專利名稱：氮化鎵基激光器倒裝用熱沉的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術中激光器管芯制作技術領 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：
m-V族GaN基化合物半導體及其量子阱結構激光 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，其分辨率可以從現在標準的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率高的熱沉上，傳統 的垂直結構的砷化鎵基激光器等采用簡單的平面結構執 "、、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，釆用平面結構的熱沉則容易引起短路和光束的傾斜等問題。發明內容要決的技術問題有鑒于此，本發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，其是利用本發明制作的氮化鎵基激光器倒裝用的熱沉可以避免平面結構執 "、、沉容易導致激光器短路，光束傾斜等問題，提咼激光器倒裝的成品率本發明的技術方案為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:本發明提供 一 種氮化鎵基激光器倒裝用執沉的制作方法，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利用化學腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區域刻蝕到一深度形成臺面結步驟3 :用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結構上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發的方法及剝離技術在電極圖形區域形成金屬層；步驟4 :在金屬層的區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構，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 % ，當各種金屬組分為0和1 0 -0 %時，則為單質金屬層。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。本發明的有益效果-從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益 效果利用本發明，由于采用了非平面結構的熱沉，可 以避免平面結構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 步說明本發明的內容，以下結合實施例 及附圖對本發明做一詳細的描述，其中 圖1是本發明中使用的襯底示意圖； 圖2是在絕緣襯底上利用化學腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區域刻蝕至一定深度形成臺面結構示意圖；圖3是本發明用光刻和蒸發的方法在臺面的上下部分形成激光器倒裝用的電極區域形成金屬層示意圖；圖4是本發明中在金屬層的區域接著蒸鍍金屬焊料層不■aid5是本發明中將樣片分割成單個氮化鎵基激光器倒裝用的執沉俯視圖具體實施方式
如圖1所示這是本發明中使用的襯底1 1 ，襯底材料1 1是絕緣的碳化硅，碳化硅材料具有比藍寶石襯底高的執 "\、導率，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，改善激光器的執學性能；參閱圖2，在絕緣的碳化硅襯底上涂覆光刻膠，并光刻出所設計的電極區域的圖形，然后用離子束刻蝕技術將制作P型焊接電極的區域刻蝕一定深度，形成臺面結構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生傾斜而影響激光光束質量的問題，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域并用蒸發的方法在電極區域形成金屬層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則，同時不產生熱效應而不影響襯底上的金屬層的性質和規則的圖形形狀(以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有效果進行了進 一 步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。1權利要求
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利用化學腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區域刻蝕到一深度形成臺面結構；步驟3用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結構上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發的方法及剝離技術在電極圖形區域形成金屬層；步驟4在金屬層的區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.根據權利要求1所用執沉的制作方法，其特征底為桂、碳化硅、氮化鋁、絕緣材料
3.根據權利要求1所器倒裝用熱沉的制作方法，下步驟上的 一 側利用化學腐蝕或 刻蝕到 一 深度形成臺面結在該絕緣襯底上和形成的 用的電極圖形，并用蒸發 形區域形成金屬層；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 '、、、導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構，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.根據權利要求1所述的氮化鎵基激光器倒裝用執 "、 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.根據權利要求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.根據權利要求l所述的氮化鎵基激光器倒裝用執 "、、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%，當各種金屬組分為0和1 0 0 %時，則為單質金屬層。7.根據權利要求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.根據權利要求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利用化學腐蝕或干法刻蝕的方法將部分區域刻蝕到一深度形成臺面結構；步驟3用光刻的方法在該絕緣襯底上和形成的臺面結構上形成激光器倒裝用的電極圖形，并用蒸發的方法及剝離技術在電極圖形區域形成金屬層；步驟4在金屬層的區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 優先權日2007年3月14日
發明者劉宗順, 張書明, 輝 楊 申請人:中國科學院半導體研究所