[发明专利]基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法

说明书

本发明公开了基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法。所述VCSEL芯片包括：外延结构，以及形成在所述外延结构上的电镀种子层，所述电镀种子层包括TiW层和Au层，所述外延结构与所述电镀种子层之间具有SiN钝化层；所述方法包括：(1)对所述Au层进行第一湿法刻蚀；其中，所述第一湿法刻蚀利用KI溶液进行；(2)对所述TiW层进行ICP干法刻蚀和第二湿法刻蚀，完成所述电镀种子层金属的刻蚀；其中，所述第二湿法刻蚀利用双氧水或含氟试剂进行。该方法既可以避免湿法刻蚀TiW层带来多重叠加侧蚀量的问题，又可以将ICP干法刻蚀中侧壁可能残留的TiW完全去除，且不会影响划片道外观。

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，具体而言，本发明涉及基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法。

背景技术

目前VCSEL芯片(垂直腔面发射激光器)在生产过程中，采用整面溅射电镀种子层的TiW金属和Au金属，在电镀工艺后，需要将非电镀区域的种子层TiW金属和Au金属去除干净。然而，现有的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法仍有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现而提出的：

原理上，Au金属可以采用KI溶液进行湿法刻蚀作业；TiW金属可以使用双氧水或含氟试剂进行湿法刻蚀，亦可采用氟基ICP干法刻蚀作业去除；但在上述作业流程中会出现以下问题：

1、采用KI溶液湿法刻蚀Au金属+双氧水或含氟试剂湿法刻蚀TiW金属的方案：

由于湿法刻蚀存在各项同性的特点，KI溶液腐蚀Au金属层会出现少量的侧蚀；之后，用双氧水或含氟试剂腐蚀TiW金属，又会造成TiW金属层横向侧蚀，且两次叠加的侧蚀量较大；并且由于TiW介于外延层与电镀Au金属层之间，过大的侧蚀，会致使PECVD沉积介质膜(钝化膜)时，无法有效覆盖此区域，造成空洞；这会影响老化以及可靠性结果。

2、采用KI溶液湿法刻蚀Au金属+ICP干法刻蚀TiW金属的方案：

如上所述，KI溶液腐蚀Au金属层会不可避免地出现少量的侧蚀；接着使用ICP干法刻蚀TiW金属，可以有效避免TiW金属层横向侧蚀；但是，由于TiW层致密度较低，且现有条件下，TiW层厚度较低(低于)。因此，在KI湿法刻蚀Au金属时，KI溶液会渗透TiW金属层，并腐蚀划片道区域暴露的外延层，造成微观的台阶差异；该台阶差异在之后的ICP干法刻蚀TiW金属过程中会被放大，形成许多水滴点状的黑点异常；同时，由于ICP干法刻蚀存在方向性，部分区域侧壁的TiW金属无法有效被蚀刻干净。

鉴于此，本发明提出基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法。该方法既可以避免湿法刻蚀TiW层带来多重叠加侧蚀量的问题，又可以将ICP干法刻蚀中侧壁可能残留的TiW完全去除，且不会影响划片道外观。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法。根据本发明的实施例，所述VCSEL芯片包括：外延结构，以及形成在所述外延结构上的电镀种子层，所述电镀种子层包括TiW层和Au层，所述外延结构与所述电镀种子层之间具有SiN钝化层；所述方法包括：(1)对所述Au层进行第一湿法刻蚀；其中，所述第一湿法刻蚀利用KI溶液进行；(2)对所述TiW层进行ICP干法刻蚀和第二湿法刻蚀，完成所述电镀种子层的刻蚀；其中，所述第二湿法刻蚀利用双氧水或含氟试剂进行。

根据本发明上述实施例的基于SiN钝化层保护的VCSEL芯片电镀种子层金属刻蚀方法，通过结合KI溶液湿法刻蚀Au层、ICP干法刻蚀TiW层、双氧水或含氟试剂湿法刻蚀TiW层，既可以避免湿法刻蚀TiW层带来多重叠加侧蚀量的问题，又可以将ICP干法刻蚀中侧壁可能残留的TiW完全去除。另外，刻蚀后外延结构上表面仍保留有SiN钝化层，由此，湿法或干法刻蚀操作不会对外延结构造成影响，不会造成划片道外观异常。