[發明專利]一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法

有效

• 申請號: 202110707973.9
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113659434B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 袁章潔;李雪松
• 申請（專利權）人: 威科賽樂微電子股份有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃宗波

1.一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述方法在量子阱生長完成后在量子阱表面沉積了一層光電限制層，然后對光電限制層進行光刻和刻蝕，定義出發光區域；所述制作 方法具體為：S1：提供GaAs襯底；

S2：在GaAs襯底上依次生長N-DBR結構和量子阱；

S3：在量子阱表面沉積得到光電限制層，用光刻做好圖形，利用刻蝕將光電限制層蝕刻出通孔，定義出發光區域；S3步驟具體操作為：將S2步驟生長完量子阱的晶圓，送進RF射頻磁控濺射機臺內，對RF射頻磁控濺射機臺進行抽真空后，向機臺內通入氬氣和氧氣，控制機臺工作的濺射壓力和濺射功率在量子阱表面沉積得到光電限制層，在光電限制層的表面旋涂上光刻膠，經過烘烤、曝光、顯影后得到發光區圖形，利用ICP蝕刻，根據做出的發光區圖形對光電限制層進行蝕刻，將光電限制層蝕刻出若干通孔，蝕刻結束后進行清洗去除多余光刻膠；

S4：利用MOCVD，在光電限制層的表面生長P-DBR結構；

S5：在P-DBR結構表面沉積覆蓋一層氮化硅層作為保護膜；

S6：在氮化硅層上刻蝕出電極位置；

S7：在P面蒸鍍P-cotact；

S8：將晶圓P面和藍寶石鍵合綁定，對N面進行研磨減薄；

S9：在晶圓N面蒸鍍上N-metal金屬電極，退火解綁，劃片得到VCSEL芯片。

2.根據權利要求1所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述光電限制層的材料為三氧化二鋁。

3.根據權利要求2所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述光電限制層采用磁控濺射或原子層沉積方法沉積得到。

4.根據權利要求3所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述光電限制層的厚度為20-40nm。

5.根據權利要求1所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述氬氣的流量為40-60ml/min，氧氣的流量為1-10ml/min，濺射時的濺射壓力為0.5-5pa，濺射功率為70W。

6.根據權利要求1所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，在所述光電限制層上做發光區圖形時，旋涂的為正性光刻膠，涂膠時以800-1200r/min轉速勻膠，時間為20-60s，烘烤的溫度為80-120℃，時間為60-120s，曝光能量為80mj/c㎡，曝光時間為15-45s。

7.根據權利要求1所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述ICP蝕刻以BCl₃為工藝氣體，氣流量為50-100sccm，工藝壓力為0.5pa，ICP功率為800-1200W，偏壓功率為200-400W。

8.根據權利要求1-7任一權利要求所述的一種無Mesa臺面的VCSEL芯片的制作方法，其特征在于，所述通孔的直徑為8-12μm。