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半导体激光器芯片减薄、拋光工艺的思考
作者：段小晋
来源：《无线互联科技》2017年第13期
摘要：在半导体激光器芯片加工方面，采用传统的芯片减薄和抛光技术难以满足芯片加工要求。基于这种情况，文章提出采用摇摆式垂直切深进给晶片减薄工艺和化学机械抛光工艺进行半导体激光器芯片加工。从工艺效果来看，采用这些工艺技术进行神化镓芯片加工，可以得到厚度在100fxm以下，表面粗糙度在5nm以下的芯片，所以能够较好地满足半导体激光器芯片加工要求。
关键词：半导体激光器；芯片减溥；抛光工艺
在生产半导体激光器的过程中，需将外延片厚度控制在100jim以内，以满足设备的装备加工要求。但经过减薄后，芯片容易因表面残余应力的产生而出现变弯的情况，将给后续加工带来较大困难，所以还要对芯片表面进行拋光减少芯片表面损伤层，进而使芯片加工质量得到提高。因此，还应加强对半导体激光器芯片减薄、抛光工艺的分析，以便更好地进行半导体激光器的加工。
1 半导体激光器芯片减薄工艺分析
1.1 工艺技术问题分析
所谓的芯片减薄，其实就是采用研磨等方法去除半导体芯片表面材料的一种工艺技术，需要在研具上进行磨料颗粒的涂覆或压嵌，然后利用研具与芯片间的相对运动实现芯片表面的精整加工。就目前来看，在半导体芯片减薄加工方面，可以采用垂直缓进给减薄技术，使研具沿着主轴进行垂直往复运动，从而利用减薄机的进给作用对器件凸出部分进行磨削。对这一过程进行受力分析可以发现，在磨削面积增大的情况下，芯片上所受磨削力可以划分为轴向力和切向力。而对半导体芯片进行磨削，其轴向力为切向力的4倍，所以将给磨削力和深度带来较大的限制，以至于芯片的磨削效率和质量不高。但近年来，随着半导体技术的发展，半导体激光器芯片开始向着超薄化的方向发展，因此采用以往减薄工艺己经无法满足芯片加工需求。
1.2 新工艺的采用
针对半导体激光器芯片减薄问题，摇摆式垂直切深进给晶片减薄工艺得以被提出。从原理上来看，该技术对原有的减薄工艺进行了改进，能够利用电机控制研磨盘进行主动旋转，然后利用夹具带动芯片和磨轮一同进行旋转，并且旋转方向相同，以实现相对运动。而在磨轮和芯片之间，则会产生相互作用力，进而使芯片得到减薄[1]。在磨削加工过程中，夹具会以固定
的角度进行摇摆，从而产生扇形摇摆。与此同时，磨削主轴会实现垂直均匀缓向进给，所以能