专利名称：一种半导体激光器掩蔽膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体激光器掩蔽膜的制作方法。
背景技术：
半导体激光器由于体积小、重量轻、转换效率高、能直接调制、可靠性高、易于集成等优点，在光纤通信、光学存储、激光泵浦、材料加工、精密测量、医疗美容等领域有着越来越广泛的应用。半导体激光器应用时一般要求激光光谱具有较小的发散角，也为了降低半导体激光器的阈值电流，必须对在平行于结平面方向的电流进行限制，使电流集中在条形区域内。常用的半导体激光器有两种类型一是如图1所示的氧化物条形结构，用氧化硅1(也可是氮化硅等介质膜)做为电流掩蔽膜，掩蔽膜上有电极2，电流仅从氧化硅限制的窗口内流入。该方法形成的介质膜与激光晶片有较大的表面应力，影响器件工作的可靠性；二是如图2所示的质子轰击条形结构，用钨丝等金属丝做掩蔽膜进行质子轰击，被轰击的区域形成高阻区域3，受钨丝掩蔽的区域形成电流通道。该方法在进行质子轰击时易造成晶片表面的损伤。
发明内容
本发明针对现有半导体激光器掩蔽膜制作技术的不足，提供一种避免掩蔽膜与晶片的表面应力、且对晶片无损伤、提高器件工作可靠性的半导体激光器掩蔽膜的制作方法。
本发明半导体激光器掩蔽膜的制作方法是利用旋涂聚酰亚胺、光刻后亚胺化的工艺，包括以下步骤(1)旋涂聚酰亚胺在激光器外延晶片表面均匀旋涂聚酰亚胺；(2)烘烤将涂有聚酰亚胺的激光器外延晶片放入烘箱内，在120～150度温度下烘烤20～50分钟；(3)涂正性光刻胶在烘烤后的聚酰亚胺层的表面再均匀地涂上正性光刻胶；(4)烘烤将涂正性光刻胶后的激光器外延晶片放入烘箱内，在80～120度温度下烘烤20～40分钟；(5)曝光对烘烤后的正性光刻胶曝光；曝光区域为条形结构，条形宽度为50～150微米，并使正性光刻胶及聚酰亚胺充分曝光；(6)显影将曝光区域的正性光刻胶用弱碱性溶液显影，使窗口区域内无任何聚酰亚胺残留；(7)烘烤显影后的激光器外延晶片放入烘箱内，在140～160度温度下烘烤10～20分钟；(8)去胶用有机溶剂去掉残留的正性光刻胶；(9)亚胺化在高温炉里分三个阶段进行亚胺化，在16～220度时加热30～50分钟，在320～400度时加热60分钟～80分钟，在450～500度时加热3～6分钟。
本发明利用均匀涂敷法涂敷聚酰亚胺、光刻后亚胺化的方法制作半导体激光器掩蔽膜，形成聚酰亚胺掩蔽膜。因为聚酰亚胺具有较好的塑性，避免了氧化物掩蔽工艺所形成的介质膜与激光晶片不匹配所形成的表面应力，保证了所制成器件的可靠性。本发明利用常规的光刻方法，省略了制作氧化物等步骤，简化了工艺，减少了设备投资，在整个工艺流程中能提高工作效率达15％以上，有利于实现产品的一致性、重复性，适于量产。
图1是氧化物电极条形结构半导体激光器的结构示意图。
图2是质子轰击条形结构半导体激光器的结构示意图。
图3是本发明的旋涂聚酰亚胺步骤示意图。
图4是本发明的涂正性光刻胶步骤示意图。
图5是本发明的显影步骤示意图。
图6是本发明的去胶和亚氨化步骤的示意图。
图中1、氧化硅，2、电极，3、高阻区域，4、聚酰亚胺，5、正性光刻胶。
具体实施例方式
实施例本发明利用旋涂聚酰亚胺、光刻后亚胺化的工艺，获得了一种半导体激光器聚酰亚胺掩蔽膜，并在808nm半导体激光器中得到了应用。具体步骤如下(1)旋涂聚酰亚胺在激光器外延晶片表面均匀旋涂聚酰亚胺4。在匀胶机上进行，匀胶机转速为4500转份，时间10秒，如图3所示。
(2)烘烤将涂有聚酰亚胺的激光器外延晶片放入烘箱内，120～150度温度下烘烤20～50分钟。对于808nm半导体激光器，在120度温度下烘烤40分钟(3)涂正性光刻胶在烘烤后的聚酰亚胺层的表面再均匀地涂上正性光刻胶5；在匀胶机上进行，匀胶机转速4000转/分，时间10秒。如图4所示。
(4)烘烤将涂正性光刻胶后的激光器外延晶片放入烘箱内，在80～120度温度下烘烤20～40分钟。对于808nm半导体激光器，在100度温度下烘烤20分钟。
(5)曝光对烘烤后的正性光刻胶曝光；在紫外光刻机上进行，曝光区域为条形结构，条形宽度为50--150微米，曝光时间35秒～1分钟，使正性光刻胶及聚酰亚胺充分曝光。对于808nm半导体激光器，曝光时间为35秒。
(6)显影将曝光区域的正性光刻胶用弱碱性溶液如四甲基氢氧化铵溶液显影20秒。如图5所示。
(7)镜检窗口区域内应无任何聚酰亚胺残留。
(8)烘烤显影后的激光器外延晶片放入烘箱内，在140～160度温度下烘烤10～20分钟。
对于808nm半导体激光器，在150度温度下烘烤15分钟。
(9)去胶用有机溶剂如丙酮去掉残留的正性光刻胶。
(10)亚氨化在高温炉里分三个阶段进行亚胺化，在16～220度时加热30～50分钟，在320～400度时加热60分钟～80分钟，在450～500度时加热3～6分钟。对于808nm半导体激光器，在180度时加热40分钟，在350度时加热60分钟，在430度时加热5分钟。如图6所示。
至此已形成聚酰亚胺掩蔽膜。再在掩蔽膜上采用常规工艺制作电极即可。
权利要求
1.一种半导体激光器掩蔽膜的制作方法，其特征在于包括以下步骤(1)涂敷聚酰亚胺在激光器外延晶片表面均匀涂敷聚酰亚胺；(2)烘烤将涂有聚酰亚胺的激光器外延晶片放入烘箱内，在100度以上温度下烘烤20～50分钟；(3)涂正性光刻胶在烘烤后的聚酰亚胺层的表面再均匀地涂上正性光刻胶；(4)涂胶后烘烤将涂正性光刻胶后的激光器外延晶片放入烘箱内，在80度以上温度下烘烤20～40分钟；(5)曝光对烘烤后的正性光刻胶曝光；曝光区域为条形结构；使正性光刻胶及聚酰亚胺充分曝光；(6)显影将曝光区域的正性光刻胶用弱碱性溶液显影，使窗口区域内无任何聚酰亚胺残留；(7)烘烤显影后的激光器外延晶片放入烘箱内，在140以上温度下烘烤10～20分钟；(8)去胶用有机溶剂去掉残留的正性光刻胶；(9)亚胺化在高温炉里分三个阶段进行亚胺化，在160～220度时加热30～50分钟，在320～400度时加热60分钟～80分钟，在450～500度时加热3～6分钟。
全文摘要
本发明提供了一种半导体激光器掩蔽膜的制作方法，包括以下步骤(1)均匀涂敷聚酰亚胺；(2)烘烤；(3)涂正性光刻胶；(4)涂胶后烘烤；(5)曝光；(6)显影；(7)烘烤；(8)用有机溶剂去掉残留的正性光刻胶；(9)亚氨化在高温炉里进行亚胺化。本发明利用旋涂等均匀涂敷方法涂敷聚酰亚胺、光刻后亚胺化的方法制作半导体激光器掩蔽膜，形成聚酰亚胺掩蔽膜，因为聚酰亚胺具有较好的塑性，避免了氧化物掩蔽工艺所形成的介质膜与激光晶片不匹配所形成的表面应力，保证了所制成器件的可靠性。本发明利用常规的光刻方法，省略了制作氧化物等步骤，简化了工艺，提高工作效率达15％以上。
文档编号H01S5/00GK101022205SQ200710013700
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者夏伟, 徐现刚, 任忠祥 申请人:山东华光光电子有限公司