专利名称：激光二极管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种倒置台面结构脊波导(RWG)激光二极管，特别是，涉及一种RWG激光二极管，其有稳定的热量大小，由此提高了可靠性和产品得率，而且，本发明还涉及与制作这种二极管的方法。
RWG激光二极管是产生具有各种信息的光信号的元件，用于通过光纤的光信号传输，包括通过光通信系统、光缆有线电视(CATV)系统和大范围综合业务数字网络(ISDN)等。
为更好地理解本发明的背景，下面参照
图1叙述一种传统的RWG激光二极管的结构。
图1表示一种垂直台面结构的RWG激光二极管，在n+-InP衬底1上，依次淀积n+-InP缓冲层2，有源层3、p-InP覆盖层4，以及接触层5(例如是p+-In-GaAs或p+-InGaAsP层)。其后，接触层5和p-InP覆盖层4被选择性垂直蚀刻至p-InP的预定深度，由例如光刻实现，然后，在产生的结构上形成氧化硅膜6，再选择地使接触层5暴露。然后在整个结构上，包括接触层5的暴露出的部分上，形成接触金属7，例如Ti/Pt/Au。最后，接触金属7被覆盖上金覆盖层8。
图1所示RWG激光二极管称为垂直RWG激光二极管，因为构成脊的台面结构约为90°角。在这一RWG激光二极管中，若台面宽度W小于3μm，则接触层5与接触金属7的接触部分变窄，导致接触电阻增加，而且，由于台面的窄宽度向下保持到接触层5，也增加了串联电阻，导致激光二极管持性下降。
最近，已经有人提出，当由于倒置台面结构的形状使金属的连接劣化时，除倒置台面之外采用平面聚酰亚胺保护膜。但是，已发现聚酰亚胺对金属耐着性差和对热量敏感。
所以，本发明的一个目的是克服现有技术中的上述问题，并提出一种倒置台面RWG激光二极管，其中聚酰亚胺保护膜仅在倒置台面结构的下缘部分形成，避免接触金属在倒置台面的相对侧处断开。
本发明的另一目的是提出一种制造倒置台面RWG激光二极管的方法。
按照本发明的一个方面，提供了一种激光二极管，包括下述步骤在一InP衬底上依次形成一缓冲层、有源层、覆盖层和接触层，由此在接触层上形成蚀刻掩膜，并从接触层开始进行湿法蚀刻工艺直到覆盖层的预定深度，以构成倒置台面，随后除去蚀刻掩膜；在产生的整个结构上淀积氧化硅膜；在氧化硅膜上覆盖聚酰亚胺；向下蚀刻整个聚酰亚胺直到预定深度，以在倒置台面上露出氧化硅膜，并蚀刻露出的氧化硅膜以露出其下的接触层，然后对聚酰亚胺进行各向异性蚀刻，以在倒置台面结构侧壁形成聚酰亚胺间隔；以及在产生的结构上整个地淀积接触金属，使接触金属与接触层接触。
按照本发明的另一方面，提供了一种具有一倒置台面结构的RWG激光二极管，包括InP衬底；缓冲层和有源层，它们依次淀积在InP衬底上；具有倒置台面结构的p-覆盖层，淀积在所述有源层上。随后在倒置台面结构的侧壁和p-覆盖层上形成氧化硅膜；在台面结构侧壁的p-覆盖层上形成聚酰亚胺间隔；以及一接触金属，与所述接触层电连接，覆盖所述接触层、所述聚酰亚胺间隔和所述p-覆盖层的全部。
本发明的其他目的和方面将由于参照附图对下列实施例的叙述而变得显然，其中图1是表示一种具有垂直台面结构的传统的RWG激光二极管的示意性截面图；图2至图6是表示按照本发明各个制作一具有倒置台面结构的RWG激光二极管的各个步骤的示意性截面图。
参见附图可很好地理解本发明实施例的应用，其中类似标号分别代表类似或相应的部件。
参见图2至图6，表示按照本发明的制作激光二极管的一步一步过程。
图2表示一种倒置台面结构，首先，在n+-InP衬底1上依次淀积n+-InP缓冲层2、有源层3、p+-InP包覆层4和接触层5(例如p+-InGaAs或InGaAsP)，然后在接触层5上形成蚀刻掩膜10。随后，利用蚀刻掩膜10，从接触层5起进行湿法蚀刻工艺直到p-InP覆盖层4的预定深度，以提供倒置台面结构。
图3是在除去蚀刻掩膜10后和在产生的结构上用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)工艺淀积氧化硅膜6、然后旋涂和固化聚酰亚胺层9的示意性截面图。
图4是在用氧等离子及随后用CF4＋CHF3等离子体完成蚀刻后的示意截面图。在用氧等离子体蚀刻时，聚酰亚胺层9被向下蚀刻到预定深度以除去覆盖倒置台面结构的聚酰亚胺，并使倒置台面结构外的聚酰亚胺平整。在用CF4＋CHF3等离子体的蚀刻中，除去覆盖倒置台面结构的氧化硅6的露出部分。
图5是对聚酰亚胺作各向异性蚀刻以在倒置台面结构侧壁形成聚酰亚胺间隔9之后的示意性截面图，在氧和氩等离子体的30毫乇压力下进行各向异性蚀刻。
图6是在整个结构上形成接触金属层7，随后在接触金属层7上淀积敷金(gold-plate)金属8后的示意截面图，聚酰亚胺间隔9′的形成起到使倒置台面结构成为垂直台面结构的作用，其中接触金属7在大于传统的垂直台面的区域与氧化硅接触，由此增加了接触金属7的附着力。结果，即使在将各激光二极管单独分开时也难以剥离接触金属7。
如上所述，本发明的倒置台面结构的RWG激光二极管有着比传统的垂直台面结构的RWG激光二极管更宽的p-覆盖层，导致接触电阻和串联电阻的降低。此外，易受热影向的聚酰亚胺只用在倒置台面结构的下部，故用量可最少，不破坏接触金属的连接。这样，可得到耐热的激光二极管，而且，接触金属的大部分与氧化硅膜接触，并且作为附着物很有效，这样，把激光二极管各个分开时接触金属就难以剥离。结果，按照本发明，显著增加了激光二极管的产品得率和可靠性。
已经以示意方式叙述了本发明，应理解这里用的术语只是为了叙述性而非为了限制。
由于上述教导，可能作出许多改进和变化。所以，应理解在所附权利要求范围内可以与具体说明不同的方式来实现本发明。
权利要求
1.一种制作有着倒置台面结构的脊波导激光二极管的方法，其特征在于包括下述步骤在InP衬底上依次形成一缓冲层、有源层、覆盖层和接触层；在接触层上形成蚀刻掩膜，从接触层起进行湿法蚀刻至覆盖层的预定深度，构成倒置台面；除去蚀刻掩膜；在产生的结构上整个淀积氧化硅膜；在氧化硅膜上涂覆聚酰亚胺；蚀刻整个聚酰亚胺至预定深度以露出倒置台面上的氧化硅膜，并蚀刻露出的氧化硅膜以露出下面的接触层；对聚酰亚胺进行各向异性蚀刻，以在倒置台面结构侧壁形成聚酰亚胺间隔；以及在产生的结构上整个地淀积接触金属，使接触金属与接触层接触。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，所述接触层是p+InGaAs或p+-In-GaAsP层。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，所述氧化硅膜在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)工艺中淀积。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，所述聚酰亚胺被旋涂和固化。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，所述氧化硅膜在CF4和CH3等离子体的混合物中蚀刻。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，所述各向异性蚀性在压力约为30毫乇的氧和氩的等离子体中进行。
7.一种具有倒置台面结构的脊波导激光二极管，其特征在于包括InP衬底；缓冲层和有源层，依次淀积在所述InP衬底上；p-覆盖层，具有倒置台面结构，淀积在所述有源层上；氧化硅膜，在倒置台面结构侧壁和p-覆盖层上形成；以及接触金属，与所述接触层电连接，覆盖所述接触层、所述聚酰亚胺间隔和所述p-覆盖层全部。
全文摘要
一种脊波导激光二极管，具有倒置台面结构，耐热并增加了接触金属对接触层的附着力，可由使聚酰亚胺仅保留在倒置台面结构的下部而形成聚酰亚胺间隔。在这种二极管中，接触金属难以在台面结构的对面断开。
文档编号H01S5/00GK1157495SQ9612285
公开日1997年8月20日 申请日期1996年10月16日 优先权日1995年10月16日
发明者金昴序, 金敦洙, 李相龙, 申英根 申请人:现代电子产业株式会社