[发明专利]一种太赫兹量子级联激光器双面金属键合的方法

摘要

一种太赫兹量子级联激光器双面金属键合的方法，该方法包括外延片和高掺衬底片晶向对准工艺，低温金属键合工艺、半绝缘衬底腐蚀工艺等，最终成功将生长在半绝缘衬底片上的外延结构层转移到另一个高掺杂的衬底片上。本发明的方法可以保证两个键合片之间的晶向一致性，防止激光器在解理过程中由晶向各异性带来的机械损伤；并且可以防止由于腐蚀液选择性不够带来的腐蚀不均匀及过腐蚀的问题，保证腐蚀的均匀性及完整性。本发明的方法符合标准半导体工艺流程，操作简便高效，适于工业化量产。

主权项

1.一种太赫兹量子级联激光器双面金属键合的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一半绝缘衬底片，在所述半绝缘衬底片上依次外延截止层、下高掺层、有源区和上高掺层；在所述上高掺层的表面制作金属波导层；在一N⁺型掺杂衬底片的表面制作金属电极层，然后蒸发焊接金属层；将所述半绝缘衬底片和所述N⁺型掺杂衬底片进行晶向对准，然后对所述半绝缘衬底片表面的金属波导层与所述N⁺型掺杂衬底片表面的焊接金属层进行低温金属键合，形成键合样片；减薄半绝缘衬底片至所需厚度，再利用第一选择性腐蚀液腐蚀所述半绝缘衬底片，直到整个表面出现彩色花纹，截止层完全暴露；再利用第二选择性腐蚀液腐蚀所述截止层，直到彩色花纹全部褪去，下高掺层完全暴露；进行第一次光刻，在所述下高掺层表面制作正面金属电极图形；进行第二次光刻，制作脊形器件结构；对键合后样片的N⁺型高掺衬底进行减薄抛光到一定厚度，在所述N⁺型高掺衬底上形成背面电极，解理，完成激光器管芯制作；所述晶向对准的方法为：利用直角模具将所述半绝缘衬底片和所述N⁺型掺杂衬底片的两个相邻直角边对准；所述低温金属键合的条件为：温度：250‑340℃，压强：800‑1200mbar，时间：30‑90min；利用第一选择性腐蚀液腐蚀所述半绝缘衬底片时，将键合样片放入下部凹槽可盛放磁子的花篮，将所述花篮浸入第一选择性腐蚀液，在双向搅拌下进行腐蚀。