[发明专利]一种薄膜沉积系统及镀膜方法

说明书

本申请实施例公开了一种薄膜沉积系统及镀膜方法，包括：具有真空腔的真空室；设置在真空腔内的溅射源，溅射源包括溅射口；设置在真空腔内的电子束蒸发源，电子束蒸发源包括喷射口；固定架，固定架活动设置在真空腔上，固定架上设置有用于固定芯片的安装区；溅射源与电子束蒸发源错开设置；以及动作机构，动作机构用于驱动固定架在第一位置和第二位置之间切换；当固定架处于第一位置，溅射源的溅射口对准固定架上的芯片；当固定架处于第二位置，电子束蒸发源的喷射口对准固定架上的芯片。本申请实施例的一种薄膜沉积系统及镀膜方法，具有成本低且效率高的优点。

技术领域

本申请涉及高速率半导体激光器芯片生产领域，尤其涉及一种薄膜沉积系统及镀膜方法。

背景技术

随着互联网，数据中心，5G移动通信的高速发展，对高速光收发模块的需求也呈现爆发式增长的态势。其中，作为高速光模块中的核心光源芯片，市场需求更是海量。在这些需求中，25G调制速率的直接调制激光器(以下简称DML激光器)占了大部分份额，市场迫切希望得到大量具有高性价比的25G激光器，来满足通信带宽的不断增长。

25G高调制速率激光器的研发生产和传统2.5G、10G速率的激光器工艺不同，其中一项关键技术，激光器减反膜就有着更高的要求。半导体激光器的谐振腔均需要在出光腔面镀制减反膜，而随着速率的提高，DML激光器谐振腔的长度也在不断缩小，通过提高光场限制因子和微分增益、减小有源区体积、降低阈值电流来提高张弛振荡频率，从而提高调制速率。而有源区体积的减小，会导致芯片单位体积的功率密度更高，热量积攒更集中，如果和激光器出光腔面直接接触的第一层膜层不够致密，导热不好，或者吸收大，存在缺陷，在高光功率密度作用下就会引起腔面温度迅速升高进而诱发腔面处带隙收缩加剧光子吸收，最后促使腔面烧毁，激光器失效。这种灾变性光学镜面损伤(以下简称COD)一直是限制高功率和高速率激光器可靠性的重要因素。

传统用于2.5G 10G的DML激光器生产的镀膜设备均为电子束蒸发镀膜机。电子束蒸发镀膜蒸发速率高、蒸发面积大、均匀性好且适合大批量生产，但是电子束蒸发沉积的膜层均不够致密，吸收大，隔绝水汽性能差，且在一定概率上存在因蒸发膜料飞溅造成的膜层缺陷。

为此，近些年发展了一种光学溅射镀膜的高性能镀膜技术，和电子束蒸发镀膜技术相比，光学溅射镀膜膜层致密，缺陷极少，非常适用于镀制和激光器腔面接触的膜层，可大幅减小COD发生的概率，还可在非气密应用场合隔绝水汽。但是溅射镀膜技术由于原理所限，沉积速率非常低，几乎比传统蒸发镀膜速率小一个数量级，同时由于高纯度溅射靶材比普通蒸发膜料昂贵，限制了这项技术用于半导体激光器的大批量生产推广。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种薄膜沉积系统及镀膜方法，以解决成本高与效率低的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种薄膜沉积系统，包括：具有真空腔的真空室；设置在所述真空腔内的溅射源，所述溅射源包括溅射口；设置在所述真空腔内的电子束蒸发源，所述电子束蒸发源包括喷射口；固定架，所述固定架活动设置在所述真空腔上，所述固定架上设置有用于固定芯片的安装区；所述溅射源与所述电子束蒸发源错开设置；以及动作机构，所述动作机构用于驱动所述固定架在第一位置和第二位置之间切换；当所述固定架处于所述第一位置，所述溅射源的所述溅射口对准所述固定架上的芯片；当所述固定架处于所述第二位置，所述电子束蒸发源的所述喷射口对准所述固定架上的芯片。

进一步地，所述溅射源与所述固定架的所述安装区的距离小于所述电子束蒸发源与所述固定架的所述安装区的距离。

进一步地，所述薄膜沉积系统包括设置在所述真空腔内的感应探头，所述感应探头能够检测所述固定架上的芯片的镀膜厚度。

进一步地，所述薄膜沉积系统包括真空泵，所述真空泵与所述真空腔连通。