[发明专利]一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法

说明书

本发明公开了一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法，涉及垂直腔面发射激光器技术领域。本发明的一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法，所述方法在量子阱生长完成后在量子阱表面沉积了一层光电限制层，然后对光电限制层进行光刻和刻蚀，定义出发光区域，所述光电限制层的材料为三氧化二铝。本发明的一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法，在整个生产过程中省去了传统的氧化或离子注入工艺，可以减少VCSEL芯片制备过程中设备的投入，同时缩短了整个工艺流程，能够有效缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及垂直腔面发射激光器技术领域，尤其涉及一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器芯片(简称VCSEL)是一种半导体激光器芯片，其激光垂直于顶面射出。现有的VCSEL芯片，其主要的制备方法是采用MOCVD在衬底上依次生长N-DBR层、量子阱、氧化层、P-DBR层，再通过芯片光刻镀膜做P-metal金属欧姆接触，再镀膜保护通过光刻蚀刻做出芯片台面结构，在送进氧化炉使氧化层氧化使芯片形成光电限制后镀绝缘膜保护，再光刻蚀刻打开电极通道，再做种子层后通过光刻电镀增厚P-metal，最后湿法蚀刻打开芯片出光口，在做切割道光刻蚀刻，最后研磨剪薄晶圆做上背金N-metal，完成整个加工过程。用此方法制作VCSEL芯片过程繁琐流程复杂，光刻就需要5-6步，全过程小工艺步骤大概要70步左右，整个过程需要大量的时间，需要购置的设备也比较多，导致生产成本大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于公开一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法，在整个生产过程中省去了传统的氧化或离子注入工艺，可以减少VCSEL芯片制备过程中设备的投入，同时缩短了整个工艺流程，能够有效缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

具体的，本发明的一种无Mesa台面的VCSEL芯片的制作方法，所述方法在量子阱生长完成后在量子阱表面沉积了一层光电限制层，然后对光电限制层进行光刻和刻蚀，定义出发光区域。

进一步，所述光电限制层的材料为三氧化二铝。

进一步，所述光电限制层采用磁控溅射或原子层沉积方法沉积得到。

进一步，所述光电限制层的厚度为20-40nm。优选为30nm。

进一步，所述制作方法具体为：

提供GaAs衬底；

在GaAs衬底上依次生长N-DBR结构和量子阱；

在量子阱表面沉积得到光电限制层，用光刻做好图形，利用刻蚀将光电限制层蚀刻出通孔，定义出发光区域；

利用MOCVD，在光电限制层的表面生长P-DBR结构；

在P-DBR结构表面沉积覆盖一层氮化硅层作为保护膜；

在SiNx层上刻蚀出电极位置；

在P面蒸镀P-cotact；

将晶圆P面和蓝宝石键合绑定，对N面进行研磨减薄；

在晶圆N面蒸镀上N-metal金属电极，退火解绑，划片得到VCSEL芯片。

进一步，所述S3步骤具体操作为：将S2步骤生长完量子阱的晶圆，送进RF射频磁控溅射机台内，对RF射频磁控溅射机台进行抽真空后，向机台内通入氩气和氧气，控制机台工作的溅射压力和溅射功率在量子阱表面沉积得到光电限制层，在光电限制层的表面旋涂上光刻胶，经过烘烤、曝光、显影后得到发光区图形，利用ICP蚀刻，根据做出的发光区图形对光电限制层进行蚀刻，将光电限制层蚀刻出若干通孔，蚀刻结束后进行清洗去除多余光刻胶。