專利名稱：制做氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)中激光器管芯制作技術(shù)領 域，尤其涉及 一 種制做氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的 方法。
背景技術(shù)：
III - V族GaN基化合物半導體及其量子阱結(jié)構(gòu)激光 器(LD )，在增大信息的光存儲密度、激光打印、深海 通信、大氣環(huán)境檢測等領域有著廣泛的應用前景。如果氮化鎵基激光器替代目前的DVD光頭，其記 錄密度可以達到現(xiàn)行的2 - 3倍；如果打印機采用氮化 鎵基激光器，其分辨率可以從現(xiàn)在標準的6 0 0 dpi提 高至U 1 2 0 0 dpi 。為了提高和改善激光器的光電性能和壽命， 一般 都要將激光器的管芯倒裝在熱導率高的熱沉上，傳統(tǒng) 的垂直結(jié)構(gòu)的砷化鎵基激光器等采用簡單的平面結(jié)構(gòu)執(zhí) "、、沉就可以滿足要求，如果在石等絕緣襯底上外延生長的氮化鎵基激光器由于p型電極和N型電極在同—面上，采用平面結(jié)構(gòu)的熱沉則容易弓l起短路和光束的傾斜等問題。發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種制做氮化鎵基激光器倒裝用執(zhí) '、、、沉的方法，其是利用本發(fā)明制作的氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉可以避免傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)執(zhí) "、、沉容易導致激光器短路，光束傾斜等問題，提高激光器倒裝的成品率本發(fā)明的技術(shù)方案是:為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供一種制做氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟-步驟:取一襯底步驟2:在襯底上蒸鍍一層絕緣介質(zhì)膜；步驟3用光刻和腐蝕的方法將部分絕緣介質(zhì)膜去掉以用于制作激光器倒裝的P型焊接電極;步驟4 :在保留有絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域和去掉絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域蒸鍍金屬層；步驟在金屬層的區(qū)域接著蒸鍍金屬焊料層，這層金屬焊料層不是完全覆蓋下面的金屬層，而是留出部分區(qū)域用于激光器菅心倒裝后電極引線的連接；步驟6 :將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉其中所述的襯底為桂、碳化硅、氮化鋁、金剛石的導電或絕緣的具有高執(zhí)導 "、、 、J率的材料。其中所述在襯底上蒸鍍的絕緣介質(zhì)膜是使用等離子體增強化學汽相沉積方法，或者低壓化學汽相沉積方法，或者電子束蒸發(fā)方法形成。其中所述的襯底上蒸鍍的絕緣介質(zhì)膜的厚度為05微米到3微米之間，最佳厚度是等于激光器的P型電極的表面到N型歐姆接觸電極表面的垂直距離(其中所述刻蝕，是采用濕法化學腐蝕或者干法化學刻蝕或者離子束刻蝕技術(shù)其中所述的金屬層為鈦、鋁、鎳、金、鉑、銀、鉻單層金屬或者它們之間的組合形成的兩層或三層或四層金屬層，金屬層的厚度為0 . 5到1 0微米之間，該最上層的金屬層為金金屬層。其中所述的金屬焊料層為銦、錫、金錫合金、銦錫合金、金銦合金，其合金的各種金屬組分為o-1 00 %,當各種金屬組分為0和1 o o %時，則為單質(zhì)金屬層其中所述的金屬焊料層的厚度為o 2微米到20微米之間，較佳為i o微米左右。其中所述的金屬焊料層的形成方法是采用電鍍或者蒸發(fā)的方法。其中所述的分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉，采用的方法為金剛石刀具劃片方法或者激光劃片方法本發(fā)明的有益效果是從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:利用本發(fā)明，由于采用了非平面結(jié)構(gòu)的熱沉，可以避免傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)熱沉容易導致激光器短路，光束傾斜等問題，提高激光器倒裝的成品率


為了進 一 步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做一詳細的描述，其中圖1 是本發(fā)明中使用的襯底示意圖， 圖2 是本發(fā)明中在襯底上蒸鍍一層絕緣介質(zhì)，并用光刻和蝕的方法將部分絕緣介質(zhì)膜去掉用于制作激光器倒裝電極制作的示意圖；圖3是本發(fā)明中在保留有絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域和去掉絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域蒸鍍金屬層示意圖圖4是本發(fā)明中在金屬層的區(qū)域接著菡 '、、、鍍金屬焊料層示血 思5是本發(fā)明中將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉俯視圖。
具體實施方式
如圖1所示這是本發(fā)明中使用的襯底11，襯底11的材料是碳化娃,碳化硅材料具有比藍寶石襯底高的執(zhí) >、、、導率，用其做激光益倒裝用熱沉的襯底可以減小倒裝后的激光器管心的執(zhí) "、、阻，改激光器的熱學性參閱圖2 ，用PECVD方法蒸鍍一層厚度約等于激 光器管芯的P電極表面和N電極表面的高度差，大約 為2 . 5微米的絕緣介質(zhì)膜Si02，然后用光刻和腐蝕的 方法，腐蝕去掉部分絕緣層，僅保留制作激光器N電 極區(qū)域的絕緣層；蒸鍍絕緣介質(zhì)膜Si02，可以確保激 光器P型電極和N型電極的隔離而不發(fā)生短路，同時這層與激光器管芯的P型電極的表面到N型歐姆接觸電極表面的垂直距離相等或接近的絕緣介質(zhì)膜可以避免激光器管芯倒裝在熱沉上發(fā)生傾斜而影響激光光束質(zhì)量的問題，減小激光器短路的幾率；參閱圖3 ，通過光刻的方法在保留有絕緣介質(zhì)膜2i的區(qū)域和去掉絕緣介質(zhì)膜2 1的區(qū)域形成激光器的管心倒裝用所需要的N電極和P電極的圖形并蒸鍍金屬層31，該金屬層3 1為鈦/鉑/金，它們的厚度可以分別是0.0 5微米/0.2 5微米/2.5微米，其'E、厚度為2.8微米。這層金屬可以保證后續(xù)蒸鍍的金屬焊料層在其上具有良好的粘附性，同時該層也是激光叫 益電極引線的焊接層，可以保證激光器電極引線容易焊接具有強的粘附力而不容易脫落；參閱圖4是利用光刻的方法在金屬層上形成所需的圖形并用蒸發(fā)的方法形成一層金屬焊料層4 1 ，該金屬焊料層4 l為金錫合金，其厚度l 0微米，其中金占10%，這層金屬焊料層不是完全覆蓋下面的金屬層31而是留出部分區(qū)域用于激光器管芯倒裝后電極引線的連接。該金屬焊料層4 l在焊接過程中可以確保在比較低的焊接溫度，大約在2 8 0攝氏度熔化，并與激光器管芯的P型和N型電極表面金屬材料形成合金具有非常強的粘附性；圖5是用金剛石刀切割鎵基激光器倒裝用的熱沉俯以確保切割的形狀規(guī)則，同襯底上的金屬層的性質(zhì)和規(guī)以上所述的具體實施例方案和有效果進行了進一是，以上所述僅為本發(fā)明的于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的任何修改、等同替換、改的保護范圍之內(nèi)法將樣片分割成單個氮化 視圖。用金剛石刀切割可 時不產(chǎn)生熱效應而不影響 則的圖形形狀。，對本發(fā)明的巨的、技術(shù)步詳細說明所應理解的體實施例而已并不用的精神和原則之內(nèi)，所做進等均應包含在本發(fā)明
權(quán)利要求
1. 一種制做氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1取一襯底；步驟2在襯底上蒸鍍一層絕緣介質(zhì)膜；步驟3用光刻和腐蝕的方法將部分絕緣介質(zhì)膜去掉，以用于制作激光器倒裝的P型焊接電極；步驟4在保留有絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域和去掉絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域蒸鍍金屬層；步驟5在金屬層的區(qū)域接著蒸鍍金屬焊料層，這層金屬焊料層不是完全覆蓋下面的金屬層，而是留出部分區(qū)域用于激光器管芯倒裝后電極引線的連接；步驟6將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉。
全文摘要
一種制做氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1取一襯底；步驟2在襯底上蒸鍍一層絕緣介質(zhì)膜；步驟3用光刻和腐蝕的方法將部分絕緣介質(zhì)膜去掉，以用于制作激光器倒裝的P型焊接電極；步驟4在保留有絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域和去掉絕緣介質(zhì)膜的區(qū)域蒸鍍金屬層；步驟5在金屬層的區(qū)域接著蒸鍍金屬焊料層，這層金屬焊料層不是完全覆蓋下面的金屬層，而是留出部分區(qū)域用于激光器管芯倒裝后電極引線的連接；步驟6將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉。
文檔編號H01S5/00GK101267087SQ20071006438
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者劉宗順, 張書明, 輝 楊 申請人:中國科學院半導體研究所