专利名称：电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体器件的制作工艺，特别是指一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法。
背景技术：
半导体微腔激光器，特别是微柱型谐振腔激光器是近十几年来发展起来的一种光电器件，由于其可以利用半导体材料本身搞折射率和周围低折射率的空气形成全内反射，且体积小，在一维或三维上的尺度为波长的量级，在增益腔内仅有几个光学模式存在，因此大大增加了自发发射耦合到激射模中的几率，从而再很大程度上降低激射阈值。而且体积小，集成度高，可以实现大规模集成。
但其发展受到了一些限制，尤其是电泵浦器件，由于其特殊的形状和发射特性，导致其制作工艺不可照搬一般条形激光器的制作工艺，这在很大程度上阻碍了其性能的提高和实用化进程。
为了制成性能优良的微腔激光器，人们做了许多努力，目前主要有以下几种工艺1)采用带胶蒸发的办法，先光刻，将需要做电极的部分裸露，其它部分用抗蚀剂保护起来，蒸发电极，然后进行剥离，即将抗蚀剂与其上的金属膜与半导体材料剥离，这样就得到了所需电极的形状，然后再进行套刻、腐蚀，得到微谐振腔和支架。缺点是带胶蒸发由于受到后面剥离工艺的限制，不能将金属膜蒸的太厚，并且将电极的制作工艺局限于蒸发，不能根据需要采用溅射等其它工艺，电极的质量不能得到充分地保证；在剥离过程中容易损坏材料，尤其是对于较脆的InP系材料，常会在剥离过程中划伤，甚至碎裂。
2)先做电极，然后用湿法腐蚀掉金膜，再采用反应离子刻蚀方法腐蚀掉钛膜得到所需电极的形状，然后再进行套刻、湿法或干法腐蚀，得到微谐振腔和支架。缺点干法腐蚀工艺复杂，需要专门的设备，操作复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，利用这种方法可以在不需要大型干法腐蚀设备的情况下，用简单的实验用具，只进行简单的操作就可以完成微谐振腔的腐蚀，使其不再受到设备和操作的限制，并且可以根据需要对电极的制作采用合适的工艺，电极的质量可以得到很好的保障。本发明适用于磷化铟或砷化镓衬底上外延生长含铟、磷、镓、砷的三元或四元化合物的材料。
本发明一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤(A)先在半导体材料上沉积电极；(B)然后光刻、湿法腐蚀出所需电极形貌；(C)再进行套刻；(D)然后用分步腐蚀的方法腐蚀出谐振腔和支架。
其中所述的半导体材料为磷化铟或砷化镓衬底上外延生长含铟、磷、镓、砷的三元或四元化合物。
其中电极的材料为钛/金。
其中湿法腐蚀工艺包括B1腐蚀金层；B2腐蚀钛膜。
其中采用的是分步腐蚀的方法，套刻后，先腐蚀2分钟，然后换腐蚀液再腐蚀4分钟。
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1为微圆柱型谐振腔俯视图；图2为微圆柱型谐振腔侧示图。
具体实施方法请结合参阅附图，图1为微圆柱型谐振腔俯视图，中间部分为电极；图2为微圆柱型谐振腔侧视图。本发明为一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其中包括，先在制作器件的材料上沉积钛/金膜层作为电极，然后用根据所需电极形状设计的光刻版进行光刻，显影后腐蚀出所需电极1，形貌如图1，电极的具体形状由将要制作的器件的要求决定；得到电极形貌后再进行套刻，套刻所用光刻版应为根据谐振腔形状设计的，最后采用分步腐蚀的方法腐蚀出谐振腔2和支架3。
本发明为一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，包括如下步骤(A)先在用于制作激光器的半导体材料上沉积电极，其中所述的半导体材料为磷化铟或砷化镓衬底上外延生长含铟、磷、镓、砷的三元或四元化合物；其中电极的材料为钛/金；根据需要和具备的条件，电极也可以用溅射的方法得到；(B)沉积电极后，用根据所需电极形状做出的光刻版阳版进行光刻，显影，这样就将所需形状的电极用抗蚀剂保护起来，然后用湿法腐蚀的方法腐蚀掉未被保护起来的钛/金膜，得到所需电极形貌；其中湿法腐蚀工艺包括B1腐蚀金层；B2腐蚀钛膜；(C)再进行套刻，套刻所用光刻版的图形为谐振腔的形状，也应为阳版，这样套刻后，就将包括电极在内的谐振腔的形状用抗蚀剂保护起来了，以进行下一步腐蚀实验；(D)最后用分步腐蚀的方法腐蚀出谐振腔和支架，其中分步腐蚀的方法是套刻后先腐蚀2分钟，然后换腐蚀液再腐蚀4分钟，对于支架的腐蚀根据所需要的形状可以更换腐蚀液腐蚀，也可以和谐振腔一起腐蚀出，如果支架形状和谐振腔的形状相同，则可以和谐振腔一起腐蚀出，如形状不同则需更换具有选择性的腐蚀液腐蚀出支架。
权利要求
1.一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤(A)先在半导体材料上沉积电极；(B)然后光刻、湿法腐蚀出所需电极形貌；(C)再进行套刻；(D)然后用分步腐蚀的方法腐蚀出谐振腔和支架。
2.根据权利要求1所述的电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，其中所述的半导体材料为磷化铟或砷化镓衬底上外延生长含铟、磷、镓、砷的三元或四元化合物。
3.根据权利要求1所述的电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，其中电极的材料为钛/金。
4.根据权利要求1所述的电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，其中湿法腐蚀工艺包括B1腐蚀金层；B2腐蚀钛膜。
5.根据权利要求1所述的电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，其中采用的是分步腐蚀的方法，套刻后，先腐蚀2分钟，然后换腐蚀液再腐蚀4分钟。
全文摘要
一种电泵浦边发射半导体微腔激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤(A)先在半导体材料上沉积电极；(B)然后光刻、湿法腐蚀出所需电极形貌；(C)再进行套刻；(D)然后用分步腐蚀的方法腐蚀出谐振腔和支架。
文档编号H01S5/00GK1635673SQ200310123450
公开日2005年7月6日 申请日期2003年12月29日 优先权日2003年12月29日
发明者陆秀真, 常秀兰, 李成明, 刘峰奇, 王占国 申请人:中国科学院半导体研究所