一種非破壞性垂直腔面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置的製作方法

2023-04-26 10:29:26 1

專利名稱：一種非破壞性垂直腔面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種垂直腔面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置，本裝置可利用 雷射器螢光非破壞性的測量其電流限制孔徑大小，適用於各種電流限制各種波長的半導體 面發射雷射器，屬於半導體光電子技術領域。
背景技術：
垂直腔面發射雷射器的電流限制方法主要有氧化限制和離子注入限制。其外延結 構如

圖1所示，均由高折射率的上下DBR反射層，有源區和包層組成，不同的是氧化限制型 在出光面DBR的底部與包層交界處有一層高鋁層，由於AlGaAs的氧化速率對Al含量特別 敏感，通過氧化對Al組分含量的選擇性從而達到氧化限制電流的目的，傳統的觀察氧化限 制型氧化孔徑的方法主要有在氧化時放入氧化陪片和腐蝕掉器件上DBR兩種方法，對於第 一種方法由於在氧化爐中氣體和溫度分布不均勻會導致陪片和正式片氧化孔徑之間的差 異；對於第二種方法屬於破壞性的測試。同時以上兩種方法均不能直接觀察到器件本身的 電流限制孔徑的大小，只能通過陪片或者已腐蝕上DBR器件孔徑的大小來估算，無法避免 由於氧化不均勻帶來的誤差。如圖2所示，離子注入型面發射雷射器可用二次離子質譜測 定電流限制孔徑，這種方法成本高並且是破壞性的測量，同樣對於器件本身的限制孔徑也 只能由已損壞的器件推出，無法避免工藝不均勻帶來的誤差。因此需要一種裝置可以非破 壞性的測量器件的電流限制孔徑的大小。對於光子晶體和分布孔結構的面發射雷射器由於 是在面發射雷射器上DBR上刻蝕圖形，在器件製備完成後現有的設備無法觀察圖形的缺陷 孔和氧化孔的對準情況如圖3和圖4所示，同樣我們也需要一種可以檢測圖形缺陷孔和氧 化孔對準情況的裝置。
發明內容為了克服上述技術上的不足，本實用新型提供了一種非破壞性垂直腔面發射雷射 器電流限制孔徑測定裝置。該裝置具有測量簡單，可片上測試以及可在刻蝕光子晶體或分 布孔後觀察電流限制孔相對於缺陷孔的位置等優點。本實用新型的技術解決方案如下一種非破壞性面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置，該裝置包括CXD探測器9，兩 個光學衰減片10，顯微鏡11，探針臺13，計算機14和直流電流源15，可觀測各個波段面發 射雷射器的電流限制孔徑；其中在顯微鏡11上接CCD探測器9並在其之間放置光學衰減 片10，CXD探測器9接計算機14;在顯微鏡11載物臺上固定探針臺13，探針臺13接直流電 流源15。面發射雷射器12置於探針臺13上，面發射雷射器12發射出的螢光經過光學衰減 片10和顯微鏡到達CXD探測器9，通過顯微鏡我們可以精確讀出電流限制孔徑的大小，CXD 探測器9將收集到的數據傳遞到計算機14。上述顯微鏡放大倍數1000倍，解析度0. 5 μ m，裝置誤差1 μ m。[0008]本實用新型的有益效果是非破壞性，測試後的器件完好無損；可進行片上測試；應用範圍不受波長影響，測定氧化孔應用的是激射前的螢光可見光，對雷射器的 激射波長沒有要求；為後工藝提供良好的參數判定方法，即在雷射器後續刻蝕光子晶體，分布孔等結 構後，可以簡易清晰的判定氧化孔與刻蝕結構出光孔的對準情況。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。圖1 氧化限制型垂直腔面發射雷射器剖面結構圖；圖2 離子注入限制型垂直腔面發射雷射器剖面結構圖；圖3 帶有光子晶體結構的垂直腔面發射雷射器與電流限制孔位置對準圖；圖4 帶有三角形分布孔結構的垂直腔面發射雷射器與電流限制孔位置對準圖；圖5 面發射雷射器電流限制孔測試裝置示意圖；圖中:1-上電極，2-Si02，3-p-DBR，4-電流限制孔，5_有源區，6-n-DBR，7_襯底， 8-下電極，9-CXD探測器，10-光學衰減片，11-顯微鏡，12-面發射雷射器，13-探針臺， 14-計算機，15-直流電流源。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做詳細說明。本裝置可非破壞性的觀察各個波段面發射器的電流限制孔，圖5為該裝置的示意 圖，由此可見本實用新型特徵在於包括在顯微鏡11載物臺上固定探針臺並且探針臺13接 直流電源14，在顯微鏡11上外接CXD探測器9在探測器和顯微鏡之間植入光學衰減片10 並且探測器9輸出端連接計算機14輸入端，計算機用來處理圖片和保存數據。實用本實用新型的測試過程如下首先將待測試晶片固定在探針臺13上，通過直 流電源15加入小電流使雷射器發出微弱螢光，此螢光的形狀大小即為電流限制孔4的形 狀大小，該螢光通過經過光學衰減片10和顯微鏡到達CCD探測器9最終到達計算機，添加 光學衰減片10是為了保護CCD探測器9不會在大電流強光下受到損害。本實例所用顯微鏡放大倍數為一千倍，解析度0. 5 μ m，由於眼睛和光學散射的誤 差本裝置電流限制孔徑4的誤差為1 μ m。
權利要求1. 一種非破壞性垂直腔面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置，其特徵在於該裝置包 括探針臺(13)，直流電源(14)，顯微鏡(11)，光學衰減片(10)，CCD探測器(9)和計算機 (14)；其中在顯微鏡(11)上接CCD探測器(9)並在其之間放置光學衰減片(10)，CCD探 測器(9)接計算機(14)；在顯微鏡(11)載物臺上固定探針臺(13)，探針臺(13)接直流電 流源(15)；面發射雷射器(1 置於探針臺(1 上，面發射雷射器(1 發射出的螢光經過光學 衰減片(10)和顯微鏡到達CCD探測器(9)，CCD探測器(9)將收集到的數據傳遞到計算機 (14)。
專利摘要本實用新型公開了一種非破壞性垂直腔面發射雷射器電流限制孔徑測定裝置，該改裝置由探針臺，直流電源，顯微鏡，光學衰減片，CCD探測器和計算機組成。本實用新型利用雷射器激射前的螢光光斑的形狀來測定電流限制孔徑的形狀大小，可測量任意波段面發射雷射器電流限制孔徑。本裝置測量誤差為1μm，具有搭配簡單，非破壞性測量，片上測試，實體測量等優點，並且在刻蝕光子晶體或者分布孔結構後可觀測氧化孔與光子晶體缺陷孔之間的位置關係。
文檔編號G01B11/08GK201917324SQ201020580090
公開日2011年8月3日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者劉發, 周康, 徐晨, 沈光地, 解意洋, 趙振波 申請人:北京工業大學