【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光器的，尤其涉及一種半導體激光二極管及其制作方法。
技術介紹
1、激光器廣泛應用于光通信和激光氣體檢測、車載雷達、激光醫療等行業中。在激光器應用中，經常被用于不同環境溫度中，甚至低溫情況下；而溫度會直接對激光器的波長、閾值電流、光效率等產生變化。因而在激光器應用中有必要把激光器控制于特定溫度。
2、針對以上問題，目前市場上使用半導體制熱制冷器（tec）或加熱型封裝激光器，采用tec（半導體制熱制冷器）+?ntc（溫測器件）來控制激光器的溫度，實現激光器恒溫工作，以解決溫度變化導致的波長漂移和性能不穩定。但此兩方案因制熱制冷器（tec）和溫測器件（ntc）體積相對較大致使貼裝時無法置于準確溫控所需位置，導致激光器發光區實際溫度和ntc探測溫度有偏差。
3、申請號為202311634930.8的專利技術專利公開了一種采用加熱電阻代替tec的to封裝裝置，包括：氮化鋁陶瓷基板、熱敏電阻、激光器芯片、加熱電阻和封裝外殼底座；所述熱敏電阻和激光器芯片貼裝在氮化鋁陶瓷基板上；所述氮化鋁陶瓷基板上集成有加熱電阻；所述熱敏電阻、激光器芯片和加熱電阻之間電信號連接；所述氮化鋁陶瓷基板設置在封裝外殼底座的上端。上述裝置采用加熱電阻替代了微型熱電制冷器給激光器芯片加熱，同樣起到穩定激光器芯片中心波長的作用，且加熱電阻價格低廉，可直接集成在氮化鋁陶瓷基板上，解決了現有技術中因采用微型熱電制冷器的方案導致的生產成本高和生產工藝流程復雜的問題。但是，上述專利的熱敏電阻和激光器芯片是貼裝在氮化鋁陶瓷基板上的，這兩個器件
技術實現思路
1、針對現有封裝激光二極管中控溫精度較低、組合器件較多、封裝工藝難度較大、成本較高的技術問題，本專利技術提出一種可以精準控溫、成本低廉、能簡化封裝工藝的微集成溫控加溫半導體激光二極管及其制作方法。
2、為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其步驟為：
3、步驟1：在半導體的襯底上依次外延生長第一緩沖層、有源層、第二緩沖層后形成激光器晶圓；
4、步驟2：在所述激光器晶圓上刻蝕形成光波導、形成激光二極管結構；
5、步驟3：在所述激光二極管結構上生長鈍化層；
6、步驟4：在所述鈍化層上通過一次光刻而形成熱敏電阻剝離圖形；
7、步驟5：在所述熱電偶剝離圖形上依次沉積鈦金屬薄膜、鉑金薄膜層以形成鉑熱敏電阻層，剝離熱敏電阻層；
8、步驟6：在所述鈍化層上通過一次光刻而形成加熱電阻剝離圖形；
9、步驟7：在所述加熱電阻剝離圖形上依次沉積鈦金屬薄膜、鉻金屬薄膜以形成加熱電阻層，剝離加熱電阻層；
10、步驟8：在所述鈍化層開啟激光二極管電極接觸窗口；
11、步驟9：在步驟8得到的激光二極管上通過一次光刻而形成電極金屬層(鈦,鉑,金)剝離圖形；
12、步驟10：在電極金屬層剝離圖形依次沉積鈦、鉑、金金屬薄膜以形成電極金屬層，剝離電極金屬層；
13、步驟11：將所述襯底減薄后在襯底的背面制作負極電極，完成所述集成溫控加熱激光二極管的制作。
14、優選地，所述熱敏電阻層為熱敏電阻，加熱電阻層為加熱電阻，電極金屬層為激光器正電極；熱敏電阻層和加熱電阻層的最上方均還有一層金金屬薄膜層，金金屬薄膜層分別作為加熱電阻焊盤和熱敏電阻焊盤。
15、優選地，所述加熱電阻焊盤和熱敏電阻焊盤的數量均設有兩個，用于分別與外部設備連接；
16、所述加熱電阻和熱敏電阻在激光器芯片制程中都通過光刻的方式完成；
17、所述加熱電阻焊盤、熱敏電阻焊盤、激光器正電極在激光器芯片制程中一次完成。
18、一種微集成溫控加溫半導體激光二極管，包括激光器芯片，激光器芯片由下到上依次包括襯底、第一緩沖層、有源層、第二緩沖層和鈍化層，襯底的背面設有負極電極；所述鈍化層上蝕刻出兩溝槽，兩溝槽之間的脊條形成波導；所述兩溝槽上的兩側分別設有加熱電阻和熱敏電阻。
19、優選地，所述加熱電阻設于鈍化層上且處于脊條的一側，并沿脊條方向延伸，加熱電阻的長度為脊條長度的80％，且加熱電阻兩端具有正負極電極區即加熱電阻焊盤；
20、熱敏電阻設于鈍化層上且位于脊條另外一側，并沿脊條方向延伸，沿脊條分布，且熱敏電阻具有彎折的正負極電極區即熱敏電阻焊盤。
21、優選地，所述熱敏電阻通過光刻的方式蝕刻在鈍化層上，加熱電阻通過光刻的方式蝕刻在鈍化層上；所述熱敏電阻焊盤和加熱電阻焊盤上覆蓋有金層。
22、優選地，所述熱敏電阻的材質為鉑；
23、加熱電阻的材質為鈦、鉻或氮化鉭；
24、所述加熱電阻及熱敏電阻內部蝕刻有金屬材料。
25、所述加熱電阻和熱敏電阻在同一平面。
26、優選地，一種微集成溫控加溫半導體激光二極管，包括芯片鍵合區，在芯片鍵合區上設置有金錫焊盤，金錫焊盤的兩側設有極性焊盤，極性焊盤用于與外部設備連接；金錫焊盤和極性焊盤設置在二氧化硅或氮化硅層上，二氧化硅或氮化硅層內沉積有加熱電阻/熱敏電阻，加熱電阻/熱敏電阻與極性焊盤相連接；二氧化硅或氮化硅層設置在氮化鋁襯底上。
27、優選地，所述加熱電阻/熱敏電阻既可用做熱敏電阻，也可用作加熱電阻，極性焊盤包括負極焊盤和正極焊盤，負極焊盤和正極焊盤分別位于金錫焊盤的兩側，負極焊盤和正極焊盤分別與加熱電阻/熱敏電阻的兩端相連接。
28、優選地，其制備方法的步驟為：
29、步驟1：在氮化鋁襯底上通過一次光刻形成熱電偶剝離圖形；
30、步驟2：在所述氮化鋁襯底上依次沉積鈦、鉑金屬薄膜形成鉑熱電偶/電阻層，剝離熱電偶/電阻層；
31、步驟3：在所述氮化鋁襯底上生長二氧化硅或氮化硅層；
32、步驟4：在所述二氧化硅或氮化硅層通過光刻而形成電極剝離圖形和鍵合區剝離圖形；
33、步驟5：在所述二氧化硅或氮化硅層依次沉積鈦、鉑、金金屬薄膜以形成電極和鍵合區，剝離鈦、鉑、金金屬金屬薄膜；
34、步驟6：在所述氮化鋁襯底上鍵合區通過光刻而形成鍵合區剝離圖形；
35、步驟7：在所述氮化鋁襯底上鍵合區沉積金錫焊料層，剝離金錫焊料層；
36、步驟8：在所述氮化鋁襯底、熱電偶/電阻層組成的載體晶圓上切割成單只激光二極管載體；
37、步驟9：在鍵合區上共晶半導體激光二極管，完成所述集成溫控加熱激光二極管的制作；
38、所述加熱電阻/熱敏電阻通過光刻和金屬剝離的方式完成；
39、所述加熱電阻/熱敏電阻和金錫焊盤之間有二氧化硅或氮化硅層隔離；
40、所述激光器二極管表面有一個正電極，所述激光器二極管背面有一個金屬負電極；
41、所述激光器二極本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，其步驟為：
2.根據權利要求1所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，所述熱敏電阻層為熱敏電阻（13），加熱電阻層為加熱電阻（12），電極金屬層為激光器正電極（9）；熱敏電阻層和加熱電阻層的最上方均還有一層金金屬薄膜層，金金屬薄膜層分別作為加熱電阻焊盤（7）和熱敏電阻焊盤（8）。
3.根據權利要求2所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，所述加熱電阻焊盤（7）和熱敏電阻焊盤（8）的數量均設有兩個，用于分別與外部設備連接；
4.一種微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，包括激光器芯片，激光器芯片由下到上依次包括襯底（2）、第一緩沖層（3）、有源層（4）、第二緩沖層（5）和鈍化層（6），襯底（2）的背面設有負極電極（1）；所述鈍化層（6）上蝕刻出兩溝槽（10），兩溝槽（10）之間的脊條形成波導（11）；所述兩溝槽（10）上的兩側分別設有加熱電阻（12）和熱敏電阻（13）。
5.根據權利要求4所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其
6.根據權利要求4或5所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，所述熱敏電阻（13）通過光刻的方式蝕刻在鈍化層（6）上，加熱電阻（12）通過光刻的方式蝕刻在鈍化層（6）上；所述熱敏電阻焊盤（8）和加熱電阻焊盤（7）上覆蓋有金層。
7.根據權利要求6所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，所述熱敏電阻（13）的材質為鉑；
8.一種微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，包括芯片鍵合區（23），在芯片鍵合區（23）上設置有金錫焊盤（25），金錫焊盤（25）的兩側設有極性焊盤，極性焊盤用于與外部設備連接；金錫焊盤（25）和極性焊盤設置在二氧化硅或氮化硅層（27）上，二氧化硅或氮化硅層（27）內沉積有加熱電阻/熱敏電阻（24），加熱電阻/熱敏電阻（24）與極性焊盤相連接；二氧化硅或氮化硅層（27）設置在氮化鋁襯底（26）上。
9.根據權利要求8所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，所述加熱電阻/熱敏電阻（24）既可用做熱敏電阻，也可用作加熱電阻，極性焊盤包括負極焊盤（21）和正極焊盤（22），負極焊盤（21）和正極焊盤（22）分別位于金錫焊盤（25）的兩側，負極焊盤（21）和正極焊盤（22）分別與加熱電阻/熱敏電阻（24）的兩端相連接。
10.根據權利要求8或9所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，其制備方法的步驟為：
...【技術特征摘要】
1.一種微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，其步驟為：
2.根據權利要求1所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，所述熱敏電阻層為熱敏電阻（13），加熱電阻層為加熱電阻（12），電極金屬層為激光器正電極（9）；熱敏電阻層和加熱電阻層的最上方均還有一層金金屬薄膜層，金金屬薄膜層分別作為加熱電阻焊盤（7）和熱敏電阻焊盤（8）。
3.根據權利要求2所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管的制作方法，其特征在于，所述加熱電阻焊盤（7）和熱敏電阻焊盤（8）的數量均設有兩個，用于分別與外部設備連接；
4.一種微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，包括激光器芯片，激光器芯片由下到上依次包括襯底（2）、第一緩沖層（3）、有源層（4）、第二緩沖層（5）和鈍化層（6），襯底（2）的背面設有負極電極（1）；所述鈍化層（6）上蝕刻出兩溝槽（10），兩溝槽（10）之間的脊條形成波導（11）；所述兩溝槽（10）上的兩側分別設有加熱電阻（12）和熱敏電阻（13）。
5.根據權利要求4所述的微集成溫控加溫半導體激光二極管，其特征在于，所述加熱電阻（12）設于鈍化層（6）上且處于脊條的一側，并沿脊條方向延伸，加熱電阻（12）的長度為脊條長度的80％，且加熱電阻（12）兩端具有正負極電極區即加熱電阻焊盤（7）；
6.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙肅，趙楠，陳明位，施國芳，梁一覽，樊炎超，王佳怡，肖鋒，
申請(專利權)人：鄭州威晶光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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