[发明专利]一种垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法，包括以下步骤：选取晶圆，在所述晶圆上刻蚀出若干圆台；在每个所述圆台周围刻蚀出沟道，所述沟道的宽深比为0.05‑0.5。本发明在刻蚀时选择0.05‑0.5的宽深比，可以有效的减弱刻蚀机腔体内的气流对刻蚀的影响，提高vcsel沟道刻蚀深度的均匀性，使EPD的信号更理想，实现对刻蚀深度的实时监控。

技术领域

本发明涉及芯片制造技术领域，特别是涉及一种垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器（VCSEL）是半导体激光器的一种，已经在很多领域中如光通信、信息读取、三维成像、激光雷达等获得广泛应用。

在在VCSEL芯片结构中，至少包括一个圆台，圆台为vcsel器件的有效发光区域。在芯片制作过程中，使用干法刻蚀机对晶圆进行刻蚀，通过刻蚀沟道的方法实现圆台与周围结构的隔离。在vcsel器件制作时，需要精准的控制沟道的刻蚀深度。为了实现刻蚀深度的精准控制，通常在刻蚀机中引入终点检测装置（简称EPD）。常规的EPD原理是，刻蚀机刻蚀时，刻蚀产物中的每种元素会发射具有特征波长的光，通过光谱分析，可以得到刻蚀产物所包含的元素，再由元素的信号强度分析，可以实现刻蚀深度的实时监控，在达到所需刻蚀深度时，停止刻蚀。

在完全均匀刻蚀情况下，EPD采集的是理想的波动信号。而在实际操作中，由于常规刻蚀具有一定的不均匀性，导致在刻蚀的过程中，在整个晶圆上会出现一定的不均匀性，导致EPD的信号紊乱，无法实现刻蚀深度的实时监控。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能提高晶圆刻蚀均匀性的垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法。

一种垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法，包括以下步骤：

选取晶圆，在所述晶圆上刻蚀出若干圆台；

在每个所述圆台周围刻蚀出沟道，宽深比为0.05-0.5。

本发明的有益效果是：在刻蚀时选择0.05-0.5的宽深比，可以有效的减弱刻蚀机腔体内的气流对刻蚀的影响，提高vcsel沟道刻蚀深度的均匀性，使EPD的信号更理想，实现对刻蚀深度的实时监控。

另外，根据本发明提供的垂直腔面发射激光器芯片的刻蚀方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述沟道为围绕所述圆台的环形结构、矩形结构或方形结构。

进一步地，所述沟道为包绕所述圆台的矩形结构，其短边为40-60μm，长边为80-100μm。

进一步地，对任一不处于所述晶圆中心的所述圆台，所述沟道位于所述晶圆和所述圆台的中心连线上的区域的刻蚀深度为H1，所述沟道位于中心连线的垂线上的区域的刻蚀深度为H2，所述垂线经过所述圆台的中心，H1和H2满足下式：

H1=H2*(1+α)，

其中，α为经验系数，1%≤α≤5%。

进一步地，所述沟道为围绕所述圆台的环形结构，1%≤α≤2%。

进一步地，所述沟道为围绕所述圆台的矩形结构或方形结构，4%≤α≤5%。

进一步地，所述晶圆包括Al元素、Ga元素和As元素。

进一步地，所述沟道面积为所述晶圆面积的10-50%。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：