專利名稱：氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)中激光器管芯制作技術(shù)領(lǐng) 域，尤其涉及 一 種氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作 方法。
背景技術(shù)：
m-V族GaN基化合物半導(dǎo)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(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(dá)到現(xiàn)行的2 - 3倍；如果打印機(jī)采用氮化 鎵基激光器，其分辨率可以從現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的6 0 Odpi提 高至U 1 2 0 0 d p i 。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(dǎo)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型電極在同一面上，釆用平面結(jié)構(gòu)的熱沉則容易引起短路和光束的傾斜等問題。發(fā)明內(nèi)容要決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供種氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，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平面結(jié)構(gòu)執(zhí) "、、沉容易導(dǎo)致激光器短路，光束傾斜等問題，提咼激光器倒裝的成品率本發(fā)明的技術(shù)方案為達(dá)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 種氮化鎵基激光器倒裝用執(zhí)沉的制作方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1 :取 一 絕緣襯底 ，步驟2 :在該絕緣襯底上的一側(cè)利用化學(xué)腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區(qū)域刻蝕到一深度形成臺面結(jié)步驟3 :用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結(jié)構(gòu)上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發(fā)的方法及剝離技術(shù)在電極圖形區(qū)域形成金屬層；步驟4 :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兀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5 :將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉。其中所述的絕緣襯底為硅、碳化硅、氮化鋁、金剛石的具有高熱導(dǎo)率的絕緣材料。其中所述的在該絕緣襯底上通過刻蝕形成臺面結(jié)構(gòu)，刻蝕深度為0 . 5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。其中所述的金屬層為鈦、鋁、鎳、金、鉑、銀、鉻的材料，或及其組合，無論怎樣組合形成的金屬層的最上層為金金屬層。其中所述的金屬層的厚度為0 . 5到10微米之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(dāng)各種金屬組分為0和1 0 -0 %時，則為單質(zhì)金屬層。其中所述的金屬焊料層的厚度為0 . 2微米到2 0微米之間，較佳為1 0微米。其中所述的分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的 熱沉的方法是采用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-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 以避免平面結(jié)構(gòu)熱沉容易導(dǎo)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(jìn) 一 步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合實施例 及附圖對本發(fā)明做一詳細(xì)的描述，其中 圖1是本發(fā)明中使用的襯底示意圖； 圖2是在絕緣襯底上利用化學(xué)腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區(qū)域刻蝕至一定深度形成臺面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明用光刻和蒸發(fā)的方法在臺面的上下部分形成激光器倒裝用的電極區(qū)域形成金屬層示意圖；圖4是本發(fā)明中在金屬層的區(qū)域接著蒸鍍金屬焊料層不■aid5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執(zhí)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1 1 ，襯底材料1 1是絕緣的碳化硅，碳化硅材料具有比藍(lán)寶石襯底高的執(zhí) "\、導(dǎo)率，用其做激光器倒裝用熱沉的襯底可以減小倒裝后的激光器管芯的熱阻，改善激光器的執(zhí)學(xué)性能；參閱圖2，在絕緣的碳化硅襯底上涂覆光刻膠，并光刻出所設(shè)計的電極區(qū)域的圖形，然后用離子束刻蝕技術(shù)將制作P型焊接電極的區(qū)域刻蝕一定深度，形成臺面結(jié)構(gòu)21，刻蝕深度約等于激光器管芯的P電極表面和電極表面的高度差，大約為2.5微米，通過刻蝕產(chǎn)生的高度差，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，同時這一高度差與激光器管芯的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，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 ，通過光刻的方法在光刻的方法在臺面的上下部分形成激光器倒裝用的電極區(qū)域并用蒸發(fā)的方法在電極區(qū)域形成金屬層3 1 ，這層金屬層3 1為鈦/鉑/金，它們的厚度可以分別是0 .05微米/ 0 .25微米/ 2 . 5微米，其總厚度為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，同時該層也是激光器電極引線的焊接層，可以保證激光器電極引線容易焊接，具有強(qiáng)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電鍍的方法形成一層金屬焊料層，這層金屬焊料為金錫合金，其厚度1 0微米，其中金占1 0%，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該金屬焊料層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(qiáng)的 粘附性；圖5是用金剛石刀切割法將樣片分割成單個氮化 鎵基激光器倒裝用的熱沉示俯視圖，用金剛石刀切割可以確保切割的形狀規(guī)則，同時不產(chǎn)生熱效應(yīng)而不影響襯底上的金屬層的性質(zhì)和規(guī)則的圖形形狀(以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有效果進(jìn)行了進(jìn) 一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。1權(quán)利要求
1. 一種氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1取一絕緣襯底；步驟2在該絕緣襯底上的一側(cè)利用化學(xué)腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區(qū)域刻蝕到一深度形成臺面結(jié)構(gòu)；步驟3用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結(jié)構(gòu)上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發(fā)的方法及剝離技術(shù)在電極圖形區(qū)域形成金屬層；步驟4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5將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所用執(zhí)沉的制作方法，其特征底為桂、碳化硅、氮化鋁、絕緣材料
3.根據(jù)權(quán)利要求1所器倒裝用熱沉的制作方法，下步驟上的 一 側(cè)利用化學(xué)腐蝕或 刻蝕到 一 深度形成臺面結(jié)在該絕緣襯底上和形成的 用的電極圖形，并用蒸發(fā) 形區(qū)域形成金屬層；域接著蒸鍍金屬焊料層， 蓋下面的金屬層，而是留倒裝后電極引線的連接； 單個氮化鎵基激光器倒裝述的氮化鎵基激光器倒裝在于，其中所述的絕緣襯金剛石的具有咼執(zhí) '、、、導(dǎo)率的述的氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，其中所述的在該絕緣襯底上通過刻蝕形成臺面結(jié)構(gòu)，刻蝕深度為0 .5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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基激光器倒裝用執(zhí) "、 沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金屬層為鈦、鋁、鎳、金、鉑、銀、鉻的材料，或及其組合，無論怎樣組合形成的金屬層的最上層為金金屬層c5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金屬層的厚度為0 . 5至IJ 1 0微米之間。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氮化鎵基激光器倒裝用執(zhí) "、、沉的制作方法，其特征在于，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-l 0 0%，當(dāng)各種金屬組分為0和1 0 0 %時，則為單質(zhì)金屬層。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金屬焊料層的厚度為0 . 2微米到2 0微米之間，較佳為1 0微米8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，其中所述的分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉的方法是采用金剛 石刀具劃片方法或者激光劃片方法。
全文摘要
一種氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1取一絕緣襯底；步驟2在該絕緣襯底上的一側(cè)利用化學(xué)腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區(qū)域刻蝕到一深度形成臺面結(jié)構(gòu)；步驟3用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結(jié)構(gòu)上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發(fā)的方法及剝離技術(shù)在電極圖形區(qū)域形成金屬層；步驟4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5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H01S5/00GK101267088SQ20071006438
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(xué)院半導(dǎo)體研究所