[发明专利]激光器芯片失效定位分析样品制备方法及中间件

说明书

本发明涉及一种激光器芯片失效定位分析样品制备方法及中间件。该方法及中间件连带热沉一同取下，在芯片周围粘接垫脚用作保护，通过研磨的方式去掉热沉，持续研磨去除衬底处金层，至芯片衬底完全露出，适用于多种封装形式的半导体激光器芯片，也适用于不同材料体系的如ⅢⅤ族、ⅡⅥ族、硅基的半导体激光器芯片，该方法可直接对百um量级微小易碎的激光器芯片进行制样，无需采用各种精密的微纳米加工设备。注重对样品保护，可有效避免在失效样品取样过程中或制样过程中的样品损伤。制样完成后探测点在同一平面上，便于加电测试。采用的可清洗粘接剂，样品可取出，利于后续其他分析。

技术领域

本发明涉及一种样品制备方法及中间件，属于光通信技术领域，具体是涉及一种激光器芯片失效定位分析样品制备方法及中间件。

背景技术

有源光器件是光纤通信的基础，随着光纤通信系统的发展和广泛应用，人们对有源光器件的质量和可靠性要求越来越高。半导体激光器芯片作为有源光器件的核心组成部分，其质量和可靠性要求也更严苛，对芯片失效样品的分析也逐渐深入到材料层级，半导体激光器芯片尺寸极小，在百um量级，材料特性又易碎，这就需要对失效的芯片样品在百um量级尺度下进行制样，并注意保护样品。这样才能开展后续的缺陷定位分析及进一步的体内的缺陷分析。

目前行业内IC类封装样品芯片失效定位分析制样方法较多，但鲜有见到标准化的半导体激光器芯片制样方法。半导体激光器芯片样品有其自身的尺寸极小(百um量级)的封装特点，加上半导体材料的脆性，以及微纳米加工工具的昂贵，半导体激光器芯片失效样品的制样是制约其失效分析的一个重要因素。

半导体激光器芯片的有源层距离表层金属极近，仅几个um，但衬底较厚，一般约有100um，故选取从背面衬底处进行研磨制样。但半导体激光器芯片封装时，其衬底镀金，并采用共晶焊方式通过金锡焊料贴在热沉上，首先需要考虑如何无损地将芯片从热沉上取下。金锡焊料焊接温度一般在280℃以上，焊接后，由于金的融入，金锡焊料的熔点也会发生变化，融化温度会有较大升高；加上半导体激光器芯片尺寸极小(百um量级)，且较脆易碎，取芯片样品时极易出现样品破损情况，导致制样失败。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的芯片样品取样率及制样成功率低的技术问题，提供了一种半导体激光器芯片失效定位分析样品制备方法及中间件。该方法及中间件连带热沉一同取下，在芯片周围粘接垫脚用作保护，通过研磨的方式去掉热沉，持续研磨去除衬底处金层，至芯片衬底完全露出，适用于多种封装形式的半导体激光器芯片，也适用于不同材料体系的如ⅢⅤ族、ⅡⅥ族、硅基的半导体激光器芯片，无需采用各种精密的微纳米加工设备。注重对样品保护，可有效避免在失效样品取样过程中或制样过程中的样品损伤。制样完成后探测点在同一平面上，便于加电测试。采用可清洗粘接剂，样品可取出，利于后续其他分析。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种激光器芯片失效定位分析样品制备方法，包括：

在带有激光器芯片的热沉上设置若干高于激光器芯片的垫脚；

将垫脚连接于基板上，研磨所述热沉直至露出激光器芯片背面衬底；

利用基板上熔化的可清洗粘接剂包裹所述激光器芯片，热沉以及所述垫脚；并在所述可清洗粘接剂外涂覆紫外胶；

其中，研磨所述热沉包括：

机械粗磨去除热沉及其下方的金锡焊料直至可清晰识别热沉对向电极图案；

化学研磨去除残余热沉及激光器芯片下方的金锡焊料至激光器芯片轮廓露出；

机械细磨去除残余金锡焊料及激光器芯片背面衬底上的金层直至完全露出激光器芯片背面衬底；

将激光器芯片背面衬底抛光至镜面。

优选的，上述的一种激光器芯片失效定位分析样品制备方法，包括：