所述衬底的表面以及所述过渡坡面；覆盖所述过渡坡面的所述绝缘层位于所述保护结构和所述半导体结构层之间；所述焊料层位于所述绝缘层背向所述衬底的一侧。
[0015]可选的，所述绝缘层的材料包括SiO2；所述绝缘层的厚度为100nm～300nm。
[0016]可选的，还包括：镀金层，所述镀金层包括侧边镀金层和发光区镀金层；所述侧边镀金层位于所述半导体结构层的边缘区域上，位于所述半导体结构层的边缘区域表面的所述绝缘层隔离所述侧边镀金层和所述半导体结构层的边缘区域；所述发光区镀金层位于所述发光区背向所述衬底的表面以及所述凹槽中，且覆盖部分所述绝缘层；所述侧边镀金层的厚度大于所述发光区镀金层的厚度。
[0017]可选的，所述侧边镀金层的厚度与所述发光区镀金层的厚度之差为1μm～3μm。
[0018]可选的，所述半导体结构层具有相对的第一侧壁和第二侧壁、以及相对的前腔侧壁和后腔侧壁，自第一侧壁至第二侧壁的排布方向垂直于自前腔侧壁至后腔侧壁的排布方向，所述半导体激光器产生的激光从后腔侧壁向前腔侧壁的方向出射；与第一侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第一侧壁上的保护结构为第一保护结构，与第二侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第二侧壁上的保护结构为第二保护结构；所述第二保护结构的厚度大于所述第一保护结构的厚度。
[0019]可选的，所述第一保护结构和第二保护结构均包括保护单元层，第二保护结构中保护单元层的数量大于第一保护结构中保护单元层的数量；所述保护单元层包括自半导体结构层内至外依次排布的第一绝缘保护层、第二绝缘保护层和第三绝缘保护层；所述第一绝缘保护层的材料为Al2O3，所述第二保护层的材料为硅；所述第三绝缘保护层的材料为SiO2。
[0020]相应的，本专利技术还提供一种激光器，包括：本专利技术的半导体激光器芯片；热沉，位于所述焊料层背向所述衬底的一侧，所述热沉与所述焊料层焊接在一起。
[0021]本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0022]1.本专利技术的技术方案提供的半导体激光器芯片，半导体结构层背向衬底的表面与半导体结构层的侧壁之间具有过渡坡面，保护结构覆盖过渡坡面和半导体结构层的侧壁，由于过渡坡面的存在，因此过渡坡面上的保护结构与半导体结构层的侧壁的保护结构之间的连接较好，能避免半导体结构层的侧壁的顶角处被保护结构暴露出来，保护结构能够完
全覆盖半导体结构层的侧壁的过渡坡面。由于保护结构的存在，因此能避免焊料因受封装压力或因焊料电学迁移特性原因与半导体结构层连通短路的问题。
[0023]2.进一步，过渡坡面为平面或凹面，简化了制作工艺，同时也有利于提高保护结构在过渡坡面上的粘附性，达到保护半导体结构层的目的。
[0024]3.进一步，过渡坡面与半导体结构层背向衬底的表面之间的夹角为30
°
～60
°
，可以防止保护结构在过渡坡面上粘附不良，提高了保护结构的覆盖成功率。
[0025]4.进一步，绝缘层覆盖凹槽的内壁、部分发光区的表面、半导体结构层的边缘区域背向衬底的表面以及过渡坡面，可以防止半导体激光器芯片发生短路失效的问题；覆盖过渡坡面的绝缘层位于保护结构和半导体结构层之间，所述绝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底表面形成半导体结构层；在所述半导体结构层背向所述衬底的表面与所述半导体结构层的侧壁之间形成过渡坡面；在所述过渡坡面和所述半导体结构层的侧壁形成保护结构；形成所述保护结构之后，在所述半导体结构层背向所述衬底的表面形成焊料层。2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的制造方法，其特征在于，形成所述过渡坡面的方法包括刻蚀工艺。3.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的制造方法，其特征在于，形成所述保护结构的工艺包括侧倾镀膜工艺。4.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片的制造方法，其特征在于，所述半导体结构层具有相对的第一侧壁和第二侧壁、以及相对的前腔侧壁和后腔侧壁，自第一侧壁至第二侧壁的排布方向垂直于自前腔侧壁至后腔侧壁的排布方向，所述半导体激光器产生的激光从后腔侧壁向前腔侧壁的方向出射；与第一侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第一侧壁上的保护结构为第一保护结构，与第二侧壁相邻的过渡坡面上的保护结构以及第二侧壁上的保护结构为第二保护结构；所述侧倾镀膜工艺包括第一侧倾镀膜工艺和第二侧倾镀膜工艺；在所述第一侧倾镀膜工艺中，所述前腔侧壁朝向第一侧倾镀膜工艺采用的蒸镀源，所述前腔侧壁与水平面之间具有第一倾斜夹角，采用所述第一侧倾镀膜工艺在所述前腔侧壁形成前腔光学膜的过程中，形成所述第一保护结构；在所述第二侧倾镀膜工艺中，所述后腔侧壁朝向第二侧倾镀膜工艺采用的蒸镀源，所述后腔侧壁与水平面之间具有第二倾斜夹角，采用所述第二侧倾镀膜工艺在所述后腔侧壁形成后腔光学膜的过程中，形成所述第二保护结构。5.根据权利要求4所述的半导体激光器芯片的制造方法，其特征在于，所述后腔光学膜的厚度大于所述前腔光学膜的厚度；所述第二保护结构的厚度大于所述第一保护结构的厚度。6.一种半导体激光器芯片，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的半导体结构层，所述半导体结构层背向所述衬底的表面与所述半导体结构层的侧壁之间具有过渡坡面；覆盖所述过渡坡面和所述半导体结构层的侧壁的保护结构；焊料层，位于所述半导体结构层背向所述衬底的一侧。7.根据权利要求6所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述过渡坡面为平面或凹面。8.根据权利要求6所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述过渡坡面与所述半导体结构层背向所述衬底的表面之间的夹角为30
°
～60
【专利技术属性】
技术研发人员：周立，王俊，谭少阳，李波，胡燚文，
申请(专利权)人：苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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