脊形波导量子级联激光器的制作方法技术

一种脊形波导量子级联激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（Ａ）在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层；（Ｂ）在量子级联结构材料上生长厚的二氧化硅，作为质子轰击掩蔽层；（Ｃ）涂光刻胶，刻蚀出条形；（Ｄ）带胶进行质子轰击，去胶；（Ｅ）生长一薄层二氧化硅，在解理处刻蚀出条形作为解理标识；（Ｆ）蒸电极，解理，压焊。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，是指一种半导体激光器的制作工艺，特别是指一种
技术介绍
量子级联激光器是近十几年来发展起来的一种光电器件，发光波长处于中红外到远红外波段，包括了3-5μm中红外波段和8-14μm远红外波段两个重要的大气窗口，在军用和民用方面都有极其重要的应用背景。且量子级联激光器打破了半导体激光器靠空穴和电子复合发光的模式，靠子带跃迁发光。其波长具有可裁减性，只是有源区的量子阱厚度的函数；不存在俄歇复合，特征温度较高。但其发展受到了一些限制，主要是器件的散热问题难以解决，量子级联激光器的超晶格结构复杂，生长周期较多，有源区较厚，给散热造成了极大的困难，这样就使得器件易烧坏，工作寿命短，功率也难以进一步提高。为了制成性能优良的微腔激光器，人们做了许多努力，目前主要有以下几种工艺(1)采用倒装的办法，即压焊时，管芯的外延面向下，与热沉接触，这样可以使激光器工作时，热量很快传给热沉，外延面向上压焊时，是通过空气散热的，很显然铜质热沉的散热性能要比空气好很多。但即使倒装，制作脊形波导时所刻蚀的双沟处也要通过空气散热，不能直接接触到热沉。(2)采用加厚正电极的办法，用多次蒸发或蒸发之后电镀的办法，增加正电极的厚度，这样不用采用外延面向下的办法，热量也可以通过厚的金属电极较快地传导出去。但这样会给解理工作增加困难，因为金属电极加厚，解理时，金属电极不容易断开。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，利用这种方法制作的器件采用倒装，器件材料与热沉之间不存在空气层，散热迅速，可以改善器件的散热性能，延长器件的寿命，提高器件的功率。且该工艺简单易行，不会增加器件制作的难度系数。本专利技术是采用以下方法实现的本专利技术一种，其特征在于，包括如下步骤(A)在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层； (B)在量子级联结构材料上生长厚的二氧化硅，作为质子轰击掩蔽层；(C)涂光刻胶，刻蚀出条形；(D)带胶进行质子轰击，去胶；(E)生长一薄层二氧化硅，在解理处刻蚀出条形作为解理标识；(F)蒸电极，解理，压焊。其中用质子轰击得到限制电流的高阻区。其中质子轰击是用1μm厚的二氧化硅和2μm厚的光刻胶共同作为掩蔽层。附图说明为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1是利用本方法制作的激光器的结构示意图。具体实施方法请结合参阅附图1，本专利技术为一种脊形波导量子级联激光器的制作工艺，其中包括，先在全器件材料上生长1μm厚的二氧化硅，再涂上2μm厚的光刻胶，然后光刻腐蚀出与5相同宽度的脊形波导形貌，带胶进行质子轰击，质子轰击后去胶，然后生长一薄层二氧化硅，刻蚀出二氧化硅解理标识条3，并腐蚀掉掩蔽用二氧化硅，蒸电极后解理压焊。本专利技术为一种脊形波导量子级联激光器的制作工艺，包括如下步骤(A)在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层；(B)在量子级联结构材料上生长1μm后的二氧化硅，再用多次匀胶的办法涂上2μm厚的光刻胶；(C)然后光刻，腐蚀出脊形波导形貌。(D)不去胶，直接带胶进行质子轰击，得到高阻区2和未轰击区5，因为二氧化硅生长过厚，会发生断裂，起皮现象，甚至会使材料受损，光刻胶涂得过厚，不仅操作难度系数大，而且给光刻工艺带来很大的困难，二氧化硅和光刻胶共同作为质子轰击的掩膜，即可以防止由于二氧化硅生长过厚造成的材料损伤，又避免了光刻胶过厚给光刻工艺带来的困难，降低了总体工艺难度。(E)质子轰击后去胶，但不马上腐蚀掉掩蔽用二氧化硅，先在表面生长一薄层二氧化硅，再光刻，腐蚀掉二氧化硅，此次光刻为套刻，也为条形，光刻版为阳版，即在掩蔽用二氧化硅条形中间位置留出一如图中3所示细条的二次生长的二氧化硅，其它位置的二氧化硅全部腐蚀掉，包括掩蔽用二氧化硅。中间这一二氧化硅细条用于作为解理标识。(F)蒸Ti/Au作为正、背电极4、1，这时在正电极一面可以看到细条形形貌，蒸电极后解理，沿细条形解理，这样整个器件的为中间为未被轰击的，两侧都是被轰击的高阻区，如附图所示。解理后压焊。权利要求1.一种，其特征在于，包括如下步骤(A)在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层；(B)在量子级联结构材料上生长厚的二氧化硅，作为质子轰击掩蔽层；(C)涂光刻胶，刻蚀出条形；(D)带胶进行质子轰击，去胶；(E)生长一薄层二氧化硅，在解理处刻蚀出条形作为解理标识；(F)蒸电极，解理，压焊。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，其中用质子轰击得到限制电流的高阻区。3.根据权利要求2所述的，其特征在于，其中质子轰击是用1μm厚的二氧化硅和2μm厚的光刻胶共同作为掩蔽层。全文摘要一种，其特征在于，包括如下步骤(A)在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层；(B)在量子级联结构材料上生长厚的二氧化硅，作为质子轰击掩蔽层；(C)涂光刻胶，刻蚀出条形；(D)带胶进行质子轰击，去胶；(E)生长一薄层二氧化硅，在解理处刻蚀出条形作为解理标识；(F)蒸电极，解理，压焊。文档编号H01S5/22GK1700541SQ20041004326公开日2005年11月23日 申请日期2004年5月20日 优先权日2004年5月20日专利技术者路秀真, 常秀兰, 胡颖, 刘峰奇, 王占国 申请人:中国科学院半导体研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脊形波导量子级联激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：（Ａ）在半导体衬底上生长量子级联结构，作为激光器的有源区和波导层；（Ｂ）在量子级联结构材料上生长厚的二氧化硅，作为质子轰击掩蔽层；（Ｃ）涂光刻胶，刻蚀出 条形；（Ｄ）带胶进行质子轰击，去胶；（Ｅ）生长一薄层二氧化硅，在解理处刻蚀出条形作为解理标识；（Ｆ）蒸电极，解理，压焊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路秀真，常秀兰，胡颖，刘峰奇，王占国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]