一種帶有標記功能的激光器芯片的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶有標記功能的激光器芯片的制備方法，屬于半導體激光器技術領域。
【背景技術】
[0002]半導體激光器的應用覆蓋了整個光電子學領域，現已成為當今光電子科學的核心技術。由于半導體激光器具有體積小、結構簡單、輸入能量低、壽命長、易于調制及價格低廉的優點，使它在醫療器械、材料加工、軍事國防方面具有廣泛的應用。
[0003]大功率半導體激光器工作時芯片容易產生大量的熱量，影響芯片的正常使用，熱量的一部分是由焦耳熱所貢獻。一般情況而言，降低焦耳熱采取的措施是減小芯片電阻，即在芯片背面(η面)鍍上厚金。當金層厚度較大時，金層相對致密，能夠降低芯片電阻。但金層厚度增大也增加了解理的困難度。此外在M0CVD生長外延結構的過程中，由于襯底(三片)位置固定問題而導致的外延片厚度的差異也引起了外延片性能的差異。為了評估外延片質量及估算良品率，往往需要將解理下來的芯片全部進行測試，工作強度大，不能滿足企業實際生產的需求。但如果知道了芯片在外延片上的確切位置，我們就只需進行抽樣測試即可，這不但大大降低了工作量，而且還提高了產品的使用率。因此鑒于以上因素，有必要設計一種帶有標記功能的激光器芯片，以滿足半導體激光器芯片進行測試、使用的需要。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于:提供一種方法簡易，以解決現有外延片解理困難和進行質量及良品率估算時，需要將解理下來的芯片全部進行測試，工作量大問題的帶有標記功能的激光器芯片的制備方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種帶有標記功能的激光器芯片的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟:
1)、首先將外延片吸附在旋涂機上，滴上正性光刻膠，開啟旋涂機，轉速為4000r/min，以使正性光刻膠在外延片表面形成厚度為1.2 μπι的均勻分布的光刻膠薄層；
2)、將勻膠后的外延片取出，在100°C的溫度下烘烤lmin；
3)、將烘烤完畢后的外延片在光刻機上曝光30s，光刻后的曝光區域寬為lOOMm;
4)、曝光完畢后，將外延片用鑷子放置在盛有顯影液的溶液中靜置25s，然后在去離子水中進行清洗，并吹干；
5)、將顯影后的外延片在100°C下烘烤6min，然后，用氧離子轟擊顯影后的外延片表面，確保將表面曝光區殘留的膠清除干凈；
6)、將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min，然后將外延片放置其中腐蝕105s ;即告完成外延片的第一次光刻；
7)、將完成第一次光刻的外延片在丙酮中連續兩次煮沸清洗并用去離子水沖洗30次，吹干；然后蒸鍍上一層200nm厚的Si02，再采用步驟2) — 7)的方法對外延片進行二次光刻；二次光刻后的外延片上呈現上端起始曝光區域寬為5μπι，從上往下曝光區域寬逐次增加lOOnm，左端曝光區域寬為5Pm，從左至右的曝光區域寬逐次增加lOOnm的曝光區間；
8)、將二次光刻后的外延片用HF:NH4F:H20的體積比為3:6:10的混合溶液進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉；
9)、將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min ;并將吹干后的外延片放置在上述配制的混合溶液中進行腐蝕，時間為125s ;
10)、將上述處理后的外延片采用與第一次光刻和第二次光刻相同的方式，進行曝光區域寬為95Pm的三次光刻；然后將光刻后的外延片放置在HF: NH4F: H20的體積比呈3:6:10的混合溶液中進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉；
11)、用磁控派射制備正面電極Au/Pt/Ni，Au層厚度為50nm，Pt層厚度為50nm，Ni層厚度為300nm，正面電極所在的面即為刻有脊形臺的面；然后將外延片背面即η面，用石蠟壓在厚玻璃片上并在拋光機上減薄至120 μπι左右，接著先用廢三氯乙烯把外延片從厚玻璃片上煮下來，然后再用四氯化碳，三氯乙烯，丙酮，乙醇將外延片煮沸清洗兩遍，再用去離子水沖洗30遍，吹干；最后濺射背面電極AuGeNi/Au，并在420 °(:條件下快速退火35s，得帶有標記功能的激光器芯片。
[0006]本發明的優點在于:
通過本發明制備的激光器芯片，相對于現有的激光器芯片增加了標記區和輔助塊的設計。此外，由于在標記區腐蝕了深度為500nm的溝槽，因此解理時沿著溝槽解理就避免了由厚金電極帶來的解理困難的問題。同時根據標記區的尺寸，便可知道解理下來的芯片在外延片上的確切位置。檢測到芯片在外延片上的確切位置后，對外延片質量及芯片良品率進行評估時，只需進行抽樣測試即可滿足評估要求。該本發明制備的激光器芯片結構簡單，大大降低了評估芯片的工作量，而且還提高了產品的使用率，特別適合激光器進行芯片測試、使用的需要。
【具體實施方式】
[0007]首先將外延片吸附在旋涂機上，滴上正性光刻膠，開啟旋涂機，轉速為4000r/min，以使正性光刻膠在外延片表面形成厚度為1.2 μπι的均勻分布的光刻膠薄層。將勻膠后的外延片取出，在100°C的溫度下烘烤lmin ;目的是將部分正性光刻膠中的溶劑蒸發干凈，從而降低膠膜的粘性。將烘烤完畢后的外延片在光刻機上曝光30s，光刻后的曝光區域寬為ΙΟΟμπι。曝光完畢后，將外延片用鑷子放置在盛有顯影液的溶液中靜置25s完成顯影，然后在去離子水中進行清洗，并吹干。將顯影后的外延片在100°C下烘烤6min完成堅膜，然后用氧離子轟擊顯影、堅膜后的外延片表面，以確保將外延片表面曝光區殘留的膠清除干凈。
[0008]將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min，然后將外延片放置其中腐蝕105s ;即告完成外延片的第一次光刻。
[0009]將完成第一次光刻的外延片在丙酮中連續兩次煮沸清洗并用去離子水沖洗30次，吹干；然后滴上Si02,開啟旋涂機，轉速為4000r/min，以使Si02在外延片表面形成200nm厚的Si02涂層，再采用步驟2) -7)的方法對外延片進行二次光刻；二次光刻后的外延片上呈現上端起始曝光區域寬為5μπι，從上往下曝光區域寬逐次增加lOOnm，左端曝光區域寬為5Pm，從左至右的曝光區域寬逐次增加lOOnm的曝光區間。將二次光刻后的外延片用HF:NH4F:H20的體積比為3:6:10的混合溶液進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉。
[0010]將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min ;并將吹干后的外延片再次放置在上述配制的混合溶液中進行腐蝕，時間為125s。將上述處理后的外延片采用與第一次光刻和第二次光刻相同的方式，進行曝光區域寬為95Pm的三次光刻；然后將光刻后的外延片放置在HF:NH4F:H20的體積比呈3:6:10的混合溶液中進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉。
[0011]用磁控派射制備正面電極Au/Pt/Ni，Au層厚度為50nm，Pt層厚度為50nm，Ni層厚度為300nm，正面電極所在的面即為刻有脊形臺的面；然后將外延片背面即η面，用石蠟壓在厚玻璃片上并在拋光機上減薄至120 μπι左右，接著先用廢三氯乙烯把外延片從厚玻璃片上煮下來，然后再用四氯化碳，三氯乙烯，丙酮，乙醇將外延片煮沸清洗兩遍，再用去離子水沖洗30遍，吹干；最后濺射背面電極AuGeNi/Au，并在420 °(:條件下快速退火35s，得帶有標記功能的激光器芯片。
【主權項】
1.一種帶有標記功能的激光器芯片的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟: 1)、首先將外延片吸附在旋涂機上，滴上正性光刻膠，開啟旋涂機，轉速為4000r/min，以使正性光刻膠在外延片表面形成厚度為1.2 μπι的均勻分布的光刻膠薄層； 2)、將勻膠后的外延片取出，在100°C的溫度下烘烤lmin； 3)、將烘烤完畢后的外延片在光刻機上曝光30s，光刻后的曝光區域寬為lOOMm; 4)、曝光完畢后，將外延片用鑷子放置在盛有顯影液的溶液中靜置25s，然后在去離子水中進行清洗，并吹干； 5)、將顯影后的外延片在100°C下烘烤6min，然后，用氧離子轟擊顯影后的外延片表面，確保將表面曝光區殘留的膠清除干凈； 6)、將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min，然后將外延片放置其中腐蝕105s ;即告完成外延片的第一次光刻； 7)、將完成第一次光刻的外延片在丙酮中連續兩次煮沸清洗并用去離子水沖洗30次，吹干；然后滴上Si02,開啟旋涂機，轉速為4000r/min，以使Si02在外延片表面形成200nm厚的涂層，再采用步驟2) — 7)的方法對外延片進行二次光刻；二次光刻后的外延片上呈現上端起始曝光區域寬為5Pm，從上往下曝光區域寬逐次增加lOOnm，左端曝光區域寬為5Mm，從左至右的曝光區域寬逐次增加lOOnm的曝光區間； 8)、將二次光刻后的外延片用HF:NH4F:H20的體積比為3:6:10的混合溶液進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉； 9)、將檸檬酸與去離子水按照質量比為1:1配制24小時后，再按照體積比5:1的份量加入雙氧水，配置完成后用干凈的玻璃棒攪勻并靜置15min ;并將吹干后的外延片放置在上述配制的混合溶液中進行腐蝕，時間為125s ; 10)、將上述處理后的外延片采用與第一次光刻和第二次光刻相同的方式，進行曝光區域寬為95Pm的三次光刻；然后將光刻后的外延片放置在HF: NH4F: H20的體積比呈3:6:10的混合溶液中進行腐蝕直至Si02完全腐蝕掉； 11)、用磁控派射制備正面電極Au/Pt/Ni，Au層厚度為50nm，Pt層厚度為50nm，Ni層厚度為300nm，正面電極所在的面即為刻有脊形臺的面；然后將外延片背面即η面，用石蠟壓在厚玻璃片上并在拋光機上減薄至120 μπι左右，接著先用廢三氯乙烯把外延片從厚玻璃片上煮下來，然后再用四氯化碳，三氯乙烯，丙酮，乙醇將外延片煮沸清洗兩遍，再用去離子水沖洗30遍，吹干；最后濺射背面電極AuGeNi/Au，并在420 °(:條件下快速退火35s，得帶有標記功能的激光器芯片。
【專利摘要】本發明涉及一種帶有標記功能的激光器芯片的制備方法，屬于半導體激光器技術領域。本發明通過將外延片經一次光刻、二次光刻和三次光刻后再用四氯化碳，三氯乙烯，丙酮，乙醇將外延片煮沸清洗兩遍，再用去離子水沖洗30遍，吹干；最后濺射背面電極AuGeNi/Au，并在420℃條件下快速退火35s，制得帶有標記功能的激光器芯片，通過本發明制備的激光器芯片，相對于現有的激光器芯片增加了標記區和輔助塊的設計，對外延片質量及芯片良品率進行評估時，只需進行抽樣測試即可滿足評估要求。該本發明制備的激光器芯片結構簡單，大大降低了評估芯片的工作量，而且還提高了產品的使用率，特別適合激光器進行芯片測試、使用的需要。
【IPC分類】H01S5/24
【公開號】CN105390935
【申請號】CN201510880494
【發明人】高海根, 馮定, 管鋒, 吳文秀
【申請人】長江大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月3日