[发明专利]一种整片制作和测试边发射光器件的方法

说明书

本发明公开了一种整片制作和测试边发射光器件的方法，步骤如下：S1，在晶圆衬底上外延生长多量子阱（MQW）结构和光器件材料结构；S2，在光器件材料结构片上刻制沟槽，形成若干光器件单元；S3，在光器件单元内刻制光波导条，然后生长绝缘介质，并在光波导条两边的沟槽内填充低折射率聚合物；S4，制作正面电极并金属化；S5，在光器件单元的出光端蒸镀减反射膜、背光端蒸镀高反射膜；S6，对晶圆衬底背面制作背面电极并金属化；S7，对晶圆衬底上的光器件单元进行整片在线测试和筛选；S8，切割晶圆衬底，裂解光器件单元，进行后续封装。本发明将沟槽底部刻制成减反射面，避免了凹沟槽底部反射光对器件性能的影响，减少沟槽刻蚀深度，节约刻蚀时间。

技术领域

本发明涉及光电子器件制作领域，特别涉及一种整片制作和整片测试边发射光器件的方法。

背景技术

众所周知，边发射光器件不能向面发射光器件那样，实现整片检测和筛选。其主要原因是边发射光器件的出光方向是在侧面，不在顶面。所以边发射光器件在完成部分工艺之后，要解理成巴条，两端面分别镀膜，分解成单个管芯，然后才能进行检测和筛选。因此，边发射光器件工艺要比面发射光器件繁琐和复杂，工艺加工设备也要增加不少，其价格自然比面发射光器件贵许多。

发明内容

针对上述实际应用中的具体问题，为了解决边发射光器件无法整片检测和筛选的问题，本发明提出了一种整片制作和整片测试边发射光器件的方法，适用于包括法布里腔（FP）激光器，半导体光放大器（SOA），分布反馈（DFB）激光器和超辐射发光管（SLD）的整片镀膜和管芯筛选，大大降低其制作成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种整片制作和测试边发射光器件的方法，步骤如下：

S1，在晶圆衬底上外延生长多量子阱（MQW）结构及光器件材料结构。

所述晶圆衬底为n型或p型半导体单晶衬底；所述MQW结构为包含上、下分别限制（SCH）层的量子阱、垒周期性结构；所述光器件材料结构包括缓冲层、远场减少层、光栅掩埋层、刻蚀终止层、异质掩埋条形限制层、上下包层、接触过渡层和欧姆接触高掺杂层，所述MQW结构的周期数为2~15个。

S2，在光器件材料结构片上刻制沟槽，形成若干光器件单元。

所述沟槽包括与光器件单元腔长方向一致的水平沟槽和与腔长方向垂直的竖直沟槽，水平沟槽和竖直沟槽垂直相交，将光器件单元围在中间；且竖直沟槽的一侧设置有凹沟槽，凹沟槽与沟槽相通；所述沟槽的侧壁和凹沟槽的侧壁均为镜面，沟槽和凹沟槽的底部均为减反射面。所述沟槽的宽度为20~40μm，凹沟槽的宽度为50~100μm，沟槽和凹沟槽的深度为4~10μm。

所述沟槽的镜面和凹沟槽的镜面以及沟槽的减反射面和凹沟槽的减反射面采用干法刻蚀或干湿法混合刻蚀。

所述干法刻蚀为反应离子刻蚀或感应耦合等离子体刻蚀或离子束刻蚀或化学辅助离子束刻蚀或磁增强反应离子束刻蚀；干湿法混合刻蚀指干法刻蚀与化学湿法刻蚀的交替使用。

S3，在光器件单元内刻制光波导条，然后在晶圆表面生长绝缘介质，并在光波导条两边的沟体内填充低折射率聚合物。

所述光波导条包括单脊波导条、双沟脊波导条和异质掩埋波导条；所述绝缘介质为Si₃N₄或SiO₂，所述低折射率聚合物为苯并环丁烯材料或聚酰亚胺材料。

S4，在光波导条上制作正面电极并使正面电极金属化。

所述制作正面电极包括在正面波导条顶部开出电极窗口、光刻焊点电极图形；正面电极金属化包括蒸发或溅射正面金属、剥离出电极图形、电镀金属增厚及退火合金等金属化工艺；所述正面金属为TiPtAu或AuGeNi或TiAu合金及Au。