半导体激光器封装及甲酸气体回流烧结技术
半导体激光器 制造 封装
TO封装技术
❖ TO封装，即Transistor Outline 或者Throughhole封装技术，原来是晶体管器件常用的封装形式， 在工业技术上比较成熟。TO封装的寄生参数小、工艺 简单、成本低，使用灵活方便，因此这种结构广泛用 于 2.5Gb/s以下LED、LD、光接收器件和组件的封装。 TO管壳内部空间很小，而且只有四根引线，不可能安 装半导体致冷器。由于在封装成本上的极大优势，封 装技术的不断提高，TO封装激光器的速率已经可以达 到 10Gb/s。
半导体LD的特点及与LED区别
特点：效率高、体积小、重量轻、 可 靠 ， 结构简 单 ； 其缺点是输出功率较小。目前半导体激光器 可选择的波长主要局限在红光和红外区域。
LD 和LED的主要区别 LD发射的是受激辐射光。 LED发射的是自发辐射光。 LED的结构和LD相似，大多是采用双异质结
(DH)芯片，把有源层夹在P型和N型限制层中间， 不同的是LED不需要光学谐振腔，没有阈值。
2二次外延生长
生长：
1.低折射率层 2.腐蚀停止层 3.包层 4.帽层：接触层
DFB-LD
3一次光刻
❖ 一次光刻出双 沟图形
DFB-LD
4脊波导腐蚀
选择性腐蚀到四元 停止层
DFB-LD
5套刻
PECVD生长SiO2 自对准光刻 SiO2腐蚀
DFB-LD
6三次光刻：电极图形
DFB-LD
7欧姆接触
半导体激光器的制作工艺、 封装技术和可靠性
目录
1.半导体材料选择 2.制作工艺概述 3.DFB和VCSEL激光器芯片制造 4.耦合封装技术
1.半导体激光器材料选择
❖ 半导体激光器材料主要选 取Ⅲ-Ⅴ族化合物（二元、 三元或四元），大多为直 接带隙材料，发光器件的 覆盖波长范围从0.4μm到 10μm。
半导体激光器件的制备工艺与工程实施
半导体激光器件的制备工艺与工程实施引言：随着科学技术的快速发展，半导体激光器件在通信、医疗、工业和国防等方面起着重要的作用。
半导体激光器件的制备工艺与工程实施是实现其高效性能的关键步骤。
本文将重点介绍半导体激光器件制备的工艺流程和实施方法，并探讨其在实际应用中的挑战和前景。
一、半导体激光器件制备工艺流程半导体激光器件的制备工艺包括材料生长、器件加工和器件测试三个主要步骤。
1. 材料生长半导体材料是激光器件的关键组成部分，如GaN、GaAs和InP等材料常用于制备半导体激光器件。
材料生长通常采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）等技术。
这些技术能够在晶格匹配和杂质控制方面提供较好的性能，确保材料的质量和一致性。
2. 器件加工器件加工包括刻蚀、沉积、光刻和蚀刻等工艺步骤。
首先，通过光刻技术在半导体材料上定义出激光器件的结构。
接下来，使用刻蚀技术去除多余的材料，形成激光器件的活动区域。
随后，执行金属沉积、电镀和蚀刻等步骤，形成器件的电极和光波导结构。
这些工艺步骤都需要高精度的工艺控制和设备。
3. 器件测试制备完激光器件后，需要进行器件测试以评估其性能和可靠性。
常见的测试方法包括IV特性测试、光-电流特性测试和波长-电流特性测试等。
通过这些测试，可以对激光器件的性能进行全面评估，确保其满足实际应用需求。
二、半导体激光器件制备工程实施方法半导体激光器件制备过程中的工程实施方法对于确保器件质量和生产效率至关重要。
1. 工艺控制与优化在材料生长和器件加工过程中，要对关键参数进行严格控制和优化。
例如，在MOCVD过程中，要控制气源的流量、温度和压力以确保材料质量的稳定性。
在器件加工过程中，要通过工艺优化来提高器件的性能和可靠性。
对于激光器件的光波导结构，要控制其尺寸和形状以实现预期的光学特性。
2. 设备选择与维护在半导体激光器件制备过程中，选择合适的设备对于工艺控制和产品质量至关重要。
设备的性能和稳定性将直接影响到材料生长和器件加工的效果。
半导体激光器工艺流程
半导体激光器工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②芯片加工：通过光刻、蚀刻等微纳加工技术，在生长的半导体层上形成所需的微结构，如量子阱、波导等，以定义光放大区域。
③电极制作：在芯片两端制备欧姆接触电极，以便注入电流，常用金属化工艺如热蒸发或溅射法沉积金属层。
④芯片划片：将加工好的大片晶圆切割成单独的芯片，通常使用激光划片或金刚石刀具完成。
⑤测试与筛选：对切割后的芯片进行光电特性测试，包括阈值电流、输出功率、波长稳定性等，挑选出符合性能指标的器件。
⑥封装：将合格芯片封装进金属或陶瓷外壳内，确保散热并提供电气接口，有些还需透镜系统以优化光束质量。
⑦老化与可靠性验证：对封装好的激光器进行长时间工作测试，评估其稳定性和寿命。
整个流程要求极高精度和洁净度控制，以保证激光器的性能和可靠性。
半导体激光器封装技术及封装形式
半导体激光器封装技术及封装形式半导体激光器封装技术及封装形式半导体激光器的概念半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。
常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。
同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
半导体激光器的工作原理半导体激光器是依靠注入载流子工作的，发射激光必须具备三个基本条件：（1）要产生足够的粒子数反转分布，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数；（2）有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡；（3）要满足一定的阀值条件，以使光子增益等于或大于光子的损耗。
半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质（即利用电子）在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。
半导体激光器优点：体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。
半导体激光器的封装技术一般情况下，半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。
另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。
但是，半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加，很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。
例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导。
半导体激光器的制作工艺流程
半导体激光器的制作工艺流程《半导体激光器制作工艺流程：一场微观世界的奇妙之旅说起半导体激光器的制作工艺流程，那可就像是在微观世界里精心搭建一座超级精密的小城堡，只不过这个城堡里流淌着激光之光。
首先呢，材料准备就像挑选建筑要用的特殊砖块一样重要。
咱得找到合适的半导体材料，这可不是随便从哪个角落里抓一块材料就行的。
这些材料就像一群傲娇的小明星，对纯度啊、结晶完整性啊什么的要求极高。
纯度不够，就好比盖房子用了一堆软趴趴、质量不好的砖头，那可不行。
科研人员在这一步就像超级挑剔的选货员，在材料的世界里精挑细选，心里说不定还嘀咕着：“你可别给我出啥乱子。
”然后就是外延生长这一步啦。
这就像是建造城堡的地基和墙壁，要一层一层，小心翼翼地把不同的半导体层堆积上去。
想象一下，这就像是用微观的小铲子一点点地往上垒纳米级别的“瓷砖”，稍微手抖一下，可能这层就长得不平整了，那就直接影响整座“激光小城堡”的性能。
这时候工程师们就像手艺高超的泥瓦匠，眼睛时刻盯着每个细节，大气都不敢喘。
光刻工艺像是在小城堡上刻绘出神秘而精确的图案。
这就好比给城堡雕花纹，只不过这个花纹超级小，小到要用特殊的光来当刻刀。
整个过程就像玩一场超级精密的拼图游戏，但是一旦有一块拼错了位置，对不起，这个激光器可能就会脾气暴躁地不好好工作了。
技术人员可得全神贯注，那紧张程度堪比拆炸弹呀。
制作电极呢，就像是给城堡安上电线。
这一条条小电极，别看它们小，那可是给激光器注入力量的关键通道。
把电极安好，就好像是给城堡接上电源，让这个微观世界的小家伙开始活跃起来。
要是电极连接得不好，那激光可能就像个调皮的孩子，不肯按时出现或者出现的时候有气无力的。
封装过程就像给咱们辛辛苦苦建成的小城堡加上一个坚固又合适的保护罩。
这不仅要保护好内部脆弱的元件不被外界打扰，还要保证散热好，就像给小城堡开了几个恰到好处的小窗户，太热了可不行，毕竟高温下，这个微观城堡也会闹脾气的。
总之，半导体激光器的制作工艺流程就像一场扣人心弦又充满惊喜（也许还有惊吓）的微观电影拍摄过程。
半导体激光to封装
半导体激光to封装
半导体激光器封装是将半导体激光器芯片封装在适当的外壳中，以保护器件、
提高稳定性和可靠性、便于集成和应用的过程。
半导体激光器是一种将电能转化为光能的器件，具有高效、小尺寸、低功耗、快速调制等特点，广泛应用于通信、医疗、工业加工等领域。
半导体激光器封装的过程主要包括芯片粘合、金线焊接、外壳封装等步骤。
首先，将半导体激光器芯片通过粘合剂固定在封装底座上，确保芯片与底座之间的良好热接触，以便散热。
接着，利用金线焊接技术将芯片与封装底座之间的电连接起来，保证器件正常工作所需的电气信号传输。
最后，将整个器件封装在外壳中，通常采用金属、塑料等材料制成，以保护器件免受外界环境的影响。
半导体激光器封装的关键技术包括封装材料的选择、封装工艺的优化、封装结
构的设计等方面。
封装材料的选择应考虑到材料的导热性能、光学透过性、尺寸稳定性等因素，以确保器件工作的稳定性和可靠性。
封装工艺的优化包括粘合、焊接、封装的工艺参数控制，以确保器件封装过程中的质量和稳定性。
封装结构的设计应考虑到器件的散热、光学性能、尺寸匹配等因素，以满足器件的实际应用需求。
半导体激光器封装的发展趋势是向着封装尺寸更小、性能更稳定、集成度更高
的方向发展。
随着半导体激光器在通信、医疗、工业等领域的广泛应用，封装技术的不断创新和进步将为半导体激光器的性能提升和应用拓展提供重要支持。
因此，半导体激光器封装技术的研究和发展具有重要的意义，将进一步推动半导体激光器的发展和应用。
半导体激光器芯片、其封装方法及半导体激光器[发明专利]
![半导体激光器芯片、其封装方法及半导体激光器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6c74f892b1717fd5360cba1aa8114431b90d8eef.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910540105.9(22)申请日 2019.06.20(71)申请人 中国科学院半导体研究所地址 100083 北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人 赵碧瑶 井红旗 刘翠翠 刘素平 马骁宇 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人 喻颖(51)Int.Cl.H01S 5/022(2006.01)H01S 5/024(2006.01)(54)发明名称半导体激光器芯片、其封装方法及半导体激光器(57)摘要一种半导体激光器芯片、其封装方法及半导体激光器，该封装方法包括：在过渡热沉的凸台上镀焊料，得到过渡热沉一；在过渡热沉一上封装半导体激光器芯片；将得到的过渡热沉与半导体激光器芯片键合连接。
本发明的绝热封装方法中空气隙的引入改变了热流动情况，使得几乎所有热量通过热沉的凸台流向底部热沉，使得激光器芯片中心导热性能优于两侧，其温度下降更快，整个激光器芯片温度更均匀，削弱了热透镜效应。
权利要求书2页 说明书5页 附图5页CN 110289549 A 2019.09.27C N 110289549A1.一种半导体激光器芯片的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在过渡热沉的凸台上镀焊料，得到过渡热沉一；(2)在过渡热沉一上封装半导体激光器芯片；(3)将步骤(2)得到的过渡热沉与半导体激光器芯片键合连接。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤(1)中所述的焊料包括铟。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤(1)中所述过渡热沉采用的材料包括氧化铍陶瓷；作为优选，所述的氧化铍陶瓷上镀有金；作为进一步优选，所述氧化铍陶瓷上镀金的厚度为40-100μm；作为优选，所述的氧化铍陶瓷为清洗后的陶瓷；作为进一步优选，所述氧化铍陶瓷的清洗步骤包括：A、三氯甲烷浸泡；B、去离子水清洗；C、氮气烘干。