close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4669

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4669
(13)
C1
(51)
(12)
7
H 01L 33/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО ДИОДА
(21) Номер заявки: a 19980249
(22) 1998.03.17
(46) 2002.09.30
(71) Заявитель: ГП
"Минский
НИИ
радиоматериалов" (BY)
(72) Авторы: Закроева Н.М., Корытько Д.К., Лойко
Г.И., Савостьянова Н.А. (BY)
(73) Патентообладатель: ГП
"Минский
НИИ
радиоматериалов" (BY)
(57)
Способ изготовления светоизлучающего диода, включающий формирование омических контактов к
эмиттерной области и подложке, вскрытие с помощью фотолитографии областей под линзу с использованием метода инфракрасного совмещения, двухэтапное травление подложки для создания линзы, отличающийся тем, что формирование омических контактов к подложке производят до изготовления линзы, а линзу
и юстировочное отверстие создают одновременно двухэтапным травлением с разными скоростями и использованием разнотолщинных фоторезистивных масок.
(56)
ELECTRONICS LETTERS. Vol.18, № 19.September 1982, p.p. 831-832.
ROBERT C.GOODFELLOW, ANDREW C. CARTER, IFOR GRIFFTH. GaInAsP/InP Fast, High-Radiance,
1.05-1.3-µm Wavelength LED,s with Efficient Lens Coupling to Small Numerical Aperture Silica Optical Fibers.
IEEE Transactions on electron devices. Vol. ED -26, № 8, August 1979, p.p. 1215-1219.
JP 02288372 A, 1990.
JP 01125990 A, 1989.
JP 57092880 A, 1982.
Фиг. 1
Изобретение относится к области оптоэлектроники, в частности к области технологии изготовления светоизлучающих диодов (СИД). СИД могут быть использованы в качестве излучателей в передающих устройствах для волоконно-оптических линий связи малой протяженности.
BY 4669 C1
Известен способ изготовления светоизлучающего диода, включающий формирование омических контактов к эмиттерной области и к подложке, фотолитографии под юстировочное отверстие, травление юстировочного отверстия, в которое затем помещается линза из стекла определенного состава для повышения эффективности ввода излучения в волокно [1].
Недостатком данного способа является то, что линза является отдельным дискретным элементом, встраиваемым механическим способом в конструкцию СИД. Это вызывает ряд трудностей, связанных с прецизионным процессом размещения линзы в юстировочном отверстии, закреплении линзы, подбором клеев с определенным коэффициентом преломления, обработкой поверхности линзы.
Наиболее близким по техническому решению является способ изготовления СИД, включающий формирование омических контактов к эмиттерной области и подложке, фотолитографию для вскрытия областей
линзы с использованием инфракрасного совмещения, двухэтапное травление подложки для формирования
линзы [2].
Недостатком данного способа является то, что омические контакты к подложке формируются после создания линзы на поверхности с глубоким рельефом, что усложняет процесс литографии (необходимо использование более дорогого и трудоемкого процесса проекционной литографии). Кроме того, при проведении
фотолитографии на рельефной поверхности теряется точность воспроизведения размеров. Недостатком способа является также отсутствие процесса создания глубокого отверстия в подложке, что затрудняет юстировку оптического волокна, затрудняет крепление оптического волокна к поверхности кристалла и в итоге
приводит к потери мощности. Наконец, недостатком этого способа является также использование бромметанольного травителя, который является весьма ядовитым и нестойким во времени.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение процесса формирования омического контакта, повышение эффективности ввода излучения волокно и улучшение техники юстировки волокна к поверхности создаваемой структуры.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления светоизлучающего диода, включающем
формирование омических контактов к эмиттерной области и подложке, вскрытие с помощью фотолитографии областей под линзу с использованием метода инфракрасного совмещения, двухэтапное травление подложки для создания линзы, формирование омических контактов к подложке производят до изготовления
линзы, а линзу и юстировочное отверстие создают одновременно двухэтапным травлением с разными скоростями и использованием разнотолщинных фоторезистивных масок.
На фиг. 1-8 представлена последовательность технологических операций изготовления СИД.
На фиг. 1 представлена структура с эпитаксиальными слоями.
На фиг. 2 представлена структура после формирования омического контакта Zn-Au к контактному слою.
На фиг. 3 представлена структура после химического травления мезы.
На фиг. 4 представлена структура после нанесения SiO2 и вскрытия окна к омическому контакту.
На фиг. 5 представлена структура после нанесения слоев Ti/Au и электрохимического осаждения Au.
На фиг. 6 представлена структура после утонения пластины до 110 мкм и формирования омического контакта Ge-Au к подложке.
На фиг. 7 представлена структура после травления подложки через маски разнотолщинных резистов.
На фиг. 8 представлена структура после формирования линзы.
Пример осуществления способа.
Для изготовления СИД в качестве полупроводникового материала используют п+-InP подложку, на которой методом жидкофазной эпитаксии выращены п+-InP буферный слой толщиной 5 мкм, нелегированный
InGaAsP активный слой толщиной 1-1,5 мкм, р + -InGaAsP контактный слой толщиной 3 мкм (фиг. 1). Методом "взрывной" фотолитографии и напылением в вакууме к контактному слою формируют омический контакт Zn-Au диаметром 20-30 мкм и водорода при температуре 370 °С в течение 3 мин. Далее через маску фоторезиста, которая закрывает омический контакт, производят химическое травление структуры по крайней
мере до буферного слоя п+-InP с целью ограничения растекания тока (фиг. 3). После удаления фоторезиста
производят плазменное осаждение SiO2 толщиной 1 мкм на поверхность p+-слоя. Назначение слоя SiO2электрическая изоляция поверхности кристалла. С помощью фотолитографии в кислородной плазме вскрывается контактное окно в SiO2 (фиг. 4). Затем всю планарную сторону пластины методом напыления в вакууме наносят слой Ti толщиной 0,1 мкм и Аu толщиной 0,1 мкм, после чего через маску фоторезиста производят электрохимическое осаждение теплоотвода из Аu и толщиной 2,5 мкм (фиг. 5).
Далее производят наклеивание пластины планарной стороной на стеклянный носитель и осуществляют
химикодинамическую полировку пластины в растворе HBr: K2Cr2O7 (1N) = 1:1, в результате которой толщина пластины уменьшается от 500 до 110 мкм. Затем на подложку п+-InP наносят позитивный фоторезист ФП051Т толщиной 1-1,2 мкм, сушат при температуре 90-100 °С в течение 10-15 мин, экспонируют УФизлучением области омического контакта, проявляют резист в течение 20-30 секунд в 0,8 % водном растворе
гидроокиси калия. Методом электрохимического осаждения Ge-Au толщиной 0,6 мкм формируют омический контакт к п + -InР подложке. Маску фоторезиста удаляют экспонированием УФ-излучением и растворением в 0,8 % водном растворе гидроокиси калия. На подложку наносят слой позитивного фоторезиста ФП2
BY 4669 C1
25 толщиной 4-5 мкм, сушат при температуре 75-85 °С в течение 15-20 мин, экспонируют УФ-излучением
область юстировочного отверстия. Проявляют фоторезист в 0,5 % водном гидроокиси калия в течение 20-30
сек. Маску фоторезиста подвергают термообработке при температуре от 85 °С до 160 °С в течение 60 мин.
На подложку с фоторезистивной маской ФП-25 наносят позитивный фоторезист ФП-051Т толщиной 1,0-1,2
мкм, сушат при температуре 90-100 °С в течение 10-15 минут. Экспонируют УФ-излучением подложку за
исключением подложку за исключением областей линзы, проявляют в 0,8 % водном растворе гидроокиси
калия. Маску фоторезиста ФП-051Т подвергают термообработке при температуре от 90 °С до 160 °С в течение 60 мин. На следующем этапе производят химическое травление юстировочного отверстия в травителе состава НВr: К2Сr2O7 (1N) = 1:1. Средняя скорость травления составляет 8 мкм/мин. Окончание травления определяют измерением уходов размеров верхушки мезы. Уменьшение первоначального диаметра верхушки мезы
с 90 мкм до 25 мкм позволяет прекратить травление юстировочного отверстия, глубина которого при этом
составляет 50 мкм (фиг. 7). После этого в кислородной плазме удаляют фоторезист над областью мезы, при
этом уменьшается толщина фоторезиста над омическим контактом к п+-InP подложке. Далее в травителе
HBr: К2Сr2O7 (1N) : CH3 СООН = 1:1:1 производят непосредственное формирование линзы путем сглаживания образовавшейся при травлении юстировочного отверстия меза-структуры. При этом высота линзы составляет 15-20 мкм, ее радиус кривизны 50-70 мкм, а глубина юстировочного отверстия-55 мкм. Затем в демитилформамиде производят отклеивание пластины от стеклянного носителя и удаление оставшегося фоторезиста
(рис. 8). Вжигание Ge-Au контакта осуществляют в атмосфере азота при температуре 380 °С в течение 5 мин.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ имеет следующие преимущества: благодаря тому, что
линза формируется одновременно с юстировочным отверстием и располагается внутри юстировочного отверстия, упрощается процесс формирования омических контактов к п+-InP подложке и повышается эффективность ввода излучения в волокно, улучшается техника юстировки волокна к поверхности кристалла.
Источники информации:
1. TLECTRONICS LETTERS. Vol/.18, № 1.9. September 1982 p.p. 831-832 ROBERT С.GOODFELLOW,
ANDREW C. CARTER, JFOR GRIFFTH. GaInAsP/JnPFast, High - Radiance 1.05-1.3-mm Wavelength LED,S with Lens
Coupling to Small Numerical Apertult Silica Optical Fibers.
2. JEEE Transactions onelectron devices. l/ol. ED-26 № 8, Angust 1979. p.p. 1215-1219.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
3
BY 4669 C1
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
201 Кб
Теги
by4669, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа