[发明专利]真空解理系统及解理半导体芯片的方法

说明书

技术领域

本技术涉及半导体激光器技术领域，尤其是提供一种半导体激光芯片的新型解理系统及其应用。

背景技术

半导体激光器广泛应用于泵浦固体/光纤激光器、激光医疗、材料加工、军事防御等。大功率和高可靠性一直是此领域追求的目标。其腔面退化是影响其寿命和可靠性的重要因素，长期以来一直是人们关注和研究的重点。大功率半导体激光器在工作时受到光功率、驱动电流、热效应的影响，很容易发生器件退化、灾变性光学损伤COD或光学镜面损伤COMD。最根本的原因是激光器的腔面在解理后暴露于夹缝中，容易受到沾污和氧化形成表面态，在前腔面极高的光功率密度和电流密度下，这些表面态作为光吸收和非辐射复合中心，使腔面温度升高，导致器件突然失效。

解决激光器腔面污染问题的方法有真空解理、腔面离子铣、溶液清洗等。离子铣和溶液会对腔面造成残余应力或分子污染，故真空解理及镀钝化膜是制造最洁净腔面的方法；即在真空中对激光器管芯进行解理，随即在真空中进行腔面镀一层极薄的介质材料保护新鲜的解理面。这样不仅可以保护端面，防止大气中水气、微尘污染，还可以提高半导体激光器的外微分量子效率。然后在另外的镀膜设备中给半导体激光器腔面分别镀上增反膜和增透膜，以提高激光器的性能。

人们投入大量的人力物力进行研究，发展了真空解理镀膜设备，用来镀反射膜、增透膜和钝化膜，或不镀钝化膜直接镀含氧的光学膜。使抗COD的水平大大提高，提高了激光器的长期寿命。但是，现有的镀膜设备也存在弊端，例如电子束蒸发式直接蒸发块状材料，使用相对容易，但却会使薄膜中产生针孔缺陷节瘤缺陷。产生的缺陷埋伏在薄膜里面，限制了激光损伤阈值。而且电子束镀膜的堆积密度不够高，薄膜在真空和夹缝中性能有变化，如波长的漂移等，在制备一些特殊薄膜时还有结合力不牢、薄膜脱落的现象。这对于本身就很薄的钝化层来说是不可接受的。另一方面，开发一套自动解理系统，能在真空状态下与镀膜设备互联，实现真空解理与镀膜也是研究的热门课题。自动解理系统与镀膜设备互联能确保生长100%均匀性、保形性、无缺陷、无针孔薄膜，保证激光器的质量。

发明内容

本发明开发一套自动解理系统可以大幅度提高激光器的质量和制作效率。

这种解理系统，包括

解理装置，其包括第一进样台及对应于所述第一进样台设置的劈刀，用于半导体芯片的输送及解理成巴条；

设有第二进样台的陪片输送装置，用于往所述巴条之间插入陪片；

以及，设有巴条盒的采样装置，所述采样装置设于所述解理装置及所述陪片输送装置之间；所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述巴条盒入口对应。

进一步地，所述解理装置还包括：

第一承载台和第一把手；所述第一承载台通过所述第一把手与第一进样台连接，用于机械臂握持第一把手带动第一进样台移动；

设于所述第一进样台入口处的第一推铲，用于推动样品的输送；

设于所述第一进样台上方的压条，用于在解理过程中对样品形成上下限位；

设于所述第一承载台上，且与所述第一把手连接的固定部件，用于所述第一把手的限位和固定；

以及，分别用于驱动所述第一承载台、第一推铲、压条及劈刀的驱动装置。

进一步地，所述劈刀包括刃锋，所述刃锋与所述第一进样台出口端面对齐；所述刃锋与其在所述第一进样台台面上的投影成锐角。

进一步地，所述锐角为1～4度。

进一步地，所述巴条盒包括：

凹字型样品槽，所述样品槽的两侧部分别设有相互对应的第一卡槽，用于对滑入所述样品槽内的巴条或陪片形成限位；所述样品槽侧部顶端形成凸棱；所述样品槽底部设有通孔，使所述样品槽的内底壁与外底壁连通；

架设于所述两侧部之间的第一支架，用于对进入样品槽内的巴条或陪片形成水平承托。

进一步地，所述采样装置还包括：

设于所述巴条盒第一侧壁的第二把手，用于机械臂握持活动；所述第二把手顶部与所述巴条盒顶部平齐；

活动插接于所述第二把手顶部的锁栓，所述锁栓底部设有与所述凸棱对应的第二卡槽；所述锁栓用于从所述第二把手顶部平移至所述巴条盒顶部，通过第二卡槽与所述凸棱套接，实现对样品槽内的巴条和陪片形成限位；

用于支撑所述巴条盒的第二承载台，对应于所述样品槽底部通孔在所述第二承载台上设有空腔，以及容纳于空腔中的第二支架，与所述第二支架连接的驱动装置；用于驱动所述第二支架从所述空腔凸出并穿过所述通孔与所述第一支架连接，支撑并带动第一支架沿所述对应的第一卡槽作升降运动。