[发明专利]一种垂直腔面发射激光器快速老化方法及装置

说明书

本发明公开了一种垂直腔面发射激光器快速老化方法，对晶圆上的各垂直腔面发射激光器分别进行单次大电流脉冲老化与光老化相组合的组合老化；所述单次大电流脉冲老化具体为：对垂直腔面发射激光器施加脉冲宽度不大于0.5ms，电流大小为Ith+Is的电流脉冲，Ith为所述垂直腔面发射激光器的阈值电流，Is的取值范围为45mA～60 mA；所述光老化具体为：对垂直腔面发射激光器施加5‑12小时的光老化驱动电流，所述光老化驱动电流为所述垂直腔面发射激光器的发光功率—电流的变化曲线上发光功率增大至最高点的80‑90%所对应的电流。本发明还公开了一种垂直腔面发射激光器快速老化装置。本发明在确保能提前发现各类型缺陷芯片，从而降低用户使用风险的同时，还可大幅降低老化成本。

技术领域

本发明涉及一种激光器老化方法，尤其涉及一种垂直腔面发射激光器（VerticalCavity Surface Emitting Laser，简称VCSEL）快速老化方法。

背景技术

垂直腔面发射激光器VCSEL从诞生起就作为新一代光通信应用的核心器件。该类型激光器具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点。随着工艺、材料技术改进，VCSEL器件在功耗、集成、散热等领域的优势逐渐显现，更应用于工业加热、环境监测、医疗设备等商业级应用以及3D感知等消费级应用。

相比于传统的边发射激光器，在制造芯片时，需先将晶圆划切割后，再进行测试不同；VCSEL由于激光垂直器件发射，因此可以整片晶圆进行测试，操作更加简便，制造成本也更低。

常规的激光器芯片老化方式，为通过施加一定时间的较高温度及较大电流应力，对芯片的寿命进行加速，将有缺陷的芯片提前筛出，同时使芯片提前进入寿命稳定期。对于VCSEL而言，其传统老化工艺通常为老化温度为85℃~150℃，电流范围为8mA~14mA，对芯片的寿命进行加速，通过检测芯片性能参数的变化，将早期失效的芯片在较短的时间内进行剔除。但是这种传统的老化方式很难彻底筛选出早期失效的芯片，且操作时间较久（通常为几天）。如果漏筛的芯片流入到客户手中，报废成本将提升，而较久的老化时间也需要投入较大成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足提供一种垂直腔面发射激光器快速老化方法，在确保能提前发现各类型缺陷芯片，从而降低用户使用风险的同时，还可大幅降低老化所需的时间成本。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种垂直腔面发射激光器快速老化方法，对晶圆上的各垂直腔面发射激光器分别进行单次大电流脉冲老化与光老化相组合的组合老化；所述单次大电流脉冲老化具体为：对垂直腔面发射激光器施加脉冲宽度不大于0.5ms，电流大小为Ith+Is的电流脉冲，Ith为所述垂直腔面发射激光器的阈值电流，Is的取值范围为45mA～60 mA；所述光老化具体为：对垂直腔面发射激光器施加5-12小时的光老化驱动电流，所述光老化驱动电流为所述垂直腔面发射激光器的发光功率—电流的变化曲线上发光功率增大至最高点的80-90%所对应的电流。

进一步地，在所述组合老化之后，对晶圆上的各垂直腔面发射激光器进行性能测试筛选。

优选地，利用点测机进行所述组合老化和/或性能测试筛选。

优选地，所述光老化的处理温度为25℃~50℃。

基于相同的发明构思还可以得到以下技术方案：

一种垂直腔面发射激光器快速老化装置，包括：

大电流脉冲老化模块，用于对晶圆上的各垂直腔面发射激光器分别进行单次大电流脉冲老化，所述单次大电流脉冲老化具体为：对垂直腔面发射激光器施加脉冲宽度不大于0.5ms，电流大小为Ith+Is的电流脉冲，Ith为所述垂直腔面发射激光器的阈值电流，Is的取值范围为45mA～60 mA；