一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113794106A(43)申请公布日2021.12.14(21)申请号202110898557.1(22)申请日2021.08.05(71)申请人威科赛乐微电子股份有限公司地址404000重庆市万州区万州经开区高峰园檬子中路2号(72)发明人杨首朕姚林松陈丽祥黄川王亮(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人黄宗波(51)Int.Cl.H01S5/183(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法(57)摘要本发明涉及半导体技术领域，公开了一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，具体为：将VCSEL刻蚀的台面结构设计为花瓣型，且沟道宽度设计为10‑25um；再将VCSEL置于氧化炉内，然后对氧化炉快速升温至VCSEL的氧化温度以下，并恒温25‑35min，在升温和恒温时向氧化炉内通入氮气和水汽的混合气体；对氧化炉以10‑20℃/min的升温速率升温至氧化所需温度，直至氧化完毕；最后对氧化炉降温，使氧化炉快速降温至180‑220℃，然后自然冷却至室温。本发明能够提高VCSEL氧化孔径均匀性。CN113794106ACN113794106A权利要求书1/1页1.一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：将VCSEL刻蚀的台面结构设计为花瓣型，且沟道宽度设计为10‑25um。2.根据权利要求1所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述VCSEL刻蚀的台面结构设计为六瓣的花瓣型。3.根据权利要求2所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：在VCSEL氧化时，包括以下步骤：S1、将VCSEL置于氧化炉内，然后对氧化炉快速升温至VCSEL的氧化温度以下，并恒温25‑35min，在升温和恒温时向氧化炉内通入氮气和水汽的混合气体；S2、对氧化炉以10‑20℃/min的升温速率升温至氧化所需温度，直至氧化完毕；S3、对氧化炉降温，使氧化炉快速降温至180‑220℃，然后自然冷却至室温。4.根据权利要求3所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S1中的升温速率为20℃/min。5.根据权利要求3所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S1中的升温温度为200‑300℃。6.根据权利要求3所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S1中，通入氮气和水汽的氮气流量为3L/min，水汽2L/min。7.根据权利要求3‑6任一权利要求所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S2中的升温温度为300‑500℃。8.根据权利要求3‑6任一权利要求所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S3中，在2‑3min的时间内使氧化炉内的温度降低至180‑220℃。9.根据权利要求3所述的一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，其特征在于：在步骤S1的之前，向氧化炉内通入10‑20L/min的氮气，对炉内腔体进行清扫。2CN113794106A说明书1/5页一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法。背景技术[0002]垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种半导体激光器，其激光垂直于顶面射出。其结构是P型和N型布拉格反射镜和夹在中间的谐振腔。P型和N型布拉格反射镜都由多层外延片组成，以达到99％的反射率。[0003]VCSEL的结构从下至上一般包括N限制层、砷化镓基底、缓冲层、N‑DBR层、P‑DBR层等等；在制备时，都需要通过刻蚀技术，将VCSEL刻蚀到N‑DBR处，露出氧化层，然后通过氧化工艺在氧化层上发生氧化，留下一个未被氧化的圆形光电限制孔(即氧化孔)，用来实现激光发射；一般一片晶圆上通常存在着数以万计的氧化孔，而氧化孔径的均匀性对激光器发光性能便显得至关重要。[0004]目前的氧化方法大多为湿法氧化工艺，其氧化工艺是氮气通过加热的bubble水浴瓶，带出水蒸气进行氧化。但目前的氧化工艺通常刻蚀出来的台面结构为圆台形，如附图1所示，其台面沟道为圆环形，这种图形虽较为简便，主要适用于6寸的晶圆上，但其不利于水汽的流通以及氧化产物的及时排出，且经目前的大量使用结果表明，这种设计的氧化孔径的均匀性只有10％左右，尚不能很好的满足工业越来越高的需求。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种提高VCSEL氧化孔径均匀性的方法，通过将VCSEL刻蚀的台面结构设计为花瓣型，增加沟道宽度，能够提高VCSEL氧化孔径均匀性。[0006]本发明通过以下