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LD芯片的工艺制作流程

脊型GaAs基LD激光芯片工艺过程:

这个流程算是LD最基础的流程,第一步做Mesa台阶,第二步做SiO2阻挡层,第三步做P电极、第四步做减薄、抛光;第五步做N电极。然后就是切片、测试、封装。

但是里面也有几个关键的工艺参数需要控制的。同样Etch GaAs也可以用ICP干法刻蚀的工艺,比湿法工艺效果要好些,侧壁也垂直很多。

 测试:

     808nm 100um- Stripe   1.5mm Cavity Length

芯片在未封装成器件时,测试载台的温度对测试结果影响很大,需要温控系统。通常情况下设定测试温度25℃,也有低温些的,15~20℃等等。

L-I-V测试是LD芯片基本的测试效果

如上图LD,laser的阈值电流在0.4A,通过拟合电压的斜率可以得到电阻约63.6Ω。最大的转换效率在电流为1.5A,达到34%。最大效率在2A电流处。之后转换效率基本没有增加。

测试波长,波长在测试的时候随着电流增大会有红移的现象,主要原因是随着电流增加,芯片发光功率会变大,芯片内部的热量会增加。

激光发光的近场参数测试:

激光做好之后,出光效果如何,就需要做个近场测试一下,什么是近场呢,就是无限接近芯片侧面出光的几何尺寸。如上图,主要有一个X、Y方向的出光面问题。

与近场对应的就是芯片的远程,就是出射一段距离之后的光斑相貌,发散角什么的。

一般侧发光Y方向上的发散角偏大,因为能发光的有源层太薄了,随便一发射就能分开很大的一个角度,而X方向可以通过加大Mesa的宽度开改变大小,都是几十um甚至上百微米的宽度,因此发散角很小。但是激光后续都希望能以近圆形的光斑点耦合到光纤等其他组件中,因此如何做到小的发散角是芯片的一个重点方向。

另外就目前芯片侧发光工艺中,测试也是一个十分重要的一环,通常侧发光芯片需要把芯片解离出来之后才能测试,不能像Vcsel或者LED芯片那样,可以做到整个晶圆统一测试,因此测试效率很低,如何在晶圆上可以完整的测试好整张晶圆上芯片的数据是个很好的课题。

       原文标题 : LD芯片的工艺制作流程

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