[發明專利]芯片腔體的加工方法以及半導體激光器

有效

• 申請號: 202011038284.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112366516B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 游順青;許海明;唐琦
• 申請（專利權）人: 武漢光安倫光電技術有限公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/185
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及一種芯片腔體的加工方法，包括S1，先對芯片腔體進行烘烤；S2，待烘烤完成后，再對芯片腔體的出光腔面進行第一次離子清洗；S3，待清洗完成后，于出光腔面上鍍高透膜，高透膜至少包括覆蓋在出光腔面上的第一SiO保護層；S4，待鍍膜完成后，再對芯片腔面的背光腔面進行第二次離子清洗；S5，待清洗完成后，于背光腔面上鍍高反膜，高反膜至少包括覆蓋在背光腔面上的第二SiO保護層。還提供一種半導體激光器，包括上述芯片腔體的加工方法制得的芯片腔體。本發明采用SiO保護層提升產品腔面的致密性，降低膜層表面粗糙度，使膜系質量整體提升，降低電子束蒸發造成的柱狀晶結構，減少水氣及氧氣滲透到半導體腔面的影響，提升高速芯片的壽命及可靠性。

技術領域

本發明涉及通信芯片半導體技術領域，具體為一種芯片腔體的加工方法以及半導體激光器。

背景技術

為了提升高速率通信芯片的使用壽命，提升產品可靠性，需對芯片出光面和背光面的腔面膜層提出要求更高，針對高速率芯片發光有源區普遍采用InGaAlAs的含Al半導體材料，Al在大氣中極易氧化，在腔面形成本征氧化物影響區域性折射率，當芯片發射或反射激光時氧化物缺陷容易聚熱，端面膜層結構受到影響，內應力變大，膜層質量變差，從而使芯片腔面產生不可逆的損傷，影響激光芯片的壽命，芯片可靠性變差，損傷閾值降低；對于高速率激光芯片而言，高的損傷閾值尤為重要，它是評判高速率芯片產品質量的一個重要標志，損傷閾值高，芯片的性能可靠性穩定，耐沖擊強，出光平穩，壽命長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芯片腔體的加工方法以及半導體激光器，通過在出光腔面和背光腔面上均鍍SiO保護層，可以降低端面整體膜系表面粗糙度，提升膜系致密性，降低膜系柱狀晶結構，從而達到保護激光半導體腔面的效果，防止有源區Al被氧化導致的芯片激光器可靠性差的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種芯片腔體的加工方法，包括如下步驟：

S1，先對芯片腔體進行烘烤；

S2，待烘烤完成后，再對芯片腔體的出光腔面進行第一次離子清洗；

S3，待清洗完成后，于所述出光腔面上鍍高透膜，所述高透膜至少包括覆蓋在所述出光腔面上的第一SiO保護層；

S4，待鍍膜完成后，再對芯片腔面的背光腔面進行第二次離子清洗；

S5，待清洗完成后，于所述背光腔面上鍍高反膜，所述高反膜至少包括覆蓋在所述背光腔面上的第二SiO保護層。

進一步，在所述S3步驟中，所述高透膜還包括依次鍍在所述第一SiO保護層上的第一Al₂O₃保護層和TiO₂保護層。

進一步，所述第一SiO保護層的厚度在40～100nm之間，所述第一Al₂O₃保護層的厚度在70～90nm之間，所述TiO₂保護層的厚度在110～130nm之間。

進一步，在所述S3步驟中，所述高反膜還包括依次鍍在所述第二SiO保護層上的第二Al₂O₃保護層、第一Si保護層、第三Al₂O₃保護層以及第二Si保護層。

進一步，所述第二SiO保護層的厚度在40～100nm之間，所述第二Al₂O₃保護層的厚度在140～160nm之間，所述第一Si保護層的厚度在70～90nm之間，所述第三Al₂O₃保護層的厚度在190～210nm之間，所述第二Si保護層的厚度在90～110nm之間。

進一步，在所述S3步驟和所述S5步驟中，所述第一SiO保護層和所述第二SiO保護層在632nm波段折射率均需在1.85～1.95之間。