[發(fā)明專利]一種非破壞性面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔徑測定方法

無效

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• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101975554A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐晨;趙振波;解意洋;周康;劉發(fā);沈光地
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種孔徑測定方法，特別是一種非破壞性面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔徑測定方法，可應(yīng)用于各種材料類型的半導(dǎo)體面發(fā)射激光器，屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體面發(fā)射激光器電流限制方法包括氧化電流限制和離子注入電流限制。對于氧化型電流限制方法，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體面發(fā)射激光器的組成結(jié)構(gòu)是上下兩邊是兩個高反射鏡，中間是包層和量子阱有源區(qū)，這種三層結(jié)構(gòu)生長在襯底上(如圖1所示)。其中上下兩個高反射鏡是由分布式布拉格反射鏡(DBR)構(gòu)成，材料為GaAs/AlGaAs兩種不同折射率的材料以λ/4厚度交替生長，或者AlxGal-xAs/AlxGal-xAs材料根據(jù)Al組分的不同得到不同的折射率，按照一定的厚度生長，實現(xiàn)DBR的效果，在出光面DBR的底部與包層交界處有一層高鋁層，AlAs(對GaAs/AlGaAs?DBR，Al0.98Ga0.02As(對AlxGal-xAs/AlxGal-xAsDBR)，這層是做限制電流的氧化層。傳統(tǒng)測定電流限制孔的方法是，根據(jù)AlGaAs的氧化速率對Al組分含量敏感的選擇性氧化，氧化后將上面覆蓋的DBR腐蝕掉，根據(jù)氧化和沒有氧化的顏色不同可以判斷電流限制孔徑(氧化孔)的大小和形狀，這種方法有一下缺點：1、不可還原的破壞性的，腐蝕后激光器就不可再激射；2、對于激光器的電流限制孔徑，只有參照同批次同時間氧化的腐蝕出電流限制孔的器件，不可知本身的電流限制孔大小形狀，無法避免氧化的不均勻性。3、后工藝刻蝕光子晶體，分布孔等結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)模式等特性優(yōu)化的激光器后不可判定是否存在后工藝刻刻蝕缺陷出光孔與電流限制孔是否對準，不利于分析后工藝參數(shù)與器件特性的聯(lián)系。對于離子注入型電流限制方法，其電流限制孔徑不可用腐蝕觀察，只有通過離子注入時掩模孔徑大小來判斷，對于離子注入后的橫向擴散也只能估算，不可觀察實際大小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服了上述技術(shù)的缺點，提供一種非破壞性面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔徑的測定方法，所述方法可以隨時測定觀看電流限制孔、后工藝刻蝕光子晶體、分布孔等結(jié)構(gòu)出光孔相對位置對準情況。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種非破壞性面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔徑測定方法，所述測定方法可測量觀看所有波段面的發(fā)射激光器，其特征在于：所述測定方法可以測定各種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔，包括可測量長度的刻度顯微鏡，測定時，首先將待測半導(dǎo)體激光器施加小電流觀察，直到半導(dǎo)體激光器出現(xiàn)微弱熒光，便可看到激光器電流限制孔形狀光斑，然后用刻度顯微鏡觀察測量光斑尺寸，即可測定電流限制孔孔徑尺寸；所述測定方法對于改善模式特性的光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器、分布孔激光器，可實現(xiàn)刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對準觀察。

所述待測半導(dǎo)體激光器為未解理的激光器芯片，其放在探針臺上施加小電流測試管芯，進行片上測試。

所述待測半導(dǎo)體激光器為封裝后的激光器器件，封裝后的激光器為壓焊在熱沉管座上的激光器，并用電流源在管座引腳上施加電流進行封裝后測試。包括普通半導(dǎo)體面發(fā)射激光器，光子晶體面發(fā)射激光器和分布孔面發(fā)射激光器，都為AlGaAs的Al漸變組分構(gòu)成的上下DBR，有源區(qū)有三層量子阱結(jié)構(gòu)，波長為近紅外850nm，在遠紅外和紫外的激光器也適用，因為判斷電流限制孔大小形狀時加電流看到的是未激射時的熒光可見光。

所述刻度顯微鏡的放大倍數(shù)為1000倍，分辨率為0.5微米，由于人為對出光電流限制孔大小的判斷誤差，電流限制孔誤差大小為1微米。

所述面發(fā)射半導(dǎo)體激光器電流限制孔為氧化電流限制孔或離子注入電流限制孔。

經(jīng)驗證，和腐蝕后得到的電流限制孔大小形狀完全吻合。

本發(fā)明的有益效果是：

1)、非破壞性，測試后的器件完好無損；

2)、片上測試和成品器件測試都可以，即可以隨時測定電流限制孔大小形狀；

3)、應(yīng)用范圍不受波長影響，測定電流限制孔應(yīng)用的是激射前的熒光可見光，對激光器的激射波長沒有要求；

4)、為后工藝提供良好的參數(shù)判定方法，即在激光器后續(xù)刻蝕光子晶體，分布孔等結(jié)構(gòu)后，可以簡易清晰的判定電流限制孔與刻蝕結(jié)構(gòu)出光孔的對準情況。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

圖1：光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2：面發(fā)射激光器電流限制孔俯視圖；

圖3：帶有光子晶體結(jié)構(gòu)的垂直腔面發(fā)射激光器與電流限制孔位置對準圖；

圖4：帶有三角形分布孔結(jié)構(gòu)的垂直腔面發(fā)射激光器與電流限制孔位置對準圖；