技術領域

本發明涉及激光領域，特別是指一種提高半導體激光器芯片散熱效率的方法。

背景技術

現有半導體激光器芯片的制備過程為：1）采用砷化鎵或磷化銦襯底作為芯片生長的基底材料（即生長襯底），在生長襯底上通過MOCVD或MBE等方法外延生長總厚度為幾個微米的精細芯片，形成激光器外延片；2）在外延片正面采用蒸鍍、濺射、光刻等工藝手段得到正面電極結構；3）采用研磨方式將襯底減薄至100微米左右后，制備背面電極材料；4）通過劃裂片方式，以半導體材料的自然解理面形成出光端面，并在前后出光端面上分別鍍增透膜和增反膜，以鍍增透膜端面為出光端面；5）通過劃裂片方式得到分立半導體激光器芯片。

上述技術存在如下問題：半導體激光器芯片一般只有幾個微米厚，芯片中絕大部分是殘余的襯底材料，而砷化鎵或磷化銦材料的熱導率遠低于金屬材料。盡管現行半導體激光器封裝工藝中廣泛使用倒置工藝加強散熱，但激光器工作時產生的熱量很難通過襯底材料散出。

發明內容

本發明提出一種提高半導體激光器芯片散熱效率的方法，解決了現有技術中激光器芯片散熱效率較差的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種提高半導體激光器芯片散熱效率的方法，包括如下步驟：a）生長襯底依次外延生長預置轉換層、N區外延層、有源區和P區外延層；b）經過光刻、刻蝕、蒸鍍TiPtAu和退火操作在所述P區外延層制作P面電極；c）將所述步驟b）所得浸入腐蝕液，利用所述腐蝕液腐蝕所述預置轉換層；d）經所述步驟c）所得的所述N區外延層經過表面處理步驟之后，蒸鍍AuGeNi制作N面電極。

進一步地，所述P面電極和所述N面電極分別形成P面散熱結構和N面散熱結構。

優選地，所述N面散熱結構和所述P面散熱結構具體為銅層，所述銅層通過電鍍方式形成。

優選地，所述P區外延層包括電流限制結構，所述電流限制結構具體為脊形結構。

進一步地，所述預置轉換層能夠被腐蝕液選擇性消除；所述腐蝕液具體為HF或BOE。

進一步地，所述生長襯底包括GaAs。

進一步地，所述預置轉換層包括AlAs。

優選地，所述退火在400℃～470℃溫度范圍內執行；所述退火的時間范圍為30s～60s。

優選地，所述刻蝕具體為干法刻蝕或者濕法刻蝕，使用選擇性的和/或各向異性的刻蝕法來執行；所述表面處理步驟至多包括拋光步驟、檢測步驟以及位于所述拋光步驟之前和/或之后的清洗步驟，所述拋光步驟具體為化學拋光或機械拋光；所述清洗步驟具體為所述腐蝕液清洗或者水清洗；所述檢測步驟具體為光滑度檢測和表面清潔度檢測。

本發明的有益效果為：

1）本發明形成的大功率激光器芯片雙面散熱，熱阻大幅下降，很大程度提高器件的光功率輸出；

2）本發明半導體激光器芯片制造方法過程中，生長襯底能夠重復利用，降低生產成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一種提高半導體激光器芯片散熱效率的方法一個實施例的流程圖；

圖2為本發明步驟a）所得結構示意圖；

圖3為本發明步驟b）所得結構示意圖；

圖4為本發明步驟c）所得結構示意圖；

圖5為本發明步驟d）所得結構示意圖。

圖中：

1、生長襯底；2、N區外延層；3、有源層；4、P區外延層；5、預置轉換層；6、P面電極；7、P面散熱結構；8、N面電極；9、N面散熱結構。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

如圖1～5所示，本發明一種半導體激光器芯片的制造方法，包括如下步驟：

a）生長襯底1依次外延生長預置轉換層5、N區外延層2、有源區3和P區外延層4；

b）經過光刻、刻蝕、蒸鍍TiPtAu和退火在P區外延層4制作P面電極6；

c）將步驟b）所得浸入腐蝕液，利用腐蝕液腐蝕預置轉換層5；