半導(dǎo)體激光器是指以半導(dǎo)體材料為工作物質(zhì)的激光器，因其波長的擴(kuò)展、高功率激光陣列的出現(xiàn)以及可兼容的光纖導(dǎo)光和激光能量參數(shù)微機(jī)控制的出現(xiàn)而迅速發(fā)展。半導(dǎo)體激光器的體積小、重量輕、成本低、波長可選擇，其應(yīng)用遍布臨床、加工制造、軍事，其中尤以大功率半導(dǎo)體激光器方面取得的進(jìn)展最為突出。

半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體激光器外形及大小與小功率半導(dǎo)體三極管差不多，僅在外殼上多一個(gè)激光輸出窗口。夾著結(jié)區(qū)的p區(qū)與n區(qū)做成層狀，結(jié)區(qū)厚為幾十微米，面積約小于1mm2。

半導(dǎo)體激光器的光學(xué)諧振腔是利用與p-n結(jié)平面相垂直的自然解理面(110面)構(gòu)成，它有35的反射率，已足以引起激光振蕩。若需增加反射率可在晶面上鍍一層二氧化硅，再鍍一層金屬銀膜，可獲得95%以上的反射率。

一旦半導(dǎo)體激光器上加上正向偏壓時(shí)，在結(jié)區(qū)就發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而進(jìn)行復(fù)合。

半導(dǎo)體激光器工藝

半導(dǎo)體激光器的制造工藝從原理上與半導(dǎo)體電子器件的工藝有很多相似之處。半導(dǎo)體激光器的誕生需要經(jīng)過很多的制造工藝步驟才能實(shí)現(xiàn)。盡管各種半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，制造工藝存在較大的差別，但都大同小異。半導(dǎo)體激光器的基本工藝：襯底的選擇和制備;外延生長;腐蝕;擴(kuò)散、電極制作;解理或劃片;裝架制管;老化篩選;封裝耦合;總測。

1、襯底的選擇和制備

襯底的選擇是半導(dǎo)體激光器制造的第一步。襯底就是用于外延生長的基片。由于外延生長的質(zhì)量明顯地受襯底結(jié)晶質(zhì)量的影響，襯底必須考慮與形成異質(zhì)結(jié)材料的晶格匹配(有時(shí)也加緩沖層);具有規(guī)定的晶向及一定的偏離范圍;要有適當(dāng)?shù)膿诫s濃度;一定的厚度;表面和內(nèi)部的缺陷密度要低，表面平整光亮，無劃痕。

2、外延生長

外延生長工藝是半導(dǎo)體激光器制造中的核心工藝，它是決定器件性能和成品率的關(guān)鍵步驟。外延生長就是在襯底片上生長多層的-元或多元化合物或合金(固溶體)，以使其形成同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)。常用外延生長工藝有LPE、MOCVD、MBE等。

3、腐蝕

腐蝕是根據(jù)半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和所用材料來制備所需各種形狀的重要工藝環(huán)節(jié)。它分濕法(化學(xué))腐蝕和干法腐蝕(等離子刻蝕，反應(yīng)離子刻蝕，磁回旋共振刻蝕等)兩種，各有自己的使用范圍。千法腐蝕主要用作微小尺寸的精細(xì)刻蝕。

4、擴(kuò)散

擴(kuò)散是半導(dǎo)體激光器制造中十分成熟而又日益重要的一項(xiàng)技術(shù)。利用擴(kuò)散技術(shù)可以改變半導(dǎo)體材料的電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)。

5、電極制作

電極制作又稱歐姆接觸，它的好壞不僅影響半導(dǎo)體激光器的功率轉(zhuǎn)換，而且。直接影響器件的可靠性和壽命。

6、解理

解理技術(shù)是將金屬化(歐姆接觸制作)后外延芯片解理成單個(gè)芯片，并獲得平行反射腔面(即F-P腔)的一項(xiàng)技術(shù)。

7、燒焊

燒焊是將檢測合格的管芯用焊料燒結(jié)在熱沉上。燒焊方法有真空燒焊和成形氣體燒焊兩種，主要根據(jù)焊料的性質(zhì)及工藝來選擇。燒焊時(shí)既要保持粘結(jié)牢固，粘潤要均勻，但所用焊料又不能太多，溫度不能太高，以防止焊料溢出底面破壞解理面，甚至玷污有源區(qū)。

8、鍵合

鍵合是將金絲或金箔帶用超聲焊或熱壓焊，或兩者兼有的方法將電極連接在管芯上，以作電流注入的引線。

9、封裝

為了提高可靠性，封裝應(yīng)是全金屬化的，密封不漏氣。某些情況下，管殼內(nèi)還裝有溫控、光控傳感器及半導(dǎo)體制冷器，有時(shí)還裝有驅(qū)動(dòng)電路，這些都視具體要求而定。

通過上述工藝即可得到實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器。

2019-01-26 13:10:07 730次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_2221.html 熱門標(biāo)簽：
激光器的發(fā)明是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大成就。它使人們終于有能力駕駛尺度極小、數(shù)量極大、運(yùn)動(dòng)極混亂的分子和原子的發(fā)光過程，從而獲得產(chǎn)生、放大相干的紅外線、可見光線和紫外線的能力。

01-26

激光器是一種能發(fā)射激光的裝置，激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。目前已經(jīng)運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫(yī)療、軍事等各方面。

01-26

激光器是激光設(shè)備的心臟，對(duì)激光切割質(zhì)量起著決定性的作用。一個(gè)好的激光器，應(yīng)該具備理想的模式，穩(wěn)定的功率等要素。激光器的種類是很多的，一般從激光工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、輸出波長范圍等幾個(gè)方面分類。

01-26

激光器顧名思議就是激光設(shè)備最核心的重要配置，激光器在選擇時(shí)需要根據(jù)不同的使用設(shè)備進(jìn)行參考的選配，才能為激光器與設(shè)備之間形成互補(bǔ)互助的使用產(chǎn)生良好的激光使用功能。

01-26