垂直腔面发射激光器的形成方法技术

一种垂直腔面发射激光器的形成方法，包括：提供衬底；在衬底第一面上依次形成第一反射镜结构、有源层、第二反射镜结构和钝化结构；在器件区形成第一凹槽，在切割区上形成切割凹槽，第一凹槽和切割凹槽贯穿钝化结构且暴露出第二反射镜结构表面；在第一凹槽内、切割凹槽内和与第一凹槽相邻的部分钝化结构表面形成第一电极层；在第一电极层上和钝化结构上形成图形化的光刻胶层；去除切割凹槽内的第一电极层；以图形化的光刻胶层为掩膜，沿切割凹槽对第二反射镜结构、有源层、第一反射镜结构和衬底进行切割，形成分立的器件。所述方法使得形成垂直腔面发射激光器良率得到提升。成垂直腔面发射激光器良率得到提升。成垂直腔面发射激光器良率得到提升。

【技术实现步骤摘要】
垂直腔面发射激光器的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种垂直腔面发射激光器的形成方法。

技术介绍

[0002]垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser，简称VCSEL)是一种垂直于衬底面射出激光的半导体激光器，当前以砷化镓半导体为基础材料的垂直腔面发射激光器居多，发射波长主要为近红外波段。
[0003]垂直腔面发射激光器的结构一般由上、下布拉格反射镜(DBR)和中间有源区三部分组成，布拉格反射镜一般由折射率不同且厚度为光波长的四分之一的两种材料交替生长而成，为了减小光学损耗，N型布拉格反射镜的反射率接近100％，可作为谐振腔的全反射镜，而P型布拉格反射镜反射率相对较低，可作为谐振腔的出射镜。其中P型布拉格反射镜中有一层或多层高铝组分AlGaAs层作为氧化限制层。
[0004]然而，现有的垂直腔面发射激光器的性能还有待改善。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种垂直腔面发射激光器的形成方法，以改善垂直腔面发射激光器的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种垂直腔面发射激光器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括器件区和环绕所述器件区的切割区，所述衬底包括相对的第一面和第二面；在所述衬底第一面表面形成第一反射镜结构；在所述第一反射镜结构表面形成有源层；在所述有源层表面形成第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型不同；在所述第二反射镜结构表面形成钝化结构；在所述器件区上形成第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述钝化结构，所述第一凹槽暴露出所述第二反射镜结构表面；在所述切割区上形成切割凹槽，所述切割凹槽贯穿所述钝化结构，所述切割凹槽暴露出所述第二反射镜结构表面；在所述第一凹槽内、所述切割凹槽内和与所述第一凹槽相邻的部分第一钝化层表面形成第一电极层；形成第一电极层之后，在所述衬底第二面表面形成第二电极层；形成第二电极层之后，在第一电极层上和钝化结构上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述切割凹槽内的第一电极层表面；去除所述切割凹槽内的第一电极层，暴露出切割凹槽；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割，形成分立的垂直腔面发射激光器器件。
[0007]可选的，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之前，还包括：在所述衬底第二面表面形成第二电极层。
[0008]可选的，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之前，还包括：提供承载托盘，所述承载托盘表面具有粘性胶；将所述衬底第二面朝向所述粘性胶接触以固定。
[0009]可选的，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之后，还包括：对所述承载托盘上粘性胶进行拉扯，加宽各个垂直腔面发射激光器器件之间的间距；将间距加宽的所述垂直腔面发射激光器器件从粘性胶上剥离；将间距加宽的所述垂直腔面发射激光器器件从粘性胶上剥离之后，去除所述光刻胶层。
[0010]可选的，去除所述光刻胶层的工艺包括湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀液包括氨水和双氧水的混合溶液。
[0011]可选的，还包括：所述钝化结构包括第一钝化层和位于第一钝化层上的第二钝化层；在所述器件区上形成第二凹槽，所述第二凹槽嵌入所述器件区上的所述第一钝化层内、所述第二反射镜结构内、所述有源层内和所述第一反射镜结构内；所述第一凹槽的深度小于所述第二凹槽的深度，所述第二凹槽围绕所述第一凹槽。
[0012]可选的，所述钝化结构的形成方法包括：在所述第二反射镜结构表面形成第一钝化层；形成第二凹槽之后，在所述第二凹槽侧壁表面和底部表面、以及第一钝化层表面形成所述第二钝化层；所述第一凹槽和切割凹槽贯穿所述第二钝化层内和第一钝化层。
[0013]可选的，所述第二反射镜结构至少包括第一部和位于第一部上的第二部；在形第二反射镜结构的过程中，还包括：形成位于第一部上的透光材料层；在所述透光材料层表面形成反射材料层，所述第二部位于反射材料层上；所述第二凹槽暴露出所述透光材料层和所述反射材料层侧壁表面，且所述第二凹槽环绕所述透光材料层和所述反射材料层。
[0014]可选的，还包括：对所述第二凹槽侧壁暴露出的所述器件区上的所述透光材料层进行改性处理，使所述器件区上的所述透光材料层形成挡光层和透光层，所述挡光层环绕所述透光层。
[0015]可选的，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割的工艺包括：激光切割。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0017]本专利技术的技术方案，通过在所述第一凹槽内、所述切割凹槽内和与所述第一凹槽相邻的部分钝化结构表面形成第一电极层之后，在第一电极层上形成图形化的光刻胶层，以所述图形化的光刻胶层为掩膜进行切割凹槽内第一电极层的去除以及沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割。所述光刻胶层能够保护所述器件区的表面，以避免沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行激光切割时产生的烧结物和碎屑对器件区造成影响，从而可以提升产品良率。同时所述方法未增加新的工艺步骤，不会增加额外的生产成本。
附图说明
[0018]图1至图3是一实施例中垂直腔面发射激光器形成过程的示意图；
[0019]图4至图8是本专利技术实施例中垂直腔面发射激光器形成过程的结构示意图。
具体实施方式
[0020]如
技术介绍
所述，垂直腔面发射激光器的性能还有待改善。现结合具体的实施例进行分析说明。
[0021]图1至图3是一实施例中垂直腔面发射激光器形成过程的示意图。
[0022]请参考图1，提供衬底200，所述衬底200包括器件区和环绕所述器件区的切割区，所述衬底包括相对的第一面和第二面；在所述衬底第一面表面形成第一反射镜结构，所述第一反射镜结构包括若干第一堆叠结构，所述第一堆叠结构包括第一反射层201和位于所述第一反射层201上的第二反射层202；位于所述第一反射镜结构上的有源层203；在所述有源层203表面形成至少两层重叠的第二反射镜结构以及位于相邻第二反射镜结构之间的透光材料层，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型不同，所述第二反射镜结构包括若干第二堆叠结构，所述第二堆叠结构包括第三反射层204和位于所述第三反射层204上的第四反射层205；在所述第二反射镜结构表面形成第一钝化层206；刻蚀所述第一钝化层206、所述第二反射镜结构、所述有源层203和所述第一反射镜结构，在所述第二反射镜结构、所述有源层203和所述第一反射镜结构内形成第一凹槽208，所述第一凹槽208暴露出所述透光材料层侧壁表面；采用湿法氧化工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直腔面发射激光器的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括器件区和环绕所述器件区的切割区，所述衬底包括相对的第一面和第二面；在所述衬底第一面表面形成第一反射镜结构；在所述第一反射镜结构表面形成有源层；在所述有源层表面形成第二反射镜结构，所述第二反射镜结构的导电类型与所述第一反射镜结构的导电类型不同；在所述第二反射镜结构表面形成钝化结构；在所述器件区上形成第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述钝化结构，所述第一凹槽暴露出所述第二反射镜结构表面；在所述切割区上形成切割凹槽，所述切割凹槽贯穿所述钝化结构，所述切割凹槽暴露出所述第二反射镜结构表面；在所述第一凹槽内、所述切割凹槽内和与所述第一凹槽相邻的部分钝化结构表面形成第一电极层；在第一电极层上和钝化结构上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述切割凹槽内的第一电极层表面；去除所述切割凹槽内的第一电极层，暴露出切割凹槽；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割，形成分立的垂直腔面发射激光器器件。2.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的形成方法，其特征在于，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之前，还包括：在所述衬底第二面表面形成第二电极层。3.如权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的形成方法，其特征在于，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之前，还包括：提供承载托盘，所述承载托盘表面具有粘性胶；将所述衬底第二面朝向所述粘性胶接触以固定。4.如权利要求3所述的垂直腔面发射激光器的形成方法，其特征在于，沿切割凹槽对所述第二反射镜结构、所述有源层、所述第一反射镜结构和衬底进行切割之后，还包括：对所述承载托盘上粘性胶进行拉扯，加宽各个垂直腔面发射激光器器件之间的间距；将间距加宽的所述垂直腔面发射激光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜清华，李新宇，赵亚楠，吴炫聪，
申请(专利权)人：常州承芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：