[发明专利]半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法

说明书

本发明提出一种半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法，用于半导体激光器的加工制程中，该制作方法包括：提供预备施作的半导体激光器或半导体激光器半成品；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器或该半导体激光器半成品上；以及通过将涂布该可流动式介电材料的该半导体激光器或该半导体激光器半成品进行烘烤，以此于该半导体激光器或该半导体激光器半成品的表面上形成屏蔽层、钝化层或平坦化层。本发明利用超音波雾化喷涂技术并搭配可流动式介电材料，可以实现均匀涂布的涂层，经由不同的固化条件，可以组合出针对不同工艺用途，达成厚度、包覆性、致密性、抗湿、抗腐蚀能力极佳的介电层。

技术领域

本发明有关于一种半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法，特别是指一种改良介电层加工程序的半导体激光器介电层以及半导体激光器的制作方法。

背景技术

半导体激光器在芯片制造上，尤其在光通信领域，会使用多道与介电层相关的工艺，无论是刻蚀用的屏蔽层，延长可靠度的钝化层，低介电系数，可降低寄生电容的平坦化层等等。以屏蔽层而言，一般常使用气相沉积方式(CVD)来制备，遇到高度或深度较大平台或沟槽时，边角容易有过蚀问题；以钝化层来说，容易有包覆性不佳以及薄膜小孔洞致使抗湿抗腐蚀能力较差等问题；以平坦化层来说，沉积薄膜厚度无法太厚，容易因应力产生剥落或裂开等问题。

在半导体激光器芯片工艺中，针对不同应用，会有多道工艺需要将外延片做成平台(mesa)或是沟槽(trench)的结构，这些结构通常会经由刻蚀的方式形成于芯片结构上。由于平台(或沟槽)的高度、深度或宽度的需求都不相同，一般现有的技术会通过电浆辅助化学气相沉积(PECVD)的方式形成 SiOx,SiNx,SiON表层，将该表层来当做刻蚀硬屏蔽。

受限于芯片的材料特性，芯片厚度容易因为应力问题无法长太厚，当要达到足够的高(深)宽比或高度(深度)时(例如大于10μm)，常因刻蚀选择比不同，硬屏蔽厚度不够，导致平台或沟槽边缘有过蚀的问题。因此要制作出厚度够、刻蚀保护力足够的硬屏蔽，相当不容易。

进一步地，半导体激光器针对长时间操作下的老化问题，经常会需要加入钝化层(Passivation Layer)来保护芯片，如果以一般气相沉积(CVD)来制备钝化层时，容易会造成底部侧壁镀膜不均匀、包覆性不佳，导致沉积的薄膜会有细小孔洞抵挡不住水气的侵蚀。在长时间操作下，水气容易由这些较弱的区域侵入芯片本身而造成器件失效。

此外，半导体激光器为了带宽的表现以及焊盘与p极、n极的连接，会需要通过平坦化工艺将芯片使用高分子聚合物如苯并环丁烯 (Benzocyclobutene,BCB)、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚苯恶唑 (Polybenzoxazoles,PBO)等低介电材料来做为填充层，较少使用SiOx,SiNx, SiON等材料。原因在于一般在气相沉积制备下，当介电层厚度过大时，所产生的应力会过大进而导致镀膜裂开或剥落的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种半导体激光器介电层的制作方法，用于施作在半导体激光器的加工制程中，该制作方法包括：提供预备施作的该半导体激光器或半导体激光器半成品；利用超音波雾化器将可流动式介电材料喷涂于该半导体激光器或该半导体激光器半成品上；以及通过将涂布该可流动式介电材料的该半导体激光器或该半导体激光器半成品进行烘烤，以此于该半导体激光器或该半导体激光器半成品的表面上形成屏蔽层、钝化层或平坦化层。

于一实施例中，该可流动式介电材料为甲基倍半硅氧烷(MSQ)、气倍半硅氧烷(HSQ)、有机聚硅氮烷(OPSZ)或全氢聚硅氮烷(PHPS)。