脊型GaAs基LD激光芯片工藝過程:
這個流程算是LD最基礎的流程,第一步做Mesa臺階,第二步做SiO2阻擋層,第三步做P電極、第四步做減薄、拋光;第五步做N電極。然后就是切片、測試、封裝。
但是里面也有幾個關鍵的工藝參數需要控制的。同樣EtchGaAs也可以用ICP干法刻蝕的工藝,比濕法工藝效果要好些,側壁也垂直很多。
測試:
808nm100um- Stripe 1.5mmCavity Length
芯片在未封裝成器件時,測試載臺的溫度對測試結果影響很大,需要溫控系統。通常情況下設定測試溫度25℃,也有低溫些的,15~20℃等等。
L-I-V測試是LD芯片基本的測試效果
如上圖LD,laser的閾值電流在0.4A,通過擬合電壓的斜率可以得到電阻約63.6Ω。最大的轉換效率在電流為1.5A,達到34%。最大效率在2A電流處。之后轉換效率基本沒有增加。
測試波長,波長在測試的時候隨著電流增大會有紅移的現象,主要原因是隨著電流增加,芯片發光功率會變大,芯片內部的熱量會增加。
激光發光的近場參數測試:
激光做好之后,出光效果如何,就需要做個近場測試一下,什么是近場呢,就是無限接近芯片側面出光的幾何尺寸。如上圖,主要有一個X、Y方向的出光面問題。
與近場對應的就是芯片的遠程,就是出射一段距離之后的光斑相貌,發散角什么的。
一般側發光Y方向上的發散角偏大,因為能發光的有源層太薄了,隨便一發射就能分開很大的一個角度,而X方向可以通過加大Mesa的寬度開改變大小,都是幾十um甚至上百微米的寬度,因此發散角很小。但是激光后續都希望能以近圓形的光斑點耦合到光纖等其他組件中,因此如何做到小的發散角是芯片的一個重點方向。
另外就目前芯片側發光工藝中,測試也是一個十分重要的一環,通常側發光芯片需要把芯片解離出來之后才能測試,不能像Vcsel或者LED芯片那樣,可以做到整個晶圓統一測試,因此測試效率很低,如何在晶圓上可以完整的測試好整張晶圓上芯片的數據是個很好的課題。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:LD芯片的工藝制作流程
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