本发明涉及半导体光电子器件领域，特别涉及一种脊型波导结构激光器p型电极的制备方法。
背景技术：
随着互联网技术的快速发展，光通信系统得到不断的扩容和升级，光发射器件作为光通信系统的核心部件，其带宽和数量的需求也呈现出指数形式的上升。目前市场上的光发射器件包括分布反馈激光器(dfb)、电吸收调制激光器(eml)、分布布拉格可调谐激光器(dbr)以及基于激光器和调制器的各种集成器件和阵列器件等。基于光发射器件的性能和成本考虑，这些器件大都采用脊型波导结构。脊型波导结构的激光器由于在p型表面是布满脊型结构的不平整表面，制备p型电极时要满足两个要求：一是脊型波导的表面与侧面的金属台阶覆盖率要好；二是电极压焊处的金膜足够厚，满足器件封装时压焊拉力可靠性的要求。
为满足p型电极的制备要求，目前脊型波导结构激光器p型电极的制备多采用两种方法，一种是采用聚合物填平工艺，在脊型波导表面旋涂聚合物，高温固化，干法刻蚀出波导层的接触窗口，再采用带胶剥离工艺制备电极或者加入电镀工艺加厚金电极，这种方法虽然解决了p型电极的两个问题并提高了器件的带宽，但是引入了复杂的填平工艺，对于无需聚合物能够满足带宽要求的器件，无疑增加了生产成本；另一种方法为直接大面积生长钛/铂/金薄电极，然后带胶电镀厚金，采用干法刻蚀整体刻蚀出掉电极之外的金属，这种方法虽然能制备出满足要求的电极，但是引入干法刻蚀，如果不能精确控制干法刻蚀的速率，过刻蚀将对接触层表面造成损伤，并且铂的刻蚀速率远小于金的刻蚀速率，大面积刻蚀对金的浪费特别严重。
本发明提出一种脊型波导结构激光器p型电极的制备方法。避免了上述两种方法的缺点，同时满足脊型波导结构激光器p型电极可靠性的两个要求。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种脊型波导结构激光器p型电极的制备方法。解决满足产品可靠性要求的脊型波导结构激光器p型电极，解决脊型波导的表面与侧面的金属台阶覆盖率问题，解决p型电极压焊处的金膜厚度满足器件封装时压焊拉力可靠性的要求。
为达到上述目的，本发明提供了一种脊型波导结构激光器p型电极的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：在衬底上依次生长有源层、第一接触层和第二接触层；
步骤2：刻蚀，在有源层上的中间形成激光器的脊型波导结构；
步骤3：在脊型波导结构的两侧及有源层上面制备二氧化硅绝缘层；
步骤4：采用反转型光刻胶，光刻出激光器的电极图形；
步骤5：采用共焦溅射的方法，带胶剥离工艺，依次溅射生长钛/铂/金三层金属薄层；
步骤6：在丙酮中浸泡剥离电极图形之外的光刻胶，再采用反转胶光刻出电极需要加厚的图形，并在激光器腔面解理处留下解理间隙；
步骤7：采用电镀的方法，电镀出厚金薄膜；
步骤8：在丙酮中浸泡去掉光刻胶，完成脊型波导结构半导体激光器电极的制备。
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
采用共焦溅射的方法制备钛/铂/金电极，能够保证脊型波导的表面与侧面的金属台阶覆盖率，为后面电镀工艺提供均匀的金属导电性，使电镀出的金膜比较均匀。
由于脊型波导的台阶覆盖与带胶剥离工艺是一对矛盾的工艺，台阶覆盖率好致使金属在剥离胶的侧面形成连续膜，如果金属层太厚则难于剥掉光刻胶，所以本发明中控制钛/铂/金薄膜的厚度在100nm左右，既保证了脊型波导的台阶覆盖，又使得光刻胶剥离比较容易，剥离边缘质量比较高。
电镀时在激光器腔面解理处留下解理间隙，防止解理处金膜太厚不易解理，破坏激光器的自然解理面；又解决了以前工艺在制备电极前刻意留下解理沟，形成一段没有电极覆盖的吸收区。
附图说明
为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进行进一步描述，为了更好的理解，每个步骤分别给出了侧视图和俯视图，俯视图中给出了两个激光器周期，其中：
图1为本发明的制备流程图；
图2a-图6b为本发明制备过程的结构图。其中：
图2a为在生长有源层和接触层材料的inp衬底上制备出激光器的脊型波导结构，生长二氧化硅绝缘层并开出接触窗口；
图2b为图2a的俯视图；
图3a为采用反转型光刻胶光刻出激光器的电极图形；
图3b为图3a的俯视图；
图4a为采用带胶剥离工艺，依次溅射生长钛/铂/金三层金属薄层；
图4b为图4a的俯视图；
图5a为采用反转胶光刻出电极需要加厚的图形，并在激光器腔面解理处留下解理间隙；
图5b为图5a的俯视图；
图6a为用电镀的方法，电镀出厚金薄膜，并剥离光刻胶。
图6b为图6a的俯视图。
具体实施方式
请参阅图1，并结合参阅图2a-图6b所示，本发明提供了一种脊型波导结构激光器p型电极的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：在衬底1上依次生长有源层2、第一接触层4和第二接触层5；该材料生长过程采用金属有机化合物气相沉积的方法，生长温度为650℃，生长压力为22mbar，有源层包含下限制层，厚度为100nm，6个量子阱和7个垒层，量子阱厚度为4nm，垒厚度为10nm，上限制层厚度为100nm。第一接触层4厚度为1.5μm，第二接触层5厚度为200nm，第一接触层和第二接触层均为p型掺杂；
步骤2：通过光刻胶掩蔽，湿法腐蚀第一接触层4和第二接触层5，第二接触层5的腐蚀液为氢溴酸∶水＝1∶3，腐蚀时间为40秒，第一接触层4的腐蚀液为盐酸∶水＝4∶1，腐蚀时间为4分钟，在有源层2上的中间形成激光器的脊型波导结构；脊型波导的宽度为3μm；
步骤3：在整个衬底的表面生长一层二氧化硅绝缘膜，厚度为350nm，生长温度为300℃，射频功率为60w，反应气体为sih4、n2o和n2，气体流量分别为160sccm、260sccm和80sccm。通过光刻胶掩蔽和湿法腐蚀，把脊型波导最上面的二氧化硅腐蚀掉，所用腐蚀液为boe，腐蚀时间为1分钟，保留在脊型波导结构的两侧及有源层2上面的二氧化硅绝缘层3；
步骤4：采用反转型光刻胶6，型号为az5214，匀胶速率为3000-5000转/分钟，前烘温度为100℃，时间为1分钟，前曝光时间为50秒，反转烘温度为120℃，时间为1分钟，反转曝光为80秒，显影时间为20秒，冲水2分钟。光刻出激光器的电极图形，并在光刻胶的边缘形成倒切形貌，该反转光刻胶6的厚度为1-5μm；
步骤5：采用共焦溅射的方法，带胶剥离工艺，依次溅射生长钛/铂/金三层金属薄层7，溅射之前进行30mw的反向预清洗，压力为5mtor，气体为氩气，时间为20秒，基片旋转速度为15转/分。溅射钛/铂/金三层金属薄层7所用的功率为150w，压力为5mtor，基片旋转速度为15转/分，所述溅射时衬底不加热，溅射的厚度为50-300nm；
步骤6：在丙酮中浸泡剥离电极图形之外的光刻胶6，再采用反转胶6光刻出电极需要加厚的图形，采用反转型光刻胶6，型号为az5214，匀胶速率为3000-5000转/分钟，前烘温度为100℃，时间为1分钟，前曝光时间为50秒，反转烘温度为120℃，时间为1分钟，反转曝光为80秒，显影时间为20秒，冲水2分钟。电极加厚图形要小于或者等于溅射的电极图形，并在激光器腔面解理处留下解理间隙9，所述在激光器腔面解理处留下的解理间隙9为10-100μm；
步骤7：采用电镀的方法，电镀出厚金薄膜8，电镀的温度为50℃，电镀电压为0.4v，电流为0.0018a。所述厚金薄膜8的厚度为500nm-2μm；
步骤8：在丙酮中浸泡去掉光刻胶6，把基片清洗干净，完成脊型波导结构半导体激光器电极的制备。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。