[发明专利]一种蓝光激光器腔面制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光器件加工技术领域，尤其涉及一种蓝光激光器腔面制备方法。

背景技术

目前，蓝宝石作为蓝光GaN基LED/LD的生长衬底，已被广泛而有效地使用。使用蓝宝石作为蓝光LED/LD的衬底有许多优点，首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟，器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。

但蓝宝石衬底是不导电的绝缘材料，而且与生长层晶格不相匹配，硬度较高，因此很难切割成规则的小方块，难以通过解理形成类镜面的谐振腔。早期曾采用磨、抛的方法使其形成镜面，近期多采用干法刻蚀，但也有人尝试采用湿法刻蚀技术获得腔面。也就是，在外延生长结束后，用刻蚀方法去除蓝宝石基底，以利于腔面的解理。湿法刻蚀对腔面的损伤小，成本低，一直是人们追求的方法，目前最有效的湿法刻蚀方法是光化学辅助湿法刻蚀(PEC)。

但在外延生长结束后，对蓝宝石衬底进行湿法刻蚀时，刻蚀时间较长，并且需要较厚的GaN缓冲层，以防止外延结构崩裂或破坏，而生长较厚的GaN缓冲层耗时长，效率低，不利于批量生产。

因此，为了促进蓝宝石LED/LD的批量成产，提高生产效率，找到一种快速刻蚀以蓝宝石为衬底的芯片以方便GaN基LED/LD的解理至关重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种蓝光激光器腔面制备方法，该方法可以提高以蓝宝石为衬底的芯片刻蚀效率，改善刻蚀过程外延层的蹦裂及塌边现象，有利于蓝宝石衬底上生长的GaN解理端面的形成。

本发明提供一种蓝光激光器腔面制备方法，其包括以下步骤：

步骤1，在蓝宝石衬底上方低温生长GaN缓冲层,低温的范围为450-650℃；

步骤2，在所述GaN缓冲层上通过金属有机化合物化学气相沉积法MOCVD外延生长蓝光LED/LD外延层；

步骤3，根据需求在蓝宝石衬底下方选区，选区部分利用光化学辅助湿法刻蚀法刻蚀出周期性的刻蚀槽；

步骤4，在所述蓝光LED/LD外延层上通过蒸镀工艺进行生长电极，且所述电极在外延层结构的表面上呈周期性排列，相邻电极间形成的绝缘沟道与刻蚀槽的位置相对应；

步骤5，在绝缘沟道与刻蚀槽相对应的位置进行解理，形成LD/LED管芯，腔面制备完毕。

进一步的，所述刻蚀槽尺寸为：长20um×深50um。

进一步的，步骤3中采用标准光刻工艺制备SiO₂刻蚀掩膜，并用HF溶液去除SiO₂。

进一步的，步骤3还要对所述蓝宝石衬底的表面进行选择性腐蚀：

在所述蓝宝石衬底下方涂覆光致抗蚀剂层，通过掩膜对所述光致抗蚀剂层进行选择性曝光后，再对所述光致抗蚀剂层的已曝光部分和未曝光部分进行显影处理，则使得所述蓝宝石衬底表面形成抗蚀剂图形，完成选择性腐蚀。

有益效果：

本发明的蓝光激光器腔面制备方法，在保证外延结构不受到破坏的条件下，减小了腐蚀时间，实现了GaN基LED/LD腔面解理，提高了以蓝宝石为衬底的LED/LD生产效率。

附图说明

图1为本发明的蓝光激光器腔面制备方法制备的蓝光激光器腔面示意图。

其中，附图标记为：

蓝宝石衬底上的刻蚀槽-1

蓝宝石衬底层-2

GaN缓冲层-3

蓝光LED/LD外延层-4

电极-5。

具体实施方式

本发明采用的新型蓝光激光器腔面制备方法是：

先在蓝宝石衬底2上低温(550℃左右)生长一层GaN缓冲层3，提供成核中心，以缓解生长过程中由于晶格失配与热失配造成的应力，降低晶片的弯曲度，减少外延层缺陷的产生。

继续在GaN缓冲层3上通过MOCVD(金属有机化合物化学气相沉积法)外延生长下包层，下波导层等蓝光LED/LD外延层4。成LD/LED管芯后可以进一步对管芯进行封装形成单管器件。

外延生长结束后，在蓝宝石衬底2上利用SiO₂掩膜，通过选区光化学辅助湿法刻蚀法刻蚀出一定深度、周期性的刻蚀槽。周期性的刻蚀槽一种实施例是刻蚀槽之间等间距。