VCSEL激光器及其制备方法技术

本申请提供一种VCSEL激光器及其制备方法。所述VCSEL激光器，包括：外延结构；形成于所述外延结构上且电连接于所述外延结构的种子金属层；形成于所述种子金属层上且电连接于所述种子金属层的第一电极，其中，所述第一电极具有贯穿地形成于其中且对应于所述氧化开孔的出光孔；设置于所述种子金属层的周围的保护层，其中，所述保护层隔离所述种子金属层于外界；以及，电连接于所述外延结构的第二电极。这样，在所述种子金属层的周围设置用于将所述种子金属层与外界相隔离的保护层，以有效地防止所述种子金属层被暴露而发生异化，从而确保所述VCSEL激光器的性能稳定性。述VCSEL激光器的性能稳定性。述VCSEL激光器的性能稳定性。

【技术实现步骤摘要】
VCSEL激光器及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体领域，更具体地涉及VCSEL激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)是一种半导体激光器，其在衬底的垂直方向上形成谐振腔，沿垂直方向上出射激光。VCSEL激光器，尤其是包括多个VCSEL单元的VCSEL阵列和包括多个VCSEL单元的VCSEL芯片，在包括消费电子、工业、医疗等行业得到广泛应用。
[0003]在现有VCSEL激光器的晶圆制程中，因VCSEL激光器的电极有打线或连接的需求，因此，电极需要一定的厚度。电极增厚的方式有很多，例如，溅镀、蒸镀、化镀、电镀等，在实际产业中，为求时间、成本和稳定性，大部分会采用电镀的方式来增加电极厚度。并且，为了增加电镀的稳定性，在电镀制程前都会沉积一层种子金属层(SeedMetal)。
[0004]然而，在实际工艺中，本申请专利技术人发现在通过逆电镀或者蚀刻工艺在电极1P上形成光窗10P后，种子金属层2P的侧边可能会被裸露于外界(如图1所示)，导致在后续使用过程中，种子金属层2P中金属活泼性较高的部分(例如，金属钛)会被氧化，而导致所述种子金属层2P变异，进而影响所述VCSEL激光器的整体性能。
[0005]一些厂商采用在电极上形成钝化层(Passivation layer)的方式来避免所述种子金属层发生变异，然而，钝化层须基于VCSEL激光器的出光性能(例如，激光波长)来特别设计其厚度，一旦厚度尺寸适配，会发生无法出光或者出光减少等不良现象。
[0006]因此，需要一种新型的VCSEL激光器的制备工艺来解决上述技术问题。
[0007]申请内容
[0008]本申请的一个优势在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，所述制备方法在所述种子金属层的周围设置用于将所述种子金属层与外界相隔离的保护层，以有效地防止所述种子金属层被暴露而发生异化，从而确保所述VCSEL激光器的性能稳定性。
[0009]本申请的另一个优势在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，在本申请一些示例中，所述制备方法利用光罩图形的设计将所述种子金属层完全地包覆化学性能稳定的保护层内，工艺难度较低。
[0010]本申请的另一优势在于提供一种VCSEL激光器及其制备方法，其中，在本申请一些示例中，所述制备方法通过在所述第一电极的侧壁设置保护层，以将所述种子金属层与外界相隔离。
[0011]为了实现上述至少一个优势，本申请提供了一种VCSEL激光器，其包括：
[0012]外延结构，所述外延结构包括有源区、分别形成于所述有源区上下两侧的第一反射器和第二反射器，以及，位于所述有源区上方的氧化限制层，所述氧化限制层具有用于限制所述VCSEL激光器的出光孔径的氧化开孔；
[0013]形成于所述外延结构上且电连接于所述外延结构的种子金属层；
[0014]形成于所述种子金属层上且电连接于所述种子金属层的第一电极，其中，所述第
一电极具有贯穿地形成于其中且对应于所述氧化开孔的出光孔；
[0015]设置于所述种子金属层的周围的保护层，其中，所述保护层隔离所述种子金属层于外界；以及
[0016]电连接于所述外延结构的第二电极。
[0017]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层叠置地形成于所述种子金属层上并包覆所述种子金属层，通过这样的方式，以隔离所述种子金属层于外界。
[0018]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层与所述种子金属层位于所述第一电极内。
[0019]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层环绕地设置于所述第一电极的侧壁，通过这样的方式，以隔离所述种子金属层于外界。
[0020]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层由金属可导电材料制成且所述金属可导电材料具有较弱的金属活泼性。
[0021]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层选自Au、Pt和Pd 中任意一种。
[0022]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述保护层为钝化层。
[0023]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述钝化层的厚度为0.1um-5um。
[0024]在根据本申请的VCSEL激光器中，所述钝化层的制成材料选自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和氧化铝所组成的群组中任意中一种或几种。
[0025]根据本申请另一方面，还提供一种VCSEL激光器的制备方法，其包括：
[0026]提供一外延层，所述外延结构包括有源区、分别形成于所述有源区上下两侧的第一反射器和第二反射器，以及，位于所述有源区上方的氧化限制层，所述氧化限制层具有用于限制所述VCSEL激光器的出光孔径的氧化开孔；
[0027]在所述外延层上形成电连接于所述外延结构的种子金属层；
[0028]叠置地在所述种子金属层上形成包覆所述种子金属层的保护层，所述保护层电连接于所述种子金属层；
[0029]在所述保护层上形成电连接于所述保护层的第一电极；
[0030]去除所述第一电极的至少一部分以形成贯穿于所述第一电极且对应于所述氧化开孔的出光孔，其中，所述保护层确保所述种子金属层与外界相隔离；以及
[0031]形成电连接于所述外延结构的第二电极。
[0032]在根据本申请的VCSEL激光器的制备方法中，叠置地在所述种子金属层上形成包覆所述种子金属层的保护层，所述保护层电连接于所述种子金属层，包括：
[0033]通过电镀工艺在所述种子金属层上叠置地形成包覆所述种子金属层的保护层。
[0034]在根据本申请的VCSEL激光器的制备方法中，所述保护层选自Au、 Pt和Pd中任意一种。
[0035]在根据本申请的VCSEL激光器的制备方法中，去除所述第一电极的至少一部分以形成贯穿于所述第一电极且对应于所述氧化开孔的出光孔，包括：通过蚀刻工艺去除所述第一电极的至少一部分以形成贯穿于所述第一电极且对应于所述氧化开孔的出光孔。
[0036]在根据本申请的VCSEL激光器的制备方法中，去除所述第一电极的至少一部分以形成贯穿于所述第一电极且对应于所述氧化开孔的出光孔，包括：通过逆电镀工艺去除所述第一电极的至少一部分以形成贯穿于所述第一电极且对应于所述氧化开孔的出光孔。
[0037]通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0038]本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
[0039]从下面结合附图对本申请实施例的详细描述中，本申请的这些和/ 或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
[0040]图1图示了现有的VCSEL激光器的结构示意图。
[0041]图2图示了根据本申请实施例的VCSEL激光器的结构示意图。
[0042]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL激光器，其特征在于，包括：外延结构，所述外延结构包括有源区、分别形成于所述有源区上下两侧的第一反射器和第二反射器，以及，位于所述有源区上方的氧化限制层，所述氧化限制层具有用于限制所述VCSEL激光器的出光孔径的氧化开孔；形成于所述外延结构上且电连接于所述外延结构的种子金属层；形成于所述种子金属层上且电连接于所述种子金属层的第一电极，其中，所述第一电极具有贯穿地形成于其中且对应于所述氧化开孔的出光孔；设置于所述种子金属层的周围的保护层，其中，所述保护层隔离所述种子金属层于外界；以及电连接于所述外延结构的第二电极。2.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层叠置地形成于所述种子金属层上并包覆所述种子金属层，通过这样的方式，以隔离所述种子金属层于外界。3.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层与所述种子金属层位于所述第一电极内。4.根据权利要求1所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层环绕地设置于所述第一电极的侧壁，通过这样的方式，以隔离所述种子金属层于外界。5.根据权利要求3所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层由金属可导电材料制成且所述金属可导电材料具有较弱的金属活泼性。6.根据权利要求5所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层选自Au、Pt和Pd任意一种。7.根据权利要求6所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层的厚度为0.1um-5um。8.根据权利要求4所述的VCSEL激光器，其中，所述保护层为钝化层。9.根据权利要求8所述的VCSEL激光器，其中，所述钝化层的厚度为0.1um-5um。10.根据权利要求8所述的VCSEL激光器，其中，所述钝化层的制成材料选自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和氧化铝所组成的群组中任意中一种或几种。11.一种VCSEL激光器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝成，田志伟，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：