专利名称：氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术中激光器管芯制作技术领 域，尤其涉及 一 种氮化镓基激光器倒装用热沉的制作 方法。
背景技术：
m-V族GaN基化合物半导体及其量子阱结构激光 器(LD)，在增大信息的光存储密度、激光打印、深海' 通信、大气环境检测等领域有着广泛的应用前景。如果氮化镓基激光器替代目前的DVD光头，其记 录密度可以达到现行的2 - 3倍；如果打印机采用氮化 镓基激光器，其分辨率可以从现在标准的6 0 Odpi提 高至U 1 2 0 0 d p i 。为了提高和改善激光器的光电性能和寿命， 一般 都要将激光器的管芯倒装在热导率高的热沉上，传统 的垂直结构的砷化镓基激光器等采用简单的平面结构执 "、、沉就可以满足要求，如果在石等绝缘衬底上外延生长的氮化镓基激光器由于p型电极和N型电极在同一面上，釆用平面结构的热沉则容易引起短路和光束的倾斜等问题。发明内容要决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供种氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其是利用本发明制作的氮化镓基激光器倒装用的热沉可以避免平面结构执 "、、沉容易导致激光器短路，光束倾斜等问题，提咼激光器倒装的成品率本发明的技术方案为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供 一 种氮化镓基激光器倒装用执沉的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤1 :取 一 绝缘衬底 ，步骤2 :在该绝缘衬底上的一侧利用化学腐蚀或干法刻蚀的方法将部分区域刻蚀到一深度形成台面结步骤3 :用光刻的方法在该绝缘衬底上和形成的台面结构上形成激光器倒装用的电极图形，并用蒸发的方法及剥离技术在电极图形区域形成金属层；步骤4 :在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是兀全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；步骤5 :将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。其中所述的绝缘衬底为硅、碳化硅、氮化铝、金刚石的具有高热导率的绝缘材料。其中所述的在该绝缘衬底上通过刻蚀形成台面结构，刻蚀深度为0 . 5微米到3微米之间，最佳厚度是等于激光器的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的垂直距离。其中所述的金属层为钛、铝、镍、金、铂、银、铬的材料，或及其组合，无论怎样组合形成的金属层的最上层为金金属层。其中所述的金属层的厚度为0 . 5到10微米之其中所述的金属焊料层为铟、锡、金锡合金、铟锡合金、金铟合金，其合金的各种金属组分为o-1 00 % ，当各种金属组分为0和1 0 -0 %时，则为单质金属层。其中所述的金属焊料层的厚度为0 . 2微米到2 0微米之间，较佳为1 0微米。其中所述的分割成单个氮化镓基激光器倒装用的 热沉的方法是采用金刚石刀具划片方法或者激光划片 方法。本发明的有益效果-从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益 效果利用本发明，由于采用了非平面结构的热沉，可 以避免平面结构热沉容易导致激光器短路，光束倾斜 等问题，提高激光器倒装的成品率。
为了进 一 步说明本发明的内容，以下结合实施例 及附图对本发明做一详细的描述，其中 图1是本发明中使用的衬底示意图； 图2是在绝缘衬底上利用化学腐蚀或干法刻蚀的方法将部分区域刻蚀至一定深度形成台面结构示意图；图3是本发明用光刻和蒸发的方法在台面的上下部分形成激光器倒装用的电极区域形成金属层示意图；图4是本发明中在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层不■aid5是本发明中将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的执沉俯视图具体实施方式
如图1所示这是本发明中使用的衬底1 1 ，衬底材料1 1是绝缘的碳化硅，碳化硅材料具有比蓝宝石衬底高的执 "\、导率，用其做激光器倒装用热沉的衬底可以减小倒装后的激光器管芯的热阻，改善激光器的执学性能；参阅图2，在绝缘的碳化硅衬底上涂覆光刻胶，并光刻出所设计的电极区域的图形，然后用离子束刻蚀技术将制作P型焊接电极的区域刻蚀一定深度，形成台面结构21，刻蚀深度约等于激光器管芯的P电极表面和电极表面的高度差，大约为2.5微米，通过刻蚀产生的高度差，可以确保激光器P型电极和N型电极的隔离而不发生短路，同时这一高度差与激光器管芯的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的 垂直距离相等或接近，可以避免激光器管芯倒装在热沉上发生倾斜而影响激光光束质量的问题，减小激光器短路的几率；参阅图3 ，通过光刻的方法在光刻的方法在台面的上下部分形成激光器倒装用的电极区域并用蒸发的方法在电极区域形成金属层3 1 ，这层金属层3 1为钛/铂/金，它们的厚度可以分别是0 .05微米/ 0 .25微米/ 2 . 5微米，其总厚度为2 . 8微米这层金属可以保证后续蒸镀的金属焊料层在其上具有良好的粘附性，同时该层也是激光器电极引线的焊接层，可以保证激光器电极引线容易焊接，具有强的粘附力而不容易脱落；参阅图4是利用光刻的方法在金属层上形成所需的图形并用电镀的方法形成一层金属焊料层，这层金属焊料为金锡合金，其厚度1 0微米，其中金占1 0%，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接该金属焊料层在焊接过程中可以确保在比较低的焊接温度，大约在2 8 0摄氏度熔化，并与激光器管芯的P 型和N型电极表面金属材料形成合金，具有非常强的 粘附性；图5是用金刚石刀切割法将样片分割成单个氮化 镓基激光器倒装用的热沉示俯视图，用金刚石刀切割可以确保切割的形状规则，同时不产生热效应而不影响衬底上的金属层的性质和规则的图形形状(以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有效果进行了进 一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。1权利要求
1. 一种氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤1取一绝缘衬底；步骤2在该绝缘衬底上的一侧利用化学腐蚀或干法刻蚀的方法将部分区域刻蚀到一深度形成台面结构；步骤3用光刻的方法在该绝缘衬底上和形成的台面结构上形成激光器倒装用的电极图形，并用蒸发的方法及剥离技术在电极图形区域形成金属层；步骤4在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；步骤5将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。
2.根据权利要求1所用执沉的制作方法，其特征底为桂、碳化硅、氮化铝、绝缘材料
3.根据权利要求1所器倒装用热沉的制作方法，下步骤上的 一 侧利用化学腐蚀或 刻蚀到 一 深度形成台面结在该绝缘衬底上和形成的 用的电极图形，并用蒸发 形区域形成金属层；域接着蒸镀金属焊料层， 盖下面的金属层，而是留倒装后电极引线的连接； 单个氮化镓基激光器倒装述的氮化镓基激光器倒装在于，其中所述的绝缘衬金刚石的具有咼执 '、、、导率的述的氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，其中所述的在该绝缘衬底上通过刻蚀形成台面结构，刻蚀深度为0 .5微米到3微米之间，最佳厚度是等于激光器的P型电极的表面到N型欧姆接触电极表面的垂直距离。4.根据权利要求1所述的氮化镓基激光器倒装用执 "、 沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金属层为钛、铝、镍、金、铂、银、铬的材料，或及其组合，无论怎样组合形成的金属层的最上层为金金属层c5.根据权利要求l所述的氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金属层的厚度为0 . 5至IJ 1 0微米之间。6.根据权利要求l所述的氮化镓基激光器倒装用执 "、、沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金属焊料层为铟、锡、金锡合金、铟锡合金、金铟合金，其合金的各种金属组分为O-l 0 0%，当各种金属组分为0和1 0 0 %时，则为单质金属层。7.根据权利要求l所述的氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，其中所述的金属焊料层的厚度为0 . 2微米到2 0微米之间，较佳为1 0微米8.根据权利要求l所述的氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，其中所述的分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉的方法是采用金刚 石刀具划片方法或者激光划片方法。
全文摘要
一种氮化镓基激光器倒装用热沉的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤1取一绝缘衬底；步骤2在该绝缘衬底上的一侧利用化学腐蚀或干法刻蚀的方法将部分区域刻蚀到一深度形成台面结构；步骤3用光刻的方法在该绝缘衬底上和形成的台面结构上形成激光器倒装用的电极图形，并用蒸发的方法及剥离技术在电极图形区域形成金属层；步骤4在金属层的区域接着蒸镀金属焊料层，这层金属焊料层不是完全覆盖下面的金属层，而是留出部分区域用于激光器管芯倒装后电极引线的连接；步骤5将样片分割成单个氮化镓基激光器倒装用的热沉。
文档编号H01S5/00GK101267088SQ20071006438
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者刘宗顺, 张书明, 辉 杨 申请人:中国科学院半导体研究所