本發明專利技術涉及一種非破壞性面發射半導體激光器電流限制孔徑測定方法，屬于半導體光電子技術領域。所述測定方法可測量觀看所有波段面的發射激光器，并可以測定各種面發射半導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，首先將待測半導體激光器施加小電流觀察，直到半導體激光器出現微弱熒光，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射激光器、分布孔激光器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對準觀察，并可隨時測定電流限制孔形狀，不受波長范圍影響。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種孔徑測定方法，特別是一種非破壞性面發射半導體激光器電流限 制孔徑測定方法，可應用于各種材料類型的半導體面發射激光器，屬于半導體光電子技術 領域。
技術介紹
傳統的半導體面發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，傳統的半導體面發射激光器的組成結構是上下兩邊是兩個 高反射鏡，中間是包層和量子阱有源區，這種三層結構生長在襯底上(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)構成，材料為GaAs/AlGaAs兩種不同 折射率的材料以\ /4厚度交替生長，或者AlxGal-xAs/AlxGal-xAs材料根據A1組分的 不同得到不同的折射率，按照一定的厚度生長，實現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, A10. 98GaO. 02As (對 AlxGal-xAs/ AlxGal-xAsDBR)，這層是做限制電流的氧化層。傳統測定電流限制孔的方法是，根據AlGaAs 的氧化速率對A1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，分布孔等結構，實現模式等特 性優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與器件特性的聯系。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。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服了上述技術的缺點，提供一種非破壞性面發射半導體激光 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、分布孔等結構出光孔相對位置對準情況。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案如下，所述測定方法可測量 觀看所有波段面的發射激光器，其特征在于所述測定方法可以測定各種面發射半導體激 光器電流限制孔，包括可測量長度的刻度顯微鏡，測定時，首先將待測半導體激光器施加小 電流觀察，直到半導體激光器出現微弱熒光，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射激光器、分布孔激光器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電 流限制孔的相對位置對準觀察。3所述待測半導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。包括普通半導體面發 射激光器，光子晶體面發射激光器和分布孔面發射激光器，都為AlGaAs的A1漸變組分構成 的上下DBR，有源區有三層量子阱結構，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。所述面發射半導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。經驗證，和腐蝕后得到的電流限制孔大小形狀完全吻合。本專利技術的有益效果是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)、應用范圍不受波長影響，測定電流限制孔應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判定方法，即在激光器后續刻蝕光子晶體，分布孔等 結構后，可以簡易清晰的判定電流限制孔與刻蝕結構出光孔的對準情況。附圖說明下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖1 光子晶體垂直腔面發射激光器剖面結構圖；圖2 面發射激光器電流限制孔俯視圖；圖3 帶有光子晶體結構的垂直腔面發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構的垂直腔面發射激光器與電流限制孔位置對準圖；圖5 光子晶體垂直腔面發射激光器光子晶體缺陷孔與電流限制孔對準剖面三維 圖；圖中1-光子晶體結構，2-上電極，3-p-DBR，4_Si02，5-電流限制孔，6_有源區， 7-n-DBR, 8-襯底，9-下電極。具體實施例方式下面結合圖1-5對本專利技術做詳細說明實施例1 ，該測定方法可測量觀 看所有波段面的發射激光器，并可以測定各種面發射半導體激光器電流限制孔，例如氧化 電流限制孔或離子注入電流限制孔。包括可測量長度的刻度顯微鏡，測定時，首先將未解理 的激光器芯片放在探針臺上施加小電流測試管芯，進行片上測試，直到半導體激光器出現 微弱熒光，便可看到激光器電流限制孔5形狀光斑，然后用刻度顯微鏡觀察測量光斑尺寸， 即可測定激光器電流限制孔5孔徑尺寸，上述測定方法對于改善模式特性的光子晶體垂直4腔面發射激光器、分布孔激光器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對 準觀察。其中，本實施例所用刻度顯微鏡的放大倍數為1000倍，分辨率為0.5微米，由于人 為對出光電流限制孔5大小的判斷誤差，電流限制孔5誤差大小為1微米。實施例2 —種非破壞性面發射半導體激光器電流限制孔徑測定方法，該測定方法可測量觀 看所有波段面的發射激光器，并可以測定各種面發射半導體激光器電流限制孔，例如氧化 電流限制孔或離子注入電流限制孔。包括可測量長度的刻度顯微鏡，測定時，首先將封裝后 的激光器器件施加小電流進行封裝后測試，直到半導體激光器出現微弱熒光，便可看到激 光器電流限制孔5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5 孔徑尺寸；上述測定方法對于改善模式特性的光子晶體垂直腔面發射激光器、分布孔激光 器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對準觀察。其中，本實施例所用刻 度顯微鏡的放大倍數為1000倍，分辨率為0. 5微米，由于人為對出光電流限制孔5大小的 判斷誤差，電流限制孔5誤差大小為1微米。而封裝后測試中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加電流。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非破壞性面發射半導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射激光器，其特征在于：所述測定方法可以測定各種面發射半導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，首先將待測半導體激光器施加小電流觀察，直到半導體激光器出現微弱熒光，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射激光器、分布孔激光器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對準觀察。
【技術特征摘要】
一種非破壞性面發射半導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射激光器，其特征在于所述測定方法可以測定各種面發射半導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，首先將待測半導體激光器施加小電流觀察，直到半導體激光器出現微弱熒光，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射激光器、分布孔激光器，可實現刻蝕缺陷孔即出光孔與電流限制孔的相對位置對準觀察。2.根據權利要求1所述的一種非破壞性面發射半導體激光器電流限制孔徑測定方法， 其特征在于所述待測半導體激光器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐晨，趙振波，解意洋，周康，劉發，沈光地，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：11
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