一種表面型半導體激光器件防短路結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種表面型半導體激光器件防短路結構，涉及半導體激光器制備封裝技術。其包括：藍寶石襯底、外延生長層、P型電極和N型電極以及一絕緣擋板；所述絕緣擋板通過光刻腐蝕所述外延生長層并鍍絕緣層形成，且所述絕緣擋板位于所述P型電極和N型電極之間的絕緣溝道處。本發(fā)明隔絕了P型電極與N型電極的焊料，從而有效得防止了在焊接中可能發(fā)生的短路情況，減小了封裝的難度，優(yōu)化了封裝效果。
【專利說明】一種表面型半導體激光器件防短路結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體激光器制備封裝技術，特別是指一種表面型半導體激光器件防短路結構。
【背景技術】
[0002]由于半導體激光器件具有體積小、效率高、可靠性好、易集成等優(yōu)點，已經成為光電行業(yè)中最有發(fā)展前途的產品，被廣泛應用于工業(yè)、軍事、醫(yī)療和材料處理等領域。以藍寶石為襯底的藍光半導體激光器經濟實用，結構簡單，可靠性高，在市場上的占有率高居不下。由于其襯底是由電導率較低的藍寶石構成，故在生長器件時需通過外延生長、化學腐蝕、擴散、制作電極等方法將其生長成具有臺階的表面型結構(如圖2)。這種結構解決了藍寶石襯底不能導電的問題，但表面型半導體器件在封裝過程中，由于其為臺階型結構，故表面高低不平，容易造成電極接觸不良，進而導致器件在使用中可能出現(xiàn)燒毀或壽命縮短等情況，這會嚴重影響半導體激光器件的性能及應用。
[0003]目前彌補表面型半導體激光器件存在高度差的方法通常是增厚焊料或制造臺階型熱沉。在應用增厚焊料的方法時，因器件尺寸過小，P型電極與N型電極之間的絕緣溝道過窄，以致在焊接過程中，兩側電極的焊料易溢出導通而造成短路現(xiàn)象，這大大增加了封裝的難度。
【發(fā)明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種表面型半導體激光器件防短路結構，其有效得防止了在焊接中可能發(fā)生的短路情況，減小了封裝的難度，優(yōu)化了封裝效果。
[0005]本發(fā)明提供一種表面型半導體激光器件防短路結構，其包括:藍寶石襯底、外延生長層、P型電極和N型電極，所述外延生長層逐層沉積于所述藍寶石襯底的上方，所述外延生長層上方形成P面和N面，所述P型電極和N型電極分別生于所述P面和N面上，且所述P型電極和N型電極之間存在高度差，其關鍵技術在于，還包括:一絕緣擋板；
[0006]所述P型電極和N型電極之間形成絕緣溝道；
[0007]所述絕緣擋板生于所述絕緣溝道之上，位于所述P型電極和N型電極之間；
[0008]且所述絕緣擋板通過光刻腐蝕所述外延生長層并鍍絕緣層生成。
[0009]進一步的，所述絕緣擋板表面采用PVD的方式鍍SiN或S12絕緣層。
[0010]進一步的，所述外延生長層采用金屬有機化合物化學氣相淀積的方式逐層沉積生長于所述藍寶石襯底上方。
[0011]進一步的，所述P型電極與N型電極是通過光刻腐蝕所述外延生長層，再采用蒸發(fā)或濺射的方式在P面與N面上覆蓋一層或多層金屬或合金，在適當?shù)臏囟认逻M行合金化，形成低阻的金屬，最終形成P型電極與N型電極。
[0012]進一步的，所述外延生長層除與P型電極和N型電極接觸的部分外，其他部分的表面均采用PVD的方式鍍上SiN或S12絕緣層。
[0013]進一步的，所述藍寶石襯底為三方晶系，折光率為1.76-1.77。
[0014]有益效果:
[0015]本發(fā)明改變傳統(tǒng)的表面型半導體激光器件的結構，在絕緣溝道處預留絕緣擋板，該方法可以在增厚焊料的情況下，在焊接過程中隔絕P型電極與N型電極的焊料，有效得防止了在焊接中可能發(fā)生的短路情況，減小了封裝的難度，優(yōu)化了封裝效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的表面型半導體激光器件防短路結構示意圖；
[0017]圖2為現(xiàn)有技術的半導體激光器芯片結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]由于藍寶石不導電，因此以藍寶石為襯底的表面型半導體激光器件P型電極與N型電極同在一面，且存在微米級高度差，為彌補高度差，需要在熱沉上蒸鍍較厚焊料，由于半導體激光器件體積較小，兩電極間絕緣溝道較窄，在焊接過程中，兩電極的焊料很容易發(fā)生連接導通而致短路。
[0019]而本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的表面型半導體激光器件在封裝過程中由于絕緣溝道過窄而引起的短路問題，提供了一種表面型半導體激光器件防短路的新結構。該結構通過在半導體激光器件P型電極與N型電極之間的絕緣溝道上設立絕緣擋板，隔絕P型電極與N型電極，有效防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的表面型半導體激光器件防短路結構，由藍寶石襯底(101)、外延生長層(102)、N型電極(103)、P型電極(104)及絕緣擋板(105)構成。
[0021]所述P型電極、N型電極及絕緣擋板是通過光刻腐蝕外延生長層形成，P型電極位于左側，N型電極位于右側，絕緣擋板位于中間。
[0022]且藍寶石襯底(101)為三方晶系，是非均質體，無解理，是裂理發(fā)育。
[0023]外延生長層主要是應用金屬有機化合物化學氣相淀積的方法制備的，以有機金屬化合物和氫化物作為晶體生長的原材料進行化學氣相沉淀生長的晶體薄層。在逐級沉積生長芯片材料形成外延生長層后，在芯片表面勻膠，應用曝光顯影的方式使光刻膠留于電極位置以及擋板位置，通過化學腐蝕的方法去掉多余的材料，隨后去掉光刻膠，采用蒸發(fā)或濺射的方法在N面和P面上覆蓋一層或多層金屬或合金，然后在適當?shù)臏囟认逻M行合金化，形成低阻的金屬。再采用PVD的方法將擋板及其余電極以外的部分覆蓋SiN/Si02*緣層。使之成為絕緣溝道上設有擋板的表面型半導體激光器件防短路結構(如圖1)。該結構有效的實現(xiàn)了良好的絕緣功能，改善封裝過程中可能出現(xiàn)的短路問題，使封裝工藝更簡單，器件性能更可靠。
[0024]當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種表面型半導體激光器件防短路結構，其包括:藍寶石襯底、外延生長層、P型電極和N型電極，所述外延生長層逐層沉積于所述藍寶石襯底的上方，所述外延生長層上方形成P面和N面，所述P型電極和N型電極分別生于所述P面和N面上，所述P型電極和N型電極之間存在高度差，其特征在于，還包括:一絕緣擋板； 所述P型電極和N型電極之間形成絕緣溝道； 所述絕緣擋板生于所述絕緣溝道之上，位于所述P型電極和N型電極之間； 且所述絕緣擋板通過光刻腐蝕所述外延生長層并鍍絕緣層生成。
2.如權利要求1所述的表面型半導體激光器件倒裝焊電極結構，其特征在于， 所述絕緣擋板表面采用PVD的方式鍍SiN或S12絕緣層。
3.如權利要求1所述的表面型半導體激光器件倒裝焊電極結構，其特征在于， 所述外延生長層采用金屬有機化合物化學氣相淀積的方式逐層沉積生長于所述藍寶石襯底上方。
4.如權利要求1所述的表面型半導體激光器件倒裝焊電極結構，其特征在于， 所述P型電極與N型電極是通過光刻腐蝕所述外延生長層，再采用蒸發(fā)或濺射的方式在P面與N面上覆蓋一層或多層金屬或合金，在適當?shù)臏囟认逻M行合金化，形成低阻的金屬，最終形成P型電極與N型電極。
5.如權利要求1所述的表面型半導體激光器件倒裝焊電極結構，其特征在于， 所述外延生長層除與P型電極和N型電極接觸的部分外，其他部分的表面均采用PVD的方式鍍上SiN或S12絕緣層。
6.如權利要求1所述的表面型半導體激光器件倒裝焊電極結構，其特征在于， 所述藍寶石襯底為三方晶系，折光率為1.76-1.77。
【文檔編號】H01S5/042GK104466668SQ201410759316
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權日:2014年12月11日
【發(fā)明者】堯舜, 雷宇鑫, 王智勇, 邱運濤, 賈冠男, 高祥宇, 呂朝蕙 申請人:北京工業(yè)大學