一种免透镜VCSEL倒装芯片的制作方法

一种免透镜vcsel倒装芯片
技术领域
1.本发明属于vcsel芯片技术领域，具体涉及一种免透镜vcsel倒装芯片及其生产方法。


背景技术：

2.vcsel全称vertical-cavity surface-emitting laser，是垂直腔面发射激光器，应用于光通信领域(光模块)，3d感测方面(人脸识别，激光雷达)
3.现有vcsel芯片封装结构如图1所示，封装支架上设有台阶，匀光片的四周置于台阶上，芯片的电极位于上下两侧，上面的电极连接金线。现有vcsel芯片封装后的出光角度较难控制，原因是封装支架台阶高度有
±
50um的误差，芯片减薄厚度有
±
5um的误差，所以匀光片和芯片表面之间会有
±
55um的误差距离。并且匀光片的价格也越来越高，封装时匀光片尺寸是芯片尺寸的9倍左右，这样大面积的匀光片被浪费掉，导致vcsel芯片生产成本增加。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明公开了一种封装免透镜的vcsel倒装芯片及其制作方法。不需要在封装时贴匀光片。在芯片生产过程中直接将匀光片贴在倒装vcsel芯片上，这样避免了封装支架台阶高度和芯片减薄厚度导致的出光角度误差，匀光片和芯片尺寸接近1：1，避免了匀光片的浪费，降低了vcsel芯片的生产成本。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种免透镜vcsel 倒装芯片，包括有从上往下依次设置的匀光片、ndbr层、pdbr层、p 型金属接触层、第一绝缘层和电极层，所述电极层包括有p电极和n 电极，p电极和n电极之间设有第二绝缘层，p电极通过p型金属柱连接p型金属接触层，第一绝缘层中设有供p型金属柱穿过的p型导孔，所述n电极通过n型金属接触层连接ndbr层，n型金属接触层的四周设有第三绝缘层，所述ndbr层与pdbr层之间依次设有氧化层和谐振腔，氧化层中设有孔。
6.作为上述技术方案的优选，所述匀光片与ndbr层之间设有隔离缓冲层，所述隔离缓冲层中设有出光孔，所述出光孔分别位于孔的正上方。
7.作为上述技术方案的优选，所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层一体成型。
8.一种免透镜vcsel倒装芯片的生产方法，依次包括有以下步骤：倒装芯片晶圆生产、匀光片与晶圆贴合、晶圆划片切割和芯片封装，所述匀光片与晶圆大小相等。
9.一种免透镜vcsel倒装芯片的生产方法，依次包括有以下步骤：倒装芯片晶圆生产、晶圆划片切割、芯片与匀光片贴合、芯片封装，所述匀光片与芯片大小相等。
10.本发明的有益效果是：1、本发明让匀光片和倒装芯片直接贴合，避免了由封装支架台阶尺寸和芯片减薄尺寸导致的出光角度误差；
11.2、相比于传统的vcsel芯片封装工艺，本发明匀光片的使用量减少80％以上，降低了生产成本。
附图说明
12.图1是现有vcsel芯片的封装结构示意图；
13.图2是现有vcsel芯片的封装结构示意图；
14.图3是本发明免透镜vcsel倒装芯片的结构示意图；
15.图4是本发明免透镜vcsel倒装芯片封装结构示意图；
16.图5是本发明免透镜vcsel倒装芯片另一角度的封装结构示意图；
17.图6是本发明免透镜vcsel倒装芯片中匀光片与晶圆的贴合结构示意图；
18.图7是本发明免透镜vcsel倒装芯片中匀光片与晶圆的贴合的另一种结构示意图；
19.图8是本发明免透镜vcsel倒装芯片匀光片与晶圆的另一角度结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例1
24.如图3-4所示，一种免透镜vcsel倒装芯片，包括有从上往下依次设置的匀光片1、ndbr层2、pdbr层3、p型金属接触层4、第一绝缘层5和电极层，所述电极层包括有p电极6和n电极7，p电极 6和n电极7之间设有第二绝缘层8，p电极6通过p型金属柱9连接p型金属接触层4，第一绝缘层5中设有供p型金属柱9穿过的p 型导孔10，所述n电极7通过n型金属接触层11连接ndbr层2，n 型金属接触层11的四周设有第三绝缘层12，所述ndbr层2与pdbr 层3之间依次设有氧化层13和谐振腔14，氧化层13中设有孔15。这样p电极6和n电极7均位于芯片的同一侧，封装时不需要借助金线进行连线，不需要在封装架上设置台阶给金线的安装预留空间，匀光片直接贴合在芯片上，避免了由封装支架台阶尺寸和芯片减薄尺寸导致的出光角度误差。
25.进一步的，所述匀光片1与ndbr层2之间设有隔离缓冲层16，所述隔离缓冲层16中设有出光孔17，所述出光孔17分别位于孔15 的正上方。
26.进一步的，所述第一绝缘层5、第二绝缘层8、第三绝缘层12一体成型。
27.实施例2
28.一种免透镜vcsel倒装芯片的生产方法，依次包括有以下步骤：倒装芯片晶圆生
产、晶圆划片切割、芯片与匀光片贴合、芯片封装，所述匀光片与芯片大小相等，如图5-6所示。相比于实施例2，这种生产方式可以有效的降低切割过程中造成的匀光片的损失，减少了匀光片的浪费，节约了vcsel芯片的成本。
29.实施例3
30.一种免透镜vcsel倒装芯片的生产方法，依次包括有以下步骤：倒装芯片晶圆生产、匀光片与晶圆贴合、晶圆划片切割和芯片封装，所述匀光片与晶圆大小相等，如图7所示。这种生产方法，无需焊接金线，匀光片与等大小的晶圆直接贴合，工艺要求较传统vcsel芯片生产工艺要简单，更易操作和控制。
31.值得一提的是，本发明专利申请涉及的晶圆、封装架等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
32.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。