大功率半导体激光器和高亮度发光二极管的工艺研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sxdinfo958
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
半导体激光器已成为当今光电子科学的核心技术产品,应用范围覆盖了整个光电子学领域。而半导体发光二极管则是半导体光电子显示的核心器件,主要优点为环保节能。目前大功率半导体激光器的电光转换效率基本小于50%,即有大于50%的电功率转换成了热功率。因而降低热功率的产生和提高器件的散热能力,成为大功率半导体激光器工艺的一个至关重要的问题,在后工艺上主要从封装上来提高半导体激光器的散热能力。发光二极管的主要问题是光损失严重,使得外量子效率低下。而提高发光二极管出光效率的关键技术,工艺复杂、成本高、可靠性也不太好,制约着发光二极管亮度的提高。 在半导体激光器方面,首先以808nm应变量子阱激光器为例简要介绍了应变量子阱激光器的结构和常规器件与侧壁氧化结构器件的后工艺制作过程;再根据他人的研究,总结了半导体激光器的主要退化机理。着重介绍了器件的烧结工艺,详细阐述了热沉的表面处理、焊料的制备等。其中热沉的表面处理有直接用金刚砂打磨和表面镀金两种方案,金刚砂打磨降低了热沉表面的粗糙度,打磨后的热沉与未打磨热沉相比,粗糙值相差最大为34μm,镀铟后表面粗糙值相差131μm,烧结后芯片与热沉之间的空隙高度相差17μm,这样的高度差别,必将影响器件的散热性能及其可靠性。采用镀金热沉烧结的器件的热阻均低于未镀金热沉的器件,采用镀1 μm Au的热沉的器件热阻最大下降值约为2.6(K/W),采用镀2 μmAu的热沉的器件的热阻最大下降值约为3.8(K/W)。同时,针对In焊料的迁移问题,本文提出在后端工艺制作时采用侧壁氧化结构来避免,即在管芯的两个侧壁腐蚀出台阶,并淀积一层SiO<,2>进行保护。实验表明:这种侧壁氧化结构大大提高了烧结成品率,达到95%以上,比普通结构管芯的烧结成品率提高了20%。同时老化试验表明:在室温500mA直流下,侧壁氧化的管芯寿命明显长于普通结构的管芯。 发光二极管方面,首先简要介绍了AlGaInP隧道级联双有源区发光二极管的结构、原理及其后工艺制作过程;简述了隧道结在隧道级联双有源区结构中的作用以及吸收机制,接着从理论上分析了AlGaInP红色发光二极管的光损耗,并介绍了减少其光损耗的措施,分别为电流扩展层、制备增透膜、倒金字塔(TIP)结构、表面图形、DBR反射镜以及透明衬底等技术。其中在电流扩展层方面:为了降低成本,采用ITO作为电流扩展层,试验结果表明长了ITO透明电极的管芯的平均光功率均比无ITO电流扩展的管芯的平均光功率提高了约20%;增透膜制备方面,在8μmGaP结构上长氮氧化硅后可使器件的平均光功率提高35%,效果优于引入150nm的ITO;在表面图形方面,试验结果不是很理想,一般平均光功率能提高10%左右,表面图形的台阶角度等还需要进一步的优化。
其他文献
模数转换器(Analog to Digital Converters,ADCs)作为连接模拟信号和数字信号的桥梁,随着数字信号处理技术的快速发展得到了广泛应用。逐次逼近型模数转换器(SuccessiveApproxi
互联网的快速发展,给我们的生活和工作都带来了更多的便利和机会,日益成为我们生活的一部分。但同时它所带来的网络安全问题,也逐渐成为了一个非常严重的问题,必须得到我们的
抛物线方程(PE)是波动方程的一种近似形式,它假设电磁波能量在沿着抛物线轴向的锥形区域内传播。初期该方法主要用来处理比较复杂的声波的传播问题和光学等方面的问题。目前,抛
汤清海,1935年生,毕业于广州美院,师从黎雄才、关山月,曾任齐白石纪念馆首任馆长,现为中国美协会员。泰山为中华五岳之首,位于山东省中部。泰山之南为鲁,泰山之北为齐。古人
2010年8月至2011年8月在广州华南农业大学试验农场,通过田间定位试验分析比较了甜玉米(F)、大豆(E)单作以及甜玉米//大豆不同间作模式(A1:2;B2:2;C2:3;D2:4)农田生态系统中碳库的
PCI-Express(3GIO)即第三代通用I/O总线,它的出现带来了一场革命,不但能与原来的PCI设备兼容工作,还可以增强原有设备的性能。PCI-Express的特点就是高性能、高扩展性、高可
光纤发送器是一种将电信号转换成光信号的媒体转换单元,在很多地方称之为光电转换器。光纤发送器在电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中得到了广泛的
神经管畸形是复杂的中枢神经系统先天性缺陷。无脑儿和脊柱裂是神经管畸形两种最常见和最严重的表型。中国神经管畸形的发病率非常高,但不同的地区发病率差别很大。山西吕梁地
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P.aeruginosa)能够引起免疫力低下以及囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)病人被感染而危及生命。临床抗生素的大量使用导致了多重耐药菌株
微机械陀螺是近十年快速发展起来的一种新型惯性器件,其敏感结构和接口电路都主要由MEMS和微电子工艺制作而成,具有体积小,成本低,便于大批量生产等特点,在工业生产、汽车工