[发明专利]一种判断半导体激光器芯片光学灾变类型的方法

说明书

本发明提供一种判断半导体激光器芯片光学灾变类型的方法，解决现有半导体激光器芯片COBD和COMD的判断成本较高、判断时间较长、生产效率较低的问题。该方法包括：步骤一、设置加载电流；步骤二、将加载电流加载在半导体激光器芯片上；步骤三、采集半导体激光器芯片的电流‑功率曲线、电流‑电压曲线；步骤四、若电流‑功率曲线突然下降，同时，电流‑电压曲线突然上升，则判断芯片的光学灾变为COMD；若电流‑功率曲线突然下降，同时，电流‑电压曲线突然下降，则判断芯片的光学灾变为COBD。本发明方法无需专业设备，只需采集测试过程中的电流、功率值和电压值，即可进行COBD和COMD的判断，检测设备简单、成本较低，只需普通技术人员即可实现失效的判断。

技术领域

本发明属于半导体激光器失效分析领域，具体涉及一种判断半导体激光器芯片光学灾变类型的方法。

背景技术

半导体激光器作为间接或直接光源越来越多地应用于激光光纤通信、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接等领域。同时，随着智能化和微型化的发展，半导体激光器逐渐成为光纤激光器的主要泵源。

若半导体激光器芯片要发挥外延设计时的性能，则外延材料生长和芯片制造(腔面镀膜)尤为重要。外延材料生长过程中产生的缺陷或不均匀性均会影响芯片的可靠性，甚至在芯片内部出现COBD(Catastrophic Optical Bulk Damage)。芯片制造过程中的腔面镀膜工艺也是较为重要的环节，半导体激光器芯片生产时，大多在大气环境下进行腔面解理，在大气下解理的芯片腔面容易氧化，该氧化层形成非辐射复合中心。在芯片工作时，非辐射复合中心吸收光能转换成热能，导致腔面的禁带宽度变窄，进而吸收更多的光能，形成热能正反馈，最终导致腔面出现COMD(Catastrophic Optical Mirror Damage)

半导体激光器芯片出厂时，需要进行极限和可靠性测试才能进行出货，在极限测试过程中，会将芯片测试到失效，但芯片失效后，判断失效原因是比较复杂的，需要专业的失效分析手段、经验和设备。其中COBD和COMD是最为常见的两种失效类型，COMD需要高倍金相显微镜下才能观察到，而COBD是半导体激光器腔内失效，需要进行电致发光(electroluminescent，EL)技术进行分析，而该技术需要进行样品制备以及EL系统需要的红外CCD等关键设备部件，其中样品制备需要技术人员具有非常丰富的经验。

综上所述，现有半导体激光器芯片COBD和COMD需要专业的设备以及具有丰富经验的专业人员才能判断，导致其判断成本较高，判断时间较长，生产效率较低，故而找到一种快速判断失效模式的方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的是解决现有半导体激光器芯片COBD和COMD的判断成本较高、判断时间较长、生产效率较低的问题，提供一种判断半导体激光器芯片光学灾变类型的方法。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：

一种判断半导体激光器芯片光学灾变类型的方法，包括以下步骤：

步骤一、设置加载电流的上升步长和最大值；

步骤二、在芯片测试过程中，根据步骤一确定的上升步长和最大值，将加载电流加载在半导体激光器芯片上；

步骤三、采集半导体激光器芯片的电流-功率曲线、电流-电压曲线；

步骤四、根据步骤三得到的电流-功率曲线、电流-电压曲线，判断半导体激光器芯片的失效类型；

若电流-功率曲线突然下降，同时，电流-电压曲线突然上升，则判断芯片的光学灾变为COMD；

若电流-功率曲线突然下降，同时，电流-电压曲线突然下降，则判断芯片的光学灾变为COBD。

进一步地，步骤一中，加载电流的上升步长为0.1～1.0A，最大值为半导体激光器芯片额定电流的1.0倍～1.5倍。